Как найти влажность угля

Показатели качества угля

Уголь — сложнейшее органоминеральное образование, и по­этому обладает разнообразными свойствами. Это предопределяет возможность его использования практически во всех отраслях народного хозяйства — от элементарной печки до космических аппаратов.
Качество, по определению — это совокупность свойств продук­та, используемых для удовлетворения потребностей тех или иных отраслей народного хозяйства. А так как спектр использования углей огромен, то и перечень показателей качества также не мал.

Например, чтобы определить, годится ли уголь для коксования, рассматривается более 30 показателей. То же — для производства электродной продукции и т.д. Здесь  рассмотрены показатели качества, учëт которых необходим при оценке использования угля в «малой» теплоэнергетике, т.е. на котельных и в быту.

Влажность угля (W)

Все угли содержат то или иное количество влаги. При этом 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.
Оставшаяся (после удаления поверхностной) влага характе­ризует влагосодержание угля, свойственное его вещественному, петрографическому и марочному составу и обозначается как мак­симальная влагоемкость (Wmax).
Свободная влага на поверхности кусков и зерен угля, и влага, приуроченная к трещинам, пустотам и капиллярам (Wmax) в сумме определяют такое понятие, как влага внешняя (Wex).B лаборатории она определяется путем просушивания в сушильных шкафах: при температуре 40 С0 — для каменных углей и при 50 °С — для бурых.
Влага воздушно-сухого угля, или аналитическая (Wa), в основ­ном представлена адсорбционно-связанной водой. Определяется она посредством просушки при температуре 105-110 °С (при уско­ренном методе при 160 °С).

В сумме эти два вида влаги определяют понятие влага общая (Wt), или рабочая (Wrt). 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 своë испарение. Поэтому бытующая практика смачивания углей перед сжиганием, по сути, неверна. С другой стороны, смачивание уголь­ной пыли приводит к еë 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 золы (зольность А)

Зольность, или содержание минеральных (не горючих) 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. Содержание минераль­ных примесей зависит только от условий торфонакопления, а зна­чит, может быть различным для углей разных марок.
Различают внутреннюю, связанную с органической частью угля, и внешнюю, слагающую породные прослои, золу. Содержа­ние первой, как правило, незначительное (не более 10%), но она практически не удаляется при обогащении. Внешняя зола, осо­бенно связанная с малоуглистыми породными прослоями, легко удаляется при всех видах обогащения.
В различных областях промышленности требования к зольно­сти существенно различаются. В теплоэнергетике используются бурые и каменные угли, в основном с Ad до 35%, при более высоком содержании золы они требуют специальных видов сжигания. Града­ций топлива по степени зольности достаточно много. Здесь наиболее приемлемой будет классификация, основанная на учете т. н. приведенной зольности — соотношения зольности (в %) к теплоте сгорания влажного беззольного угля (в Мдж/кг, 1 Мдж=239 ккал)

Таким образом, требования к зольности низкометаморфизованных, а значит малокалорийных углей (бурые, длиннопламенные), должны быть более жесткими, чем к зольности высокометаморфи- зованных (тощие, антрациты).
В практике используется, в основном, два показателя зольно­сти: отнесенные к абсолютно сухому топливу (Ad) и к рабочему его состоянию, т.е. при фактической его влажности (Аd).

Выход летучих веществ (Vdaf)

Органическая масса углей при термическом воздействии разлагается на две производные: летучие вещества и нелетучий остаток. В состав летучих входят первичный дëготь (в бурых углях), каменноугольная смола (в каменных) и газы: окись углерода, водород, метан, лëгкие углеводороды и их гомологи. Содержание летучих зависит от петрографического состава углей — витринитовые (бле­стящие) разности содержат их большее количество, чем фюзени- товые (матовые).
Данный показатель весьма важен, т.к. определяет особенности поведения угля в процессе его использования. Так, высокое содер­жание газообразной (летучей) 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.

Содержание серы (STD)

Сера в углях является вредной примесью. При использовании угля в металлургии сера переходит в металл, ухудшая его качество. При сжигании топлива сера образует сернистые соединения, кото­рые, реагируя в атмосфере с водяными парами, образуют серную кислоту, выпадающую т.н. кислотными дождями. Содержание серы в углях Кузнецкого, Канско-Ачинского, Минусинского бассейнов колеблются в пределах 0,2-0,6%. Низким еë содержанием характеризуются и угли Восточного Казахстана. Поэтому данный показатель в нашем регионе, как правило, редко учитывается при оценке качества и потребительской ценности топлива. Но, вместе с тем угли некоторых месторождений Иркутского бассейна харак­теризуются очень высоким, более 10%, содержанием серы, что делает их малопригодными для использования в теплоэнергетике.
Этот показатель наиболее важен для оценки потребительской ценности углей, особенно используемых в теплоэнергетике.

