Методика визначення виходу летких речовин

При нагріванні без доступу повітря органічна і мінеральна частини всіх видів твердого палива зазнають складних термічних перетворень (деструкцію), і ступінь та глибина цих перетворень при інших рівних умовах залежать тільки від складу і властивостей даного виду палива. Глибина термічного розкладу органічної маси палива характеризує його так звану термічну стійкість – одну з найважливіших характеристик всіх твердих горючих викопних. Загальну оцінку ступеня термічної стійкості твердих палив визначають по виходу летких речовин. Леткими речовинами твердого палива називається суміш газоподібних і пароподібних продуктів, що утворюються при нагріванні його без доступу повітря.

         Газоподібна частина летких речовин в основному складається з вуглеводних газів граничного і неграничного ряду, водню, окису і двоокису вуглецю. Пароподібна частина летких речовин складається з маслянистих та смолистих продуктів, що конденсуються при кімнатній температурі, а також вологи (що міститься в паливі, а також і утвореній при його деструкції). Так як леткі речовини не містяться у паливі в готовому вигляді, а утворюються при його розкладі в результаті нагріву, при їх кількісній оцінці говорять про вихід летких речовин, а не про їх вміст в паливі.

         Вихід летких речовин пов’язаний зі ступенем вуглефікації палива, знижуючись по мірі обвуглецьовування палива. У торфа вихід летких в розрахунку на горючу масу сягає 70%, у бурого вугілля він складає 60-40%, у кам’яних знижується до 45-10%, у антрацитів до 8-3%.

        Утворений в процесі термічного розкладу нелеткий (коксовий) залишок різний у різних палив. У всіх твердих викопних палив, окрім деяких кам’яних вугіль, коксовий залишок порошкоподібний. Кам’яні вугілля в залежності від їх спікливості утворюють коксовий залишок від порошкоподібного до сплавленого. Якщо коксовий залишок має вид цілісного шматка, його називають в залежності від міцності сплавленим чи спікшимся;  якщо ж він складається з чітко помітних окремих зерен, порівняно слабо пов’язаних один з одним, він носить назву злипшогося. Найбільш молоді кам’яні вугілля, наприклад довгополуменеві,  дають порошкоподібний чи злипшийся коксовий залишок. Жирні і коксові вугілля дають відносно міцний сплавлений чи спікшийся коксовий залишок. По мірі переходу до пісних вугіль і антрацитів ступінь спікливості знову знижується (вугілля марки Т і А дають порошкоподібний коксовий залишок).

        Здатність до спікливості кам’яних вугіль зумовлена специфікою їх органічної маси, яка переходить при нагріванні без доступу повітря через пластичний стан. Ця здатність властива викопним паливам лише на визначеній стадії їх вуглефікації. Поява пластичного стану – результат процесу пептизації, коли одна частина вугілля розплавляється і просочує його неплавку частину, яка в свою чергу набухає і переходить в напіврідкий стан. Температура, при якій вугілля стає пластичним, називається температурою розм’якшення вугілля. При подальшому підвищенні температури в результаті  утворення і виділення летких речовин пластичний стан вугілля знову змінюється твердим і вугілля зазнає усадки. Міцність утвореного коксового залишку залежить від співвідношення плавких і неплавких компонентів у вугіллі і властивостей цих компонентів, а також від умов, за яких проводиться нагрівання вугілля.