Страница 1
Летливите вещества на въглищата, образувани при нагряване без достъп до въздух, са газообразни и парообразни продукти от разлагането на въглищата.
Известно е, че летливите вещества на въглищата съдържат значителен процент водород и въглеводородни газове. Летливите вещества, освободени при увличане, се състоят главно от CO и COs оксиди, независимо от вида на първоначалните въглища. В същото време, ако за първоначалните увличания в газообразни летливи вещества преобладава CO, то за безпепелни - CO. Общият добив на водород и метан от безпепелни отпадъци е близо до добива на тези продукти при термично разлагане на кокс. Всичко това ни позволява да заключим, че горивните частици са били изложени на въздействие висока температура... Очевидно процесът на сорбция на газ от коксови частици настъпва след охлаждане на прашния поток. Данните от изследването на порестата структура на горимата част на увличането също показват, че неизгорелите горивни частици са претърпели високотемпературна обработка.
На фиг. 159 показва зависимостта на налягането на разрушаване от изхода летлива материявъглища. При въглищата, чийто добив на летливи вещества е в диапазона 17 - 21%, не се наблюдава никаква корелация. Възможно е обаче да се очертае зона, която включва неравномерни въглища (крива с пунктирана линия), което дава незначително налягане на разрушаване.
Горните съображения в опростен вид дават отговор на въпроса защо индексът на добива на летливи вещества от въглищата зависи от елементния им състав, особено от съдържащия се в тях водород. Хидрогенирането на въглища, дори много меки, значително увеличава добива на катран и бензол.
По време на печенето се образува меден оксид, който частично се трансформира в меден оксид поради редуциращия ефект на въглеродните и летливите въглища. На действие серен анхидридмедният оксид също се образува частично върху медния оксид.
Течно синтетично гориво се произвежда от смола. Летливите вещества на въглищата в състояние на пара-газ претърпяват преобразуване за получаване на синтезни газове и водород. Определена част от сместа отива за пречистване, втечняване и отделяне. Извършва се каталитичната трансформация на ортоводорода в водна пара. Част от синтезните газове и водорода се използват директно в района на Канско-Ачинското въглищно находище за преработка на мазут в леко моторно гориво, синтезиране на амоняк и карбамид, метанол и директна редукция на руди. Получените химически продукти се транспортират до далечни потребители. Електричеството се прехвърля в зоните на потребление, например европейска частСССР.
Водата, получена след изгаряне на флотационния хвост при 320°С, има киселинна реакция (рН 5) и доста висока ХПК (550 mg/l), въпреки че не е открит въглерод в пепелта. Това се обяснява с разтварянето във вода на серен анхидрид и летливи вещества на въглища, образувани при окисляването на сярата, както и с образуването на продукти от тяхното непълно окисление. Този факт се обяснява с наличието на органични пари в газовата фаза на системата при температура от 300 ° C.
Водата, получена след изгаряне на флотационния хвост при 320°С, има киселинна реакция (рН 5) и доста висока ХПК (550 mg/l), въпреки че не е открит въглерод в пепелта. Това се обяснява с разтварянето във вода на серен анхидрид и летливи вещества на въглища, образувани при окисляването на сярата, както и с образуването на продукти от тяхното непълно окисление. Този факт се обяснява с наличието на органични пари в газовата фаза на системата при температура 300 С.
Сорбционните свойства на въглищата са свързани с развитието на тяхната вътрешна повърхност или порьозност. Според проучванията на Кинг и Уилкинс промяната в порьозността на въглищата променя и техния капацитет за коксуване [2651, характеризиращ се с вида на коксовите зърна. Точките, нанесени на графиката, в които координатите са вида на коксовите зърна и отделянето на летливи вещества от въглищата, са разположени под формата на извита ивица. Тази лента не е нищо повече от обърната крива: порьозност - летливи.
