Физ свойства каменного угля: Физические свойства углей

Содержание

Физические свойства углей — Геология

Для углей определяются цвет, блеск, плотность, твердость, хрупкость, излом, а также отдельность и макроструктура. Видимую текстуру угля также можно рассматривать в качестве физических свойств.

Плотность — важный показатель, имеющий значение для решения многих теоретических и практических вопросов. Она зависит от петрографического состава углей, степени их обуглероживания (углефикации), количества и характера минеральных примесей, количества в них влаги и от природы углей; изменяется довольно заметно: в среднем, если взять угли одинаковой средней зольности, возрастает с повышением степени углефикации — у бурых углей она равна (в г/м3) 0,8—1,25, у каменных 1,26—1,35, у антрацитов от 1,36—1,5 до 1,65. Наименьшей плотностью характеризуются липтобиолиты.

Цвет углей обычно от бурого и темно-серого до черного. Бурый цвет или оттенок зависит от низкой степени углефикации и является характерным для бурых углей и сапропелитов; каменные угли имеют черный или темно-серый цвет, антрациты — черный с желтоватым, а иногда сероватым оттенком, а некоторые антрациты темно- серый или серый. Различаются также угли и по цвету черты, оставляемой на фарфоровой неглазурованной пластинке, а именно: бурые угли дают бурую черту, каменные — коричневато-черную или темно- серую и черную, антрациты — черную и темно-серую, сапропелиты— от желтой до бурой.

Блеск (отражательная способность) углей — одно из характерных свойств. Различают оттенки блеска: смолистый (жирный), стеклянный, шелковистый. Смолистый блеск у кларена, стеклянный у витрена, шелковистый у фюзена, матовый у дюрена. Блеск усиливается по мере увеличения степени углефикации. Отражательная способность углей определяется обычно макроскопически, путем сравнения серии образцов, а также фотометрами с графическим изображением результатов измерения.

Твердость (мягкость) угля по шкале Мооса 1—3 и повышается со степенью углефикации.

Хрупкость углей определяется по степени их сопротивления раздавливанию, истиранию и удару. Наиболее хрупки фюзеновые угли, далее следуют витреновые и клареновые; наиболее стойкие — дюреновые.

Излом углей может быть раковистым, землистым, волокнистым, листоватым, занозистым, угловатым, глазковым, струйчатым, зернистым и неровным.

Электропроводность углей повышается с понижением выхода летучих веществ и возрастанием содержания углерода.

Структура углей, определяемая формой и величиной составных; частей, бывает листоватой (характерной для кутикуловых липтобиолитов), полосчатой, линзовидной, штриховатой (типичной для гумусовых клареновых углей), зернистой (для дюреновых углей и богхедов), лигнитовой (для слабометаморфизованных бурых гумусовых углей) и однородной (для сапроколлитов и витренов).

Из текстурных признаков важна слоистость, по которой угли подразделяются на слоистые и массивные неслоистые.

Отдельность углей может быть пластинчатой, призматической, кубической и глазковой, гребенчатой и пирамидальной. Различаются также отдельности конусовидные, чечевицеобразные, шаровые, цилиндрические, осколочные, или брекчиевидные. Многие ископаемые угли разбиты системами эндогенных и экзогенных трещин.

Физические свойства угля – плотность, спекаемость, окисленность

Действительная плотность угля (dr) – отношение его массы к массе такого же объема воды при температуре 20 °С, зависит от степени метаморфизма угля. Плотность бурых углей колеблется в пределах 1,1-1,5, а каменных углей возрастает от длиннопламенных к тощим и антрациту.

Кажущаяся плотность (da) показывает отношение массы натурального топлива к массе такого же объема воды. Плотность угля, антрацита, горючих сланцев и породных прослойков определяют по ГОСТ 2160-92 «Топливо твердое минеральное. Методы определения плотности».

Плотность сухой массы топлива определяется как отношение его массы к массе воды при температуре 20 °С, взятой в объеме плотной массы топлива. Расхождения результатов параллельных определений плотности в одной лаборатории не должны превышать 0,01%.

Насыпная плотность (BD) – отношение массы топлива в насыпном состоянии к его объему. Величина насыпной плотности угля одной и той же марки или класса может колебаться в зависимости от гранулометрического состава, зольности и влажности угля. Величиной насыпной плотности пользуются при замерах топлива в бункерах, штабелях, определении массы угля, погруженного в железнодорожные вагоны. Насыпная плотность угля вычисляется определением массы нетто заполненного углем мерного ящика объемом 0,5 м3 для угля крупностью до 25 мм и объемом 1,0 м3 для угля рядового и крупностью 25 мм и более. Для получения более точного результата берется среднеарифметическая величина из пяти взвешиваний. Насыпная плотность угля, определенная в местах погрузки, может отличаться от насыпной плотности, определенной, у потребителя, в связи с изменением влажности и гранулометрического состава угля в пути следования.

