ТВЕРДОЕ ТОПЛИВО

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Саратовский государственный технический университет
ТВЕРДОЕ ТОПЛИВО
Методические указания к лабораторным работам
по курсу «Физико-химические основы горения»
для студентов специальности 140104
и по курсу «Источники энергии теплотехнологии»
для студентов специальности 140105
Одобрено
редакционно-издательским советом
Саратовского государственного
технического университета
Саратов 2010
Введение
Методические указания к лабораторным работам по теме «Физикохимические
основы
горения»
предназначены
для
студентов
специальностей 140104 «Промышленная теплоэнергетика» и 140105
«Энергетика теплотехнологии».
Цель представленных в методических указаниях лабораторных работ
состоит в углублении теоретических и практических знаний студентов,
изучении
методики
и
приобретении
навыков
проведения
экспериментальных исследований в области горения различных топлив.
К выполнению лабораторных работ студент должен приступать
после проработки соответствующего раздела теоретического курса по
рекомендуемой
литературе,
а
также
подробно
ознакомившись
с
теоретической частью работы по методическим указаниям. Отчеты
выполняются в отдельной тетради, которая после получения зачета по
лабораторному практикуму сдается преподавателю.
Лабораторная работа 1
ГЕНЕТИЧЕССКАЯ И ПРОМЫШЛЕННАЯ КЛАССИФАЦИЯ
ОСНОВНЫХ ВИДИВ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА
Цель работы: знакомство с различными видами твердого топлива, их
классификацией
по
происхождению,
с
основами
промышленной
классификации, изучение коллекций твердых топлив, имеющихся в
лаборатории «топливо» кафедры промышленной теплотехники.
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
Генетическая классификация
Твердые топлива в зависимости от происхождения разделяются на
два класса: гумусовые и сапропелевые. Исходным веществом для
образования гумусовых топлив служит наземная растительность. Остатки
древних растений с течением времени накапливались на поверхности
земли, покрывались новым слоем растительных остатков увлажнялись и
при не достатке воздуха подвергались гниению.
Часть органического вещества в процессе гниения удалялось с
летучими веществами, в оставшиеся части накапливался углерод. Так
образовался перегной – вещество, окрашенное в бурый цвет. Если условия
были таковы, что доступ воздуха к перегною прекращался, например, в
следствии покрытия его водой или новыми слоями растительных остатков
начиналось
следующая
стадия
превращения
или
метаморфизма
растительных остатков – оторфение. В этой стадии растительные остатки
уже не подвергаются воздействию кислорода воздуха, а их превращение
протекает под действием анаэробных и термофильных бактерий. В
результате этого воздействия образуется торф.
Под воздействием повышенной температуры и давления, которые
могут иметь место при опускании и поднятия пластов земли в процессе
горообразования, а так же под воздействием фактора времени торфяные
залежи постепенно превращались в залежи бурого угля, бурый уголь – в
каменный
и
далее
–
в
антрацит.
Если
образования
перегноя
характеризуется накоплением кислорода, в слое, то все последующие
стадии являются восстановительными, сопровождающиеся уменьшением
содержания кислорода.
По мере повышения степени метаморфизма в топливе повышаются
содержание углерода, а следовательно, и теплоты сгорания топлива, а
выход горючих летучих(V) уменьшается.
К сапропелевым топливам относятся топлива, исходным веществом
для
образования
которых
послужили
остатки
одноклеточных
альгводорослей и микро организмов, обитающих в водоемах. Слой этих
остатков постепенно скапливался на дне водоемов и разлагался без
доступа воздуха с образованием газов и плотного остатка – гнилостного
ила.
В отличие от гумусовых топлив происшедших из растительных
остатков богатых углеводами, сапропелевые топлива образовались из
веществ, содержащих в основном жиры и протеиновые вещества. Это
объясняет различные соотношения Н и С в органической части гумусовых
и сапропелевых. Отношения Н\С выше у сапропелевых. К сапропелевых
топливам относятся горючие сланцы и сапропелиты.
ПРОМЫШЛЕННАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ТВЕРДЫХ ТОПЛИВ
Для углей России – промышленная классификация разработана по
отдельным угольным бассейнам. В основу ее положен выход летучих
веществ, что отражает степень метаморфизма угля.
Каменные угли в зависимости от выхода угольных веществ V
и
спекаемоти коксового остатка, выраженной толщиной пластического слоя
b мм или характеристикой нелетучего осадка, полуантрацит и антрацит в
зависимости от выхода летучих веществ и теплоты сгорания Qб, а бурые
угли от содержания влаги Wp , разделяются на марки и группы.
Основные марки углей: длиннопламенный Д, газовый г, жирный Ж,
коксовый К, толщиной Т, полуантрацит ПА, антрацит А, бурый Б.
Угли одной марки разделяются на группы: каменные угли по
спекаемости, выраженной величиной пластического слоя Y, мм (например,
каменный уголь марки Ж разделяется на две группы :13 и Ж18), а бурые
угли по влажности, например: бурый уголь марки Б разделяться на Б1, Б2,
Б3, где Б1 – содержание влаги более 40%, Б3 – содержание влаги до 30%.
Антрацит, каменные и бурые угли, подвергающиеся грохочению,
разделяться на классы по размеру кусков(мм):
Плита
Более 100мм
Крупный
50-100мм
Орех
25-50мм
Мелкий
13-25мм
Семечко
6-13мм
Штыб
Менее 6мм
Рядовой
Неограниченны
МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
Установка состоит из микроскопа и коллекции образцов твердого
топлива гумусового и сапропелевого происхождения. Для подсветки
образца топлива микроскоп включается в электросеть через лабораторный
трансформатор, который регулирует интенсивность освещения. Четкость
изображения достигается изменением расстояния окуляров до образца
топлива с помощью винтов на микроскопе. Методика проведения работы
заключается в визуальном и микроскопическом изучении образцов
твердого топлива и составления их описания.
Техническая
характеристика
и
элементный
состав
образцов
коллекций топлив берутся из справочной литературы [1]. В заключении
необходимо сделать вывод о закономерностях изменения состава топлива
в зависимости от его химического возраста и состава материнского
вещества.
ТРЕБОВАНИЯ К БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА
При
включении
микроскопа
в
электросеть
не
касайтесь
токопроводящих проводов. Осторожно обращайтесь со стеклянными
стаканчиками, в которых помещены образцы топлив, так как их поломка
может привести к травматизму.
ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ
Задание 1
Визуальное и микроскопическое изучение коллекций твердых
топлив. В результате составляется описание образцов гумусового топлива
и сапропелевого происхождения, в котором указывается агрегатное
состояние, цвет, механическая прочность, наличие растительных остатков,
характер видимых минеральных включений и их распределение.
Задание 2
Знакомство с техническими характеристиками и элементным
составом коллекций твердого топлива.
По справочным данным [1] для каждого образца топлива указать:
рабочую влажность (Wр), зольность на сухую массу (Ас), содержание
карбонатной углекислоты на сухую массу топлива (СО2)ск, выход летучих
веществ (Vr), низшую теплоту сгорания (QpH) и элементный состав
горючей массы топлива. Данные приведены в таблице:
Вид топлива,
месторождение
Технические характеристики
Wр
Ас
(СО2)ск
Vr
Q pH
Элементный состав
Ср
Нр
Sр
Oр
Nр
Располагать в таблице следует сначала гумусовые, а затем
сапропелевые в порядке возрастания степени их метаморфизма. В
заключении необходимо сделать вывод о закономерности изменения
состава топлива в зависимости от химического возраста и характера
материнского вещества.
СОДЕРЖАНИЕ И ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА ПО РАБОТЕ
Отчет по работе представляется оформленным в тетради по
лабораторным работам и должен содержать:
1)
название лабораторной работы;
2)
формулировка цели работы;
3)
краткий конспект теоретических сведений;
4)
таблицу, включающую описание характеристику образцов
твердых топлив, приведенных в коллекции.
5)
состава
Заключение о закономерностях в изменении элементного
и
технических
характеристик
топлив
в
зависимости
от
химического возраста и состава материнского вещества.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
1.
