Качество угля и его показатели

Уголь относится к невозобновляемым органическим источникам энергии и химического сырья. Запасы его в недрах по энергетическому потенциалу во много раз превышают запасы нефти и газа. Ископаемые угли характеризуются большим разнообразием химических и физических свойств, которые определяют качество угля. 

Добыча каменных углей осуществляется на угольных разрезах, шахтах и обогащается на горно-обогатительных комбинатах. С целью совершенствования производства и улучшения качества угля проводится постоянное обновление горной техники, модернизации и оснащение высокопроизводительными машинами и механизмами, а также выполняется процесс автоматизации угольного производства.

Уголь состоит из органического вещества и минеральных примесей. Разделяют горючую и негорючую составляющую (балласт) каменного угля. Чем меньше в угле балластных составляющих, тем лучше и качественнее топливо.

Добытый на шахтах или разрезах уголь в целях повышения его качества путем снижением в нем содержания вредных и балластных примесей, подвергается различной обработке, совокупность которых носит название «обогащение». Обогащение — первичная обработка полезного ископаемого, имеющая целью отделение полезных минералов от пустой породы. При обогащении минерального сырья не происходит изменение химического состава минералов, а происходит процесс лишь их механическое разделение.

Каменные угли бывают матовые и блестящие, черного или серо-черного цвета. Наличие блеска характерно для высокообогащенных каменных углей.

Диапазон химических свойств углей варьируется в широких пределах, поэтому они классифицируются по маркам в зависимости от горючих свойств и классам от размеров фракций. Различные марки углей эффективно используются в промышленности, энергетике, ЖКХ.

Основные марки углей:

  • Б — бурый
  • Д — длиннопламенный
  • Г — газовый
  • Ж — жирный
  • К — коксовый
  • СС — слабо спекающийся
  • ОС — отощённый спекающийся
  • Т — тощий
  • А- антрацит

Качество — это широкий спектр физических и химических свойств топлива. К основным параметрам, определяющим качество угля относят:

  • Размер кусков (фракционный состав)
  • Влага
  • Теплота сгорания (теплотворность, теплотворная способность)
  • Зольность
  • Содержание серы
  • Выход летучих веществ

Спекаемость — способность углей при нагревании в измельченном состоянии без доступа воздуха превращаться в сплавленный, различный прочности остаток (кокс). Уголь считается коксующимся, если в результате термической обработки дает прочный кокс.

Влага, содержащаяся в угле делиться на конституционную, гигроскопическую и внешнюю.
Конституционная влага связана с веществом топлива химически. Содержание ее в топливе не зависит от влажности окружающей среды и не влияет на его качество.
Гигроскопическая влага находиться в порах и связана с веществом топлива механически, количество ее меняется в зависимости от влажности и температуры окружающей среды, плотности кусков угля и прочих условий.
Внешняя влага покрывает поверхность кусков угля, содержание ее зависит от атмосферных осадков и других условий, она может быть удалена просушкой угли на воздухе.

Теплота сгорания — количество теплоты, образующееся при полном сгорании единицы веса (объёма) топлива. Теплотворность твердого топлива измеряется обычно килоджоулях/ килокалориях. Различают высшую и низшую теплотворность.

Зольность — зола несгораемый остаток, образующийся из минеральных примесей топлива при полном его сгорании.

Содержание серы — количество серы в общей массе

Выход летучих веществ — летучие вещества газообразные продукты разложения, главным образом органической массы угля, получающиеся при нагревании угля в условиях, исключающих горение, т. е. без доступа кислорода. Летучие вещества состоят из метана, азота, углекислого газа, окиси углерода и других газообразных органических соединений.

Качество угля у конечного потребителя зависит от многих факторов. Приведем некоторые их них:

  1. Транспортировка. Грамотно организованный процесс транспортировки, позволяет не только избежать потерь, но и сохранить качество угля. Сохранность угля при транспортировке во многом зависит от содержания в угле серы и влаги, от первоначальной температуры угольной массы, наличия мелочи и склонности угля к самовозгоранию. Повышенное содержание в угле серы указывает на необходимость тщательного наблюдения за ним при перевозке. Повышенная влажность углей может вызвать смерзание мелких углей при железнодорожных перевозках в зимних условиях. На качестве угля также может отразиться неоднократное количество погрузо-разгрузочных операций до места конечного потребителя.
  2. Условия хранения. От того при каких условиях осуществлялось хранение угля зависят его качественных показатели. При хранении важно не допускать смешения разных марок углей, а также учитывать сезон, во время которого осуществлялось складирование.
  3. Время хранения. Угли различаются по стойкости к окислению. В процессе длительного хранения происходят естественные процессы изменения химического состава и теплотехнических свойств угля.

Очень важно проводить определение теплотехнических свойств и качества каменного угля непосредственно у потребителя, так как по вышеперечисленным параметрам теплоценность топлива может отличаться от данных производителя. Знание реальных свойств угля может способствовать более точному расчету удельных расходов топлива, повысить эффективность его использования, вести претензионную работу.

27.12.2015