Способ определения низшей теплоты сгорания углей месторождения

Способ определения низшей теплоты сгорания углей месторождения


Авторы патента:

Суханов Рудольф Алексеевич (RU)
Сидорова Галина Петровна (RU)


Способ определения низшей теплоты сгорания углей месторождения (RU 2492474):


Вледельцы патента:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Забайкальский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "ЗабГУ") (RU)


Похожие патенты:

Способ определения монометиланилина в автомобильном бензине индикаторным тестовым средством

Изобретение относится к контролю качества автомобильного бензина

Химический маркер и способ его получения

Изобретение относится к способу получения фракции полиметилзамещенных алканов C18-C36 формулы: ,где n=4-10, путем взаимодействия расплава атактического полипропилена с кислородом воздуха при 150-250°С в течение 1-6 ч при расходе воздуха 0,6-1,9 л/(мин·кг) с использованием в качестве сырья побочных низкомолекулярных продуктов окисления

Способ подтверждения обнаруженного на поверхности сгорающих гильз и сгорающих цилиндров дефекта в виде выкристаллизации взрывчатого вещества

Изобретение относится к области химического анализа органических соединений, а именно его применения для определения наличия выкристаллизованного взрывчатого вещества на поверхности сгорающих гильз, сгорающих цилиндров, из которых изготовлены метательные заряды к танковым пушкам

Способ определения работоспособности взрывчатых веществ

Изобретение относится к области испытаний взрывчатых веществ, в частности к определению работоспособности взрывчатых веществ

Способ экспресс-обнаружения неорганических и органических перхлоратов

Изобретение относится к области обнаружения взрывчатых веществ (ВВ) и компонентов взрывчатых составов на основе неорганических и органических перхлоратов химическим индикаторным анализом с использованием адсорбционных методов разделения с визуальным контролем
Изобретение относится к контролю качества моторных топлив и может быть использовано для определения содержания тяжелых фракций углеводородов в моторных маслах и топливах

Способ регулирования параметров впрыска, сгорания и доочистки двигателя внутреннего сгорания с самовоспламенением, оборудование для реализации указанного способа и двигательная система

Изобретение относится к способу регулирования параметров впрыска, сгорания и доочистки двигателя внутреннего сгорания (ДВС) с самовоспламенением, содержащего биотопливо в горючем

Способ моделирования процесса газификации остатков жидкого ракетного топлива и устройство для его реализации

Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть использовано при проведении физического моделирования процессов газификации остатков жидкого топлива в баках отделяющихся частей (ОЧ) ступеней ракет-носителей (РН) в условиях малой гравитации с использованием экспериментальных модельных установок в земных условиях, а также и при натурных пусках РН с системами газификации

Способ подтверждения обнаружения на поверхности пороховых элементов баллиститных порохов признаков экссудации нитроглицерина

Изобретение относится к области химического анализа органических соединений, а именно его применения для определения наличия жидкого нитроглицерина на поверхности баллиститных порохов. Способ, предназначенный для установления безопасного применения и боевой пригодности артиллерийских боеприпасов, включает отбор проб путем прикладывания фильтровальной бумаги к капелькам жидкости на поверхности баллиститных порохов с последующим растворением отобранной пробы в ацетоне или воде, нагретой до 80°C, с добавлением 10% раствора едкого калия после растворения в ацетоне или гидроксида меди после растворения в воде и с оценкой полученного результата по цвету окрашивания растворов в красно-фиолетовый цвет в первом случае или ярко-синий цвет во втором случае. Достигается экспрессность подтверждения обнаружения. 1 ил.

Способ определения единичного импульса твердого топлива

Изобретение относится к измерению характеристик твердых топлив для ракетных двигателей. Способ включает измерение реактивной силы продуктов газификации при сжигании образца твердого топлива, бронированного по боковой поверхности, причем измеряют реактивную силу и время полного сгорания образца твердого топлива, помещенного в бомбу постоянного объема, при давлении в диапазоне (0.5÷15)МПа, создаваемом инертным газом, например азотом или аргоном, причем объем бомбы и масса образца находятся в заданном соотношении, а величину единичного импульса определяют по расчетной формуле. Достигается возможность определения единичного импульса при использовании малоразмерных образцов топлива в лабораторных условиях без использования крупногабаритного стендового оборудования и взрывозащищенных боксов. 2 ил.
Изобретение относится к лабораторным методам исследования присадок к автомобильным бензинам. Способ заключается в определении смол, промытых н-гептаном в бензине до и после введения исследуемой присадки по ГОСТ 1567, при этом используют бензин с содержанием промытых смол не менее 5 мг на 100 мл бензина (например, бензины вторичного происхождения - каталитического и термического крекинга, висбрекинга, коксования, полимеризации и т.д., как правило, с большим содержанием олефиновых углеводородов). Исследуемую присадку вводят в количестве 0,03-0,1% масс. По разнице в количестве промытых смол в бензине до и после введения исследуемой присадки судят о наличии моющих свойств у исследуемой присадки. Достигается повышение надежности определения. 1 табл.