Основы генетической классификации твердых топлив.
2.
Основные виды гумусовых и сапропелевых топлив.
3.
Состав и свойства гумусовых топлив. Как отличить бурые угли
от каменных?
4.
Основные виды и свойства сапропелевых топлив.
5.
Как влияет наличие карбонатов на свойства горючих сланцев
как топливо? Назовите месторождения карбонатных и бескарбонатных
сланцев.
6.
Какой показатель качества каменных углей принят за основу
промышленных классификаций?
7.
Промышленная классификация бурых углей.
ЛИТЕРАТУРА
Основная
1.
Теплотехнические процессы и устройства электрических
станций: Справочник/Под общей редакцией В.А.Григорьева и В.Н.Зорина,
- М.: Энергия, 1982 - 828 с.
Дополнительная
1.
Белосельский Б.С. Технология топлива и энергетических масел
/ Б.С. Белосельский // М.: Издательство МЭИ, 2003. – 340 с.
2.
Белосельский Б.С., Вдовченко В.С. Контроль топлива на
электростанциях
/
Б.С.
Белосельский,
В.С.
Вдовченко
Энергатомиздат, 1987. – 266 с.
Время, отведенное на работу
Подготовка к работе
0,5 акад. час.
Выполнение работы
1,0 акад. час
Оформление работы
0,5 акад. час.
//
М.:
Лабораторная работа 2
ТЕХНИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА
Цель рабаты: овладение стандартной методикой технического
анализа твердого топлива (определение влажности, зольности и выхода
летучих веществ).
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
Топливом называется углеродосодержащие вещества, в основном
растительного происхождения, которые при горении выделяют теплоту.
По своей физической структуре топливо бывает твердое, жидкое и
газообразное. Каждый из этих видов топлива может использоваться в
естественном виде. Вместе с тем из минерального топлива путем
реаличных способов переработки получают всякого рода искусственные
виды топлива.
Топливо обычно характеризуется техническими показателями и
химическим составом. Технические характеристики дают в процентах по
массе. Определяют количество в топливе золы А, влаги Wp, выход летучих
веществ Vг и величину теплоты сгорания топлива Qpн, кДж/кг.
Химический состав топлива дается в первую очередь в виде состава
горючей его части, являющейся наиболее характерной для данного вида
топлива.
Этот состав топлива может быть выражен уравнением:
CГ+HГ+OГ+NГ+SГ=100%,
(1)
где CГ,HГ,OГ,NГ,SГ- процентное содержание элементов на горючую массу.
В горючую массу входит сера, попавшая в топливо из органического
вещества, являющего прародителем топлива SГо, и сера колчеданная SГ,
проникающая в топливо из окружающей его пустой породы.
Обычно дается химический состав рабочего топлива, в котором
учитывается так же содержание в топливе воды и влаги
CР+HР+OР+NР+SР+АР+W Р =100%,
где CР,HР,OР,NР,АР,W
Р
(2)
– процентное содержание элементов на рабочую
массу.
При полном отсутствии влаги масса топлива носит название сухой и
выражается уравнением
CС+HС+OС+NС+SС+AC=100%,
(3)
где CС,HС,OС,NС,AC – процентное содержание элементов на сухую массу.
Для тепловых расчетов и обработки результатов испытаний
тепловых установок принимают рабочий состав топлива.
Понятиями горючей и сухой массы пользуются при лабораторных
анализах, классификация и изучение общих свойств топлива.
Влага WP и зольность AC является балластом, снижающим тепловую
ценность топлива, влияют на конструкцию топочных устройств и методы
сжигания топлив.
Золой
топлива
называют
твердый
не
горючий
остаток,
получающийся после полного сгорания органики и преобразования
минеральной части в ходе топочного процесса. В практике проектирования
и
эксплуатации
парогенераторов
и
оборудования
тепловых
электростанций, работающих на твердом топливе, необходимы данные о
количественном содержании золы, ее составе и свойствах. Именно эти
характеристики определяют наиболее важные решения по организации
топочного процесса, тепловую и конструктивную схемы котлоагрегата,
выбор оборудования систем шлакозолоудаления и золоулавливания.
