При лежании камеппого угля на воздухе происходит, кроме выделения из пего газов, изменение угля под влиянием кислорода. Изменение состава и свойств угля при лежаиии на воздухе называется выветриванием его. При выветривании происходит поглощение кислорода и соответственное выделение С02 и Н20. В результате уменьшается процентное содержание углерода, увеличивается гигроскопичность, уменьшается спе-каемость и теплотворная способность. На основании новейших исследований, это свойство угля находится в связи с присутствием в угле некоторых ненасыщенных углеродистых соединений. Поглощение кислорода каменным углем может быть причиною самовозгорания его. Окисление угля воздухом сопровождается выделением тепла, которое тем выше поднимает температуру угля, чем больше масса угля. Возвышение температуры усиливает окисление, которое еще более подппмасг температуру, и таким образом постепенно может дойти до воспламенения. Самовозгорание углей было неоднократно причипою пожаров и гибели кораблей в море. Самовозгоранию содействует присутствие большого количества колчеданов и мелкость угля. Для предупреждения самовозгорания каменных углей на кораблях, они должны лежать под крышей на железном полу, положенном на цемепте; все части постройки, находящияся в прикосновении с углем, должны быть из железа или камня; деревяппия же части должны быть цемфптированы; через угольную кучу или вблизи ея пе должно проводить паровых труб; уголь не должпо складывать в сырую погоду, и так далее
Изследование каменного угля. Для исследования отбирается средняя проба. Определяют: влажпость, золу, выход кокса, серу, фосфор и теплотворную способность.
3. Точно отвешенная павеска угля=3—5 гр., нагревается в паровом сушильном шкапу в продолжение
2—3 часов, потом взвешиваетсй и определяется потеря в весе. В более точпых анализах, рекомендуют нагревать в сушильном шкапу при 100° Ц. в струе водорода.
2. Для определения яолы, сжигают 1 гр. угля в платиновом или фарфоровом тигле; причем необходимо нагревать довольно долго сначала на малом огне и йотом докапчивать сжигание в сильном жару. Обращают впимание па цвет полученной волы. Бурыйцвет указывает па значительное содержание железа. В сожженном угле определяют содержание серной кислоты, связанной основаниями. „Зля этого содержимое тигля обрабатывают при пагреванин соляною кислотою с некоторым количеством брома (для окисления сЬришстокнслых соединений, если они образуются), потом после охлаждения отфильтровывают нерастворимый осадок, фильтрат пагревають до кипения и осаждают кипящим раствором хлористого бария. Серная кислота осаждается в виде серпобариевой соли. Дают последней отстояться; после охлаждения, фильтруют раствор. На фильтре собирается сернобариевая соль; ее промывают, высушивают, прокаливают в тигле и взвешивают. Прокаленный остаток представляет вес сернобарисвой соли. Количество ея перечисляют на серу. 3 весов. часть BaSO<0,337 вес. ч. S. Сера, определяемая таким образом, соответствует сере, содержащейся в угле в окисленном виде (например, в виде гипса), и сере колчеданов, окисляемой при горе-пии и связываемой в золе основаниями. Это—безвредпая сера при сжигании угля в топках паровых котлов.
3. Общее же количество серы в угле определяется по способу Эшка. Для этого 1 гр. мелкоистертого угля смешивают с 3 гр. жжебой магнезии и /j ГР- безводной соды и прокаливают смесь в платиновом тигле на пламени обыкновенной спиртовой лампы до исчезновения серой окраски смеси. После прокаливания, содержимое тигля обрабатывают водою с прибавкою бромной воды, профильтровывают, подкисляют соляною кислотою и осаждают кипящий раствор кипящим же раствором хлористого бария. Осадок сернобариевой соли отфильтровывают, высушивают, прокаливают и взвешивают в виде серпобариевой соли. 3 весов. часть BaS04 —» 0,337 вес. ч, всей серы. Вычитая из пайдеппого количества серы вес серы в золе, мы получим количество вредной серы, улетучивающейся при сжигании топлива в топках вместе с дымогарными газами.
4. Выход кокса. 1 гр. мелкоистертого угля помещают в платиновый тигель, закрывают крышкой и сразу сильно нагревают на газовой горелке. Мук рекомендует нагревать так: дно тигля должпо отстоять от отверстия горелки па 3 сапт., а высота пламени ея не менее 18 сапт. Нагреваемый тигель должен обхватываться пламенем со всех сторон. Нагреваиие про.
