Общие сведения

Выход летучих веществ – важная техническая характеристика топлива, дающая представление о частичном его разложении при нагреве. Под действием высоких температур нестойкие углеводородные комплексы, входящие в состав топлива, расщепляются на более простые соединения; при этом выделяются газообразные и парообразные легковоспламеняющиеся горючие продукты разложения – летучие топлива.

Процесс термического разложения топлива в зависимости от температуры можно разделить на три стадии:

1) разложение до 300 °С называют бертинированием, получаемый при этом твердый остаток – бертинатом. При бертинировании выделяется небольшое количество малоценного газа (в основном СО₂, СО, немного Н₂ и углеводородов) и пирогенетической воды W_sK;

2) разложение при 450–550 °С называют полукоксованием, твердый остаток – полукоксом . На этой стадии выделяется основное количество горючего газа и смолы, а также увеличивается выход пирогенетической воды;

3) разложение при 700–1100 °С называют коксованием, твердый остаток – коксом . На этой стадии завершается процесс выхода летучих веществ. Твердый остаток состоит из углерода и негорючих минеральных примесей.

Выход летучих веществ характеризует реакционную способность топлив – способность к воспламенению. Он зависит от вида твердого топлива, а также от условий нагрева и температуры прокалки.

Показатель выхода летучих веществ V ^daf необходимо учитывать при обосновании рациональной организации топочного процесса, при конструировании топки, выборе оборудования и параметров системы пылеприготовления.

В опыте по определению выхода летучих веществ можно получить еще одну характеристику угля – спекаемость. Она характеризует способность угля образовывать при нагревании нелетучий остаток в виде кусочков кокса, обладающих определенной прочностью. Нелетучий остаток, полученный в тигле после определения выхода летучих веществ, в зависимости от внешнего вида и прочности классифицируют следующим образом:

• порошкообразный – мелкий сыпучий порошок;

• слипшийся – при легком нажиме пальцем рассыпается в порошок;

• слабоспекшийся – при легком нажиме раскалывается на кусочки;

• спекшийся, не сплавленный – для раскалывания на отдельные кусочки необходимо приложить усилия;

• сплавленный, не вспученный – плоская лепешка с серебристым металлическим блеском поверхности;

• сплавленный, вспученный – остаток с серебристым металлическим блеском поверхности, высотой менее 15 мм;

• сплавленный, сильно вспученный – остаток с серебристым блеском, высотой более 15 мм.

В классификации углей имеют значение еще две характеристики спекаемости:

• индекс спекаемости по Рогу , характеризующий прочность кокса, получаемого из смеси испытуемого угля с неспекающейся добавкой (например, антрацитом).

• толщина пластического слоя , мм, характеризующая количество пластической массы, образующейся при термическом разложении пробы угля в специальном приборе – пластометре.

Описание экспериментальной установки

Установка состоит из муфельной печи с электрообогревом и зоной постоянной температуры 900 ± 5 °С с глухой задней стенкой; цилиндрических тиглей с плотно прилегающими крышками (рис. 3.1). Весы микроаналитические электрические с пределом взвешивания до 0,001 г. Эксикатор с осушающим веществом.

Рис. 3.1. Схема экспериментальной установки: 1 – муфельная печь; 2 – изоляционная пластина; 3 – тигли с крышками