Добивът на кокс се увеличава за всеки процент погълнат кислород с около 03% от средния добив. По време на окисляването се увеличава леко, достига своя критичени след това бързо пада при по-нататъшно окисление. Установено е, че сумата от количеството кислород в пресни необработени въглища и количеството кислород, погълнат от кокса, който е загубил 20% от силата си (процентът на остатъка върху сито с диаметър на отвора 6 mm след барабан), зависи линейно от добива на летливи въглища и намалява с намаляване на летливите при изчислено върху сухи безпепелни въглища.
Страници: 1
Летливи вещества във въглищата - това са вещества, отделящи се при нагряване на въглища при стандартни условия при температура (850 ± 10) 0 С. Съставът на летливите вещества включва: влага, летливи органични части на въглищата, частично продукти от разлагането на някои минерали. От кафяви въглища до битуминозни и по-нататък до антрацити, съдържанието на летливи вещества постоянно пада от 50 до 4%. Твърдата маса, която остава след отстраняването на летливите вещества, се нарича коксов остатък. Съдържанието на летливи вещества и естеството на коксовия остатък са голямо значениепри определяне на свойствата на синтероването на въглищата.
Добивът на летливи вещества, определен като съотношението на тяхната маса към единицата маса въглища (в проценти) и преизчислен за сухо безпепелно гориво, характеризира състава и степента на въглищане на органичната му материя. При антрацитите отделянето на летливи вещества е не повече от 8%, при битуминозните въглища - от 8 до 50%, а при кафявите - 45-60%. Добивът на летливи вещества е особено висок при сапропелите (80% и повече). Въглища със сходни технологични свойства в определени условияможе да се различава в добива на летливи вещества с 10%.
За неутрална атмосфера използвайте дебит на азот или аргон между 0,7 и 1,4 пъти промяната на обема на фурната за минута, за да почистите летливите вещества. Повишете температурата на фурната, така че температурата да се повиши от 107 ° C до 950 ± 20 ° C за период от 26-30. Програмирайте устройството да поддържа тази температура за 7 минути. TGA претегля затворените тигли на редовни интервали с повишаване на температурата на пещта. Тегло на тигелите с капаци в края на задържането
За преброяване на летливите вещества се използва период от 7 минути.
Ако определянето на летливи вещества в анализираната проба се извършва непосредствено след определяне на съдържанието на влага (на два етапа на последователно определяне на влагата, след това летливост), тогава летливостта (в проценти), V, се определя, както следва:
V = [(B-C) / W] × 100
където C е масата на изпитваната проба след нагряване (в грамове).
Ако определянето на летливи вещества се извършва отделно, тогава летливостта се определя, както следва:
D = (W-C) / W × 100
където D е загубата на тегло, %; V = D - M
Основни параметри за определяне на волатилността:
Температура - 915 o C.
Скорост на нагряване - 30 o C/min.
Тип - спиране по време.
Откъс - 7:00ч.
Газ - азот.
С капак.
Претегляне при нагряване.
V специална програма(на компютър), който управлява TGA устройството, съдържанието на летливи вещества се определя по формулата:
(X – X – B) / X * 100
където X е теглото на пробата в началото на анализа; X е теглото на пробата в края на етап 1; B - тегло на капака на тигела в началото на анализа
В състава на въглищата, наред с органичните вещества, има минерални примеси, които обикновено са баласт. За да се оцени въглищата, е важно да се знае съотношението между тях съставни части... Техническият анализ се състои в определяне на съдържанието на влага (W), съдържанието на пепел (A), добива на летливи вещества (V), съдържанието на сяра (Sb), калоричността (Q) и коксовия остатък.
влажностнамалява топлината на изгаряне на въглищата. Въглищата се разделят на три групи: B1 - с влажност над 40%, B2 - 30-40%, B3 - 30% или по-малко. Влажността се определя чрез нагряване до 1050°C или чрез сушене в ексикатор над концентрирана сярна киселина. 1% влага намалява топлопроводимостта на въглищата с 6 kcal.