должают до тех пор, пока горящие летучие продукты из угля не перестанут быть заметными между крышкой и тиглем; по остывании в эксикаторе, взвешивают. Нелетучий остаток, по вычитании из него золы и отнесении к беззольному углю, называется коксом; потеря в весе обозначает летучия вещества. Получившийся кокс исследуют: представляет ли он безсвязный порошок, свободно высыпающийся из тигля, или связную массуе В первом случае угли и кокс называются иеспвкающимися, а во втором—спекающимися.
РЬже определяют в угле содержание углерода, водорода и кислорода. Для определения этих составных частей угля производят сжигание вавески его повсем правилам органического анализа. Кроме указанных определений, очень важно зпать теплотворную способность исследуемого каменного угля, т. е. знать количество теплоты, выделяемое им в калориях. В характеристике углей по классификации Грюнера указана была теплотворная способность главных представителей классов. Относительно каменных углей надо заметить, что теплотворная способность их повышается, начиная с пламенных углей, достигает наибольшого значения для коксовых углей, а затем понижается к антрацитовым углям. В доказательство правильности высказанного, приводим нижеследующия данные (по Малеру):
Состав угля в % Выход Теплотвор-
|
сорт угля: | |
углерода | |
водор. | |
Кислор. | |
влаги | |
золы | |
летуч.
вещ. | |
Кокса II 1 КИ-,0ГР-
||_ калориям | |
|
пламеппый.. . | |
74,73 | |
5,17 | |
11,76 | |
3,5 | |
4,85 | |
39,4 | |
60,6 | |
7408 | |
|
газовый | |
76,55 | |
6,01 | |
8,80 | |
3,95 | |
4,70 | |
33,0 | |
67,0 | |
7703 | |
|
Кузнечный.. . | |
83,75 | |
4,39 | |
5,76 | |
1,10 | |
5,00 | |
21,5 | |
78,5 | |
8051 | |
|
Коксовый | |
85,69 | |
4,17 | |
5,24 | |
0,90 | |
4,00 | |
14,0 | |
86,0 | |
8417 | |
|
ап гранитовый . | |
84,07 | |
3,63 | |
4,22 | |
0,83 | |
7,25 | |
6,7 | |
93,3 | |
7850 | |
|
антрацит.. . | |
86,46 | |
2,00 | |
2,20 | |
3,45 | |
5,90 | |
3,0 | |
97,0 | | |
7484 | |
При определении величины теплотворной способности каменного угля пользуются одним из трех методов:
1. Сжигают определенную навеску сухого камеппого угля в особом замкнутом металлическ. сосуде, окруженном водою, называемом калориметром, например системы Малера и др., причем выделяющееся тепло поглощается водою, а затем, посредством соответствующих вычислений, на основании поднятия темнер. воды, паходят величину теплотворпой способности исследуемого угля.
2. Производят элементарный химический анализ каменного угля, т. е. определяют количество содержащихся в нем углерода, водорода, кислорода, азота, влаги, серы, золы, и на основании полученных результатов, пользуясь соответственной формулой, папр. Дю-лонга, вычисляют величину теплотворной способности изслеауомого угля.
3. Производят технический анализ каменного угля, т. е. определяют содержание в нем влаги, золы, выход кокса и летучих веществ, и па основании полу-ченныхь результатов вычисляют величину теплотворпой способности исследуемого угля, пользуясь соответствующей формулой, например Гутала.
В пастоящее время общепрнзнаио, что теплотворная способность каменного угля должна быть определяема пе путем вычислении по химическому составу, а путем экспериментальным в калориметре, так как это единственными метод, дающий правильные результаты. Значительной простотою отличается определение теплотворной способности каменного угля посредством вычисления но формуле Гутала, на основании результатов технического анализа, но вместе с этим не обладает особой точпостыо, а потому этим способом можно пользоваться только в случаях, когда приходится анализировать сорта камепного угля, теплотворная способность которых более или менее известна, благодаря определению калориметрическим методом.
