Характеристики Угля

Ниже представлены основные характеристики, на которые следует обратить внимание при выборе марки угля на сайте.

Определение влажности угля

В связи с тем, что молекулы воды могут быть связаны с поверхностью угля силами разной природы (абсорбция на поверхности и в порах, гидратирование полярных групп макромолекул, вхождение в состав кристаллогидратов минеральной части) при разных способах выделения влаги из угля получаются различные величины его обезвоженной массы и, соответственно, разные значения влажности.

Содержание влаги в горючем ископаемом характеризуется его влажностью.

Влага угля снижает полезную массу при перевозках, на ее испарение тратится большое количество тепла при сжигании топлива, кроме того, зимой влажный уголь смерзается.

Общее содержание влаги меняется в зависимости от степени углефикации ископаемого в следующем ряду:

Торф > Бурые угли > Антрациты > Каменные угли

Большая влажность антрацитов связана с тем, что для них характерны более мелкие поры, в которых сорбция воды происходит эффективнее, чем в сравнительно крупнопористых каменных углях.

 

Определение зольности угля

В ископаемых углях содержится значительное количество (2–50 мас.%) минеральных веществ, образующих после сжигания золу. Зольный остаток образуется после прокаливания угля в открытом тигле в муфельной печи при температуре 850±25°С. Зола на 95—97% состоит из оксидов Al, Fe, Ca, Mg, Na, Si, K. Остальное — соединения P, Mn, Ba, Ti, Sb и редких и рассеянных элементов.

По происхождению минеральные примеси делятся на три группы:

• минеральные вещества первичных растений;
• органоминеральные комплексы, сформировавшиеся в процессе углеобразования на ранних стадиях;
• минералы, отложившиеся на стадии углефикации. 

Зольность обозначатся буквой А^d (Asche) и выражается в мас.%. Суммарное содержание влаги и золы называют балластом. 

Определение выхода летучих веществ

Летучие вещества — паро- и газообразные продукты, выделяющиеся при разложении органического вещества твердого горючего ископаемого при нагревании в стандартных условиях. Выход летучих веществ при прокаливании послужил основой для одной из классификаций углей по маркам.

Выход летучих веществ связан со степенью углефикации, но смешивать это понятие с маркой нельзя. Марка угля основана на его технологических свойствах, а степень углефикации связана с геологическими и физико-химическими условиями формирования данного угля.

Определение теплоты сгорания угля

Теплота сгорания — это основной энергетический показатель угля. Она определяется экспериментально путем сжигания навески угля в калориметрической бомбе или расчетным путем по данным элементного анализа.

Различают высшую теплоту сгорания угля Q_s как количество теплоты, выделившееся при полном сгорании единицы массы угля в калориметрической бомбе в среде кислорода и низшую удельную теплоту сгорания Q_i как высшую теплоту сгорания за вычетом теплоты испарения воды, выделившейся и образованной из угля во время сгорания.

Высшая теплота сгорания часто определяется на беззольное состояние угля Q_s^af, а низшая на рабочее состояние Q_i^r.

Высшая теплота сгорания основных твердых топлив:

Торф	5500–5700 кКал/кг	23–24 МДж/кг
Бурый уголь	5100–7700 кКал/кг	26–32 МДж/кг
Каменный уголь	7700–8800 кКал/кг	32–37 МДж/кг
Антрацит	8000–8500 кКал/кг	34–36 МДж/кг

 

Определение спекаемости угля

Одним из наиболее важных, если не важнейшим, направлением использования каменного угля является его переработка в металлургический кокс — твердый продукт высокотемпературного (>900°C) разложения каменного угля без доступа воздуха, обладающий определенными свойствами. Далеко не все угли способны спекаться, т. е. переходить при нагревании без доступа воздуха в пластическое состояние с последующим образованием связанного нелетучего остатка.

Если этот спекшийся остаток отвечает требованиям, предъявляемым к металлургическому коксу, то говорят о коксуемости угля. Таким образом, коксуемость есть спекаемость, но первое понятие более узкое. Спекаются угли марок Г, Ж, К, ОС, но металлургический кокс можно получить только из углей марки К или из смеси углей, которая по свойствам приближается к ним. Такая смесь называется шихтой. Для оценки спекаемости применяют много методов, основанных на различных принципах. Их можно разделить на три основные группы:

• основанные на характеристике нелетучего остатка после термического разложения углей;
• основанные на способности углей спекать инертные примеси;
• характеризующие пластичность размягченной угольной массы.