Связь между высшей теплотой сгорания при постоянном объеме (в ккал/кг) и элементным составом органической массы углей выражается формулой Д. И. Менделеева (12.2) (§ 12.1):
Qs,менд = 81C + 300H – 26(O – S) .При расчете по этой формуле все неточности определения показателей технического анализа и элементного состава углей отражаются на величине теплоты сгорания. Величина теплоты сгорания при постоянном объеме, которую определяют экспериментально, более точно характеризует тепловые свойства топлива, поэтому включать в протокол испытаний расчетную величину теплоты сгорания не рекомендуется.
Однако в углехимических лабораториях с помощью формулы Д.И. Менделеева проверяют соответствие между результатами технического и элементного анализа и результатом определения теплоты сгорания топлива [2].
Многие десятилетия в углехимических лабораториях ВТИ и ИГИ при определении теплоты сгорания обязательно рассчитывают величину ∆ (дельта) (табл. 12.5)
В лабораториях накопился большой экспериментальный материал, позволяющий проанализировать получаемые результаты и ориентировочно оценить их правильность.
Начало этой работы было положено в топливной лаборатории ВТИ при изучении природных углей [2]. Было найдено, что при нормальной работе лаборатории величина ∆ для природных углей не превышает 100 ккал/кг (418 кДж/кг).* Было замечено, что ∆ становится отрицательной величиной при испытании окисленных углей.
При испытании природных углей иногда оказывается, что ∆ значительно превышает 100 ккал/кг. Это указывает на то, что при проведении технического или элементного анализов допущена случайная ошибка. Постоянно сопоставляя результаты определения теплоты сгорания углей с другими показателями качества, можно обнаружить не только случайную, но и систематическую ошибку в проведении анализов.
При анализе высокозольных и высокосернистых углей ∆ может достигать 200 ккал/кг, в основном за счет гидратной влаги угля*, но это не является показателем неудовлетворительной работы лаборатории.
* При элементном анализе в экспериментальную величину массовой доли водорода входит водород гидратной влаги, которая содержится, главным образом, в алюмосиликатах; поэтому величина ∆ зависит от зольности и состава золы. В величину массовой доли углерода входит углерод карбонатов, содержание которых не всегда проверяют при серийных анализахВ Испытательном центре ИГИ объектами испытаний, помимо природных твердых горючих ископаемых, являлись разнообразные продукты переработки углей: коксы, брикеты, термоугли, твердые остатки продуктов переработки и т.п. Опыт работы центра показал, что предварительная термо- и химическая обработка топлив отрицательно сказывается на результатах сравнения расчетных и экспериментальных величин теплоты сгорания: во многих случаях ∆ значительно превышает 100 ккал/кг.
Несмотря на это, в лабораториях ВТИ и ИГИ результат каждого калориметрического определения теплоты сгорания сравнивали с величиной, рассчитанной по формуле Д.И. Менделеева, при этом происходила проверка результатов испытания и осуществлялся внутренний контроль качества работы углехимической лаборатории.
