Формула каменного угля: химическая формула каменного угля — Школьные Знания.com

Химическая формула угля, процесс его образования и использование в промышленности

Уголь в различных своих модификациях может иметь цвет от коричневого до черного. Он является хорошим топливом, поэтому его используют в преобразовании тепловой энергии в электрическую. Образуется он в результате накопления растительной массы и прохождения в ней физико-химических процессов.

Различные модификации угля

Накопление древесной массы в болотистой почве приводит к образованию торфа, который является предшественником угля. Формула торфа достаточно сложная, кроме того, для этой разновидности угля не существует конкретного стехиометрического соотношения. Сухой торф состоит из атомов углерода, водорода, кислорода, азота и серы.

Далее торф при длительном воздействии высокой температуры и больших давлений, возникающих в результате протекания геологических процессов, претерпевает ряд следующих угольных модификации:

  1. Бурый уголь или лигнит.
  2. Битум.
  3. Каменный уголь.
  4. Антрацит.

Конечным продуктом этой цепи преобразований является твердый графит или графитоподобный уголь, формула которого представляет собой чистый углерод C.

Древесина карбонового периода

Около 300 млн лет назад в карбоновый период большая часть суши нашей планеты была покрыта гигантскими папоротниковыми лесами. Постепенно эти леса вымирали, и древесина накапливалась в болотистых почвах, на которых они произрастали. Большое количество воды и грязи создавали препятствия для проникновения кислорода, поэтому мертвая древесина не разлагалась.

В течение длительного времени вновь отмершая древесина покрывала более старые слои, давление и температура которых постепенно увеличивались. Сопутствующие геологические процессы в конечном итоге привели к образованию залежей угля.

Процесс карбонизации

Термин «карбонизация» подразумевает метаморфические преобразования углерода, связанные с увеличением толщины древесных пластов, тектоническими движениями и процессами, а также с увеличением температуры в зависимости от глубины напластований.

Увеличение давления в первую очередь изменяет физические свойства угля, химическая формула которого остается неизменной. В частности, изменяется его плотность, твердость, оптическая анизотропия и пористость. Увеличение же температуры изменяет саму формулу угля в сторону увеличения содержания углерода и уменьшения кислорода и водорода. Эти химические процессы приводят к увеличению топливных характеристик угля.

Каменный уголь

Эта модификация угля очень богата углеродом, что приводит к высокому коэффициенту теплоотдачи и обуславливает ее использование в энергетической промышленности к качестве основного топлива.

Формула каменного угля состоит из битумных субстанций, дистилляция которых позволяет выделить из него ароматические гидрокарбонаты и вещество, известное под названием кокс, которое широко используется в процессах металлургии. Помимо битумных соединений, в каменном угле много серы. Этот элемент является главным источником загрязнения атмосферы при сжигании угля.

Каменный уголь имеет черный цвет и медленно горит, создавая пламя желтого цвета. В отличие от бурого угля, его теплота сгорания больше и составляет 30-36 МДж/кг.

Формула угля имеет сложный состав и содержит множество соединений углерода, кислорода и водорода, а также азота и серы. Такое разнообразие химических соединений стало началом развития целого направления в химической промышленности – карбохимии.

В настоящее время каменный уголь практически вытеснен природным газом и нефтью, однако два важных его направления использования продолжают существовать:

  • основное горючее на тепловых электростанциях;
  • источник кокса, получаемого путем бескислородного горения каменного угля в закрытых домнах.

процесс образования, использование в промышленности

Уголь в различных своих модификациях может иметь цвет от коричневого до черного. Он является хорошим топливом, поэтому его используют в преобразовании тепловой энергии в электрическую. Образуется он в результате накопления растительной массы и прохождения в ней физико-химических процессов.

Различные модификации угля

Накопление древесной массы в болотистой почве приводит к образованию торфа, который является предшественником угля. Формула торфа достаточно сложная, кроме того, для этой разновидности угля не существует конкретного стехиометрического соотношения. Сухой торф состоит из атомов углерода, водорода, кислорода, азота и серы.

Далее торф при длительном воздействии высокой температуры и больших давлений, возникающих в результате протекания геологических процессов, претерпевает ряд следующих угольных модификации:

  1. Бурый уголь или лигнит.
  2. Битум.
  3. Каменный уголь.
  4. Антрацит.

Конечным продуктом этой цепи преобразований является твердый графит или графитоподобный уголь, формула которого представляет собой чистый углерод C.

