02.03.2021

Опробование проб угля


Опробование включает отбор проб продуктов, разделку их и испытание. Методы отбора товарных проб брикетов, разделки и испытания их принимаются в соответствии с действующими стандартами по опробованию. Порядок отбора, разделки и испытания проб для контроля отдельных технологических процессов на брикетной фабрике устанавливается в зависимости от местных условий.

Для отбора и разделки проб применяют механические пробоотбиратели и проборазделочные машины.

Схемы опробования


Примерные схемы опробования для брикетных фабрик с различными технологическими процессами брикетирования угля приведены в табл. 4 и 5.
Опробование проб угля

Анализы и испытания


Химические анализы товарных проб брикетов производятся стандартными методами, принятыми в углехимических лабораториях при определении показателей качества угля.

Анализы на определение содержания влаги в пробах промежуточных продуктов, отбираемых для контроля технологических процессов брикетных фабрик, производятся ускоренными методами.

Определение содержания влаги методом сушки. Навеска 1 г угля крупностью < 1 мм высушивается в сушильном шкафу в течение 30 мин. без контрольного досушивания и взвешивается. По убыли веса навески определяют содержание в ней влаги. Расхождения в содержании влаги, определяемой ускоренным и стандартным методами, составляют + 0,5%.

Определение содержания влаги при помощи прибора Н.А. Чижовой (рис. 35). Прибор состоит из двух массивных металлических плит, обладающих высокой теплопроводностью и теплоемкостью. Плиты помещают в кожухи с термоизоляцией и нагревают до температуры 160° при помощи плоских электронагревателей.

Навески 3—5 г угля крупностью < 1 мм засыпают в бумажные, предварительно просушенные пакеты и помещают. между нагретыми плитами. После высушивания навесок (в течение 3—6 мин.) пакеты переносят в эксикатор, охлаждают над сухим хлористым кальцием и взвешивают с точностью +0,01 г. Одновременна могут высушиваться две навески.

Влажность навесок определяют по формуле

где G1 — вес навески с пакетом до высушивания, г;

G2 — вес навески с пакетом после высушивания, г:

g — вес высушенного пакета, г.

Расхождения в содержании влаги, определяемой в параллельных навесках и стандартным методом, достигают + 0,5%.

Определение содержания влаги при помощи аппарата И-5-П-2 института НИИУглеобогащение (рис. 36). Метод определения содержания влаги заключается в высушивании навески 20 г угля крупностью < 3 мм путем кратковременного облучения ее инфракрасными лучами. После облучения навеска взвешивается и по убыли ее веса определяется содержание в ней влаги. В аппарате определяется одновременно содержание влаги в двух навесках.

Навески помещаются в калиброванные платформы, поставленные на вращающиеся крестовины. Над платформами установлены лампы ЗС-З для облучения навесок.

Режим облучения — двухступенчатый по температуре и времени, регулируется автоматически при помощи реле времени.

Первая ступень облучения производится с полным накалом ламп при напряжении 220 в, вторая ступень с неполным накалом ламп при напряжении 170 в. К концу первой ступени облучения температура навески достигает 140—150°, после переключения на вторую ступень — до 110°. Общая продолжительность облучения навесок составляет не более 5 мин. Точность определения содержания влаги по сравнению со стандартным методом ± 0,3%.

Анализы каменноугольного пека производят по ГОСТ 1038—41. Определяются температура размягчения пека, содержание влаги, зольность, содержание свободного углерода, выход летучих веществ.

Температура размягчения определяется по методу Кремера—Сарнова в приборе, показанном на рис. 37. Навеску 30 г нагревают, помешивая, на масляной бане, при температуре не выше 150°, до полного удаления из пека воды и воздуха. Подогревают четыре стеклянные трубки, в которые вводят деревянные стержни, не доходящие до конца трубок на 5 мм. Свободный объем трубок заполняют расплавленным пеком и дают время затвердеть пеку, после чего стержни вынимают из трубок и заливают поверх пека по 5 г ртути в каждую трубку.

Трубки закрепляют в гнездах металлической крышки и помещают в стакан с дистиллированной водой, который устанавливают в другом стакане, наполненном также водой. Собранный прибор нагревают вначале быстро до температуры воды в стакане с трубками на 20° ниже ожидаемой температуры размягчения пека, а затем, медленно, повышая температуру воды на 1° в минуту, — до расплавления пека.

Температурой расплавления пека считают такую температуру, при которой ртуть вместе с пеком вытекает из трубок и падает на дно стакана. За окончательный результат принимают среднее арифметическое показаний термометра для четырех трубок, отличающихся не более чем на 0,5° от температуры размягчения пека в каждой трубке.

