Analiza elementarna paliw stałych

1. Zmiany składu pierwiastkowego naturalnych paliw stałych w procesie ich

metamorfizmu.

Analiza elementarna zajmuje się oceną zawartości podstawowych pierwiastków

tworzących substancję organiczną paliw stałych, czyli węgla C, wodoru H, tlenu O, azotu N

i siarki S. Substancja organiczna zbudowana jest głównie z tych kilku pierwiastków

chemicznych a inne pierwiastki występują w nieznacznych ilościach (fosfor, chlor).

Udziały poszczególnych pierwiastków w paliwach stałych są różne i zależne od rodzaju

paliwa i jego stopnia uwęglenia. Zawartość węgla, wodoru i tlenu zależy od zaawansowania

stopnia metamorfizmu. Jak wynika z tab. 1. i rys. 1 wraz ze wzrostem stopnia metamorfizmu

istotnie rośnie zawartość pierwiastka C natomiast maleje udział tlenu i nieznacznie spada

zawartość wodoru. Udziały N i S w praktyce nie zależą od stopnia metamorfizmu paliwa.

Tab. 1. Przeciętny skład substancji organicznej paliw stałych [1].

% wagowe

Typ paliwa

C H O N S

Celuloza

44,5 6,2 49,3

Lignina

61

÷ 64

5

÷ 6

30,0

Torf

59,21 5,40 32,84 3,27 0,26

Węgiel brunatny

70,32 5,35 22,77 1,01 0,79

31*

)

75,00 6,00 18,00 2,00

31

80,35 4,74 13,06 1,56 0,28

32

82,88 5,05 10,61 1,63 0,41

33

84,22 5,35 8,32 1,62 0,49

34

86,10 5,16 6,73 1,58 0,40

35

88,46 4,68 4,46 1,87 0,52

36

89,43 4,66 3,62 1,50 0,73

37

89,92 4,62 3,31 1,50 0,65

Węgiel
kamienny
typu

38

91,03 4,09 2,78 1,37 0,71

Antracyt

91,98 3,18 1,09 1,49 1,26

Antracyt *

)

96,00 2,00 1,00 0,50

*

)

– wartości ekstremalne

Zawartość węgla w różnych paliwach stałych waha się z szerokich granicach od 50 % do

prawie 100 %, tlenu od ok. 45 % do paru procent w najwyżej uwęglonych paliwach,

natomiast udział wodoru zawiera się w węższym przedziale 6,5

÷ 2 %. W węglu kamiennym

1

udziały masowe pierwiastków kształtują się następująco: C = 75

÷ 92 %, H = 4 ÷ 6 %,

O = 2

÷ 16 %, N = 1 ÷ 2 %, S = 0,3 ÷ 1,5 %

Rys. 1. Wpływ stopnia metamorfizmu na zawartość węgla , wodoru i tlenu w substancji organicznej

paliw stałych [2].

Składniki petrograficzne węgli różnią się składem elementarnymi i budową, przy czym

szczególne różnice występują w przypadku zawartości węgla, wodoru i tlenu. Największa

zawartość pierwiastka C występuje w macerałach grupy inertynitu a najmniejsza zwykle

witrynitu. Z kolei największą zawartością wodoru oznaczają macerały lipnitu a najmniejszą

inertynitu, składnikami najbogatszymi w tlen są macerały grupy witrynitu.

2