Углерод. Атом углерода. Масса углерода

Углерод — это один из важнейших элементов планеты. Характеристика углерода и его соединений,…

Древесина карбонового периода

Около 300 млн лет назад в карбоновый период большая часть суши нашей планеты была покрыта гигантскими папоротниковыми лесами. Постепенно эти леса вымирали, и древесина накапливалась в болотистых почвах, на которых они произрастали. Большое количество воды и грязи создавали препятствия для проникновения кислорода, поэтому мертвая древесина не разлагалась.

В течение длительного времени вновь отмершая древесина покрывала более старые слои, давление и температура которых постепенно увеличивались. Сопутствующие геологические процессы в конечном итоге привели к образованию залежей угля.

Процесс карбонизации

Термин «карбонизация» подразумевает метаморфические преобразования углерода, связанные с увеличением толщины древесных пластов, тектоническими движениями и процессами, а также с увеличением температуры в зависимости от глубины напластований.

Коксовый газ: состав, использование, производство

Давным-давно коксовый газ считался побочным продуктом в процессе создания кокса, поэтому зачастую…

Увеличение давления в первую очередь изменяет физические свойства угля, химическая формула которого остается неизменной. В частности, изменяется его плотность, твердость, оптическая анизотропия и пористость. Увеличение же температуры изменяет саму формулу угля в сторону увеличения содержания углерода и уменьшения кислорода и водорода. Эти химические процессы приводят к увеличению топливных характеристик угля.

Каменный уголь

Эта модификация угля очень богата углеродом, что приводит к высокому коэффициенту теплоотдачи и обуславливает ее использование в энергетической промышленности к качестве основного топлива.

Формула каменного угля состоит из битумных субстанций, дистилляция которых позволяет выделить из него ароматические гидрокарбонаты и вещество, известное под названием кокс, которое широко используется в процессах металлургии. Помимо битумных соединений, в каменном угле много серы. Этот элемент является главным источником загрязнения атмосферы при сжигании угля.

Каменный уголь имеет черный цвет и медленно горит, создавая пламя желтого цвета. В отличие от бурого угля, его теплота сгорания больше и составляет 30-36 МДж/кг.

Формула угля имеет сложный состав и содержит множество соединений углерода, кислорода и водорода, а также азота и серы. Такое разнообразие химических соединений стало началом развития целого направления в химической промышленности – карбохимии.

В настоящее время каменный уголь практически вытеснен природным газом и нефтью, однако два важных его направления использования продолжают существовать:

  • основное горючее на тепловых электростанциях;
  • источник кокса, получаемого путем бескислородного горения каменного угля в закрытых домнах.

Нефть и уголь

Нефть и уголь

Нефть и уголь

Химия нефтепродуктов Химия угля
Газификация угля Сжижение угля

Химия нефтепродуктов

Срок нефть происходит от латинского стеблей петра ,
«камень» и олеум , «нефть». Он используется для описания широкого
диапазон углеводородов, которые находятся в виде газов, жидкостей или твердых веществ под поверхностью
Земля. Двумя наиболее распространенными формами являются природный газ и сырая нефть.

Газ природный представляет собой смесь легких алканов. Типичный образец
природный газ при его сборе у источника содержит 80% метана (CH 4 ), 7%
этан (C 2 H 6 ), 6% пропан (C 3 H 8 ), 4% бутан
и изобутан (C 4 H 10 ) и 3% пентанов (C 5 H 12 ).
Углеводороды C 3 , C 4 и C 5 удаляют перед
газ продан. Таким образом, товарный природный газ, поставляемый потребителю, является, прежде всего,
смесь метана и этана. Пропан и бутаны, извлеченные из природного газа,
обычно сжижается под давлением и продается как сжиженный нефтяной газ ( СНГ ).

Природный газ был известен в Англии еще в 1659 году. Но он не заменил угольный газ в качестве
важным источником энергии в Соединенных Штатах до окончания Второй мировой войны, когда сеть
построено газопроводов. К 1980 году годовое потребление природного газа выросло до
более 55 000 миллиардов кубических футов, что составляет почти 30% от общего объема энергии в США.
потребление.

Первая нефтяная скважина была пробурена Эдвином Дрейком в 1859 году., в Титусвилле, Пенсильвания. Он произвел
до 800 галлонов в сутки, что намного превышает потребность в этом материале. К 1980 г.
потребление нефти достигло 2,5 миллиардов галлонов в день. Около 225 миллиардов баррелей
нефти были добыты нефтяной промышленностью между 1859 и 1970 гг. Еще 200 млрд.
баррелей было произведено в период с 1970 по 1980 год. Общие доказанные мировые запасы сырой нефти
в 1970 г. оценивались в 546 млрд баррелей, возможно, еще от 800 до 900 млрд баррелей.
баррелей нефти, которые еще предстоит найти. Нефти потребовалось 500 миллионов лет.
под земной корой для накопления. При нынешнем уровне потребления мы могли бы
исчерпать мировые запасы нефти к 200-летию первой нефтяной скважины.

