Phần này trình bày về thành phần hóa học của than và nhiên liệu rắn. Các nội dung chính trong bài giảng gồm có: Thành phần thạch học, thành phần nguyên tố, thành phần kỹ thuật, các tính chất vật lý. Mời các bạn cùng tham khảo.
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Bài giảng Công nghệ chuyển hóa than: Phần 4 - Văn Đình Sơn Thọ
- PHẦN 3:
Thành phần hóa học của than
và nhiên liệu rắn
PGS.TS. Văn Đình Sơn Thọ
Bộ môn Công nghệ hữu cơ – hóa dầu
Khoa Công nghệ Hóa học
Đại học Bách Khoa Hà Nội
Email : thovds-petrochem@mail.hut.edu.vn
thovds@yahoo.com
Tel : 097.360.4372
- • Thành phần thạch học
• Thành phần nguyên tố
• Thành phần kỹ thuật
• Các tính chất vật lý
- 3.1 Thành phần thạch học
• Thành phần thạch học của than là một phương
pháp quan trọng để thăm dò các vỉa than và
đánh giá quá trình tạo than
• Phương pháp này có ưu điểm hơn so với phương
pháp phân tích hoá học là sạch sẽ, phân tích
nhanh và dụng cụ và thiết bị đơn giản.
• Nhược điểm của phương pháp là phụ thuộc vào
kinh nghiệm của người đọc.
- Có 8 dấu hiệu quan trọng nhất của mẫu than
1. Khối lượng riêng.
2. Các tính chất cơ lý : độ rắn, độ dòn, độ dẻo
3. Mầu sắc của than
4. Độ ánh (ánh, nửa ánh, mờ, nửa mờ, ánh
kim, ánh nhựa, ánh gương, ánh mờ, ảnh tỏ).
Độ ánh biến đổi có tính quy luật. Than biến
tính thấp thì không có độ ánh, than biến
tính cao thì độ ánh tăng.
- 5. Cấu trúc : Phân biệt theo mặt phẳng vuông góc với các
lớp : Đồng nhất, không đồng nhất, cấu trúc lớp…
6. Vết vỡ : thường gặp ở dạng hạt, dạng sợi, vỏ sò
7. Vết nứt : Nội sinh ( do nguyên nhân bên trong quyết
định) ,Ngoại sinh do ngoại lực gây nên (do biến động
của vỏ trái đất).
8. Xác định các khoáng có trong than và chia làm 3 loại :
Phân tán thô (quan sát thấy bằng mắt và có thể tách
dễ dàng).
Phân tán mịn (tồn tại những hạt mịn và khó tách,
phải dùng phương pháp tuyển)
Không thể nhìn thấy bằng mắt, khó tách.
- Vàng Danh
- Thái Bình
- U minh thượng
- Than được phân thành 4 loại lớn gọi là vĩ phần thạch học
• Vitren (loại ánh) : Là một khối đồng nhất dòn và cứng, có ánh gương,
màu đen. Vết vỡ có dạng vỏ sò.
• Vitren có cấu tạo và cấu trúc đồng nhất và nằm thành từ dải và dễ
dàng phân biệt với các vĩ phần khác. Có thể dùng dao tách ra thành
từng mạnh vụ nhỏ. Vitren chứa ít chất khoáng (1-2%), có độ kết dính
tố tvà là thành phần quý của than.
• Duren : Cứng, dai, có ánh mờ . Cấu trúc dạng lớp và có cấu tạo chắc,
khó tách ra khỏi than. Hàm lượng khoáng lớn hơn so với vitren là do
đất khoáng mang vào trong quá trình tạo than.
• Claren (nửa ánh) mọi dấu hiệu phân biệt nằm trung gian giữa hai
loại trên.
• Fugen (mờ, loại sợi). Độ rắn thấp và dễ vỡ vụn thành bột nếu dùng
tay bóp. Vết vỡ có cấu trúc dạng sợi.