Теплота сгорания (Q)

Различают теплоту сгорания высшую, пересчитанную на сухое беззольное состояние топлива (Q,daf). Этот показатель использует­ся для сопоставления и классификации углей. Низшая теплота сго­рания (Qr.) характеризует топливо в его естественном состоянии, т.е. при конкретных значениях влажности и зольности.

Лабораторная
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.

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?

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Влажность

Влажность угля — одна из важных его характеристик. Почему ее значение необходимо знать и уметь рассчитывать каждому, кто непосредственно имеет дело с этой породой? Только для того, чтобы, зная качество угля, не переплачивать за него.

Ведь влажность угля делает его тяжелее, увеличивая затраты на перевозку. Зимой он смерзается сильнее сухого, следовательно, топлива, необходимого разогрева угля и испарения влаги, требуется больше. О таких особенностях должен помнить любой рачительный хозяин.

Вода в состав породы может попадать в результате:

• Абсорбции на поверхности и в порах,
• Гидратации полярных групп макромолекул,
• Входя в состав решетки кристаллогидратов минеральной части.
• Чем ниже мы спускаемся по этому списку, тем сложнее разорвать связи, удерживающие воду.

Итак, масса угля, которую получает потребитель — это рабочая масса угля. Если ее высушивать при комнатной температуре, то после испарения внешней влаги, проба придет к воздушно-сухому состоянию. Массу такого образца при размельчении до 0,2 мм называют аналитической массой угля. Однако в составе породы еще остается значительное количество влаги, которая удерживается капиллярными и сорбционными силами. Чтобы ее удалить, уголь нагревают до 105ºС.

Часть воды, которая испарится при нагревании, называется общей влагой рабочей массы угля. В результате остается сухая масса угля. Дальнейшее нагревание приводит к разрыву связей в кристаллогидратах и выделению химически связанной воды, силикатов и гипса WM.

При расчетах влажность угля обозначается буквой W (Wasser). Показатель общей влаги рабочей массы угля равен отношению массы влаги, выделившейся при температуре обезвоживания, к массе анализируемого образца и выражается формулой:

Влажность, обусловленная внешней влагой:

и обусловленная связанной (гигроскопической) влагой:

m — масса навески угля (г) при различных способах анализа;

r — верхний индекс у показателей, относящихся к рабочей массе угля, а — к аналитической, d — к сухой.

Из приведенных выше выражений Wex и Wh видно, что влажности, обусловленные внешней и связанной влагой, не могут просто суммироваться и связываются более сложным соотношением.

Значение влажности зависит от структуры, т. е., в значительной степени, от углефикации породы.

Влажность угля в этом ряду слева направо уменьшается:
Торф → Уголь бурый → Антрацит → Уголь каменный.

Антрацит, нарушающий закономерность, отличается мелкопористостью своей структуры, что усиливает сорбционные процессы на поверхности. Именно поэтому влаги он содержит больше, чем крупнопористый уголь каменный.

— — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ: УГЛИ БУРЫЕ, КАМЕННЫЕ И АНТРАЦИТЫ КУЗНЕЦКОГО И ГОРЛОВСКОГО БАССЕЙНОВ ДЛЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ЦЕЛЕЙ

Технические условия

Brouw coals, hard coal and anthracites of Kuznetsk and Gorlovsky basins for power supply purposes. Specification

Скачать полный текст
— — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —

ГОСТ 25543-88 Угли бурые, каменные и антрациты. Классификация по генетическим и технологическим параметрам

• Обозначение ГОСТ: ГОСТ 25543-88
• Наименование на русском языке: Угли бурые, каменные и антрациты. Классификация по генетическим и технологическим параметрам.
• Наименование на английском языке: Brown coals, hard coals and anthracites. Classification according to genetic and technological parameters.
• Дата введения в действие: 01.01.1991.
• Код ОКС: 73.040.
• Количество страниц: 17.
• Статус: Заменен.

ПОЛНЫЙ ТЕКСТ ГОСТ 25543-88 (17 страниц)

Источник статьи: ukport.ru

Влажность и влагоемкость каменного угля

Каменный уголь всегда содержит определенный процент воды. Она находится в разных состояниях. Жидкость может обволакивать породу с внешней стороны, накапливаться в трещинах, капиллярах. Часть воды прочно связана с минеральными веществами.