Минеральные примеси, содержащиеся в топливе, могут быть
разделены
на
внутренние
и
внешние.
Внутренние
примеси
сформировались в массе топлива в процессе его образования, а внешние –
попали при добыче (из прослоек пустой породы) или транспортировки и
погрузки топлива.
Минеральные примеси топлива представляют собой сложную смесь
различных минералов, в состав которых входят самые разные соединения:
силикаты, сульфиды железа; сульфаты кальция и железа; фосфаты,
хлориды и т.д.
При сжигании топлива и прокаливания золы в атмосфере воздуха
минеральные примеси подвергаются ряду превращений. Так, силикатные
соединения теряют кристаллизационную гидратную влагу, соли закиси
железа превращаются в окисные соединения; карбонаты разлагаются,
образуя окислы и выделяя СО2. Железный колчедан окисляется, образуя
SO2. Соли же щелочных металлов при температуре точки улетучиваются, а
в последствии конденсируются на более холодных поверхностях труб или
частицах золы. Эти процессы обуславливают значительное изменение
химического состава минеральных примесей в ходе сжигания топлива.
Следовательно, состав, вес и свойства золы существенно отличаются от
тех же характеристик исходных минеральных примесей.
Превращение каждого из исходных минералов происходит при
определённых температурных условиях, в связи с чем состав и свойства
золы зависят от условий озоления. Образующиеся продукты расплава
исходных минералов могут взаимодействовать между собой, с газовой
средой топки, поэтому на состав и свойства конечных продуктов золы
оказывает влияние и газовая среда.
Таким образом, зольность топлива – до некоторой степени понятие
условное, зависящее от конечной температуры прокаливания, характера
среды и режима озоления.
Обычно золой называется смесь горючих веществ, остающихся
после полного сгорания всех горючих составных частей и после
завершения всех превращений, которые происходят в минеральной массе
топлива при свободном доступе воздуха и заданной температуре.
Влага топлива снижает температурный уровень в топке, увеличивает
потери тепла с уходящими газами. Повышение влажности на 1% вызывает
большое уменьшение низшей теплоты сгорания топлива, чем аналогичное
изменение зольности топлива, так как часть тепла топлива тратится на
испарение влаги.
Содержание влаги в топливе необходимо учитывать при выборе
методов подготовки топлива к сжиганию, при транспортировке топлива и
т.д.
Содержание влаги в твердом топливе зависит от его химической
природы и геологического возраста, условий залегания пластов и способа
добычи, а так же от условий транспортировки и хранения.
Геологически более древние топлива (антрацит, тощий уголь)
содержат гораздо меньше влаги, чем топлива со сравнительно небольшим
геологическим возрастом (бурый уголь, торф).
Суммарная влага топлива складывается из внешней, адсорбционной
(капиллярной
или
гигроскопической
влаги)
и
гидратной
(кристаллизационной) влаги. Основная составляющая – внешняя влага
включает в себя влагу, удерживаемую наружной поверхностью частиц
топлива после смачивания.
Адсорбционная
влага,
связанная
с
общей
адсорбционной
способностью топлив, удерживается за счет механических сил, поэтому
топливо будет терять эту влагу до тех пор, пока упругость паров
находящейся в нем воды не станет равной упругости пара, насыщающего
окружающее пространство.
Обычно колебание температуры и относительной влажности в
лабораторных помещения не велики, а значения их близки к упомянутым
выше
величинам,
в
следствие
чего
влажность
воздушно-сухой
аналитической пробы Wa мало отличается от Wги.
Гидратная (кристаллизационная) влага входит в состав кристаллов
некоторых минеральных примесей топлива (гипс, каолинит и др.). При
обычных лабораторных методах определение влажности гидратная влага
не учитывается, так как разложение кристаллических соединений с
выделением гидратной влаги происходит при более высоких температурах.
После удаления из топлива летучих остается твердый остаток
практически из углерода и не горючих минеральных примесей. В
зависимости от температуры нагрева топлива этот остаток называют
коксом или полукоксом (если не полностью удалены летучие).
