Анализ каменного угля в лабораторных условиях
➞ Каменный уголь — один из наиболее часто используемых энергоэффективных видов биотоплива. Марки ископаемого угля зависят от ряда факторов, таких как происхождение, физико-химическое воздействие, биологические процессы в экосистеме.
Ключевая роль электрической и тепловой энергии остается за каменным углем. И его технические и эксплуатационные показатели будут влиять на конечную стоимость как индивидуальных потребителей, так и крупных предприятий.
Поскольку твердое топливо является важным энергетическим ресурсом, широко используемым в промышленности и энергетике. Его качество в значительной степени определяет эффективность сжигания и экологической безопасности. Лабораторный анализ угля позволяет оценить его физико-химические свойства, определить показатели качества и соответствие стандартам ДСТУ ISO 17246:2010.
Основные показатели качества каменного угля
Для разных отраслей есть отдельные требования к качеству угля. С целью определения эксплуатационных показателей его подвергают техническому анализу на:
- Влажность: содержание влаги в угле влияет на его теплотворную способность и процесс горения.
- Зольность: количество минеральных остатков после полного сгорания, что влияет на экономическую эффективность использования угля.
- Содержание летучих веществ характеризует способность угля к воспламенению и процесс его горения.
- Теплотворная способность: показатель, определяющий количество выделяемой энергии при сжигании.
- Сернистость: содержание серы в угле, что влияет на экологические аспекты использования топлива.
Анализ этих показателей позволяет определить наиболее эффективные способы использования угля и минимизировать негативное влияние на окружающую среду. Рассмотрим их подробнее.
Зольность — основной показатель качества ископаемого угля, определяющий ценность топлива. Для проверки этого показателя уголь сжигают и оценивают количество негорючего остатка. Фактически оценивается концентрация минеральных примесей. Таким образом, легко определить количество примесей, которые не сгорают и соответственно уменьшают теплоемкость угля. Массовая доля качественного угля составляет до 25%, а низкого – от 40%.
Сера — опасная примесь в угле, поскольку при сгорании сульфаты серы соединяются с атмосферной влагой и вызывают выпадение кислотных дождей. Кроме того, сера в угольных фракциях является причиной коррозии многих металлов. В качественном каменном углу содержание серы не превышает 1,5%.
Влажность каменного угля делят на внутреннюю и внешнюю. В первом варианте влаги устраняют при сжигании, а во втором – при выветривании. Большой процент влаги говорит о том, что уголь должен будет выделять тепло из-за плохой теплоемкости. При повышенной влажности уголь может подмерзать, комковаться и наблюдаться в зимний период. Такие причины оказывают плохое влияние на эксплуатационную ценность жесткого топлива.
Теплота сгорания характеризуется количеством тепла, выделенным после полного сгорания твердого топлива в кислороде. При термоанализе проверяют такие теплотворные элементы как карбон, гидроген и часть сера. На количество выделенного тепла влияют отдельные показатели, включая влажность и зольность, действующие на топливо.
Оборудование для определения качества угля
Для оценки свойств и режимов переработки жесткого горючего проводят технический анализ. Он дозволяет найти направления использования сырья в согласовании с техническими требованиями. Лабораторное оборудование для анализа каменного угля включает в себя широкий спектр приборов, позволяющих получить точные результаты исследований.
Приборы для определения влажности угля
Для определения влажности угля используются следующие методы:
⇒ Термогравиметрический метод основан на испарении влаги при нагревании образца в специальном сушильном шкафу.
⇒ Гравиметрический метод предусматривает высушивание образца при определенной температуре и взвешивание до и после испарения влаги.
Основное оборудование для определения влажности:
- Термический анализатор предназначенный для определения содержания летучих веществ, влажности, зольности с помощью термогравиметрического метода.
- Сушильные шкафы — устройства, позволяющие высушивать образцы при контролируемой температуре.
- Лабораторные весы используются для точного определения массы образцов во время проведения исследований.
- Анализаторы влажности измеряют общий процент влажности в образцах. При расчетах учитывается потеря массы образца свежедобытого угля после нагревания в контролируемых условиях. Метод состоит в том, чтобы удалить воду, не связанную с химической структурой угля.
Оборудование для определения зольности угля
Зольность — это содержание минеральных примесей в угле, которые остаются после полного сжигания. Для определения зольности используют следующие методы:
⇒ Мuffle-метод — сжигание образца в муфельной печи при высокой температуре.
⇒ Термогравіметричний аналіз — автоматизированный метод с использованием анализаторов золы.
Основное оборудование:
- Муфельные печи обеспечивают высокотемпературное сжигание образцов для определения зольности.
- Автоматизированные анализаторы золы позволяют получить точные результаты зольности с помощью программируемых процессов нагрева и взвешивания.
Приборы для определения теплоты сгорания и содержания серы
Бомбовые калориметры измеряют показатели теплоты сгорания при сжигании образца в атмосфере кислорода в контролируемых условиях. Применяется для теплотехнических расчетов, сравнения теплоемкости угля разных месторождений и метаморфизма угля. Подходит для заводских и исследовательских лабораторий.
ИК-анализаторы применяют для измерения серы посредством поглощения в спектре инфракрасного. Анализаторы определяют форму серы в углу, чтобы на основании результатов можно было выбрать уголь, подобрать его и подобрать определенные условия для дальнейшего коксования.
Преимущества лабораторного оборудования для анализа угля
Использование современного лабораторного оборудования для анализа каменного угля имеет ряд преимуществ:
- Высокая точность результатов обеспечивается автоматизированными системами измерения и контроля.
- Оперативность анализа. Современные приборы позволяют получить результаты исследований в сжатые сроки.
- Минимизация человеческого фактора. Автоматизация действий понижает возможность ошибок при проведении анализа.
- Экономия ресурсов. Эффективный контроль качества угля позволяет оптимизировать затраты на его использование.
- Соответствие международным стандартам.Лабораторные методы отвечают требованиям стандартов, что важно для экспорта и промышленного использования угля.
Лабораторный анализ каменного угля является важной составляющей контроля качества топлива, что обеспечивает эффективное и экологически безопасное использование этого природного ресурса.