Способ маркировки взрывчатого вещества

Изобретение относится к химическим способам экспертизы взрывчатых веществ и криминалистических идентификационных препаратов. Способ маркировки взрывчатого вещества (ВВ) заключается во введении во взрывчатое вещество маркирующей композиции, содержащей идентификаторы, количество которых равно количеству технических показателей, подлежащих маркировке. В качестве идентификаторов используют смесь полиорганосилоксанов с различными длинами молекулярных цепочек, в которой каждому одному техническому показателю соответствует идентификатор в виде полиорганосилоксана с соответствующей длиной молекулярной цепочки и соответствующим «временем выхода» («удерживания») на хроматограмме. Таким образом, в составе взрывчатого вещества формируется «химический штрих-код», считывание которого осуществляют на хроматограмме по принципу наличия или отсутствия компонента при определенном значении времени его «выхода» («удерживания»). Способ подходит для маркировки смесевых и индивидуальных ВВ, а также их компонентов, например, неорганических окислителей, в частности аммиачную селитру. Способ обеспечивает высокую достоверность идентификации ВВ при упрощении процесса определения его кода. 4 ил., 1 табл.
Изобретение относится к лабораторным методам исследования автомобильных бензинов. Способ заключается в том, что определяют количество смол до и после промывки н-гептаном (промытых смол) по ГОСТ 1567 и по разнице в количестве смол до и после промывки н-гептаном судят о наличии моющей присадки в автомобильном бензине. Отсутствие разницы между количеством смол до промывки н-гептаном и смол после промывки н-гептаном свидетельствует об отсутствии моющих присадок в автомобильном бензине. Наоборот, если в бензин была введена моющая присадка, разница в количестве смол до и после промывки н-гептаном составит значительную величину. Достигается повышение надежности определения. 1 табл.

Способ определения содержания воды в углеводородном топливе и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к определению воды в потоке углеводородных жидких и газообразных топлив. Способ характеризуется тем, что пропускают поток топлива или воздуха при постоянном расходе через водоотделитель, состоящий из нескольких ячеек, расположенных последовательно одна за другой, образованных коагулятором и сепарирующей сеткой, а воду, полученную в результате сепарирования на пористой перегородке отводят в отстойник, при этом постоянно или периодически измеряют давление перед пористой перегородкой и давление за ней, передают сведения об измеренных величинах давления на аналитический блок-регистратор, вычисляют на основании разности давлений гидравлическое сопротивление пористой перегородки, затем по полученным данным определяют количество воды, удержанной пористым поливинилформалем коагулятора, на основе предварительно полученных тарировочных данных об изменении гидравлического сопротивления пористой перегородки в зависимости от содержания воды в коагуляторе и в потоке топлива, и на основе этих данных определяют количество воды, содержащейся в топливе. Также описано устройство для осуществления способа. Достигается повышение надежности и точности, а также - упрощения определения. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ прогнозирования склонности ископаемых углей к самовозгоранию и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области исследования материалов путем определения их теплофизических свойств и предназначено для прогнозирования в лабораторных условиях эндогенной пожароопасности угольных шахтопластов при геологоразведочных разработках. Технический результатом является создание модели, имитирующей природные процессы низкотемпературного гидротермального и флюидогенного преобразования углей в очагах самовозгорания шахтопластов. Для прогнозирования склонности ископаемых углей к самовозгоранию создают модель, имитирующую природные процессы гидротермального и флюидогенного преобразования углей в очагах самовозгорания шахтопластов. Осуществляют непрерывную проточную фильтрацию водно-воздушной смеси через измельченную пробу угля, помещенную в кварцевый реактор с заданным режимом нагревания до температуры не превышающей температуру самовозгорания угля. Затем охлаждают кварцевый реактор до комнатной температуры и повторяют непрерывную проточную фильтрацию. Фиксируют начало термодеструкции пробы по реакции индикаторного газа с водно-щелочным раствором. По углу расхождения кривых, соответствующих первому и повторному нагреванию на графике определяют скорость протекания экзотермической реакции. Вычисляют время инкубационного периода самовозгорания, которое является прогнозным фактором склонности ископаемых углей к самовозгоранию. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к угольной промышленности, а именно к контролю качества углей. При осуществлении способа на основании показателей качества угля месторождения, определенных на стадии разведки и технологических испытаний, определяют низшую теплоту сгорания углей данного месторождения для любого состояния топлива по заданной формуле, строят график зависимости низшей теплоты сгорания угля от влажности и зольности и осуществляют оперативное определение низшей теплоты сгорания угля по показаниям рабочих влажности и зольности при помощи графика. Достигается упрощение и повышение оперативности определения. 3 табл., 1 ил.