Спекаемость – свойство углей отдельных марок при нагревании до температуры свыше 700 °С без доступа воздуха образовывать прочные куски с повышенным содержанием углерода. Степень спекаемости определяется в лабораторных условиях по внешнему виду и прочности нелетучего угольного остатка (королька), полученного при определении выхода летучих веществ, по ГОСТ 6382-2001. Бурые, длиннопламенные, большинство тощих углей, а также полу антрацит и антрацит не спекаются. Некоторые газовые и отощенные спекающиеся угли (ОС) спекаются слабо. Угли марок Ж и К обладают хорошей спекаемостью. Нелетучий угольный остаток, полученный в тигле при определении выхода летучих веществ, в зависимости от внешнего вида и прочности характеризуется по следующей классификации:

порошкообразный;

слипшийся – при легком нажиме пальцем рассыпается в порошок;

слабоспекшийся – при легком нажиме пальцем раскалывается на отдельные кусочки;

спекшийся, не сплавленный – для раскалывания на отдельные кусочки необходимо приложить усилие;

сплавленный, не вспученный – плоская лепешка с серебристым металлическим блеском поверхности;

сплавленный, вспученный – остаток с серебристым металлическим блеском поверхности высотой менее 15 мм;

сплавленный, сильно вспученный – остаток с серебристым металлическим блеском поверхности высотой более 15 мм.

Характеристика нелетучего угольного остатка дает относительное представление о спекаемости углей и пригодности их для технологических целей.

Для определения коксующей способности углей пользуются пластометрическим методом (ГОСТ 1186-87). По этому методу коксуемость углей характеризуется пластометрическими показателями – толщиной пластического слоя y и пластометрической усадкой х, которые определяются при коксовании пробы угля в пластометрическом аппарате. Метод определения этих показателей основан на свойстве спекающихся углей размягчаться при нагревании без доступа воздуха и в интервале температур 350-470 °С переходить в пластическое состояние. При дальнейшем повышении температуры происходит отвердевание спекшейся массы и образование кокса.

За толщину пластического слоя у принимается максимальное расстояние (в миллиметрах) по вертикали между кривыми верхнего и нижнего уровня пластического слоя, фиксируемыми пластометрическим аппаратом. За величину пластометрической усадки х принимают конечное снижение (в миллиметрах) объемной кривой, фиксирующей, ход изменения объема угля при нагревании относительно нулевой линии. Расхождения в результатах определений не должны превышать: по толщине пластического слоя при у менее 20 мм – 1 мм, при у более 20 мм – 2 мм; при пластометрической усадке х – 3 мм. В международной практике спекаемость углей характеризуется индексом Рога или индексом вспучивания в тигле.

Принцип метода Рога заключается в следующем: спекающаяся способность угля устанавливается определением механической прочности тигельного кокса, полученного смешиванием 1 г угля с определенным количеством антрацита, применяемого в качестве отощающей добавки. Полученный королек подвергается испытанию в барабане и по результатам этого испытания может быть подсчитана спекающая способность угля (индекс Рога). Карбонизация проводится под нагрузкой в течение 15 мин при температуре 850 °С в тигле стандартного типа. Индекс Рога подсчитывается по формуле:

Индекс Рога = 1003Q ( a+d2 + b+c), где

Q – масса всего кокса, полученного в тигле, г;

а – масса частиц кокса размером более 1 мм, полученных просеиванием до начала испытания на разрушение, г;

Ь – масса частиц кокса размером более 1 мм, полученных просеиванием после первого периода истирания в барабане, г;

с – масса частиц кокса размером более 1 мм, полученных просеиванием после второго периода истирания в барабане, г;

d – масса частиц кокса размером более 1 мм, полученных просеиванием после третьего периода истирания, г.

Коксующая способность углей характеризуется дилатометрическими показателями по Одибер-Арну или типом кокса по Грей-Кингу.

Определение коксующей способности углей дилатометрическим методом по Одибер-Арну заключается в следующем: карандаш, изготовленный из порошкообразного угля, вводится в узкую калиброванную трубку и закрывается стальным стержнем (поршнем), который также вводится в трубку, затем трубка нагревается при постоянной и определенной температуре. Нагревание производится в специальной электрической печи, блок которой изготовлен из кислотоупорного и тугоплавкого металла. Блок оборудуется электрическим нагревателем и имеет регулирующее устройство, позволяющее изменять скорость нагрева до 5 °С в диапазоне температур от 300 до 500 °С. Отмечая периодически перемещение поршня при нагревании, определяют максимальное расширение по Одибер-Арну (в процентах). При этом изменения в длине карандаша определяются в процентах к первоначальной его длине.