Съдържание на пепел... Пепелта е твърд негорим остатък, образуван от минерални примеси на въглища; по тегло не е равен на минералните примеси, т.к. някои от тях се превръщат в газ и водна пара. Всеки процент пепел намалява производителността на доменната пещ с 2,5%. Допустимото съдържание на пепел за коксуващи се въглища е по-малко от 10%, at страхотно съдържаниепепелта изисква подготовка на въглища. Основните компоненти, които съставляват пепелта: кислород-
Si, Al, Fe, Ca, Mq, Na, K; оксидите Ti и Mn са от второстепенно значение.
Изпускане на летливи вещества... Отнася се за горимата част; при суха дестилация въглищата частично се превръщат в летливи вещества (CH 4, H, CO, CO 2 и др.) Летливите вещества са много ценни. Те имат способността да изгарят, а също така формират основата за получаване на различни химически продукти: багрила, пластмаси, ароматни и експлозиви.
Остатък от кокс... Това е твърд остатък, който остава след отстраняването на летливите вещества, в зависимост от качеството на въглищата. различен вид... Може да бъде на прах – неинтерована, синтерована, разтопена или набъбнала. Капацитетът на спичане на въглищата се изразява в способността при нагряване при определени условия да се комбинират в едно цяло и да дадат достатъчно силен твърд остатък с пореста структура - кокс от металургичен тип. Въглищата, даващи прахообразния остатък, не са слепващи и са подходящи само за енергийни цели. Сярата - вреден примес във въглищата, особено коксовите въглища, причинява повишена консумациякокс при топене на руда и влошава качеството на желязото. Според съдържанието на сяра въглищата се разделят на групи: с ниско съдържание на сяра (до 1,5%), със средно съдържание на сяра (1,5-2,5%), сярни (2,5-4%), с високо съдържание на сяра (повече от 4%). Последните не са подходящи за използване в черната металургия без предварително обогатяване.
Топлина на гореневъглищата е приблизително 24,62 kJ / kg. Определя се по експериментален метод - чрез изгаряне на въглища в калориметрична бомба, и чрез изчисление, по формулите. Антрацитите и постните въглища имат най-висока калоричност.
В много случаи, особено при оценка на неметалните минерали, в допълнение към изследването на техническите свойства, а химични анализисуровини (огнеупорни и керамични глини, варовици като флюси, каолин, талк и др.). За някои минерали (леярски пясъци) също се извършва анализ на размера на частиците.
Кръвен тест за количествено съдържание на летливи токсични вещества (фенол, формалдехид)
Под отравяне (интоксикация) трябва да се разбират структурни и функционални промени в организма, причинени от външни химични фактори. Външните химични фактори се наричат отрови.
Намирайки се в тялото, токсични вещества под въздействието на ензими и други биологично активни веществапретърпяват химични трансформации.
Докато са в организма, токсичните вещества под въздействието на ензими и други биологично активни вещества претърпяват химични трансформации (окисление, редукция, хидролиза и др.) с образуването на най-често безвредни съединения. В други случаи се образуват междинни продукти с по-изразени токсични свойства (ацеталдехид, оксалова киселина, формалдехид, съответно - при отравяне с етилов алкохол, етиленгликол, метилов алкохол). Един от начините за трансформация отровни веществав организма е образуването на свободни радикали, които имат способността да увреждат вътреклетъчните мембрани с последваща клетъчна смърт. По правило част от отровата се отделя от тялото непроменена.
феноли
Феноли - карболова киселина, крезол, резорцин, хидрохинон. Безцветни или оцветени кристали или аморфни вещества; често имат силна характерна миризма.
Те имат локален каутеризиращ, психотропен (наркотичен), невротоксичен (конвулсивен), нефротоксичен ефект. Смъртоносна дозаако се приема през устата - 2 гр. Възможно отравяне с фенолни пари при поглъщане през устата или върху кожата. Бързо усвояване. Когато се приема през устата, фенолът бързо се абсорбира от кръвния поток, транспортира се и се разпределя в тялото. В черния дроб фенолът претърпява биотрансформация: 10% от фенола се окислява до двуатомни феноли (орто- и пара-съединения). В случай на отравяне с фенол при пациент, тъмнозеленото оцветяване на урината се обяснява с наличието на хидрохинон и хинхидрон в нея.