Сырая нефть представляет собой сложную смесь, содержащую от 50 до 95% углеводородов
по весу. Первый шаг в переработке сырой нефти включает разделение нефти на различные
углеводородные фракции перегонкой. Типовой набор нефтяных фракций приведен в
таблицу ниже. Поскольку существует ряд факторов, влияющих на температуру кипения
углеводородов, эти нефтяные фракции представляют собой сложные смеси. Более 500 различных
углеводороды идентифицированы, например, в бензиновой фракции.

Нефтяные фракции

Дробь Диапазон температур кипения ( o С) Количество атомов углерода
природный газ < 20 С 1 по С 4
петролейный эфир 20 — 60 С 5 по С 6
бензин 40 — 200 C 5 по C 12 , но в основном C 6 по C 8
керосин 150 — 260 в основном от C 12 до C 13
жидкое топливо > 260 C 14 и выше
смазочные материалы > 400 C 20 и выше
асфальт или кокс остаток полициклический

Около 10% продукта перегонки сырой нефти составляет фракция, известная как прямогонная
бензин , который служил удовлетворительным топливом в первые дни
двигатель внутреннего сгорания. По мере развития автомобильного двигателя он становился все мощнее.
за счет увеличения степени сжатия. Современные автомобили работают при степени сжатия примерно 9:1.
Это означает, что бензино-воздушная смесь в цилиндре сжимается в девять раз.
до того, как он загорится. Прямогонный бензин сгорает неравномерно в двигателях с высокой степенью сжатия,
создавая ударную волну, которая заставляет двигатель «стучать» или «гудеть». Как
нефтяная промышленность созрела, она столкнулась с двумя проблемами: увеличить выход бензина
с каждого барреля сырой нефти и снижение склонности бензина к детонации при
сгорел.

Зависимость между детонацией и структурой углеводородов в бензине
сводятся к следующим общим правилам.

  • Алканы с разветвленной цепью и циклоалканы сгорают более равномерно, чем алканы с прямой цепью.
  • Короткие алканы (C 4 H 10 ) горят более равномерно, чем длинные алканы (C 7 H 16 ).
  • Алкены горят более равномерно, чем алканы.
  • Ароматические углеводороды горят более равномерно, чем циклоалканы.

Наиболее часто используемым показателем способности бензина гореть без детонации является его октановое число .
номер . Октановые числа сравнивают склонность бензина к детонации.
тенденция смеси двух углеводородов
гептан и 2,2,4-триметилпентан, или изооктан до ст. Гептан (C 7 H 16 ) представляет собой длинную линейную цепь.
алкан, который горит неравномерно и сильно стучит. Сильно разветвленный
алканы, такие как 2,2,4-триметилпентан, более устойчивы к детонации. Бензины, которые
соответствуют смеси 87% изооктана и 13% гептана, получают октановое число 87.

Существует три способа сообщения октановых чисел. Измерения выполняются на высокой скорости и
высокая температура сообщается как моторных октановых чисел . Измерения, проведенные под
относительно мягкие условия двигателя известны как октановых чисел по исследовательскому методу. Дорожный указатель
Октановые числа , указанные на бензонасосах, являются средними значениями этих двух. Дорожный указатель
Октановые числа для некоторых чистых углеводородов приведены в таблице ниже.

Октановые числа углеводородов

Углеводород Индекс дорожного движения Октановое число
Гептан 0
2-метилгептан 23
Гексан 25
2-метилгексан 44
1-гептен 60
Пентан 62
1-пентен 84
Бутан 91
Циклогексан 97
2,2,4-триметилпентан (изооктан) 100
Бензол 101
Толуол 112

К 1922 году был открыт ряд соединений, способных повышать октановое число.
бензина. Добавление всего 6 мл тетраэтилсвинца (показано на рисунке ниже) к
галлон бензина, например, может повысить октановое число на 15-20 единиц. Этот
Открытие привело к получению первого «этилового» бензина и позволило
промышленность по выпуску авиабензинов с октановым числом выше 100.

