To tylko jedna z 11 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Analiza elementarna węgla
Substancja organiczna naturalnych paliw stałych zbudowana jest z kilku
podstawowych pierwiastków chemicznych - węgla, wodoru, tlenu, azotu, siarki i fosforu,
stanowiących podstawę życia organicznego na Ziemi. Podstawowym elementem struktury
chemicznej węgli kopalnych jest szkielet węglowy. Pozostałe atomy i grupy atomów
wypełniają ten szkielet tworząc mostki, rozgałęzienia, ale ich ilość i układ zależą od wielkości
szkieletu węglowego, w którym się mieszczą. Pierwiastkiem najściślej związanym ze
szkieletem węglowym jest wodór.
Zawartość poszczególnych pierwiastków w substancji organicznej paliw stałych
zależy od stopnia uwęglenia paliwa. Przeciętny skład pierwiastkowy różnych paliw w %
atomowych przedstawiono w Tabeli 1.
Tabela 1
Skład pierwiastkowy paliw, % atom.
Zawartość pierwiastka C rośnie w miarę wzrostu stopnia uwęglenia paliwa od torfu
(ok. 39% atom.) do antracytu (ok.69% atom.). W węglach nisko uwęglonych zawartość
atomów wodoru wynosi około 40%, w węglach średnio uwęglonych około 35%, a w
antracytach około 28%, a więc jedynie co 3-4 atom jest wodorem. Regularność tych zmian
świadczy o ciągłości szeregu paliw naturalnych torf - antracyt. Charakterystycznie również
zmienia się w węglach zawartość tlenu malejąc od około 16% atom. w torfie do około 1%
Ustalenie składu elementarnego węgla ma duże znaczenie dla poznania jego stopnia
uwęglenia. W Tabeli 2 przedstawiono zawartość C, H, O, N, S i P w różnych paliwach.
Tabela 2
Skład pierwiastkowy paliw kopalnych, % mas. Zawartość pierwiastka węgla jest miernikiem stopnia uwęglenia węgla, obok takich
parametrów jak zawartość części lotnych i refleksyjność witrynitu. Zmienia się też
charakterystycznie zawartość wodoru, a zawartość tlenu maleje ze wzrostem stopnia
uwęglenia. Zawartość siarki w węglu nie zależy od typu węgla, lecz od warunków
geochemicznych, w jakich się tworzył. Począwszy od węgli brunatnych zawartość azotu
rośnie osiągając maksimum dla węgli koksujących, a następnie maleje z dalszym wzrostem
stopnia uwęglenia węgla.
Zakładając, że największe znaczenie spośród pierwiastków wchodzących w skład
kopalnych paliw stałych mają węgiel, wodór i tlen, można przedstawić w układzie
trójskładnikowym pasmo kopalnych paliw stałych, Rysunek 1. Natomiast charakterystyczne
(…)
… tą metodą przedstawiono na Rysunku 3. Zasadniczą
częścią aparatury jest rura reakcyjna podzielona na strefę odgazowania, strefę spalania i strefę
absorpcyjną. W pierwszej strefie paliwo ulega odgazowaniu, a wydzielające się gazy
unoszone są przez gaz obojętny (azot) poprzez ogrzaną kapilarę do strefy spalania, gdzie
doprowadzany jest tlen. Po zakończeniu odgazowania do strefy odgazowania wprowadza…
… i dwutlenek węgla oznacza się
grawimetrycznie.
Do wiązania wydzielającego się w procesie spalania dwutlenku węgla stosowany jest
najczęściej azbest sodowany (askaryt), rzadziej wapno sodowane, a do pochłaniania wody
stosuje się nadchloran magnezu (anhydron), pięciotlenek fosforu lub chlorek wapnia. Oprócz
wody i dwutlenku węgla podczas spalania wydzielają się ponadto tlenki siarki, tlenki azotu i
chlor. W celu usunięcia tlenków siarki ze spalin w rurze do spalań umieszcza się siatkę lub
wełnę srebrną. Innym rozwiązaniem jest wprowadzenie do układu dodatkowego absorbera
wypełnionego dwutlenkiem ołowiu PbO2 lub chromianem ołowiu PbCrO4.
Zawartość węgla (Ca) w próbce analitycznej paliwa oblicza się wg następującego
wzoru:
gdzie:
m - odważka paliwa, g
m1 - łączna masa absorberów wypełnionych azbestem…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)