 

Изобретение относится к угольной промышленности, а именно к контролю качества углей.

В текущей работе геолога и мастера ОТК угольного разреза постоянно приходится сталкиваться с определением одного из главных показателей качества угля - низшей теплотой сгорания на рабочее состояние топлива ( Q i r ) . Теплота сгорания является одной из основных характеристик показателей качества энергетического топлива. Этот показатель определяет цену топлива.

Высшая теплота сгорания ( Q s d a f ) , характеризует природный тип углей, степень его углефикации и вещественный состав.

Согласно ГОСТ 147-95 «Определение высшей теплоты сгорания и вычисление низшей теплоты сгорания», определение высшей теплоты сгорания основано на полном сжигании массы испытуемого топлива в колориметрической бомбе в изотермическом или адиабатическом режиме при постоянном объеме в среде сжатого кислорода и измерении подъема температуры калориметрического сосуда за счет теплоты, выделяющейся при сгорании топлива и вспомогательных веществ, а также при образовании водных растворов азотной и серной кислот в условиях испытания. Масса навески 0,8-1,5 гр.

Процесс очень сложный и дорогостоящий.

Низшая теплота сгорания выражает количество тепла, которое с учетом балласта (W, А) может быть практически реализовано при сжигании. Величина расчетная - согласно ГОСТ 147-95, рассчитывается из показателей высшей теплоты сгорания по формуле с учетом пересчетных коэффициентов:

Q i d = Q i s 24,42 ( 8,94 H a + W a ) ,

где 24,42 - теплота парообразования;

8,94 - коэффициент пересчета массовой доли водорода на воду;

Ha - массовая доля водорода в аналитической пробе;

Wa - массовая доля воды в аналитической пробе.

Формула довольно громоздкая и неприменимая к оперативным расчетам.

Различными исследователями постоянно изыскиваются пути определения ( Q i r ) по известным значениям рабочей влажности и зольности (Wr, Ar), методы определения которых менее затратные (как во времени, так и в материальном плане).

Целью изобретения является создание способа оперативного определения одного из основных показателей качества угля - низшей теплоты сгорания на рабочее состояние топлива, необходимое при текущем планировании добычи и отгрузки угля с учетом качественных характеристик, а также сокращение объема дорогостоящих анализов по определению теплотворных свойств углей.

Цель достигается тем, что способ определения низшей теплоты сгорания углей месторождения, заключается в том, что на стадии разведки и технологических испытаний производят определение показателей качества углей: рабочей влажности, зольности и низшей теплоты сгорания, а также средних значений этих параметров по месторождению и определяют низшую теплоту сгорания углей данного месторождения для любого состояния топлива по формуле

Q r 2 = ( Q 1 r + 6 W 1 r ) 100 W 2 r A 2 r / 100 W 1 r A 1 r 6 W 2 r                         ( 1 ) ,

где Q 1 r - средние значения низшей теплоты сгорания, рабочей влажности W 1 r и рабочей зольности A 1 r , определенные на стадии разведки и технологических испытаний угля;

A 1 r - зольность на рабочее состояние топлива, %

A 1 r = A 1 d 100 W 1 r                                                                                    ( 2 ) ,

где A 1 d - зольность на сухое состояние топлива, %

Q 2 r - низшая теплота сгорания на любое состояние топлива с известной рабочей влажностью W 2 r и зольностью A 2 r ,

затем строят график зависимости низшей теплоты сгорания угля от влажности и зольности и осуществляют оперативное определение низшей теплоты сгорания угля по показаниям рабочих влажности и зольности при помощи графика.

Предлагаемый способ был внедрен на Уртуйском месторождении.