Другим способом повышения октанового числа является термический риформинг . В
высокие температуры (500-600°С) и высокое давление (25-50 атм), алканы с прямой цепью
изомеризуются с образованием разветвленных алканов и циклоалканов, повышая тем самым октановое число
бензина. Проведение этой реакции в присутствии водорода и катализатора, такого как
смесь кремнезема (SiO 2 ) и оксида алюминия (Al 2 O 3 ) приводит к
каталитический риформинг , позволяющий производить бензин с еще более высоким октановым числом
числа. Термический или каталитический риформинг и добавки к бензину, такие как тетраэтилсвинец
повысить октановое число прямогонного бензина, полученного при перегонке
сырой нефти, но ни один из процессов не увеличивает выход бензина из барреля нефти.

Данные таблицы нефтяных фракций позволяют предположить, что мы
может увеличить выход бензина за счет «крекинга» углеводородов, которые в конечном итоге
в керосиновой или мазутной фракциях на более мелкие куски. Термический крекинг
был обнаружен еще в 1860-х гг. При высоких температурах (500С) и высоких давлениях (25
атм), длинноцепочечные углеводороды распадаются на более мелкие части. Насыщенный C 12
например, углеводород в керосине может разбиться на два фрагмента C 6 .
Поскольку общее число атомов углерода и водорода остается постоянным, один из
продукты этой реакции должны содержать двойную связь С=С.

Присутствие алкенов в бензинах термического крекинга повышает октановое число (70)
по сравнению с прямогонным бензином (60), но и дает термически крекинговый
бензин менее стабилен при длительном хранении. Таким образом, термический крекинг был заменен
по каталитическому крекингу , в котором вместо высоких температур используются катализаторы
и давления для расщепления углеводородов с длинной цепью на более мелкие фрагменты для использования в бензине.

Около 87% сырой нефти перерабатывается в 1980 пошел на производство топлива, такого как
бензин, керосин и мазут. Остальное пошло на нетопливные цели, такие как нефть.
растворители, промышленные смазки и парафины или в качестве исходных материалов для синтеза нефтехимических продуктов .
Нефтепродукты используются для производства синтетических волокон, таких как нейлон, орлон и лавсан.
и другие полимеры, такие как полистирол, полиэтилен и синтетический каучук. Они также служат
в качестве сырья при производстве хладагентов, аэрозолей, антифризов, моющих средств,
красители, клеи, спирты, взрывчатые вещества, гербициды, инсектициды и репелленты.
Н 2 выделяющиеся при превращении алканов в алкены или при превращении циклоалканов
превращенные в ароматические углеводороды, могут быть использованы для получения ряда неорганических
нефтехимические продукты, такие как аммиак, нитрат аммония и азотная кислота. В результате большинство
удобрения, а также другие сельскохозяйственные химикаты также являются нефтехимическими.

Химия угля

Уголь можно определить как осадочную горную породу, которая горит. Он был сформирован
разложение растительного вещества, и это сложное вещество, которое можно найти во многих
формы. Уголь делится на четыре класса: антрацит, битуминозный, полубитуминозный и
лигнит. Элементный анализ дает эмпирические формулы, такие как C 137 H 97 O 9 NS
для каменного угля и C 240 H 90 O 4 NS для высокосортных
антрацит.

Уголь антрацит представляет собой плотную твердую породу угольно-черного цвета с металлическим оттенком.
блеск. Он содержит от 86% до 98% углерода по весу и горит медленно, с бледным оттенком.
голубое пламя и очень мало дыма. Каменный уголь или мягкий уголь содержит от
69% и 86% углерода по весу и является наиболее распространенной формой угля. Полубитумный
уголь содержит меньше углерода и больше воды и поэтому является менее эффективным источником
нагревать. Бурый уголь , или бурый уголь, очень мягкий уголь, содержащий до 70%
вода по весу.

Общее потребление энергии в США за 1990 г. составило 86 х 10 15 кДж.
Из этого общего количества 41% приходилось на нефть, 24% на природный газ и 23% на уголь. Уголь уникален
в качестве источника энергии в Соединенных Штатах, поскольку ни один из 2118 млрд.
фунтов использовано в 1990 был импортирован. Кроме того, доказанные запасы настолько велики, что мы можем
продолжать использовать уголь при таком уровне потребления не менее 2000 лет.

На момент написания этого текста уголь был самым экономичным топливом для отопления.
Стоимость угля, доставленного на физический завод Университета Пердью, составила 1,41 доллара за миллион.
кДж тепловой энергии. Эквивалентная стоимость природного газа составила бы 5,22 доллара США и № 2.
мазут стоил бы 7,34 доллара. Хотя уголь дешевле природного газа и нефти, он
сложнее в обращении. В результате предпринимались давние попытки превратить
угля в газообразное или жидкое топливо.

