Определение влажности угля №2
.docЛабораторная работа №2
«Определение влажности угля»
Цель работы: определить влажность угля
В связи с тем, что молекулы воды могут быть связаны с поверхностью угля силами разной природы (абсорбция на поверхности и в порах, гидратирование полярных групп макромолекул, вхождение в состав кристаллогидратов минеральной части) при разных способах выделения влаги из угля получаются различные величины его обезвоженной массы и, соответственно, разные значения влажности.
Все угли содержат то или иное количество влаги. В зависимости от ее состояния (приуроченности) различают Влагу Поверхностную (влагу смачивания). Это вода, находящаяся на поверхности кусков и зерен угля. Она легко удаляется путем просушивания на воздухе.
При анализе угля определяются следующие виды влаги:
Wtr - влага общая (рабочая), %. Определяется по специальной лабораторной пробе на влагу, обработанной и доставленной в лабораторию с соответствующими предосторожностями, чтобы сохранить в пробе всю первоначальную влагу, содержащуюся в угле до самого момента ее определения. Изменение первоначального веса пробы, указанного в сопроводительных документах, не должно превышать 0,5 % веса пробы. С момента приготовления пробы до поступления ее в лабораторию должно пройти не более 12 ч.
Wa - влага аналитическая, %. Определяется по аналитической пробе. Служит для пересчета показателей качества угля на рабочую, сухую и условную горючую массы угля;
Wл - влага лабораторная, %. Определяется по лабораторной пробе для общего анализа;
Wех - влага внешняя или свободная,%. Определяется как разность по убыли в весе пробы при доведении ее подсушиванием до воздушно-сухого состояния;
Wh - влага воздушно - сухого состояния, %. Представляет остающуюся в пробе влагу после подсушивания ее до воздушно-сухого состояния (при температуре окружающего воздуха 200 С и относительной влажности воздуха 65%). Ее называют еще влагой связанной или внутренней, также гигроскопической. Эту влагу определяют по аналитической пробе, доведенной до воздушно-сухого состояния в указанных условиях лишь в отдельных случаях, например, когда требуется установить гигроскопическую способность угля. Для массовых определений влагу воздушно-сухого состояния определяют по аналитической пробе, доведенной в течение 24 ч до воздушносухого состояния в комнатных и, следовательно, не точно обусловленных условиях температуры и влажности воздуха. Поскольку для практической оценки угля эти условия обычно близки в различных лабораториях, то данные о содержании определенной таким образом влаги могут служить для общей характеристики угля.
Взаимосвязь между влагой рабочей, лабораторной, внешней и воздушно-сухого состояния определяется следующими соотношениями:
Wtr = Wл;
Wtr = Wех + Wh
Содержание влаги в углях определяют прямыми и косвенными методами.
Прямые методы заключаются в отгонке воды из навески угля в замкнутой системе, улавливании выделяющихся при этом паров воды и определении, путем непосредственного замера, веса или объема воды в навеске.
Косвенными методами содержание влаги определяется по косвенным показателям, например по убыли в весе навески угля после высушивания ее в сушильном шкафу до постоянного веса, по реакциям, в которые вступает влага угля при тех или иных на нее воздействиях, по изменению свойств угля в зависимости от содержания в нем влаги.
Содержание влаги рабочей, лабораторной и аналитической (Wp, Wл,Wa) вычисляют по формуле:
W=G1×100/G, %
где G - навеска угля, г; G1 - убыль веса навески при сушке, г.
Содержание влаги (рабочей и аналитической) зависит, прежде всего, от степени метаморфизма (марочного состава) угля. Влага в угле является не только балластом, она уменьшает его теплоту сгорания, т.к. требует дополнительных затрат тепла на своё испарение. Поэтому бытующая практика смачивания углей перед сжиганием, по сути, неверна. С другой стороны, смачивание угольной пыли приводит к её 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. Влага угля снижает полезную массу при перевозках, на ее испарение тратится большое количество тепла при сжигании топлива, кроме того, зимой влажный уголь смерзается.
Методика определения:
Рабочую пробу угля перемешать в банке и на разной глубине из 2-3 мест взять в заранее высушенные и взвешенные стаканчики для взвешивания (бюксы) три навески угля приблизительно по 1,0 г на аналитических весах. Стаканчик для взвешивания поместить в предварительно нагретый до 105,0-110,0°С сушильный шкаф и высушивать в течении 30-40 минут. Затем стаканчики для взвешивания с навесками угля вынуть из шкафа, поставить на фарфоровую подставку, закрыть крышками, охладить сначала на воздухе 2-3 минуты, затем в эксикаторе до комнатной температуры (не более 20 минут) и взвесить. Высушивание производить до постоянной массы стаканчиков для взвешивания с навесками угля. Результаты взвешивания записать в таблицу.
|
№ навески |
№ бюкса |
Масса бюкса |
Масса бюксы с пробой |
Масса пробы после просушивания |
Масса пробы до просушивания |
Изменение массы навески |
Влага анализируемой пробы |
|
|
До просушивания |
После просушивания |
|||||||
|
|
|
m0 |
m1 |
m2 |
Δm2= =m2–m0 |
Δm1= =m1–m0 |
Δm= =Δm1–m2 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
… |
|
|
|
|
|
|
|
|
Контрольные вопросы
1. Какие виды влажности угля различают?
2. Какие существуют методы определения влажности угля?
3. К каким последствиям приводит повышенное содержание влаги?
4. Почему применяется одна формула для определения содержание влаги рабочей, лабораторной и аналитической?