Тип кокса определяют методом Грей-Кинга с помощью карбонизации лабораторной пробы угля или смеси углей в стандартных условиях при доведении конечной температуры ее до 600 °С. Карбонизация угля осуществляется в реторте, изготовленной из прозрачного кварца или тугоплавкого стекла. Реторта представляет собой трубку длиной 300 мм, запаянную с одной стороны и имеющую боковой отвод, расположенный у открытого ее конца. Остаток кокса после карбонизации мелкораздробленного угля классифицируется с помощью сравнения с серией различных типов кокса.

По международной классификации углей тип угля обозначается номером по коду, состоящим из трех цифр, из которых первая обозначает класс, вторая – группу, третья – подгруппу угля. Угли классифицируют по выходу летучих веществ (на сухую беззольную массу), высшей теплоте сгорания (на условно влажную беззольную массу), индексу вспучивания в тигле, либо по индексу Рога, а также по максимальному расширению по Одибер-Арну либо по типу кокса по Грей-Кингу.

Механическая прочность углей зависит от состава органической массы и минеральных примесей. Она наиболее высока у длиннопламенных и газовых углей, резко снижается у жирных, коксовых и некоторых тощих углей. Антрацит относится преимущественно к механически прочным и очень прочным углям. Полуантрацит занимает промежуточное положение между тощими углями и антрацитом. Слабой механической прочностью обладают землистые бурые угли. Механическую прочность углей определяют по ГОСТ 7714-75.

Сущность метода определения механической прочности заключается в разрушении пробы угля крупностью от 13 до 100 мм во вращающемся закрытом барабане и затем определении массы кусков крупностью более нижнего предела испытуемого класса. Выход кусков крупностью более нижнего предела для соответствующих классов грохоченого угля и крупностью более 13X13 мм для рядовых углей, выраженный в процентах от массы загруженного в барабан угля, принимают за показатель механической прочности (индекс механической прочности) угля.

Термическая стойкость – свойство углей сопротивляться механическому разрушению при нагревании. Она уменьшается при высоком содержании в углях гигроскопической влаги, которая, испаряясь при быстром нагревании, способствует разрушению угля. Аналогичное действие оказывают летучие вещества, а также минеральные примеси с отличным от органической массы углей коэффициентом теплового расширения. С увеличением спекаемости углей их термическая стойкость повышается.
Термическая стойкость для тощих углей и антрацита определяется по ГОСТ 7714-75.

Сущность метода определения термической стойкости для тощих углей и антрацита заключается в нагревании пробы угля крупностью 13-100 мм в муфеле при температуре 850-900 °С в течение 30 мин и последующем определении содержания в угле кусков крупностью более 13 и 6-13, 3-6 и 0-3 мм. Выход угля крупностью более 13 мм (в процентах) принимают за показатель термической стойкости испытуемого угля (индекс термической стойкости).

Сущность метода определения термической стойкости для каменных углей (кроме тощих) заключается в нагревании пробы угля крупностью 25-50 мм в лабораторной термопечи при начальной температуре 900 °С в течение 12 мин и в последующем определении содержания в угле кусков крупностью более 13, 6-13, 3-6 и 0-3 мм.

Окисленность углей. Под влиянием кислорода воздуха и воды происходит процесс окисления углей, в результате чего изменяются их физический и химический составы. Окислению подвергаются угольные пласты (при проникновении в них по трещинам воздуха и воды) и угли, хранящиеся на складах. Глубина выветривания угольных пластов в отдельных угольных бассейнах различна. Как правило, окисленные угли имеют повышенную влажность, повышенное содержание сульфатной серы, пониженную теплоту сгорания Qгб, несколько измененный элементарный состав угля (содержание кислорода увеличивается, а углерода и водорода уменьшается) и для коксования непригодны. Окисленность углей опоеделяется химическим и петрографическим методами, установленными ГОСТ 8930-94.

Окисленность угля химическим методом устанавливается по:

уменьшению теплоты сгорания летучих веществ до значения, близкого к теплоте сгорания испытуемого угля или ниже ее, а для длиннопламенных углей – по уменьшению теплоты сгорания испытуемого угля по сравнению с теплотой сгорания неокис-ленного угля;

увеличению содержания фенольных и карбоксильных гидроксилов по сравнению с содержанием их в неокисленном угле;

увеличению содержания гигроскопической влаги W™ по сравнению с неокисленным углем.