Газификация угля

Еще в 1800 году каменноугольный газ производился путем нагревания угля в отсутствие
воздуха. Угольный газ богат CH 4 и выделяет до 20,5 кДж на литр газа.
сгорел. Угольный газ или городской газ ,
как было известно стало настолько популярным
что в большинстве крупных городов и во многих небольших поселках есть местная газовая станция, в которой
произведено, а газовые горелки были отрегулированы для сжигания топлива мощностью 20,5 кДж/л. Газ
фонари, конечно, со временем были заменены электрическими лампочками. Но угольный газ был еще
использовался для приготовления пищи и отопления, пока не стал использоваться более эффективный природный газ (38,3 кДж/л).
легко доступны.

Чуть менее эффективное топливо, известное как водяной газ , может быть получено
взаимодействие углерода угля с водяным паром.

C( s ) + H 2 O( г ) CO( г ) + H 2 ( г ) Н или = 131,3
кДж/моль rxn

Водяной газ сгорает с образованием CO 2 и H 2 O с выделением примерно 11,2 кДж.
за литр потребляемого газа. Отметим, что энтальпия реакции получения воды
газ положительный, значит, эта реакция эндотермическая. В результате
Подготовка водяного газа обычно включает чередование струй пара и либо воздуха, либо
кислород через слой раскаленного угля. Экзотермические реакции между углем и кислородом
для производства CO и CO 2 обеспечивают достаточно энергии для проведения реакции между паром
и уголь.

Водяной газ, образующийся при реакции угля с кислородом и водяным паром, представляет собой смесь CO, CO 2 ,
и Н 2 . Отношение H 2 к CO может быть увеличено путем добавления воды в
эту смесь, чтобы воспользоваться реакцией, известной как сдвиг водяного газа
реакция .

CO( г ) + H 2 O( г ) CO 2 ( г ) + H 2 ( г ) Н или = -41,2
кДж/моль rxn

Концентрация CO 2 может быть уменьшена реакцией CO 2
с углем при высоких температурах с образованием CO

С( с ) + CO 2 ( г ) 2 CO( г ) Н или = 172,5
кДж/моль rxn

Водяной газ, из которого удален CO 2 , называется синтезом
газ , потому что его можно использовать в качестве исходного материала для различных органических и
неорганические соединения. Он может быть использован в качестве источника H 2 для синтеза
аммиак, например.

N 2 ( г ) + 3 H 2 ( г ) 2 NH 3 ( г )

Его также можно использовать для производства метилового спирта или метанола.

CO( г ) + 2 H 2 ( г ) CH 3 OH( л )

Метанол затем можно использовать в качестве исходного материала для синтеза алкенов, ароматических
соединений, уксусной кислоты, формальдегида и этилового спирта (этанола). Синтез-газ также может
использоваться для производства метана или синтетического природного газа (СПГ).

CO( г ) + 3 H 2 ( г ) CH 4 ( г ) + H 2 O( г )

2 CO( г ) + 2 H 2 ( г ) CH 4 ( г ) + CO 2 ( г )

Сжижение угля

Первый шаг к получению жидкого топлива из угля включает производство
синтез-газ (CO и H 2 ) из угля. В 1925 году Франц Фишер и Ганс Тропш
разработал катализатор, который превращал CO и H 2 при 1 атм и 250–300°C в
жидкие углеводороды. К 1941 году заводы Фишера-Тропша произвели 740 000 тонн нефти.
продукции в год в Германии.

Технология Фишера-Тропша основана на сложной серии реакций, в которых используется H 2
для восстановления CO до групп CH 2 , связанных с образованием длинноцепочечных углеводородов.

CO ( G ) + 2 H 2 ( G ) (Ch 2 ) N ( L ) + H 2 O ( G ) Н или = -165
кДж/моль rxn

Вода, полученная в результате этой реакции, соединяется с CO в реакции конверсии водяного газа с образованием
форма H 2 и CO 2 .

CO( г ) + H 2 O( г ) CO 2 ( г ) + H 2 ( 1

1

9 )

 Н или = -41,2
кДж/моль rxn

Таким образом, общая реакция Фишера-Тропша описывается следующим уравнением.

).

2 CO ( G ) + H 2 ( G ) (-CH 2 -) N ( L ) + CO 2 ( G ) Н или = -206
кДж/моль rxn

В конце Второй мировой войны технология Фишера-Тропша изучалась в большинстве
индустриальные нации. Однако низкая стоимость и высокая доступность сырой нефти привели к
снижение интереса к жидкому топливу из угля. Единственные коммерческие установки, использующие это
технологии сегодня находятся в комплексе Sasol в Южной Африке, который использует 30,3 млн тонн
угля в год.

