В твердом топливе различают органическую, горючую, сухую, рабо­чую и аналитическую массы.

1. Органическая масса состоит из углерода, водорода, кислорода, серы, входящей в состав органических соединений, и азота:

C°+H0+O0+S°+№= 100%.

2. Горючая масса, близкая по составу к органической массе, отли­чается от нее содержанием колчеданной, или пиритной, серы, входящей в состав сернистого колчедана (FeS2) и других сернистых соединений, окисляемых кислородом в процессе горения топлива:

TOC o "1-3" h z Cr + Hr + Or-f S^+K-fNr = 100%. (Х.1)

3. Сухая. масса состоит из горючих компонентов и минеральных ве­ществ, образующих при сгорании топлива золу (Л):

Сс + Нс + Ос+ So+K + Nc + i4c = 100%. (Х.2)

4. Рабочая масса состоит из сухой массы и влаги (№):

СР + HP + О" + SS+к + Np АР + W*= 100%; (Х. З)

СР=СГ(100—АР—WP): 100%. (Х.4)

5. Аналитическая масса состоит из сухой массы и влаги, соответст­вующей подсушенному топливу, анализируемому в лаборатории:

Ca-fHa + Oa-f So+K f № + Ла + 1Га = 100%. (Х.5)

Формулы для пересчета состава твердого топлива с одной массы в другую приведены в табл. 47.

Выход летучих веществ и кокса. При нагревании твердого топлива без доступа воздуха горючая масса разрушается и из нее выделяются летучие вещества V, состоящие в основном из молекулярного водорода, окислов углерода, метана и других углеводородов.

Выход и состав летучих веществ зависят от состава горючей массы топлива, температуры и длительности нагрева топлива.

При лабораторном определении выхода летучих веществ для полу­чения сопоставимых результатов анализ ведут по единой методике в соответствии с ГОСТом 6382-75.

После выделения летучих веществ из горючей массы остается кокс (Кт) с высоким содержанием углерода — 95—98%.

Выход летучих веществ VT беззольного кокса Кт для большинства видов твердого топлива определяют в процентах по массе:

Уг+/сг=100%.

Выход летучих веществ из горючей массы твердото топлива колеб­лется в широких пределах. Он тем выше, чем больше содержание в горючей массе кислорода и водорода. Для наиболее распространенных

Видов твердого топлива выход летучих веществ от горючей массы ха­рактеризуется следующими значениями, %:

Дрова 85 Бурые угли 40—60

Сланцы 80 Каменные угли 10—40

Торф 70

Топливо с высоким выходом летучих веществ (дрова, торф, бурые — ухли, длиннопламенные и газовые каменные угли, сланцы) легко за­жигается и горит с образованием пламени в объеме печи или топки.

Д. И. Менделеев отмечал, что топливо с весьма малым выходом летучих, в частности кокс, «горит без пламени и дает жар, концентри­рующийся там, где идет горение (а не в пламени, т. е. вдали от места самого топлива)» [19, с. 476].

Выход летучих веществ и кокса в сочетании с характеристиками кокса (порошкообразный, слипшийся, спекшийся и т. д.) является важ­нейшим классификационным признаком каменных углей, определяю­щим целесообразность их использования для производства металлурги­ческого кокса.

Выход летучих веществ в углях в соответствии с ГОСТом 6382—75 определяют следующим образом.

Из аналитической пробы испытуемого топлива берут навеоки по 1± ±0,01 г. Навески бурых углей, а также каменных углей с выходом ле­тучих веществ более 20%, образующих порошкообразный или слип­шийся нелетучий остаток, предварительно брикетируют. Тигли с наве­сками угля, закрытые крышками, помещают в зону устойчивой темпе­ратуры лабораторной. печи, нагретой до 860 °С, и выдерживают в ней їв течение 7 мин. Затем тигли вынимают, охлаждают на воз­духе до комнатной температуры и взвешивают с точностью до 0,0002 г.

Выход летучих веществ в аналитической пробе подсчитывают по формуле

Ya = _Јl^®———- W* %, (Х.6)

А при содержании углекислоты карбонатов более 2% — по формуле

Уа = _£ГІ00——- (ГА)аарб о/о ) (Х. ба)

113

Где g — навеска топлива; gi — убыль в массе тигля с навеской; Wа — содержание влаги в пробе, %; (С02)карб —содержание углекислоты карбонатов, %.

Выход летучих веществ на горючую массу подсчитывают по фор­муле

Vr=W-w!-A* (XJ)

А при содержании в аналитической пробе более 2% углекислоты кар­бонатов — по формуле

————— ^іоо————

100 Wa Аа (С02) карб

Результаты определения округляют до 0,1%.

Расхождения в результатах анализа пробы не должны превышать в одной и той же лаборатории (параллельные определения) 0,5% при выходе летучих от 9 до 45% и 1% — при большем выходе летучих ве­ществ; ‘в разных лабораториях— 1% при выходе летучих веществ до 45% и 1,5%—при большем выходе летучих веществ.

Нелетучий остаток, полученный в тигле после определения выхода летучих веществ, классифицируют следующим образом:

1) порошкообразный;

2) слипшийся—при легком нажиме пальцем рассыпается в по­рошок;

3) слабоспекшийся — при легком нажиме пальцем рассыпается на отдельные кусочки;

4) спекшийся несплавленный — для раскалывания на отдельные ку­сочки необходимо приложить усилие;

5) сплавленный невслученный — плоская лепешка с серебристым металлическим блеском поверхности;

6) сплавленный вспученный — остаток с серебристым металлическим блеском поверхности высотой мекее 15 мм;

7) сплавленный сильно вспученный — вспученный нелетучий остаток с серебристым металлическим блеском поверхности высотой более 15 мм.

Выход летучих веществ при нагревании антрацита и полуантрацита, т. е. топлива с весьма высоким содержанием углерода, определяли в соответствии с ГОСТом 7303-67 не по весу, а по объему, т. е. фиксируют объем в миллилитрах летучих веществ, выделяющихся на 1 г испытуе­мого топлива.