Фенолът принадлежи към групата на чернодробните отрови. Неговият хепатотоксичен ефект се проявява в развитието на токсична чернодробна дистрофия. Изразява се в увеличаване на размера на черния дроб и поява на болка в черния дроб. Също така, жълтеница, бледност, замаяност, признаци на хеморагична диатеза, треска, нарушение умствена дейност... Церебротоксичният ефект на фенола се проявява чрез чернодробна енцефалопатия. Тежки формиотравянето с фенол е придружено от загуба на съзнание и чернодробна кома. Когато фенолът навлезе в тялото през устата, болки в стомаха, диария, понякога с кръв, повръщане на белезникави, флокулантни маси, появява се миризма на фенол от устата, урината придобива маслинен цвят. Аутопсия: лигавиците на устата, хранопровода и стомаха са покрити с млечни петна, твърди на допир. Белтъчна и мастна дегенерация на паренхимните органи, леки кръвоизливи в вътрешни органии мозъчни тъкани.
Формалдехид
Формалдехидът е безцветен газ с остър, дразнещ мирис. Нека се разтварят добре във вода, алкохоли и други полярни разтворители.
формалин - воден разтворформалдехид (обикновено 37 - 40%), съдържащ 6-15% метанол (инхибитор на полимеризацията на формалдехид). Това е безцветна течност с характерна остра миризма.
Формалдехидът се използва в органичния синтез, в производството на синтетични смоли и пластмаси, за синтеза на много лекарства и багрила, за дъбене на кожи, като дезинфектант, антисептик и дезодориращ агент.
Вдишване на въздух, съдържащ голям бройформалдехид, явленията на остро отравяне се развиват със сълзене, остра кашлица, усещане за стягане в гърдите. Когато се приема перорално (в повечето случаи погрешно) в резултат на усвояването на формалдехид, има загуба на съзнание, гърчове, депресия на нервните центрове, дразнене на бъбреците.
Обучение
кръв
Токсикологичният преглед не изисква специално обучение. Препоръчително е да вземете кръв не по-рано от 4 часа след последното хранене.
Преди диагнозата не се препоръчва да се излагате стресови ситуациипиене на алкохол и пушене.
Диета и прием наркотицине оказва влияние върху резултатите от изследването.
урина
В навечерието на теста не се препоръчва да се ядат зеленчуци и плодове, които могат да променят цвета на урината (цвекло, моркови, червени боровинки и др.), да се приемат диуретици.
Съберете сутрешната част от урината, отделена веднага след сън. Преди събиране на урина е необходимо да се проведе задълбочена хигиенна тоалетна на външните полови органи. По време на първото сутрешно уриниране малко количество урина (първите 1-2 секунди) се пуска в тоалетната, след което се събира цялата порция урина в чист съд, без да се прекъсва уринирането. Изсипете урината в стерилен пластмасов съд с винтова капачка, приблизително 50 ml. При събиране на урина е препоръчително да не докосвате контейнера с тялото. Необходимо е да се достави контейнера с урина в медицинския кабинет възможно най-скоро от момента на вземане на биоматериала.
Интерпретация на резултатите
Кръв, урина
Мерни единици: μg / ml.
Отговорът е даден в количествен формат.
ИЗКОПАЕМИ ВЪГЛИЩА- твърди горими минерали; продукт на трансформацията на растенията. Основни компоненти: карбонизирани органична материя, минерални примеси и влага. Обикновено се срещат под формата на слоеве сред седиментни скали. Подразделя се на кафяви въглища, битуминозни въглища и антрацити. Изкопаемите въглища се използват главно в енергетиката, за производството на металургичен кокс и в химическата промишленост. Основни технологични характеристики: съдържание на пепел, съдържание на влага, сяра, добив на летливи вещества. Световните резерви са около 3700 милиарда тона.
