Коммерческое предложение

Менеджеры компании свяжутся с Вами чтобы узнать результат.

Каменный уголь - классификация и показатели качества 22 ноября 2018 г.

Каменный уголь - классификация и показатели качества

КЛАССИФИКАЦИЯ УГЛЕЙ

Классификация — это условное разделение углей по их свойствам, удовлетворяющим те или иные потребности народного хозяйства. Поэтому их (классификаций) может быть значительное количество. Наиболее универсальной является классификация по генетическим и технологическим параметрам (ГОСТ 25543-88). Однако она рассчитана на общую оценку углей. Для обозначения сортов углей, предназначаемых для использования в теплоэнергетике, используют следующую схему: Сорт = марка + класс.

Например, уголь сорта ДР. Это значит: по марочному составу — Длиннопламенный, а по грансоставу — рядовой (размер кусков; 0-300 мм). В данном случае процентное содержание конкретных классов не регламентируется. Это может быть и уголь, состоящий на 90% крупных обломков и 10% штыба, и наоборот. Если уголь имеет маркировку как ДПК, то это — длиннопламенные угли, сортированные, с размером кусков от 50 (40) до 200 (300) мм. Содержание мелких (менее 50 мм) обломков не должно превышать 15%.

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА УГЛЯ

Уголь — сложнейшее органоминеральное образование, и по­этому обладает разнообразными свойствами. Это предопределяет возможность его использования практически во всех отраслях народного хозяйства — от элементарной печки до космических аппаратов.
Качество, по определению — это совокупность свойств продук­та, используемых для удовлетворения потребностей тех или иных отраслей народного хозяйства. А так как спектр использования углей огромен, то и перечень показателей качества также не мал. Например, чтобы определить, годится ли уголь для коксования, рассматривается более 30 показателей. То же — для производства электродной продукции и т.д. Но в данной работе мы рассмотрим лишь те показатели качества, учёт которых необходим при оценке использования угля в «малой» теплоэнергетике, т.е. на котельных и в быту.

ВЛАЖНОСТЬ УГЛЯ (W)

Все угли содержат то или иное количество влаги. При этом в зависимости от ее состояния (приуроченности) различают влагу поверхностную (влагу смачивания). Это вода, находящаяся на поверхности кусков и зерен угля. Она легко удаляется путем про­сушивания на воздухе.

Оставшаяся (после удаления поверхностной) влага характеризует влагосодержание угля, свойственное его вещественному, петрографическому и марочному составу и обозначается как максимальная влагоемкость (Wmax).
Свободная влага на поверхности кусков и зерен угля и влага приуроченная к трещинам, пустотам и капиллярам (Wmax) в сумме определяют такое понятие, как влага внешняя (Wex).B лаборатории она определяется путем просушивания в сушильных шкафах: при температуре 40 С0 — для каменных углей и при 50 °С — для бурых. Влага воздушно-сухого угля, или аналитическая (Wa), в основном представлена адсорбционно-связанной водой. Определяется она посредством просушки при температуре 105-110 °С (при ускоренном методе при 160 °С). В сумме эти два вида влаги определяют понятие влага общая (Wt), или рабочая (Wrt). Содержание влаги (рабочей и аналитической) зависит, прежде всего, от степени метаморфизма (марочного состава) угля. Влага в угле является не только балластом, она уменьшает его теплоту сгорания, т.к. требует дополнительных затрат тепла на своё испарение. Поэтому бытующая практика смачивания углей перед сжиганием, по сути, неверна. С другой стороны, смачивание угольной пыли приводит к её окомкованию и повышению проницаемости для газов, выделяющихся при термической деструкции угля. Но этот прием применяется главным образом от безысходности — при использовании угля, не предназначенного для слоевого сжигания. Повышенное содержание внешней влаги приводит также к повышенной слипаемости угольной мелочи, слеживаемости и смерзаемости угля.

