КОНТРОЛЬ ЗА ХРАНЯЩИМСЯ УГЛЁМ ПО СТЕПЕНИ ОКИСЛЕННОСТИ
Институтом горного дела Академии наук СССР предложен способ определения степени окисленности угля по температуре возгорания. По данным института можно сделать вывод, что этот способ наиболее чувствителен и обнаруживает изменения в качестве угля даже тогда, когда методом элементарного анализа обнаружить эти изменения невозможно.
Способ заключается в следующем: из отобранной обычным способом пробы угля в пробирку набирается навеска измельчённого угля весом 0,1г, смешанного с 0,08г азотистокислого натрия (Na NO2), которая постепенно нагревается; температура угля при этом всё время повышается и фиксируется; момент вспышки угля в пробирке отмечается. Затем или одновременно такая же навеска, обработанная бензидином (С12 Н12 N2), также нагревается до вспышки.
Обработка бензидином восстанавливает уголь до первоначального состояния, и поэтому по разности температур воспламенения можно судить о степени окисленности угля. Так, например, разница в температуре вспышки у свежедобытого газового угля, взятого из штабеля № 19, при закладке составляла 13,5°, а после года хранения —22°. Такой способ даёт относительное представление об изменении качества угля при хранении. Количественного значения изменения качества угля, хотя бы по одной из химических или механических характеристик, этот способ пока не даёт, в то время как снижением теплоты сгорания на горючую массу можно выразить количественные потери угля, происшедшие в результате низкотемпературного окисления.
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА УГЛЯ ПО АНАЛИЗУ ГАЗА ВНУТРИ ШТАБЕЛЯ
Лабораторией длительного хранения угля ЦНИИ МПС предложен способ определения скорости процесса окисления по анализу состава газа внутри штабеля. Принцип этого метода заключается
Рис. 13. Газоотборник:
1 — бачок для раствора поваренной соли; 2 — аспиратор; 3 — ударная головка; 4 — труба корпуса газоотборника; 5 — соединительная муфта; 6 — наконечник
в том, что окислительный процесс протекает в штабеле тем быстрее, чем больше кислорода соприкасается с поверхностью угля. Поэтому если анализом газа, взятого из межкускового пространства штабеля угля, будет обнаружено, что в нём имеется небольшое содержание кислорода, то, очевидно, процесс окисления идёт медленнее, и наоборот, — большое содержание кислорода показывает, что окисление или возможности окисления имеются и процесс будет развиваться. Помимо кислорода, анализом газа определяется содержание углекислоты СО2 и окиси углерода СО. Наличие в газе СО2 указывает на то, что в угле идёт химический процесс соединения кислорода с углём; наличие СО2, как правило, совпадёт с небольшим содержанием кислорода, а это создаёт инертную среду, что гарантирует защиту частиц угля от воздействия на них кислорода воздуха.
Практически анализ газа производится следующим образом: в штабель угля вводится газоотборник (рис. 13), который представляет собой ряд дюймовых труб, соединённых муфтами; на один конец газоотборника навинчивается игла, имеющая кольцевую заточку и радиальные отверстия, сходящиеся в центре иглы. На другом конце газоотборника в соединительную муфту ввёртывается пробка, воспринимающая удары кувалдой при вводе газоотборника в штабель; в центр иглы ввёртывается штуцер, на который надевается резиновый шланг; второй конец резинового шланга можно выводить из газоотборника в конце каждой трубы и соединять с отсасывающим устройством.
Вводить газоотборник в штабель можно на любую глубину, последовательно наращивая трубы. Отбор газа в колбу производится за счёт разности уровней жидкости, заполняющей всю систему.
До ввода в штабель система газоотборника заполняется летом водой, а зимой — солёным раствором. Анализ газа можно делать непосредственно на складе прибором Орса или газоанализатором другого типа; газ из штабеля можно взять и в колбы с тем, чтобы его анализ производить позднее в лаборатории. Многочисленными анализами газа, взятого из различных штабелей, установлено, что содержание О2 и СО2 колеблется в очень широких пределах, и там, где циркуляция воздуха в штабеле отсутствует или очень мала, всегда имеется малое содержание О2 и достаточно большое содержание СО2. В табл. 9 приведены данные газового анализа некоторых штабелей угля.
Таблица 9
По содержанию СО2 или О2 можно определить степень окисления угля, а также установить, возможно ли дальнейшее повышение температуры в месте отбора газа. Этот способ, так же как и определение степени окисленности по методу Института горного дела Академии наук СССР, более прост, чем способ анализа угля, взятого из штабеля, но менее точен, и по нему нельзя установить количественные потери угля при низкотемпературном окислении.
С помощью анализа газа, взятого из штабеля угля, можно установить начавшийся процесс окисления угля, тогда как по данным технического или элементарного анализов, проведённых в это же время, потери качества угля ещё не обнаруживаются.