Принимали за Q 1 r , W 1 r , A 1 r средние показатели качества углей, достаточно надежно определенные различными исследованиями на стадии разведки и технологических испытаний для Уртуйского месторождения: Qк1=4020 ккал/кг, Wк1=29,5%, Aк1=12,5%. Выводили формулу расчета зольности на рабочее состояние топлива для углей Уртуйского месторождения:

A 1 r = A 1 d 100 W 1 r = 8,81 % ,                                                                              ( 2 )

где A 1 d - зольность на сухое состояние топлива.

Подставляя средние значения в формулу (1) получили формулу расчета низшей теплоты сгорания для углей Уртуйского месторождения:

Q 2 r = ( Q 1 r + 6 W 1 r ) 100 W 2 r A 2 r / 100 W 1 r A 1 r 6 W 2 r                       ( 1 )

Q 2 r = 68,0337 ( 100 W 2 r A 2 r ) 6 W 2 r                                            ( 3 )

Эта формула позволяет рассчитать низшую теплоту сгорания ( Q 2 r ) Уртуйских углей для любого состояния топлива по известным значениям рабочей влажности и зольности.

Определив показатели: Qк1, Wк1, Aк1 - для любого месторождения, используя данную методику, можно определить низшую теплоту сгорания углей ( Q 2 r ) для этого месторождения.

На основе данной формулы построен график (палетка) для определения ( Q 2 r ) графическим способом (фиг.1). Масштаб построения графика и количество линий может быть любым.

Дробные значения зольности и влажности откладываются на палетке путем интерполяции между целыми значениями. Правильность определения низшей теплоты сгорания по формуле (1) и графику проверена по результатам сопоставления этого показателя с лабораторией ТЭЦ г.Краснокаменска. По известным значениям W 2 r и A 1 r , определенным в лаборатории, рассчитывалась величина Q 2 r по формуле (1), которая сравнивалась с фактически полученным значением на калориметре. Всего сравнивалось 284 определения.

Среднее квадратическое расхождение между рассчитанными и фактическими значениями составило ±3,5%. Необходимо иметь в виду, что это расхождение является суммой погрешностей определения трех составляющих: влажности, зольности и теплоты сгорания пробы в лабораторных условиях. Исключив один из анализов - собственно определение теплоты сгорания, точность определения Q 2 r будет зависеть только от точности определения рабочей влажности и рабочей зольности.

Рассчитываем Q i r для различных значений влажности (в пределах наиболее часто встречающихся значений) при одинаковой зольности Ar=Const=8,81%.

Таблица 1
Расчет Qri2=f(Wr2)
Влажность W 2 r Зольность A 2 r Теплота сгорания Q 2 r
Расчет
1 2 3 4
23 8,81 4501,2 (4020+6×29,5)(100-23-8,81/100-29,5-8,81)-6×23
23 8,81 4427,2 (4020+6×29,5)(100-24-8,81/100-29,5-8,81)-6×24
25 8,81 4353,2 (4020+6×29,5)(100-25-8,81/100-29,5-8,81)-6×25
26 8,81 4279,1 (4020+6×29,5)(100-26-8,81/100-29,5-8,81)-6×26
27 8,81 4205,1 (4020+6×29,5)(100-27-8,81/100-29,5-8,81)-6×27
28 8,81 4131,1 (4020+6×29,5)(100-28-8,81/100-29,5-8,81)-6×28
29 8,81 4057,0 (4020+6×29,5)(100-29-8,81/100-29,5-8,81)-6×29
30 8,81 3983,0 (4020+6×29,5)(100-30-8,81/100-29,5-8,81)-6×30
31 8,81 3908,9 (4020+6×29,5)(100-31-8,81/100-29,5-8,81)-6×31
32 8,81 3834,9 (4020+6×29,5)(100-32-8,81/100-29,5-8,81)-6×32
33 8,81 3760,8 (4020+6×29,5)(100-33-8,81/100-29,5-8,81)-6×32
34 8,81 3686,8 (4020+6×29,5)(100-34-8,81/
100-29,5-8,81)-6×34
35 8,81 3612,8 (4020+6×29,5) (100-35-8,81/100-29,5-8,81)-6×35
36 8,81 3538,8 (4020+6×29,5) (100-36-8,81/100-29,5-8,81)-6×36

Рассчитывали Q i r в зависимости от зольности, при этом достаточно взять одно условное значение, например 20%, т.к. согласно формуле (1), зависимость имеет линейный характер. Расчет приведен в таблице 2.

