Методические указания к лабораторным работам

2. Теоретические сведения
Генетическая классификация. Твердые топлива в зависимости от происхождения разделяются на два класса: гумусовые и сапропелевые. Исходным веществом для образования гумусовых топлив служит наземная растительность. Остатки древних растений с течением времени накапливались на поверхности земли, покрывались новым слоем растительных остатков, увлажнялись и при недостатке воздуха подвергались гниению.
Часть органического вещества в процессе гниения удалялось с летучими веществами, в оставшиеся части накапливался углерод. Так образовался перегной – вещество, окрашенное в бурый цвет. Если условия были таковы, что доступ воздуха к перегною прекращался, например, вследствии покрытия его водой или новыми слоями растительных остатков начиналось следующая стадия превращения или метаморфизма растительных остатков – оторфение. В этой стадии растительные остатки уже не подвергаются воздействию кислорода воздуха, а их превращение протекает под действием анаэробных и термофильных бактерий. В результате этого образуется торф.
Под воздействием повышенной температуры и давления, которые могут иметь место при опускании и поднятия пластов земли в процессе горообразования, а также под влиянием фактора времени торфяные залежи постепенно превращались в залежи бурого угля, бурый уголь –в каменный и далее –в антрацит. Если образования перегноя характеризуются накоплением кислорода в слое, то все последующие стадии являются восстановительными, сопровождающимися уменьшением содержания кислорода.
По мере повышения степени метаморфизма в топливе повышается содержание углерода, а следовательно, и теплоты сгорания топлива, а выход горючих летучих(V) уменьшается.
К сапропелевым топливам относятся топлива, исходным веществом для образования которых послужили остатки одноклеточных водорослей и микроорганизмов, обитающих в водоемах. Слой этих остатков постепенно скапливался на дне водоемов и разлагался без доступа воздуха с образованием газов и плотного остатка –гнилостного ила.
В отличие от гумусовых топлив, происшедших из растительных остатков богатых углеводами, сапропелевые топлива образовались из веществ, содержащих в основном жиры и протеиновые вещества. Это объясняет различные соотношения Н и С в органической части гумусовых и сапропелевых. Отношения Н\С выше у сапропелевых. К сапропелевых топливам относятся горючие сланцы и сапропелиты.
Промышленная классификация твердых топлив
Для углей –промышленная классификация разработана по отдельным угольным бассейнам. В основу ее положен выход летучих веществ, что отражает степень метаморфизма угля. Каменные угли в зависимости от выхода угольных веществ V и спекаемости коксового остатка, выраженной толщиной пластического слоя b мм или характеристикой нелетучего осадка, полуантрацит и антрацит в зависимости от выхода летучих веществ и теплоты сгорания , а бурые угли от содержания влаги , разделяются на марки и группы.
Основные марки углей: длиннопламенный Д, газовый Г, жирный Ж, коксовый К, толщиной Т, полуантрацит ПА, антрацит А, бурый Б. Угли одной марки разделяются на группы: каменные угли по спекаемости, выраженной величиной пластического слоя Y, мм (например, каменный уголь марки Ж разделяется на две группы :13 и Ж18), а бурые угли по влажности, например: бурый уголь марки Б разделятся на Б1, Б2, Б3, где Б1 –содержание влаги более 40%, Б3 –содержание влаги до 30%.
Антрацит, каменные и бурые угли, подвергающиеся грохочению, разделяться на классы по размеру кусков(мм):
Плита, более 100мм
Крупный 50-100мм
Орех 25-50мм
Мелкий 13-25мм
Семечко 6-13мм
Штыб, менее 6мм
Рядовой, неограниченны
Содержание и оформление отчета по работе
Отчет по работе представляется оформленным в тетради по лабораторным работам и должен содержать:
1) название лабораторной работы;
2) формулировка цели работы;
3) краткий конспект теоретических сведений;
4) таблицу, включающую описание характеристику образцов твердых топлив, приведенных в коллекции.
5) заключение о закономерностях в изменении элементного состава и технических характеристик топлив в зависимости от химического возраста и состава материнского вещества.