Выход
летучих зависит от вида твердого топлива и, с другой
стороны, от условий нагрева и температуры прокалки. Поэтому выход
летучих определяют в строго нормированных температурных и временных
условиях.
Выход летучих и одновременно с ним определяемая спекаемость
являются универсальными показателями, при помощи которых с той или
иной степенью приближения можно оценить свойства и состав топлива и
наметить рациональные методы его использования и сжигания.
МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
Лабораторная
установка
состоит из
сушильного шкафа
для
определения влажности, муфельной печи для определения зольности и
выхода летучих, аналитических весов, эксикатора (ёмкость для хранения
проб топлива), стеклянных бюксов и керамических тиглей.
Муфельная печь и сушильный шкаф имеют электрообогрев,
температура в печи непрерывно контролируется термопарой, а в
сушильном шкафу ртутным термометром и термопары.
Анализ проводится на заранее приготовленных аналитических
пробах топлива. Аналитическая проба топлива готовится лаборантом:
предварительная
лабораторная
проба
топлива
подсушивается
при
температуре 50оС в течение 2-4 часов, измельчается в шаровой мельнице
до порошка, проходящего через сито 900 отверстий на 1 см2 и доводится
до воздушно-сухого состояния путем выдерживания на воздухе при
комнатной температуре в течение суток. Потерянная при этом влага
называется ”внешней” (Wвн).
Показатели, определяемые в подобного рода пробе, называются
показателями аналитической пробы (Wa,Aa,Va). Рабочая влага (Wp) топлива
определяется по формуле
Wp= Wвн+ Wa *((100- Wвн)/100) ,%
(4)
где Wp, Wвн, Wa – влажность рабочей массы, внешняя влага, влажность
аналитической массы.
Так как влажность аналитической пробы меньше, чем влажность
рабочего топлива, для перерасчета различных показателей аналитической
пробы (Xa) на рабочее топливо пользуются формулой
Xp = Xa * ((100-Wp)/(100-Wa)) , %
(5)
где Xp и Xa – содержание элементов на рабочую и аналитическую массу.
Пересчет на сухую массу топлива проводится по формуле
Xс = Xa * ((100/(100-Wa)), %
(6)
где Xс – содержание элементов в сухой массе.
Перерасчет на горючую массу топлива производится по формуле
Xг = Xа * ((100/(100-Wa-Aa)), %
где Xг – содержание элементов в горючей массе.
(7)
Содержание влаги в топливе обычно определяются по потери массы
пробы при полном её высушивании в сушильном шкафу при температуре
160оС и выражают в процентах от первоначальной массы.
Зольность
топлива
определяется
по
массе
зольного
осадка,
образующегося при полном сгорании навески топлива в муфельной печати
при 850-875оС, и выражают в процентах от первоначальной массы топлива.
Выход летучих определяют по потере массы навески топлива при
накаливании в муфельной печати при температуре 840-860о С, выражают в
процентах от первоначальной массы.
Требование безопасности труда
1. К работе допускаются студенты, прошедшие инструктаж по технике
безопасности при выполнении лабораторных работ лаборатории
топлива кафедры промтеплотехники.
2. Работа проводится под контролем преподавателей или лаборанта.
3. Осторожно обращаться со стеклянными бюксами и керамическими
тиглями, т.к. их поломка может привести к травматизму.
4. Во избежание ожогов тигли и бюксы ставить и вынимать из
сушильного шкафа и муфеля следует специальными щипцами.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Задание 1
Определение влажности твердого топлива (1)
Анализ выполняют на двух пробах и производят в следующей
последовательности:
1)
вывешивают тару – стеклянные стаканчики (бюксы) с
притертыми
крышками,
в
которых
производится
сушка
топлива.
Погрешность вывешивания здесь и далее 0,0002 г
2)
В каждый стаканчик насыпают около 1г топлива, закрывают
крышкой и вывешивают на аналитических весах;
3)
Вычисляют вес испытываемого топлива;
4)
Приоткрыв
крышки,
приготовленные
пробы
ставят
в
разогретый до температуры 160+-5оС сушильный шкаф;
5)
Для удаления гигроскопической влаги достаточно выдержать
стаканчик в термостате 5 минут. После высушивания бюксы вынимают,
закрывают крышки и помещают в эксикатор для охлаждения, где
выдерживают 10-12 мин., затем вывешивают;
6)
Производят расчет аналитической и рабочей влажности по
формулам, приведенным в разделе «Обработка результатов», результаты
выписываются в таблицу.