Таблица 2
Расчет Qri2=f(Ar2) при Wr1=Gonst, Ar1=8.81
Влажность W 2 r , % Зольность A 2 r , % Теплота сгорания. Q 1 r , ккал/кг Теплота сгорания Q 2 r , ккал/кг
РАСЧЕТ
1 2 3 4
23 20,0 4501,2 3740,0 (4501,2+6×23)(100-23-20/100-23-8,1)-6×23
24 20,0 4427,2 3666,0 (4427,2+6×24)(100-24-20/100-24-8,81)-6×24
25 20,0 4353,2 3592,0 (4353,2+6×25)(100-25-20/100-25-8,81)-6×25
26 20,0 4279,1 3517,9 (4279,1+6×26)(100-26-20/100-26-8,81)-6×26
27 20,0 4205,1 3443,9 (4205,1+6×27)(100-27-20/100-27-8,81)-6×27
28 20,0 4131,1 3369,9 (4131,1+6×28)(100-28-20/100-28-8,81)-6×28
29 20,0 4057,0 3295,8 (4057,0+6×29)(100-29-20/100-29-8,81)-6×29
30 20,0 3983,1 3221,8 (3983,0+6×30)(100-30-20/100-30-8,81)-6×30
31 20,0 3908,9 3147,8 (3908,9+6×31)
(100-31-20/100-31-8,81)-6×31
32 20,0 3834,9 3073,7 (3834,9+6×32)(100-32-20/100-32-8,81)-6×32
33 20,0 3760,9 2999,7 (3760,9+6×33)(100-33-20/100-33-8,81)-6×33
35 20,0 3612,8 2851,8 (3612,8+6×35)(100-35-20/100-35-8,81)-6×35
36 20,0 3538,8 2777,6 (3538,8+6×36)(100-36-20/100-36-8,81)-6×36

Наносим на график полученные значения, соединяем значения Q i r для одинаковой влажности и получаем набор линий (палетку), характеризующих зависимость теплоты сгорания от влажности и зольности (фиг.1).

Эти линии описываются формулами, приведенными в таблице 3.

Таблица 3
Регрессионная зависимость Qri=f (Ari)
Wr, % ФОРМУЛА
1 2
23 Qri=5100-68.0Ari
24 Qri=5026-68.0Ari
25 Qri=4952-68.0Ari
26 Qri=4878-68.0Ari
27 Qri=4804-68.0Ari
28 Qri=4730-68.0Ari
29 Qri=4656-68.0Ari
30 Qri=4582-68.0Ari
31 Qri=4508-68.0Ari
32 Qri=4434-68.0Ari
33 Qri=4360-68.0Ari
34 Qri=4286-68.0Ari
35 Qri=4212-68.0Ari
36 Qri=4138-68.0Ari

Для дробных значений Wri теплота сгорания определяется методом интерполяции между линиями целых значений.

Точность снятия отсчета по палетке составляет ±5-10 Ккал/кг, в зависимости от масштаба построения.

Линии Q i r = f ( A i r ) параллельны и находятся на расстоянии, равном 74 Ккал/кг. Для построения графика Q i r = f ( A i r ) для других значений влажности достаточно провести параллельную линию через 74 Ккал/кг от соседней.

Используемые методы оперативного контроля качества угля позволяют формировать партии угля по заявкам потребителей и могут быть использованы на любом угольном месторождении с учетом данных по рабочей влажности и зольности для данного месторождения.

Способ определения низшей теплоты сгорания углей месторождения, заключающийся в том, что на стадии разведки и технологических испытаний производят определение показателей качества углей: рабочей влажности, зольности и низшей теплоты сгорания, а также средних значений этих параметров по месторождению и определяют низшую теплоту сгорания углей данного месторождения для любого состояния топлива по формуле:
Q 2 r = ( Q 1 r + 6 W 1 r ) 100 W 2 r A 2 r / 100 W 1 r A 1 r 6 W 2 r ,
где Q 1 r - средние значения низшей теплоты сгорания, рабочей влажности W 1 r и рабочей зольности A 1 r , определенные на стадии разведки и технологических испытаний угля;
A 1 r - зольность на рабочее состояние топлива, %
A 1 r = A 1 d 100 W 1 r ,
где A 1 d - зольность на сухое состояние топлива, %
Q 2 r - низшая теплота сгорания на любое состояние топлива с известной рабочей влажностью W 2 r и зольностью A 2 r ,
затем строят график зависимости низшей теплоты сгорания угля от влажности и зольности и осуществляют оперативное определение низшей теплоты сгорания угля по показаниям рабочих влажности и зольности при помощи графика.


 

Наверх