Кузбас е основната руска база за твърди горива.
Технически анализ на въглища
Всички видове твърди изкопаеми горива съчетават два компонента: органична материя и минерален компонент, който преди се е считал за баласт, но сега все повече се смята за източник на ценни минерални суровини, по-специално редки и микроелементи. За оценка на възможностите и режимите на преработка на изкопаемите горива се използва технически анализ, който дава възможност да се определят насоките на тяхното използване като енергийни и химически суровини. Техническият анализ се отнася до дефинирането на предвидените индикатори Технически изискваниявърху качеството на въглищата.
Техническият анализ обикновено съчетава методи, предназначени за определяне на съдържанието на пепел във въглищата и нефтените шисти, съдържание на влага, сяра и фосфор, добив на летливи вещества, топлина на изгаряне, способност за синтероване и някои други качествени и технологични свойства. Пълен технически анализ не винаги се извършва, често е достатъчно да се извърши съкратен технически анализ, състоящ се в определяне на съдържанието на влага, пепелта и отделянето на летливи вещества.
влажност
Поради факта, че водните молекули могат да бъдат свързани със сили към повърхността на въглищата от различно естество(абсорбция на повърхността и в порите, хидратация на полярни групи макромолекули, включване в състава на кристалните хидрати на минералната част) при различни начинипри отделянето на влага от въглищата се получават различни стойности на неговата дехидратирана маса и съответно различни значениявлажност.
Масата на въглищата със съдържанието на влага, с която се доставят до потребителя, се нарича работна маса на въглищата, а влагата, отделена от тях при изсушаване на пробата до постоянна маса при 105oC, се нарича обща влага на работната маса на въглища.
Съдържанието на влага в изкопаемото гориво се характеризира с неговото съдържание на влага. Тази стойност се изразява чрез съотношението на масата на влагата, отделена при температурата на дехидратация, към масата на анализираната проба. Влажността се обозначава с буквата W (Wasser).
Влагата във въглищата намалява полезната маса по време на транспортиране, голямо количество топлина се изразходва за нейното изпарение при изгаряне на гориво, освен това мокрите въглища замръзват през зимата.
Общото съдържание на влага варира в зависимост от степента на коализиране на фосила в следващия ред.
Торф> Кафяви въглища> Антрацити> Битуминозни въглища.
Съдържание на пепел
Изкопаемите въглища съдържат значително количество (2-50%) минерали, които образуват пепел след изгаряне. Пепелният остатък се образува след калциниране на въглища в открит тигел в муфелна пещ при температура 850 ± 25 ° C. Пепелта е 95-97% съставена от оксиди Al, Fe, Ca, Mg, Na, Si, K. Останалото са съединения на P, Mn, Ba, Ti, Sb и редки и микроелементи.
Съдържанието на пепел се обозначава с буквата Ad (Asche) и се изразява в тегловни%. Общото съдържание на влага и пепел се нарича баласт. Съдържанието на действителните минерални вещества се обозначава с буквата М. Определя се с помощта на физични и физикохимични методи (например микроскопски, флуороскопски, радиоизотопни).
Летливи вещества
Летливи вещества - пари и газообразни продукти, отделяни при разлагането на органична материя на твърдо изкопаемо гориво при нагряване в стандартни условия... Отделянето на летливи вещества се обозначава със символа V (volativ), добивът за аналитичната проба е Va, за сухо вещество Vd, сухо и без пепел Vdaf. Тази характеристика е важна за оценка на термичната стабилност на структурите, изграждащи органичната маса на въглищата. Отделянето на летливи вещества по време на калциниране послужи като основа за една от класификациите на въглищата по клас.
