Юридическая
консультация:
+7 499 9384202 - МСК
+7 812 4674402 - СПб
+8 800 3508413 - доб.560
 <<
>>

Влага является неизбежным компонентом всех видов ТГИ, содержание которой связано как с генетическими факторами торфо- и углеобразования и условиями залегания ТГИ в недрах, так и со способами их добычи, хранения и переработки.

Влага топлива в пласте в его естественном залегании называется пластовой. Обычно пласты топлива содержат воду в значительно большем количестве, чем это свойственно природе и возрасту ТГИ, поэтому содержание пластовой влаги зачастую не является характерным показателем для данного вида топлива.

Кусок топлива, добытый из пласта, теряет на воздухе влагу, находящуюся на внешней поверхности куска, так называемую влагу смачивания, или сво­бодную. После удаления этой влаги в куске свежедобытого ТГИ, который полностью насыщен водой, остается влага, свойственная данному виду топлива, его химической природе, петрографическому составу и степени углефикации. Содержание этой влаги в топливе (влагосодержание) можно приблизительно оценить с помощью такого показателя, как максимальная влагоёмкость.

Понятие «влагосодержание» объединяет влагу различных видов. Куски топлива пронизаны трещинами, а также закрытыми и открытыми порами (капиллярами) различных размеров. Из-за высокой пористости внутренняя поверхность 1 г угля достигает нескольких десятков квадратных метров. На внешней и внутренней поверхностях ТГИ сорбируются молекулы во­ды. Различают наиболее прочно удерживаемый мономолекулярный слой и последующие слои молекул воды, связь которых с поверхностью твёрдого постепенно ослабевает. Эта адсорбционно-связанная вода образует пленку на внешней и внутренней поверхностях, на стенках трещин и пор. Кроме того, в недрах, где пласты ТГИ обводнены, трещины и поры за­полняются водой (капиллярная влага). Уголь в залежи насыщается водой в течение всего процесса углефикации, поэтому в куске свежедобытого угля не только открытые, но и закрытые поры (не сообщающиеся с внешней средой) заполнены водой. Влага закрытых пор удаляется только после из­мельчения угля.

Гидратная вода входит в состав минеральной части углей в виде кристаллогидратов, например, глин (алюмосиликаты состава xSiО2?yAl2О3?mMeO?nH2О) и гипса (CaSО4?2H2О). Таким образом, вода в ТГИ находится в различных состояниях: в виде капель, пленок, молекул, адсорбированных на поверхности, в виде капил­лярной влаги, а также может входить в состав минеральной части угля.

Эти виды влаги не равноценны по прочности связи между водой и твёрдой поверхностью и, соответственно, обладают разными свойствами. Механически наи­менее прочно связана с твёрдой фазой свободная влага, остающаяся на внешней поверхности кусков после смачивания их водой. Эта влага топлива об­ладает свойствами обычной воды.

Адсорбционная влага связана с внешней и внутренней поверхностями твёрдой фазы силами молекулярного взаимодействия, и поэтому по своим свойствам она отличается от обычной воды: ей свойственны пониженная упругость пара, повышенная плотность, неспособность растворять электролиты и по­ниженная температура замерзания (для мономолекулярного слоя – 70°С). С ростом числа слоев молекул воды прочность связи с поверхностью ослабевает, и свойства адсорбционной влаги постепенно приближаются к обычной воде. Отсюда ясно, что невозможно провести четкое разделение влаги в порах на адсорбционную и капиллярную.

Наиболее прочно удерживается углем химически связанная гидратная влага, которая не удаляется при определении влажности ТГИ высушива­нием и может быть выделена только при разложении минеральной части топлива.

Поэтому ни в один из параметров, характеризующих влажность ТГИ, гидратная влага не входит.

Отсутствие четких границ между отдельными видами влаги затрудняет их количественное определение.

В соответствии с принятыми на практике методами анализа влагу топлива подразделяют на влагу внешнюю и влагу воздушно-сухого топлива.

Влага внешняя – часть общей влаги топлива, которая удаляется при его высушивании до воздушно-сухого состояния.

Влага воздушно-сухого топлива – часть общей влаги топлива, которая остается в нём после высушивания до воздушно-сухого состояния.

Для характеристики влажности топлива в целом (влагосодержание топлива) используют термин общая влага – общее содержание внешней влаги и влаги воздушно-сухого топлива.

Такое деление, с точки зрения представления о видах влаги, можно оценить следующим образом. При высушивании угля на воздухе удаляется свободная влага с внешней поверхности кусков и капиллярная влага из открытых трещин и пор (внешняя влага). В воздушно-сухом угле остаются капиллярная влага закрытых пор, адсорбционная влага и гидратная влага. При высушивании измельченного угля при 105°С из пор, вскрытых при измель­чении, удаляются капиллярная и адсорбционная влаги.

Для того чтобы правильно оценить результаты анализа угля, необходи­мо знать влажность той пробы, из которой непосредственно производится определение показателей. С этой целью было введено понятие влага аналитической пробы – содержание влаги в пробе крупностью менее 212 мкм (0,2 мм).

Подготовка аналитической пробы угля для проведения анализа включает, помимо измельчения, доведение её до воздушно-сухого состояния. Подсу­шивание аналитической пробы на воздухе до постоянной массы происходит в нестандартных условиях лабораторного помещения. Влага аналитической пробы является нестабильной величиной и служит только для пересчётов результатов анализа.

Содержание влаги в измельченном угле зависит от природы топлива и степени его измельчения, а также от температуры и относительной влаж­ности атмосферы помещения. Для получения сравнимых величин влажности было предложено унифицировать условия доведения топлива до равновесного состояния и ввести понятия «гигроскопическая влага» и «максимальная влагоёмкость».

Максимальная влагоёмкость – содержание общей влаги в топливе в состоянии полного насыщения его водой в установленных стандартом условиях.

Состояние топлива с влажностью, равной максимальной влагоёмкости, имитирует состояние свежедобытого топлива, насыщенного водой, с поверх­ности которого удалена свободная влага.

Гигроскопическая влага – это влага аналитической пробы, нахо­дящейся в равновесном состоянии с атмосферой, относительная влажность которой составляет (60±2)% при температуре (20±5)°С (ГОСТ 8719-90).

Гигроскопическая влага – один из немногих стабильных показателей влажности, который зависит от свойств конкретного угля (пористости, свойств поверхности, количества и качества минеральной массы и др.), но не зависит от параметров атмосферы помещения, в котором проводят определение. Поэтому величину гигроскопической влаги помещают в справочники по качеству топлив.

Эта величина, наряду с максимальной влагоёмкостью, является характеристикой топлива, определяющей его положение в ряду углефикации.

Для торфов важной характеристикой также является водопоглощаемость - способность торфа поглощать определённое количество воды. В зависимости от своего состава различные виды торфа могут поглощать и удерживать от 500 до 2000% воды от абсолютно сухой массы.

<< | >>
Источник: Самойлик В.Г.. Классификация твёрдых горючих ископаемых и методы их исследований: [монография] / В.Г. Самойлик. – Харьков: Водный спектр Джи-Ем-Пи,2016. – 308 с.. 2016

Еще по теме Влага является неизбежным компонентом всех видов ТГИ, содержание которой связано как с генетическими факторами торфо- и углеобразования и условиями залегания ТГИ в недрах, так и со способами их добычи, хранения и переработки.:

  1. Влага является неизбежным компонентом всех видов ТГИ, содержание которой связано как с генетическими факторами торфо- и углеобразования и условиями залегания ТГИ в недрах, так и со способами их добычи, хранения и переработки.