Одно из основных свойств твёрдых топлив – способность к разложению (деструкции) их органической массы при нагревании без доступа воздуха.

Это свойство лежит в основе многих технологических процессов переработки топлив (полукоксование, коксование, получение синтетического топлива).

В условиях нагрева без доступа воздуха образуются газо- и парообразные продукты разложения, называемые летучими веществами.

После удаления летучих веществ из зоны нагрева остается твёрдый остаток, называемый нелетучим. Он представляет собой продукт термохимических превращений органических и минеральных составляющих топлива. При этом, в случае получения спекшегося твёрдого нелетучего остатка, его называют тигельным коксом или корольком.

Массу летучих веществ, образующихся при термическом разложении ТГИ без доступа воздуха в стандартных условиях, называют выходом ле­тучих веществ. Этот показатель характеризует состав и химическое строение орга­нической массы углей и служит для оценки термической устойчивости топлива. Чем выше выход летучих веществ, тем ниже устойчивость топлива к нагреванию, а значит, тем легче и глубже протекают процессы разложения его органической массы. Поэтому выход летучих веществ из бурых углей оказывается в среднем в 5-7 раз выше, чем из антрацитов.

Выход летучих веществ – один из классификационных параметров каменных углей и антрацитов. На основании значений выхода летучих ве­ществ и характеристики нелетучего остатка можно ориентировочно оценить спекаемость углей, а также предугадать поведение топлива в технологических процессах переработки и предложить рациональные способы сжигания.

При определении выхода летучих веществ суммарно учитываются потери массы за счёт разложения органической и минеральной масс ТГИ. При значительной зольности топлива образующиеся продукты деструкции минеральной массы искажают величину выхода летучих веществ, поэтому, если испытание проводят с целью классификации углей, зольность их не должна превышать 10%. Пробы с большей зольностью предварительно обогащают.

Выход летучих веществ обозначается символом V, а нелетучий оста­ток – символом NV.

Выход летучих веществ определяют по ГОСТ Р 55660-2013 ((ИСО 562:2010, ИСО 5071-1:1997) «Топливо твёрдое минеральное. Определение выхода летучих веществ». Настоящий стандарт распространяется на лигниты, бурые и каменные угли, антрациты, горючие сланцы, продукты обогащения, брикеты, коксы и устанавливает гравиметрические методы определения выхода летучих веществ.

Сущность этих методов заключается в следующем.

Навеску воздушно-сухой пробы твёрдого топлива нагревают без доступа воздуха при температуре (900±5)°С в течение 7 мин. Выход летучих веществ в процентах рассчитывают по потере массы навески пробы за вычетом влаги.

При испытании топлива группы каменных углей (каменные угли, антрациты, горючие сланцы, каменноугольные брикеты, продукты обогащения) и коксов установлены следующие условия определения: проба в виде порошка и нагрев в одной печи при (900±5)°С в течение 7 мин.

При испытании топлива группы бурых углей (лигниты, бурые угли, буроугольные брикеты, продукты переработки) установлены следующие альтернативные условия определения:

а) проба в виде порошка и последовательный нагрев в двух печах: при (400±10)°С в течение 7 мин и при (900±5)°С в течение 7 мин.

б) брикетированная навеска пробы и нагрев в одной печи при (900±5)°С в течение 7 мин.

Если при испытании пробы в условиях а) и б) не удается избежать выброса твёрдых частиц, то рекомендуется проводить определение выхода летучих веществ в следующих условиях: брикетирование навески и последовательный нагрев в двух печах: при (400±10)°С в течение 7 мин и при (900±5)°С в течение 7 мин.