Задание 2
Определение зональности твердого топлива (2)
Для определения зольности твердых минеральных топлив (углей,
сланцев, топлив, коксы) принято 2 стандартных метода: метод медленного
и метод ускоренного озоления. Анализ выполняется параллельно на двух
пробах.
При методе ускоренного озоления примерно 1 г. Топливо из
аналитической пробы отвешивают в фарфоровом тигре и помещают в
муфель, нагретый до температуры 850-850оС на 25 минут, вынимают,
охлаждают сначала 5 минут на воздухе, поставив на асбестовую
пластинку, затем вывешивают. Контрольные прокаливания при 850-875оС
производят в течение 15-20 мин каждое.
При определении зольности торфа методом ускоренного озоления
анализ производят следующим образом. Навеску торфа с размером частиц
до 3 мм влажности 15 % массой 3-3,5 г помещают в тигель, закрывают
крышкой и ставят в муфель нагретый до 800 оС.
Через 15 минут тигель открывают, образовавшийся кокс сжигают и
золу прокаливают в течение 60 минут. Затем тигель вынимают охлаждают
и вывешивают. Контрольных прокаливаний не делают.
Затем производят расчет, и результаты записывают в таблицу. Все
вывешивания производят с погрешностью не более 0,0002 г.
Задание 3
Определение выхода летучих (3)
Анализ выполняется параллельно на двух пробах, и производятся в
следующей последовательности:
1)
Вывешивают
тару
(тигли
с
крышкой).
Погрешности
взвешивания 0,0002 г;
2)
Отбирают аналитическую пробу топлива весом 1-+0,01 г,
помещают в тигель, закрывают крышкой и взвешивают;
3)
Приготовленные
тигли
с
навесками
устанавливают
на
подставку и, открыв дверцу предварительно нагретый до 840-860оС печи
вмести с подставкой, быстро вставляют в печь в зону устойчивости
температуры. Печь закрывают, фиксируют время и следят за температурой
печи. Понижение температуры , имеющей место в начале опыта, должно
закончится в течении первых трех минут. После этого температура должна
устанавливаться 840-860оС. Если же в последующие четыре минуты
температура будет выходить за пределы 840-860оС, опыт бракуется;
4)
По истечении 7 минут подставку с тиглем из печи вынимают и
тигли охлаждают сначала на воздухе (не более 5 минут), а затем в
эксикаторе. После охлаждения тиглей, не снимая с них крышки, снова
вывешивают;
5)
Производят расчет выхода летучих и записывают результаты в
таблицу.
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОПЫТА
На основании опыта рассчитывают аналитическую влагу топлива:
Wa=(∆g/g)*100, %,
где ∆g-общая убыль массы пробы, г;
g – первоначальная масса пробы, г.
Затем по формуле (4) определяют влажность рабочего топлива
(внешняя влага задается преподавателем).
Допускаемое расхождение между параллельными определениями
для влаги аналитической пробы не более 0,3. Вычисление результатов
опыта выражают с точностью до 0,01%, а окончательный результат
анализа округляют до десятых долей процента.
Зольность аналитической пробы топлива вычислят по формуле:
Аа=(а/g)*100, %,
где а - масса зольного остатка, g – масса навески топлива, г.
Допускаемые расхождения между результатами двух параллельных
определений зольности одной аналитической пробы не должны превышать
0,2 % для топлива зольностью до 12%; 0,3% для топлива зольностью 12 до
25%; 0,5% для топлива зольностью не более 25%.
По
вышеприведенным
формулам
рабочего топлива (Ар) и сухой массы (Ас).
(5,6)
вычисляют
зольность
Вычисление результатов анализа, а также пересчет результатов
анализа на сухое и рабочее топливо производят с точностью до 0,01 %.