В этой статье вы узнаете, какая влажность бывает у каменного угля, от чего она зависит и на что влияет. Мы расскажем о таком параметре как влагоемкость, а также о том, чем может быть опасна повышенная влажность угля.

Какая бывает влажность каменного угля

Влага в каменном угле находится в свободном и связанном состояниях, может располагаться в порах, трещинах, капиллярах и даже собираться в виде пленки на поверхности.

Поэтому выделяют несколько видов влажности:

• Внешняя (поверхностная)
• Адсорбционная
• Внутренняя (гидратная)
• Общая
• Гигроскопическая

О каждой читайте далее.

Внешняя (поверхностная) влажность каменного угля

Внешняя, или поверхностная влажность – это вода, которая скапливается на поверхности угля. Она не связана с породой, может появляться, например, после осадков.

Такой тип влажности легко удаляется простым встряхиванием и особо на качество угля не влияет. Содержание поверхностной влаги в углях варьируется от 4 до 7%, в зависимости от крупности материала.

Адсорбционная влажность каменного угля

Адсорбционная влага может находиться как на поверхности, так в трещинах и макропорах. Она образует тонкую пленку, имеет молекулярные связи с углем. Именно это и отличает ее от внешней, поверхностной влажности.

Вода с внешней стороны пленки удаляется механическим способом (после встряски), а вот с внутренней – только термической сушкой.

Адсорбционная влажность разных видов углей:

• Бурого – до 17%
• Длиннопламенного – 7-10%
• Коксующего – 2-4%

Внутренняя (гидратная) влажность каменного угля

Гидратная влага – это вода, тесно связанная с минеральным веществом. Она не удаляется из породы и не учитывается при определении общей влажности. Ее содержание в породе колеблется от 4% до 7%.

Подробнее о минеральном составе углей читайте на нашей странице Состав каменного угля.

Общая влажность каменного угля

Общая влажность (Wt) учитывает показатель внешней (поверхностной и адсорбционной) влаги (Wex) и влаги воздушно-сухого образца (Wh). Эта величина изменчивая, зависит от свойств породы, месторождения, способа добычи, влажности атмосферного воздуха.

Чтобы получить воздушно-сухой образец, его прогревают при температуре 105-110°С в атмосфере воздуха или чистого азота. Предварительно породу измельчают, размер зерен должен быть 1-2 мм. Если влажность высокая, пробу сначала просушивают при 40°С, а затем дробят на мелкие частички.

Общую влажность вычисляют по уменьшению массы воздушно-сухого образца по сравнению с первоначальной пробой. Детали разных методик описаны в ГОСТ Р 52911-2013.

Общая влажность разных видов углей колеблется в таких пределах:

• Бурый – 20-40% (до 60% в рыхлых землистых типах)
• Каменный – 6-18%
• Антрацит – 2-5%

Гигроскопическая влажность каменного угля

Гигроскопическая влажность определяется в пробах с диаметром зерен 0,2 мм при атмосферной влажности 60±2% и температуре 20±5°С. Она не зависит от условий в лаборатории, а только от свойств конкретного угля.

Показатель гигроскопической влажности высокий у каменного угля с низкой зрелостью (длиннопламенного). Потом он постепенно снижается, и минимальные цифры фиксируются у тощего угля. Влажность антрацита повышается, этот материал обладает вторичной пористостью (в процессе метаморфизма каменного угля до антрацита в его толще образуются новые поры). Площадь поверхности микропор антрацита составляет 200 м2/г (у длиннопламенного угля – 1 м2/г). Среди макроэлементов наименьший показатель гигроскопической влаги имеет фюзен, наибольший – витрен. Подробнее о них и других веществах, входящих в состав угля, вы можете прочитать на нашей странице Состав каменного угля.

Что такое влагоемкость каменного угля

Практическое значение имеет также максимальная влагоемкость (Wmax). Это общее содержание влаги в угле в состоянии полного насыщения водой при относительной атмосферной влажности 96% и температуре воздуха 30°С. Показатель напрямую зависит от стадии метаморфизма углей, поэтому его часто используют для определения марок. Максимальная влагоемкость важна также для пересчета теплоты сгорания топлива при определенной влажности воздуха.

Определяют максимальную влагоемкость угля в лаборатории на специальном оборудовании. Подробно методы описаны в ГОСТ 8858-93.

Чем опасна повышенная влажность каменного угля

Влажность угля является важной характеристикой, которая влияет на качество материала.

Так, при повышенной влажности:

• Снижается теплота сгорания топлива
• Материал хуже хранится
• Возникают проблемы с транспортировкой угля

Теплота сгорания – это одна из важнейших характеристик эффективности полезного ископаемого. Чем она ниже, тем менее ценным становится каменноугольное топливо. Следовательно, оно падает в цене.