Другой подход к жидкому топливу основан на реакции между CO и H 2
с образованием метанола, CH 3 OH.

CO( г ) + 2 H 2 ( г ) CH 3 OH( л )

Метанол может использоваться непосредственно в качестве топлива или может быть преобразован в бензин с
катализаторы, такие как цеолитный катализатор ZSM-5, разработанный Mobil Oil Company.

Поскольку предложение нефти становится меньше, а ее стоимость продолжает расти, постепенное
можно наблюдать сдвиг в сторону жидкого топлива из угля. Принимает ли это форму
вернуться к модифицированной технологии Фишера-Тропша, конверсии метанола в бензин,
или другие варианты, только время покажет.

Органическая химия: строение и номенклатура углеводородов

Структура и номенклатура
Углеводороды        |
Изомеры
| Реакции алканов, алкенов и алкинов
| Углеводороды
| Нефть и уголь
|
Хиральность и оптическая активность

Периодический
Таблица        |
Периодическая таблица        |
Глоссарий
| Классные апплеты

Тематический обзор Gen Chem
|
Домашняя страница справки по общей химии
|
Поиск:
сайт общей химии.

расчетов угля | SGS USA

Точные и точные расчеты жизненно важны для успеха вашего угольного производства. Эти расчеты используются для расчета различных параметров скелета, включая зольность и теплотворную способность, которые позволяют определить сорта вашего угля.

Глобальные группы химиков и экспертов SGS используют ряд аналитических расчетов и индексов для угля, чтобы получить теплотворную способность, общее содержание водорода, индекс реакционной способности кокса (CRI) и прочность кокса после реакции (CSR) вашего образца угля. Наши сторонние результаты испытаний и расчеты предоставляют вам надежные данные, соответствующие международным стандартам.

Ниже приведены некоторые интересные протоколы и расчеты, регулярно используемые специалистами SGS по углю и коксу. Эти расчеты предоставляются для вашего сведения, но SGS не может гарантировать, что все данные или формулы соответствуют самым последним стандартам. Клиенты, торгующие углем, должны ознакомиться с действующими стандартами, используемыми в контрактах.

*** Расчет CV нетто — см. ASTM D5865-12 / ISO 1928-2009
*** Пересчет влажности на различные основания — см. ASTM D3180 / ISO 1170 : ASTM D3180 / ISO 1170 — преобразование в различные базовые значения влажности

  1. Коэффициент AD (преобразование AD в номинальную влажность (NM)): (100-NM)/(100-ADM)
    NM = AD / ((100 -NM)/(100-ADM))
  2. Коэффициент сухости (преобразует AD в Dry) (100-ADM)/100
    Dry = AD / ((100-ADM)/100)
  3. Коэффициент AR (преобразует Dry в AR): (100-TM)/100
    AR = Dry x ((100-TM))/100)
  4. Коэффициент DAF (преобразование сухого в DAF): (100-сухой золы)/100
    DAF = сухой / ((100-сухой золы)/100)

Где:
TM – общая влажность
ADM – влажность, высушенная на воздухе (влажность в образце для анализа)
NM – номинальная влажность
AR – состояние «как получено» Основа
AD на основе определения (воздушной сушки)
Dry на сухой основе
DAF на сухой беззольной основе

  • Двухэтапная формула определения общей влажности (см. ASTM D3302, раздел 10)
    Двухэтапное определение общей влажности используется при отборе проб угля. слишком мала по массе или слишком влажна, чтобы ее можно было разделить или раздавить без потенциальной потери значительного количества влаги.
    TMar, % = [Rm,ad, % x (100 – Fm,ad, %) / 100] + Fm,ad %
    TM = общая влажность; Fm = свободная влага; Rm = остаточная влажность
  • Коэффициенты пересчета теплотворной способности Ссылка: ASTM 5865-12 X1.4. & ISO 1928-9 10,5
    Дж/г = ккал/кг разделить на 0,238846 ИЛИ умножить на 4,1868
    Дж/г = БТЕ/фунт умножить на 2,326 ИЛИ разделить на 0,429923
    ккал/кг = Дж/г умножить на 0,238846 ИЛИ разделить на 4,1868
    ккал/кг = БТЕ/фунт разделить на 1,8 или умножить на 0,555556
    БТЕ/фунт = Дж/г разделить на 2,326 ИЛИ умножить на 0,429923
    БТЕ/фунт = ккал/кг умножить на 1,8 или разделить на 0,555556
  • CO CO0042 2 Коэффициент выбросов (Директива 2003/87/EC) Директива 2007/589/EC
    CO 2 Коэффициент выбросов tCO 2 /TJ =
    = Полученный углерод x 3,667 x [10,000/NCV] в кДж/кг
    = Полученный углерод x 3,667 x [2388,46/NCV(p)] в ккал/кг