- 3.2 Thành phần nguyên tố
• Nguyên tố C
• Nguyên tố H
• Nguyên tố O
• Nguyên tố N
• Nguyên tố S ( hữu cơ và vô cơ)
• Nguyên tố P
• Các nguyên tố kim loại Al, Si, Fe, Na…
- Nguyên tố Cacbon
• Là nguyên tố quan trọng nhất trong than, khi cháy tỏa ra
một lượng nhiệt lượng lớn ( Q = 8140Kcal/KgC).
• Cacbon nằm trong than dưới dạng liên kết do đó khả
năng phản ứng kém. Trong quá trình nhiệt phân chỉ một
lượng nhỏ cacbon thoát ra ở dạng hơi và khí. Chủ yếu
cacbon còn lại ở sản phẩm rắn trong quá trình nhiệt
phân.
• Khi độ biến tính tăng thì hàm lượng cacbon tăng và hàm
lượng Cthơm cũng tăng.
• Phương pháp xác định hàm lượng cacbon :
Cchung = Chữu cơ + Ckhoáng
- Nguyên tố Hydro
• Hydro là nguyên tố quan trọng trong than, khi cháy toả
lượng nhiệt lớn ( Q=34.320Kcal/Kg).
• Xác định hàm lượng hydro thường tiến hành song song
với xác định hàm lượng cacbon. Khi thu được hơi nước đã
bao gồm cả lượng ẩm của nhiên liệu cũng như muối kết
tinh của các khoáng do vậy trong quá trình tính toán phải
loại trừ muối kết tinh của khoáng…
Hchung = Hhữu cơ + Hkhoáng
• Khi độ biến tính tăng thì hàm lượng hydro giảm dần.
- Phân tích hàm lượng C và H
- C và H trong các chất hữu cơ được xác định theo
phương pháp Liegbig - ASTM
Nguyên lý :
Sản phẩm quá trình cháy là CO2 và nước.
- Thiết bị
- Ống đốt lên 900oC
- CuO ( hạt)
- Ống hấp phụ chứa MgClO4 và dung dịch KOK
- Quy trình :
• Mẫu : 0.2 to 0.3 g trên chén porcelain / platinum
• Đốt nóng ống phản ứng lên nhiệt độ 400o - 900oC
bằng oxy nguyên chất.
• Sản phẩm quá trình cháy CO2 H2O hấp phụ trong
ống hấp phụ
• Cân mẫu và tính toán lượng C và H.
- Khối lượng mẫu = W g
Tăng khối lượng của ống MgClO2 = W1 g
Tăng khối lượng của ống KOH = W2 g
Khối lượng nước hình thành = W1 g
Khối lượng CO2 hình thành = W2 g
- Nitơ của than
• Nitơ là nguyên tố duy nhất nằm ở phần hữu cơ của than.
Khi cháy không toả nhiệt, khi nhiệt phân thoát ra dưới
dạng NH3, piridin hoặc các chất xyan.
• Hàm lượng nitơ trong than càng nhiều thì trong quá
trình chế biến cũng sẽ càng nhiều.
• Để xác định hàm lượng nitơ dùng biến tính Kendan (đối
với loại than biến tính cao). - ASTM
• Đối với than biến tính thấp phải dùng phương pháp
Điuma. ASTM
• Nitơ biến đổi không có quy luật theo độ biến tính.
- Phương pháp Dumas
• Cơ sở của phương pháp là tiến hành đốt nóng
mẫu than ở 800oC với xúc tác CuO trong môi
trường CO2.
• C và H sẽ chuyển hóa thành CO2 và H2O.
• Các khí NOx sẽ bị CuO khử thành N2
• Khi phản ứng kết thúc dùng CO2 đuổi hoàn toàn
hỗn hợp khí ra bình hấp thụ KOH50%. Lượng khí
không bị hấp thụ chính là nitơ.
• Xác định thể tích nitơ thu được và tính toán ra
hàm lượng nitơ có trong than.
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