Уголь с повышенной влажность очень сложно хранить и транспортировать в зимний период. Такой материал быстро смерзается, его становится сложно разделить на части. Это затрудняет погрузку и выгрузку материала, отбор угля для топки со склада.

Подробно о других свойствах каменного угля вы можете прочитать на наших следующих страницах:

• Вспучиваемость каменного угля
• Выход летучих веществ каменного угля
• Дробимость каменного угля
• Зольность каменного угля
• Отражательная способность каменного угля
• Пористость каменного угля
• Плотность каменного угля
• Прочность каменного угля
• Радиоактивность каменного угля
• Спекаемость и коксуемость каменного угля
• Теплота сгорания (калорийность) каменного угля
• Удельная теплота сгорания каменного угля
• Низшая и высшая теплота сгорания каменного угля
• Твердость каменного угля
• Теплоемкость каменного угля
• Удельная теплоемкость каменного угля
• Теплопроводность каменного угля
• Трещиноватость каменного угля
• Хрупкость и вязкость каменного угля
• Электропроводность каменного угля

Также читайте нашу статью Свойства и характеристики каменного угля.

Авгушевич И.В., Сидорук Е.И., Броновец Т.М.
Стандартные методы испытания углей. Классификации углей

Вернуться к оглавлению

Глава 5

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛАГИ В УГЛЯХ

§ 5.2 Стандартные методы определения содержания влаги в углях

Существуют две группы стандартных методов определения влаги в углях: прямые и косвенные. Прямые методы анализа основаны на принципе непосредственного определения влаги после удаления ее из угля.

В косвенных методах анализа влага определяется по косвенным показателям, таким как потеря массы при высушивании угля или по изменению его электрофизических свойств (§ 5.6).

Прямой гравиметрический метод определения влаги в углях (ГОСТ 9516–92). Сущность метода заключается в высушивании навески аналитической пробы угля при 105 °C в токе сухого инертного газа (азота) и определении массы выделившейся воды.

Установка для анализа состоит из системы подачи и очистки азота, сушильного шкафа и поглотительной системы (двух U-образных трубок с осушающим веществом). Навеску аналитической пробы угля 1,0 г помещают в трубку-реактор и вносят в сушильный шкаф, нагретый до 105 °C. Очищенный от влаги азот, проходя через трубку-реактор со скоростью 100–120 см3/мин, увлекает испаряющуюся из угля влагу, которая поглощается в U-образных трубках. Анализ продолжается 1–2 ч и считается законченным, если при контрольном высушивании навески (20 мин) привес U-образных трубок не превысит 0,001 г. Общее увеличение массы U-образных трубок соответствует массе влаги, выделившейся из навески угля.

Среди методов определения влаги в топливах этот метод – один из наиболее точных. Для массовых анализов он не применяется из-за сложности, трудоемкости и малой производительности, поэтому используется в качестве контрольного при разработке новых методов определения влаги и при изучении углей.

Косвенные методы определения влаги в углях применяют при оценке качества твердых топлив. Их сущность заключается в высушивании навески угля на воздухе или в атмосфере азота при определенной температуре до тех пор, пока масса пробы практически перестанет изменяться (до постоянной массы). По убыли массы навески при высушивании рассчитывают содержание влаги в топливе.

Обычно уголь сушат при температуре 105–110 °C, при которой парциальное давление водяного пара на поверхности угля превышает парциальное давление водяных паров в атмосфере. Определение влаги в углях методом сушки в сушильном шкафу на воздухе при 105–110 °C является стандартным способом.

Способ определения влаги по потере массы удобен и прост в исполнении, но имеет ряд недостатков. В процессе сушки вместе с влагой из навески могут выделяться газы, адсорбированные поверхностью угля (диоксид углерода, метан, кислород, азот). Продолжительное воздействие повышенной температуры и кислорода воздуха может привести к окислению угля, особенно низкой степени углефикации (бурые и молодые каменные угли). Это выражается в увеличении массы навески при контрольном просушивании.

Для предотвращения окисления углей рекомендуется проводить сушку в атмосфере инертного газа (азота). Метод определения влаги высушиванием при 105–110 °C в атмосфере азота также является стандартным. Этот способ сушки применим для определения влаги во всех видах углей.

В целом существующие стандартные методы сушки углей при 105–110 °C на воздухе и в атмосфере азота являются удовлетворительными для практических целей, но довольно длительными методами.