    Стандартная неопределенность CO 2 Коэффициент выбросов (тCO2/ТДж)
    В рамках новой Европейской комиссии (EC ) требования к отчетности по выбросам CO 2 , анализирующую лабораторию просят сообщить «Стандартную неопределенность CO 2 Коэффициент выбросов», относящийся к лабораторному анализу, выраженный в виде стандартного отклонения.

    Значения воспроизводимости ISO для C(db) 1,00% и GCV(db) 300 Дж/г, преобразованные в исходное состояние, используются при расчете неопределенности.

  • Соотношение топлива
    = фиксированный углерод / летучие вещества

    Ballast
    = пепел (AR) + общая влажность

  • Гидроген в уголь : см. Значения ASTM 3180 / ISO 1170
    в As As As As As As As As As As As As As As As As As As As As As As As As As As As As As As As As As As As As As As As As As As As As Wydrogen. может быть указано на основе содержания или отсутствия водорода в воде (влаге), связанной с образцом, альтернативные процедуры преобразования определены ниже.

    Используйте следующие преобразования для отчета H, включая или исключая H во влаге:

    Общее количество водорода, определенное (ad): включает H в анализ влаги

    1. Водород ( исключая H во влаге)
      основания) = [Общий водород(ad)-(AMx0,1119)] x (100/(100-AM))
    2. Водород ( включая H во влаге)
      H(ar) = [Общий водород(db) x ((100-TM)/100)]+(0,1119*TM)
    3. Отчеты ISO 1170 Сухой на воздухе за исключением H в анализируемой влажности.
      H (высушенный на воздухе) = Общий водород (как определено) — (Анализ влаги x 0,1119)

      Факторы водорода и кислорода, основанные на атомном весе H 2 0
      Водород = Влага X 0,1119
      Кислород = Влага X 0,8881

  • Расчеты DMMF
    Расчеты без содержания сухих минеральных веществ (ссылка ASTM D388)
  • Эмпирическая формула для оценки высшей теплотворной способности с использованием окончательного анализа
    (Ссылка: Типология COAL — Физика — Химия — Конституция; автор Д. В. Кревелен; третье издание, 1993 г., стр. 528). Все данные представлены в пересчете на сухую массу (DB), выраженном в % веса.
    DULONG (1820)  =  (80,8 x C) + (344,6 x H) – (43,1 x O) + (25 x S) 0 x N) + (25 x S)»> BOIE (1953) =  (84 x C) + (277,7 x H) ) – (26,5 x O) + (15,0 x N) + (25 x S)
    SEYLER (1938) = (123,9 x C) + (388,1 x H) + (25 x O2) — 4269 NEAVEL (1986) = (81,05 x C) + (316,4 x H) – (29.9 x O) + (23,9 x S) — (3,5x Ash)
    MOTT & SPOONER (1940) КИСЛОРОД < 15% = (80,3 x C) + (339 x H) - (34,7 x O) + (22,5 x S) ДАННЫЙ (1986) = (78,3 x C) + (339,1 x H) – (33,0 x O) + (22,1 x S) + 152

    MOTT & SPOONER (1940) КИСЛОРОД > 15% = (80,3 x C) + (339 x H) — (36,6 x O) + (0,17 x O2) + 22,5 x S

    ПРИМЕЧАНИЕ: эти формулы недействительны для угольных смесей. Обратитесь к приведенному выше примечанию к формуле Сейлера.

    Выдержка из COAL — D.W. Кревелен. (стр. 529) «Все эмпирические уравнения являются модификациями исходного уравнения Дюлонга с «некоторым теоретическим основанием» и, путем адаптации к эмпирическим данным CV угля, де-факто являются эмпирическими отношениями. Корреляции, данные GIVEN (1986) и NEAVEL (1986) являются самыми надежными».

  • Расчет низшей теплотворной способности (NCV) и переводные коэффициенты
    Ссылка: Низшая теплотворная способность (ASTM D5865-12)
    Теплота, выделяемая при сгорании вещества при постоянном давлении 0,1 МПа (1 атм), при этом любая образовавшаяся вода остается в виде пара.

