Узел сжигания угольных образцов
Предназначен для использования в угольной промышленности при определении С/Н-параметра органической массы угля. Патент на полезную модель включает кварцевую трубку, помещенную в трубчатую электрическую печь. С помощью штокового инжектора в кварцевую трубку печи подается платиновая лодочка с испытуемым образцом, которая продвигается до упора с фиксатором, к которому прикреплена густая платиновая спираль (на протяжении всей кварцевой трубки), дополнительно выполняющая роль катализатора при глубоком окислении органической массы угля.
В результате глубокого окислительного процесса происходит превращение органической массы угля в конечные продукты, в том числе диоксид углерода и воду.
Описание Патента на полезную модель содержит 2 независимых пункта формулы, 2 ил.
Предполагаемая полезная модель к Патенту относится к области сжигания - как способу исследования и анализа материалов и может быть использована в угольной промышленности для определения углеродо-водородного параметра органической массы угля (С/Н-параметра), являющегося одной из важнейших технологических характеристик, определяющих способность угля к ожижению, гидрогенизации, коксованию, формированию пластического состояния.
Поставленная цель достигается тем, что навеска образца угля (с точностью до 0,001 мг), предварительно высушенного при 105оС, помещается в платиновую лодочку и подается с помощью штокового инжектора в трубчатую печь, где окисляется в потоке смешанного газа-носителя (аргоно-кислородная смесь) при 800оС до диоксида углерода и воды. Соотношение кислорода к аргону составляет 3:5 (объемные проценты). Общая скорость газа-носителя составляет 60 мл/мин.
Из электрической печи продукты реакции направляются в газохроматографическую колонку из нержавеющей стали длиной 1 м и внутренним диаметром 3 мм, заполненную сорбентом Porapak-Q (зернение 80-100 меш) с нанесенной на него неподвижной фазой ХЕ-60 (3% от массы носителя).
Разделение компонентов в хроматографической колонке происходит при температуре 50оС. По количеству выделившейся воды и диоксида углерода судят о содержании углерода и водорода в угольном образце. Концентрацию углерода и водорода рассчитывают с помощью поправочных коэффициентов, определяемых по бензойной кислоте. Оставшаяся после сгорания образца
минеральная составляющая определяется весовым методом и по ней судят о зольности угольного образца.
Коэффициент разделения диоксида углерода и воды равен 2,0. Коэффициент асимметрии пиков диоксида углерода и воды равен соответственно 1,7 и 0,5.
Предполагаемая полезная модель поясняется схемой. На Фиг.1. показана принципиальная технологическая схема узла сжигания угольных образцов. Лодочка 4 с навеской образца вносится в кварцевую трубку печи 5, в которой исследуемый образец окисляется в потоке смешанного газа-носителя до постоянных газов, в том числе, диоксида углерода и воды. Продукты сгорания проходя через густую платиновую спираль 3, дополнительно подвергаются глубокому окислению, а затем поступают в хроматографическую колонку 2, в которой происходит разделение диоксида углерода с водой и последующее детектирование с помощью катарометра 1 (детектор по теплопроводности). Подача газов в систему сжигания и анализа регулируется с помощью вентилей тонкой регулировки 6, 7, 9, 10, 11. Аргонно-кислородная смесь приготавливается в смесителе 8.
На фиг.2. представлена хроматограмма разделения продуктов реакции, образующихся при сгорании угля: 1 - Диоксид углерода. 2 - Вода.
Узел сжигания угольных образцов для определения С/Н-параметра органической массы угля, содержащий смеситель для подачи газов в систему сжигания образцов угла, включающую платиновую лодочку с навеской образца угля, размещаемую внутри кварцевой трубки, расположенной внутри трубчатой печи, и систему анализа продуктов сгорания, включающую хромотографическую колоноку с катарометром.