СОДЕРЖАНИЕ ЗОЛЫ (ЗОЛЬНОСТЬ) (А)

Зольность, или содержание минеральных (не горючих) примесей в угле, является основным показателем, определяющим качество. Минеральные примеси — это в основном нейтральный балласт, в меньшей степени — источник вредных химических элементов, влия­ющих на технологические характеристики угля, а в теплоэнергетике и на степень экологического загрязнения. Содержание минеральных примесей зависит только от условий торфонакопления, а значит, может быть различным для углей разных марок.
Различают внутреннюю, связанную с органической частью угля, и внешнюю, слагающую породные прослои, золу. Содержание первой, как правило, незначительное (не более 10%), но она практически не удаляется при обогащении. Внешняя зола, особенно связанная с малоуглистыми породными прослоями, легко удаляется при всех видах обогащения.
В различных областях промышленности требования к зольности существенно различаются. В теплоэнергетике используются бурые и каменные угли, в основном с Ad до 35%, при более высоком содержании золы они требуют специальных видов сжигания. Града­ций топлива по степени зольности достаточно много. Но применительно к нашей работе наиболее приемлемой будет классификация, основанная на учете т. н. приведенной зольности — соотношения зольности (в%) к теплоте сгорания влажного беззольного угля (в Мдж/кг, 1 Мдж=239 ккал)

Таким образом, требования к зольности низкометаморфизованных, а значит малокалорийных углей (бурые, длиннопламенные), должны быть более жесткими, чем к зольности высокометаморфизованных (тощие, антрациты).
В практике используется, в основном, два показателя зольности: отнесенные к абсолютно сухому топливу (Ad) и к рабочему его состоянию, т.е. при фактической его влажности (Аd). 


ВЫХОД ЛЕТУЧИХ ВЕЩЕСТВ (Vdaf)

Органическая масса углей при термическом воздействии разлагается на две производные: летучие вещества и нелетучий остаток. В состав летучих входят первичный дёготь (в бурых углях), каменноугольная смола (в каменных) и газы: окись углерода, водород, метан, лёгкие углеводороды и их гомологи. Содержание летучих зависит от петрографического состава углей — витринитовые (блестящие) разности содержат их большее количество, чем фюзенитовые (матовые).
Данный показатель весьма важен, т.к. определяет особенности поведения угля в процессе его использования. Так, высокое содержание газообразной (летучей) составляющей в составе горючей массы угля определяет его высокую реакционную способность (т.е. воспламенение происходит при более низких температурах), превалирование конвективного типа передачи тепла над лучистым. Но вместе с тем угли с высоким выходом летучих веществ обладают более низкими показателями теплоты сгорания, термической стойкости. Они, как правило, характеризуются более высоким процентом химического недожога. 


СОДЕРЖАНИЕ СЕРЫ (STD)

Сера в углях является вредной примесью. При использовании угля в металлургии сера переходит в металл, ухудшая его качество. При сжигании топлива сера образует сернистые соединения, которые, реагируя в атмосфере с водяными парами, образуют серную кислоту, выпадающую т.н. кислотными дождями. Содержание серы в углях Кузнецкого, Канско-Ачинского, Минусинского бассейнов колеблются в пределах 0,2-0,6%. Низким её содержанием характеризуются и угли Восточного Казахстана. Поэтому данный показатель в нашем регионе, как правило, редко учитывается при оценке качества и потребительской ценности топлива. Но, вместе с тем угли некоторых месторождений Иркутского бассейна характеризуются очень высоким, более 10%, содержанием серы, что делает их малопригодными для использования в теплоэнергетике.
Этот показатель наиболее важен для оценки потребительской ценности углей, особенно используемых в теплоэнергетике. 


ТЕПЛОТА СГОРАНИЯ (Q)

Различают теплоту сгорания высшую, пересчитанную на сухое беззольное состояние топлива (Q,daf). Этот показатель используется для сопоставления и классификации углей. Низшая теплота сгорания (Qr.) характеризует топливо в его естественном состоянии, т.е. при конкретных значениях влажности и зольности.