Содержание влаги определяется путем перегонки ее с ксилолом в приборе, показанном на рис. 38. Навеску 100 г пека помещают в медную круглодонную колбу и наливают в нее 100 мл чистого ксилола. Содержимое колбы нагревают до температуры кипения жидкости и далее продолжают нагрев, производя отгонку жидкости в приемник по 2—4 капли в минуту. Перегонку ведут до тех пор, пока объем жидкости в приемнике перестанет увеличиваться в течение 10 мин. Содержимое приемника охлаждают до комнатной температуры и отсчитывают объем находящейся в нем воды, численное значение которого соответствует содержанию влаги в пеке в процентах (по весу).

Зольность определяется путем прокаливания в муфельной печи навески 3 г пека, помещенной в платиновый или фарфоровый тигель, при температуре 900° до полного озоления.

Зольность вычисляют по формуле

где G2 — вес остатка в тигле после прокаливания навески, г;

G1 — навеска пека, г.

Содержание свободного углерода определяется в приборе, показанном на рис. 39. Навеску 2 г пека помещают в коническую колбу, в которую наливают 200 мл толуола и кипятят на песчаной бане в течение 1 час. Содержимое колбы фильтруют через два фильтра. Осадок на фильтре промывают 200 ял горячего толуола и сушат до постоянного веса при температуре 120°.

Содержание свободного углерода вычисляют по формуле

где G2 — вес фильтра с осадком, г;

g — вес фильтра,

G1 — навеска, г;

А — зольность пека, %.

Выход летучих веществ определяется путем нагревания в муфельной печи навески 1 г пека, помещенной в тигель, при температуре 850 ± 20° в течение 10 мин. Остаток в тигле после охлаждения в эксикаторе взвешивают.

Выход летучих веществ вычисляют по формуле

где G1 — навеска, г;

G2 — вес остатка в тигле после нагревания навески, г;

w — содержание влаги в пеке, %.

Специальные испытания брикетов производят по ГОСТ 6114—57 для определения их механической прочности (на сжатие, изгиб, сбрасывание и истирание), влагопоглощения и влагоустойчивости, термической стойкости. Испытанию подвергаются брикеты через 3—4 часа после их изготовления.

Испытание на сжатие производят на лабораторном гидравлическом прессе, развивающем общее давление 1,5—2,0 г. Брикет помещают между параллельными поверхностями цилиндрических вставок диаметром 30 мм, устанавливаемых на верхней и нижней плитах пресса (рис. 40), и сжимают его до разрушения.

Максимальные показания манометра, соответствующие разрушающим нагрузкам, суммируют и вычисляют среднее арифметическое из семи определений.

Разрушающее напряжение сжатия вычисляют по формуле

где р — среднее арифметическое показаний манометра в момент разрушения брикета, кГ/см2,

d1 — диаметр поршня пресса, см;

d2 — диаметр вставок, см.

Испытание на изгиб производят на лабораторном гидравлическом прессе. На нижней плите пресса устанавливают каретку с передвижными трехгранными опорами, закрепляемыми на расстоянии l, равном 0,7 L длины брикета. На верхней плите пресса посередине между нижними опорами крепится трехгранная призма.

Брикет устанавливают симметрично (плашмя или на ребро) между призмами (рис. 41) и сжимают его до разрушения.

Максимальные показания манометра суммируют и вычисляют среднее арифметическое из семи определений.

Разрушающее напряжение изгиба вычисляют по формуле

где р — среднее арифметическое показаний манометра в момент разрушения брикета, кГ/см2;

S — площадь поршня пресса, см2;

l — расстояние между трехгранными опорами, см;

b — ширина брикета, см;

h — высота (толщина) брикета, см.

Испытание на сбрасывание. Пробу 4 кг брикетов помещают в ящик с откидным дном, установленный над металлической плитой на высоте 1,5 м, и сбрасывают ее на плиту четыре раза. Просеивают пробу на сите с отверстиями 25х25 мм. Остаток на сите, выраженный в процентах к весу пробы, характеризует прочность брикетов на сбрасывание.

Испытание на истирание. Пробу 10 кг брикетов помещают в барабан диаметром и длиной по 500 мм, вращающийся со скоростью 25 ± 2 об/мин. Внутри барабана вдоль него установлены три ребра высотой 100 мм. Продолжительность испытания 4 мин. Просеивают пробу на сите с отверстиями 25х25 мм. Остаток на сите, выраженный в процентах к весу пробы, характеризует прочность брикетов на истирание.

Испытания на влагопоглощение и влагоустойчивость. Пробу 5—7 шт. брикетов взвешивают, помещают на металлическую сетку и погружают в воду с температурой 20 ± 5° на глубину 30 мм. Брикеты из каменных углей выдерживают в воде 2 часа, из бурых углей — 24 часа и взвешивают. Увеличение веса брикетов, выраженное в процентах к первоначальному весу, характеризует их влагопоглощение. Далее брикеты испытывают на остаточную механическую прочность на сжатие или изгиб.

Испытания на термическую стойкость производят путем сжигания брикетов в муфельной печи, разогретой до температуры 900°. Нормально брикеты при сгорании не должны рассыпаться до полного озоления.





Яндекс.Метрика