Уголь марки К 12

Сущность метода заключается  в том, что пробу измельченного  угля или шихты загружают в  конус (бункер), расположенный на определенной высоте над приемным сосудом, объем  и массу которого предварительно определяют. После быстрого открытия затвора конуса уголь поступает  в приемный сосуд (мерную емкость). Поверхность  угля в сосуде разравнивают планкой  и сосуд с углем взвешивают.

Насыпную плотность рассчитывают как отношение массы свеженасыпанного угля к его объему.

 

Вычисление результатов  испытания:

Насыпную плотность угля, выраженную в кг/м³, в расчете на сухое состояние угля, рассчитывают по формуле:

 

(BD)^d=((m₁-m₀)/V)*((100-W_t^γ)/100)   (2.8)

где

m₀ – масса чистой сухой мерной емкости, кг;

m₁ – масса наполненной мерной емкости, кг;

V – объем чистой сухой мерной емкости, м³;

W – общая влага угля, %.

 

Уголь марки К 12:    

 

m₀=0,00758 кг

m₁=0,818 кг

V= 0,001 м³

W=10,29%.

 

Рассчитываем по формуле (2.8) насыпную плотность угля:

 

(BD)^d=((0,818-0,00758)/0,001)*((100-10,29)/100)=727,0278 кг/м³

 

2.6. Выводы

 

Проанализировав результаты, полученные в ходе экспериментов и литературные данные можно сделать выводы:

Полученное значение удельного  веса 1,443 г/мл входит в диапазон теоретических значений 1,28-1,55 г/см³. Однако полученный результат является приблизительный, так как в угле присутствует влажность и минеральные примеси, которые всегда искажают результат. А так же большое значение имеет тот факт, что невозможно определить точный занимаемый объем при помощи измерительного цилиндра «на глаз».

По теоретическим данным уголь марки К-12 имеет влажность от 5-15%. При лабораторном исследовании было получено значение 10,29 %, что соответствует теоретическим данным. Данная проба угля является окисленной, на это показывает влажность угля.

Исходя из справочных данных выход летучих веществ угля марки      К- 12 составляет 22-27%. В результате лабораторных исследований выход летучих веществ составил 23,65%, что соответствует справочным данным. По количеству выхода летучих веществ можно определить возраст угля, чем выше выход летучих веществ, тем степень метаморфизма угля меньше. Так же можно судить о степени окисленности, чем выше значение, тем сильнее уголь окислен.

Теоретическое значение зольности  для угля марки К 12 составляет 22-26%. Практическое значение составило 26%, что соответствует литературным данным. Эти данные максимальны допустимому значению для данной марки угля. Минеральные примеси в угле уменьшают величину калорийности топлива, являются причиной эрозии труб и воздуховодов топки, формирования отложений на трубах и, в итоге, увеличивают стоимость произведенной энергии.

Согласно справочным данным насыпная плотность каменных угля может изменяться в диапазоне от 680 кг/м³ до 850 кг/м³. При лабораторном исследовании насыпная плотность каменного угля марки К 12 составила 727,0278 кг/м³. Насыпной вес угля имеет большое практическое значение, т.к. он предопределяет площади напольных складов, объем бункеров для топлива на заводах, грузоподъемность железнодорожных вагонов при определенном их объеме и прочее.

 

Сравнительная таблица качественных характеристик угля

 

Показатели	Уголь марки К12
	Литературные  данные	Экспериментальные данные
Массовая доля общей влаги, %	5-15	10,29
Зольность углей (Aа) ,%	22-26	26
Выход летучих веществ (Vа), %	22-27	23,65
Удельный вес, г/мл	1,28-1,55	1,443
Насыпной вес угля, кг/м3	680-850	727,03

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Каменный уголь содержит около 78-92% углерода, можно сказать, лежит в основе всех углеводородов, т.е. в их основе лежат атомы углерода. Часто приходится встречаться с  аморфным углеродом в виде угля. По строению аморфный углерод –  это тот же графит, но в состоянии  тончайшего измельчения.