Анализы некоторых углей Донецкого бассейна с показанием теилопроизводительной способности
Каждого из них:
|
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
Р.Я | |
Паропроизводит. | |
|
Топливо (№№ по порядку | |
Сорт. | |
св В р | |
| |
| |
К | |
»=с | |
С О а и | |
способность. | |
|
испытаний). | |
>1 о и В 3 О
“ и | |
Зола. | |
Сера. | |
лфчй | |
р<
о
«
о
СО | |
о а
О
S 5
Еч В | |
Норм.
ход. | |
Усилен.
ход. | |
|
Антрациты. | |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
|
№ 1 | |
| |
2,11 | |
2,84 | |
1,29 | |
89,26 | |
2,26 | |
7555 | |
| |
| |
|
„2 | |
Крупный | |
2,62 | |
2,70 | |
1,49 | |
89,55 | |
3,08 | |
7815 | |
| |
| |
|
„3 | |
( орех. | |
2,32 | |
1,54 | |
0,85 | |
88,72 | |
2,07 | |
7677 | |
| |
| |
|
„4 | |
) | |
2,68 | |
4,44 | |
1,48 | |
87,40 | |
1,92 | |
7513 | |
| |
| |
|
5 | |
Полудюим. | |
2,35
2,38 | |
3,33
10,93 | |
2,02
2,29 | |
87,83
81,78 | |
1,90 | |
75 47 6984 | |
| |
| |
|
| |
2,28 | |
1 килогр | |
| |
|
„7 | |
Семячко | |
3,44 | |
16,59 | |
2,72 | |
76,24 | |
1,97 | |
6668 | |
топлива | |
|
| |
| |
| |
| |
| |
дает | |
паров | |
|
Донецкие угли. | |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
Килограм. | |
|
№ 1 | |
| |
16,77 | |
7,36 | |
0,82 | |
85,70 | |
4,55 | |
7747 | |
8,66 | |
8,87 | |
|
„ 2 | |
| |
18,40 | |
3,68 | |
1,68 | |
85,70 | |
4,65 | |
8029 | |
8,80 | |
8,54 | |
|
„ 3 | |
| |
20,36 | |
6,19 | |
1,71
3,19 | |
82,87 | |
4,66 | |
7795 | |
8,66 | |
8,34 | |
|
„ 4 | |
| |
19,49 | |
7,80 | |
80,95 | |
4,90 | |
7661 | |
8,12 | |
7,91 | |
|
„ 5 | |
| |
34,36 | |
5,55 | |
1,84 | |
77,74 | |
5,65 | |
7494 | |
8,01 | |
7,96 | |
|
„ G | |
| |
32,14
19,30 | |
6,47 | |
4,15
3,43 | |
80,15 | |
5,22 | |
7696 | |
7,47 | |
7,58 | |
|
„ 7 | |
| |
12,94 | |
75,83 | |
4,39 | |
7280 | |
7,91 | |
7,05 | |
|
я 8 | |
| |
33,34 | |
4,71 | |
2,95 | |
80,22 | |
5,05 | |
7658 | |
7,78 | |
6,91 | |
|
» 9 | |
| |
36,13 | |
6,29
3,34 | |
3,45 | |
77,44 | |
5,40 | |
7372 | |
7,59 | |
7,07 | |
|
„10 | |
| |
37,13 | |
2,10 | |
78,23 | |
5,59 | |
7448 | |
7,20 | |
7,05 | |
|
„11 | |
| |
36,59 | |
5,01 | |
1,22 | |
76,82 | |
5,42 | |
7274 | |
7,14 | |
6,29 | |
|
„12 | |
| |
43,46 | |
7,44 | |
4,80 | |
68,79 | |
5,43 | |
6675 | |
5,68 | |
5.65 | |
|
Домбровский уголь. | |
| |
37,14 | |
5,80 | |
0,83 | |
71,52 | |
5,61 | |
6550 | |
6,74 | |
6,35 | |
|
Дубовия дрова .. | |
| |
| |
0,89 | |
| |
45,51 | |
6,25 | |
3971 | |
2,90 | |
3,23 | |
Примни.: Изследования производились в котельной лаборатории Киевского политехнического института.
О размерах каменноугольных формаций на вемной поверхности.
По Лозё наиболее значительные площади пластов каменного угля находятся в Китае и Северо-Американских Соединенных Штатах. Пространственное распределение запасов каменного угля видпо из следующих данных:
Квадр. километры.
> Энциклопедический словарь Гранат, страница 230 > Кроме метана