Окончательные результаты анализа округляют до десятых долей процента.
За окончательный результат принимают среднеарифметический результат
двух определений, если расхождение не превышает допустимых.
Выход летучих веществ в аналитической пробе топлива (Va)
вычисляют в процентах по формулам:
а) при содержании углекислоты карбонатов в аналитической пробе
(СО2)а менее 2 %:
Va =((g1-g2)/a*100-Wa, %;
б) при содержании углекислоты карбонатов в аналитической пробе
менее 2 %:
Va=((g1-g2)/a) *100-Wa-( СО2)ак+((g1-g2)/a)*( СО2)к
где а – масса навески топлива, г;
g1 – масса тигля с навеской до прокаливания, г;
g2 – то же после прокаливания, г;
Wa – содержание влаги в аналитической пробе, %;
(СО2)к – количество углекислоты в нелетучем остатке, %;
g3 – масса пустого тигля с крышкой;
(СО2)ак
–
количество
углекислоты
карбонатов,
перешедшей
в
газовообразную фазу (по равности между содержанием ( СО2)к в исходной
пробе и в нелетучем остатке после определения выхода летучих веществ),
%;
Перерасчет выхода летучих веществ на условную горючую массу
(Vг) проводят по формулам:
а) при содержании углекислоты карбонатов в аналитической пробе
менее 2%:
Vг= Vа*((100/(100-Wa-Aa)) , %,
б) при содержании углекислоты карбонатов более 2%:
Vг= Vа*((100/(100-Wa-Aa-(CO2)ak)) , %,
где Аа – зольность аналитической пробы, %.
Результаты вычисляются с точностью до 0,01% и с той же
точностью
пересчитывают
их
на
условную
горючую
массу.
Окончательные результаты округляют до десятых долей процента.
Расхождение между результатами двух параллельных определений
выхода летучих веществ (Va) по одной аналитической пробе не должно
превышать:
Для угля с выходом летучих веществ менее 9% - 0,3%;
Для угля с выходом летучих веществ от 9 до 45% - 0,5%;
Для угля с выходом летучих веществ 45 % и более -1,0%.
Все результаты сводятся в таблицу.
За
результат
определения
принимают
среднеарифметический
результат двух определений, если расхождение не превышает допустимых
расхождений.
Результаты технического анализа
Влажность, %
Wa
Wвн
Выход летучих,
Зольность, %
Wp
Aa
Ac
%
Ap
Va
Vг
СОДЕРЖАНИЕ И ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА
Отчет по работе представляется оформленным в тетради по
лабораторным работам и должен содержать:
1) название лабораторной работы;
2) формулировка цели работы;
3) краткий конспект теоретических сведений;
4) расчетные формулы и результаты определений;
5) расчет погрешностей определений;
6) вывод к работе;
7) использованную литературу.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
1. Что такое рабочее топливо?
2. Приготовление аналитической пробы топлива?
3. Как определяется влага в топливе? Влага рабочего топлива?
4. Минеральные примеси в топливе и зола? Зольность рабочего
топлива?
5. Что такое выход летучих? Метод определения выхода летучих в
твердом топливе. Из каких элементов состоит коксовый остаток?
6. Какой показатель технического анализа принят за основной при
промышленной классификации каменных углей?
ЛИТЕРАТУРА
Основная
1.
ГОСТ 11084-81. Угли бурые, каменные, антрацит и горючие
сланцы. Ускоренный метод определений влаги.
2.
ГОСТ 11022-75. Угли бурые, каменные, антрацит и горючие
сланцы. Метод определения зольности.
3.
ГОСТ 6382-80. Угли бурые, каменные, антрацит и горючие
сланцы. Метод определения выхода летучих веществ.
Дополнительная
1.
Белосельский Б.С. Технология топлива и энергетических масел
/ Б.С. Белосельский // М.: Издательство МЭИ, 2003. – 340 с.
Время, отведенное на лабораторную работу
Подготовка к работе
1 акад. час
Выполнение работы
2 акад. час
Обработка результатов эксперимента и
оформление отчета
1 акад. час