Возрастание степени метаморфизма в органическом веществе каменных углей  вызывается последовательным увеличением  относительного содержания углерода и  уменьшением содержания кислорода  и водорода. Последовательно снижается выход летучих веществ (от 50 до 8% в пересчёте на сухое беззольное состояние); изменяются также теплота сгорания, способность спекаться и физические свойства угля.

Изменение физических свойств  каменных углей в результате их метаморфизма проявляется по линейному, зависимому от уплотнения вещества, или параболическим законам с инверсией в углях  средней стадии метаморфизма, отражающей изменения в структуре органического  вещества. По линейному закону изменяются блеск, отражательная способность  витринита, насыпная масса углей  и другие свойства. Остальные важные физические свойства (пористость, плотность, спекаемость, теплота сгорания, упругие  свойства и пр.) изменяются либо отчётливо  по параболическому закону, либо по смешанному, когда изменение свойств  происходит лишь при переходе угля к стадии тощих (микротвёрдость, электропроводность и др.).

Применение же каменного угля многообразно. Его можно использовать как бытовое, энергетическое топливо, сырье для металлургической и химической промышленности, а также для извлечения из него редких и рассеянных элементов.

В отчете были рассмотрены  показатели качества угля такие как: зольность, влажность, выход летучих  веществ, удельный вес, а также насыпная плотность углей.

Все угли содержат то или  иное количество влаги. Влага в угле является не только балластом, она уменьшает  его теплоту сгорания, т.к. требует  дополнительных затрат тепла на свое испарение. С другой стороны, смачивание угольной пыли приводит к ее окомкованию  и повышению проницаемости для  газов, выделяющихся при термической  деструкции угля. Но этот прием применяется  главным образом от безысходности - при использовании угля, не предназначенного для слоевого сжигания.

Повышенное содержание внешней  влаги приводит также к повышенной слипаемости угольной мелочи, слеживаемости  и смерзаемости угля.

Содержание минеральных  примесей в угле, является основным показателем, определяющим качество. Минеральные  примеси - это в основном нейтральный  балласт, в меньшей степени - источник вредных химических элементов, влияющих на технологические характеристики угля, а в теплоэнергетике и  на степень экологического загрязнения.

Требования к зольности  низкометаморфизованных, а значит малокалорийных углей (бурые, длиннопламенные), более  жесткие, чем к зольности высокометаморфизованных (тощие, антрациты).

В практике используется, в  основном, два показателя зольности: отнесенные к абсолютно сухому топливу  и к рабочему его состоянию, т.е. при фактической его влажности.

Органическая масса углей  при термическом воздействии  разлагается на две производные: летучие вещества и нелетучий  остаток. Данный показатель весьма важен, т.к. определяет особенности поведения  угля в процессе его использования. Так, высокое содержание газообразной составляющей в составе горючей  массы угля определяет его высокую  реакционную способность (т.е. воспламенение  происходит при более низких температурах), превалирование конвективного типа передачи тепла над лучистым. Но вместе с тем угли с высоким выходом летучих веществ обладают более низкими показателями теплоты сгорания, термической стойкости. Они, как правило, характеризуются более высоким процентом химического недожога.

Таким образом, каменный уголь  является неотъемлемой частью нашей  жизнедеятельности. Разнообразнейшее применение практически во всех отраслях народного хозяйства каменного  угля предполагает и дальнейшую его  добычу и переработку.

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Аронов С. Г., Нестеренко Л. Л., Химия твердых горючих ископаемых. Хар., 1960
2. Касаточкин В. И., Ларина Н. К., Строение и свойства природных углей, М., 1975;
3. Кушев Г. Л., Карагандинский угольный бассейн, [ 2 изд.], А.-А., 1963.;
4. Скляр М. Г., Физико-химические основы спекания углей, М., 1984.
5. Химическая энциклопедия. Даф-Мед. Изд-во «Сов.энциклопедия», 1990.- 671с.
6. В.Д. Войлошников, И.А. Войлошникова. Книга о полезных ископаемых. М. Мир, Недра. – 1991. – 175с.
7. Б.А. Ахметжанов, Н.Б. Уметалиев, А.А. Жданкин. Горный журнал Казахстана, выпуск №1 2011 г, стр. 38-40.