    ASTM D5865-12 / D3180 при постоянном давлении 2,016)
    Qmad = 0,01 * Hvap * (Mad / 18,0154)
    Qmar = 0,01 * Hvap * (Mar / 18,0154)
    Qvar = Qvad *((100-Mar) / (100-Mad))
    Qpad(net) = Qvad(брутто) + Qv-p — Qh – Qmad
    Qpd(нетто) = (Qvad(брутто) + Qv-p — Qh) * (100/(100-Mad)
    Qpar(net) = (Qvad(брутто) + Qv-p — Qh) * (100 — Mar) / (100 — Mad) – Qmar

    Где:
    Qv-p = Энергия, связанная с этим изменением объем газовой фазы для реакции горения
    R = универсальная газовая постоянная [8,3143 Дж/(моль *К)]
    T = стандартная термохимическая эталонная температура (298,15 К)
    Had = Had,m – 0,1119 * Mad ( общий водород – H во влаге)
    Oad = Oad,m – 0,8881 * Mad (общий кислород – O во влаге)
    Hvap = теплота испарения воды при постоянном давлении (43985 Дж/моль)
    Qh = теплота испарения водорода, содержащегося в образце
    Qmad = теплота испарения содержания воды в анализируемом образце
    Qmar = теплота испарения общего содержания влаги в образце
    Атомные массы: O 2 = 31,998 / N 2 = 28,0134 / H 2 2,016 / H 2 O = 18,0154

    ISO 1928-2009 при постоянном объеме

    17 v,d — 206,0 [wHd]) x (1-0,01xM T ) — (23,05x M T )
    Qv, нетто, м, ккал/кг = ( Q gr,v,d — 49,20 [ wHd ] ) x (1-0,01xM T ) — (5,51x M T )

    ISO 1928-2009 при постоянном давлении
    Qp, net,m,J/g =
    { Q gr,v,d — 212,2 [wHd] — 0,8 x [wOd + wNd]} x (1- 0,01M T ) — 24,43 x M T
    Qp, net,m,kcal/kg =
    { Q gr,v,d — 50,68 [ wHd ] — 0,191 x [wOd + wNd] } x (1- 0,01M T ) — 5,84 x M T

    [wHd] = содержание водорода в образце за вычетом водорода, присутствующего во влаге 9 T
    M T = общая влажность Определение стоимости с использованием формулы Сейлера и других подобных расчетов (например, формулы Дюлонга).

    ISO 1928 2009 Определение высшей теплотворной способности
    Стандарт ISO является единственным международным стандартом, позволяющим рассчитывать содержание водорода по формуле Сейлера.

    Расчет Сейлера действителен только для большинства битуминозных углей.
    Примечание 1. НЕДЕЙСТВИТЕЛЬНО, если расчетное Hdb меньше 3%
    Примечание 2. НЕДЕЙСТВИТЕЛЬНО, когда содержание Odaf больше 15% смесь низкосортного угля, или антрацита, или нефтяного кокса, и битуминозного угля
    Примечание 4. НЕ распространяется на низкосортный уголь, антрацит, нефтяной кокс или кокс

    ISO 1928 2009 Часть E.3.3
    wH = 0,07 x w(V) + 0,000165 x qv,gr,m — 0,0285 x [ 100 — M T — w(A) ]
    w(H) — содержание H в образце за вычетом H, содержащегося во влаге, в % масс.
    w(V) — содержание ВМ в пробе с влажностью M T , в % масс.
    w(A) — зольность пробы с влажностью M T , в % масс.
    qv,gr,m — CV брутто образца с содержанием влаги M T , в джоулях/г

  • СРЕДНЯЯ КРУПНОСТЬ КОКСА (ссылка на ISO 728 Приложение A)
    = (B(a-c)+C(b-d)+…+J(h-k) +100j)/200

    Где: a,b,c,d…h,j,k – размеры отверстий, мм., последовательных сит; ‘A,B,C,D…H,J,K — совокупный процент негабарита для каждого из сит.

    Примечание. Сито с размером отверстий «а» является наименьшим размером, через который проходит весь кокс (т. е. А = 0%). Сито с размером отверстий «k» является гипотетическим ситом, через которое не проходит кокс (k=0 мм, K=100%).

    • Индекс реакционной способности кокса (CRI) и прочность кокса после реакции (CSR)

    Когда кокс опускается в доменную печь, он подвергается реакции с противотоком СО 2 и истиранию. Эти параллельные процессы ослабляют кокс и вступают с ним в химическую реакцию с образованием избыточной мелочи, которая может снизить проницаемость шихты доменной печи.