| Марка | Обозначаване Групови марки |
Нестабилно освобождаване |
Дебелина на пластмасата |
|
|---|---|---|---|---|
| Дълъг пламък | д | повече от 37 | ||
| Газ | г | G6 G7 | повече от 37 | 17 - 25 |
| Газова мазнина | GZH | - | повече от 31-37 | 17 - 25 |
| Мазни | Ф | 1Ж26 2Ж26 | повече от 33 | 26 и повече |
| Кока-кола удебелена | QL | KZh14 KZh6 |
25 - 31 | 6 - 25 |
| Кока Кола | ДА СЕ | K13 K10 | 17 - 25 | 13 - 25 |
| Кока-кола втора | K2 | - | 17 - 25 | |
| Постно синтеровани | операционна система | - | по-малко от 17 | 6 - 9 |
| Слабо печене | SS | 1CC 2CC | 25 - 35 | |
| Кльощава | т | - | по-малко от 17 | |
| Антрацит | А | - | по-малко от 10 | |
Топлина на горене
Калоричната стойност е основният енергиен индикатор на въглищата. Определя се експериментално чрез изгаряне на проба от въглища в калориметрична бомба или чрез изчисление с помощта на данни от елементен анализ.
Разграничете най-високата топлина на изгаряне на въглища Qs като количеството топлина, освободено по време на пълното изгаряне на единица маса въглища в калориметрична бомба в кислородна атмосфера и най-ниската специфична топлина на изгаряне Qi като най-високата топлина на изгаряне минус топлината на изпаряване на водата, отделена и образувана от въглищата по време на горенето. Най-високата топлина на горене често се определя за безпепелното състояние на въглищата Q s af, а най-ниската за работното състояние Qir. DI. Менделеев предложи формула за изчисляване на най-високата калоричност от данните от елементен анализ (kcal / kg):
Qsaf = 81 ° С + 300Н-26 (О-S), където С, Н, О, S - масова частелементи в веществото TGI,%.
По-висока калоричност на основните твърди горива:
Капацитет на синтероване
Едно от най-важните, ако не и най-важното направление за използване на въглищата е преработката им в металургичен кокс – твърд продукт от високотемпературно (> 900С) разлагане на въглища без достъп на въздух, който има определени свойства. Не всички въглища са способни на синтероване, т.е. при нагряване без достъп до въздух преминават в пластично състояние с последващо образуване на свързан нелетлив остатък. Ако този синтерован остатък отговаря на изискванията за металургичен кокс, тогава се говори за коксуващи се въглища. По този начин коксуването е синтероване, но първото понятие е по-тясно. Въглищата от марки G, Zh, K, OS се синтероват, но металургичният кокс може да се получи само от въглища от клас K или от смес от въглища, която по свойства е близка до тях.
Елементарен анализ на TGI
Както вече споменахме, органичната материя на всички видове TGI се състои от C, H, O, S и N. Общото им количество надвишава 99 тегл.%, изчислено върху органичната материя на всякакви въглища и торф.
Въглеродът и водородът се определят от добива на CO2 и H2O по време на изгаряне на проба въглища в поток от кислород. Тези оксиди се улавят в абсорбиращ апарат, пълен с разтвори на KOH и H2SO4, съответно. Последните се претеглят преди и след изгарянето на пробата, а съдържанието на С и Н в пробата се изчислява от разликата в масата, обикновено в тегловни%. Трябва да се отбележи, че в този случай резултатите могат да бъдат изкривени поради абсорбцията на вода и въглероден двуокисот неорганичен произход и се образува поради термично разлагане на минералните компоненти на въглищата.
Като цяло сярата се среща по-често във въглищата. Съдържанието му варира от части от процента до 10-12%. Правете разлика между сулфат (SSO4), пирит (Sp) и органична сяра (So), общото им съдържание се нарича обща сяра (St). Съдържанието на сяра, определено от данните от елементен анализ е важна характеристика, който определя специални изисквания за обработка и използване на суровини, характеризиращи се с тяхната висока концентрация. Еволюиралите летливи серни продукти като H2S и SO2 са изключително опасни, ако се изпускат в заобикаляща среда, а при проектирането на производствени мощности трябва да се има предвид тяхната висока корозивна активност.