Контроль за влажностью угля включает определение следующих видов влаги: влага общая, влага внешняя, влага воздушно-сухого топлива, влага аналитической пробы. Все эти виды влаги являются величинами относительными, и поэтому методы их определения должны быть стандартизованы и привязаны к стандартным методам отбора и приготовления проб углей. Только в этом случае получающиеся величины могут служить показателями качества топлива.

В национальных стандартах и научно-технической документации регламентированы унифицированные обозначения показателей и индексов, относящиеся к понятию влажности твердого топлива: Wt – влага общая; Wex – влага внешняя; Wh – влага воздушно-сухого топлива; Wa – влага аналитической пробы; Wmax – максимальная влагоемкость; WMM – влага гидратная; Wги– влага гигроскопическая.

В табл. 5.1 представлены действующие в настоящее время стандарты ИСО на методы определения общей и аналитической влаги углей.

В настоящее время в Российской Федерации действуют следующие стандарты на методы определения общей и аналитической влаги в твердом топливе*:

– ГОСТ 33503–2015 (ISO 11722:2013, ISO 5068-2:2007) «Топливо твердое минеральное. Методы определения влаги в аналитической пробе»;

– ГОСТ Р 52911–2013 «Топливо твердое минеральное. Определение общей влаги» (ISO 589:2008, ISO 5068-1:2007, MOD).

* В Российской Федерации в настоящее время общую влагу определяют по национальному стандарту (ГОСТ Р), а аналитическую – по межгосударственному стандарту (ГОСТ). Такая ситуация является переходной от двух национальных стандартов к двум межгосударственным, гармонизированным с модифицированной степенью соответствия.

При разработке этих стандартов, гармонизированных с модифицированной степенью соответствия, применены по два взаимосвязанных международных стандарта – на каменные и бурые угли. Причина объединения двух международных стандартов в один заключается в том, что эти стандарты имеют общий объект стандартизации (твердое минеральное топливо) и регламентируют одни и те же методы определения общей и аналитической влаги.

Обоснование выбора модифицированной степени соответствия при гармонизации стандартов на методы определения влаги рассмотрено в Приложении к главе 3 (§ П.8.1).

При гармонизации национальных стандартов были внесены изменения и дополнения, учитывающие потребности экономики Российской Федерации. Эти изменения касаются области распространения стандартов, обозначения показателей и индексов, крупности кусков пробы (размеров отверстий сит) и введения дополнительных методов определения, которые применяются в Российской Федерации.

Область распространения гармонизированных стандартов по сравнению с международными стандартами расширена, поскольку в Российской Федерации используются одни и те же методы определения общей и аналитической влаги при анализе всех видов топлива: каменных и бурых углей, лигнитов, антрацитов и горючих сланцев. Таким образом, в область распространения гармонизированных стандартов включены все виды твердого топлива, и это отражено в их названии – «Твердое минеральное топливо».

При гармонизации стандартов обозначения показателей, характеризующих различные виды влаги, и индексы к ним, приведенные в стандартах ИСО, были заменены на унифицированные обозначения, принятые в Российской Федерации и регламентированные ГОСТ 27313–2015.

Для сохранения преемственности в использовании оборудования при разделке проб для определения общей влаги в модифицированном стандарте ГОСТ Р 52911–2013 предусмотрена возможность использования сит с размерами отверстий, регламентированными ГОСТ 3306–88 и ГОСТ Р 51568–99 (ИСО 3310-1–90).

В стандартах ИСО на методы определения влаги (ISO 11722, ISO 5068) регламентировано высушивание только в токе азота и не предусмотрено высушивание на воздухе.
В производственных углехимических лабораториях Российской Федерации определение влаги в углях проводят высушиванием на воздухе. Определение влаги в токе азота применяют при работе в научно-исследовательских лабораториях и при арбитражных анализах.

Методы определения влаги высушиванием на воздухе были дополнительно внесены в модифицированные документы.

В 2013 году в лаборатории метрологии влагометрии и стандартных образцов ФГУП «Уральский НИИ метрологии» (ФГУП «УНИИМ») было проведено исследование методов определения общей влаги в бурых углях Павловского месторождения [14, 15]. В табл. 5.2 приведены результаты, полученные для одной из проб бурого угля марки 1Б. Определение общей влаги проводили одноступенчатыми методами В3 и В4 по ГОСТ Р 52911.

На основании проведенных исследований были сделаны следующие выводы:

– бурый уголь марки 1Б с высоким содержанием общей влаги не окисляется в условиях высушивания на воздухе при температуре 105– 110 °C;

– одноступенчатые методы определения общей влаги высушиванием в атмосфере азота (В3) и на воздухе (В4) при 105–110 °C альтернативны.

Вернуться к оглавлению