Окисленность угля петрографическим методом устанавливают по наличию выветренной массы угля, определяемой по внешним признакам (наличие трещин, дезинтеграция зерен и др.).

Угли Кузнецкого бассейна, добываемые открытым способом, по степени окисленности разделяют на 3 группы:

угли, теплота сгорания Qгб которых ниже средних показателен для неокисленных углей не более, чем на 10%;

угли, теплота сгорания которых более чем, на 10% ниже средних показателей для неокисленных углей, но не менее 6000 ккал/кг.

угли, теплота сгорания которых менее 6000 ккал/кг.

При этом средние показатели теплоты сгорания Qгб для неокисленных углей отдельных марок принимают:

Д… 7800 ккал/кг;
СС… 8300 ккал/кг;

Г… 8000 ккал/кг;

Т… 8400 ккал/кг;

Ж… 8400 ккал/кг.

Влагоемкость углей – свойство углей поглощать влагу. Максимальную влагоемкость Wmax бурых, каменных углей и антрацита определяют по ГОСТ 8858-93.

Сущность метода определения максимальной влагоемкости заключается в выдерживании пробы угля крупностью 13-50 мм. в воде в течение 2 ч. и в последующем определении содержания общей влаги в угле после отекания воды в течение 20 мин.

Температура плавления золы (t3) угля имеет большое значение. При слоевом или пылеугольном сжигании угля легкоплавкая зола приводит к шлакованию топок и поверхностей нагрева котлов. Это снижает надежность, экономичность и паропроизводительность котлоагрегатов. Только в топках и газогенераторах с жидким шлакоудалением легкоплавкость золы является положительным фактором.

Особенно большое значение имеет тугоплавкость золы при сжигании угля в слоевых топках и при газификации угля в слоевых газогенераторах с твердым шлакоудалением. Зола с температурой плавления (t3) ниже 1200 °С считается легкоплавкой, с температурой плавления 1200-1350 °С – среднеплавкой и выше 1350 °С – тугоплавкой. Температуру плавления золы угля и сланцев определяют по ГОСТ – 2057-94.

Сущность метода заключается в постепенном нагревании в полувосстановительной газовой среде установленных на огнеупорных пластинках конусов, изготовленных из золы испытуемого угля, и в определении температуры в момент характерного изменения формы конусов, а именно:

t1 – температура начала деформации конуса, при которой имеет место округление или наклон вершины конуса;

t2 – температура размягчения, при которой конус оплавляется в шар или, постепенно сгибаясь, касается вершиной пластинки;

t3 – температура начала жидкоплавкого состояния, при которой конус растекается по пластинке.

Коэффициент размолоспособности (Кло) характеризует сопротивляемость топлива размолу и определяется по ГОСТ 15489-70. В основу метода положен закон измельчения хрупких материалов, согласно которому работа, затраченная на измельчение, пропорциональна вновь обнаженной поверхности. Величина Кло показывает, во сколько раз при одинаковой затрате энергии на размол воздушно-сухого топлива вновь обнаженная удельная поверхность испытуемого топлива больше или меньше обнаженной удельной поверхности эталонного топлива при тех же условиях размола.

Сущность метода заключается в размоле в лабораторной фарфоровой шаровой барабанной мельнице пробы воздушно-сухого топлива. Вновь обнаженная поверхность оценивается по полному остатку на сите с отверстиями 90 мк R90, выраженному в процентах. В качестве эталонного применяется топливо, которое при размоле за 624 оборота мельницы дает остаток на сите с отверстиями 90 мк, равный 69,2%, чему соответствует значение Кло = 1.

Коэффициент размолоспособности Кло определяют по формуле:

Кло = 1,96 (1n 100R₉₀)^2/3

где R₉₀ – среднее значение полных остатков на сите 90 мк, %. Коэффициент размолоспособности может быть определен графически.

физико-химические свойства угля

Угольные пласты описаны мегаскопически; лабораторные пробы были собраны и проанализированы на содержание влаги, серы, золы, БТЕ, серы

Среднее содержание химических элементов и оксидов в 12 образцах цельного угля и золы из Вирджинии и Западной Вирджинии по сравнению с 331 образцом Аппалачей и 509 образцами битуминозного угля_____ 18 6. Sciences, Virginia Polytech.

Бункер рукавного фильтра

содержит гораздо меньшее количество C, H, N и O.

Содержание золы в заднем бункере рукавного фильтра от угля Danville значительно ниже. Количество водорода и азота примерно одинаковое.
углерода в объемных процентах. © 2020 Американское общество агрономии, Американское общество растениеводства и Американское общество почвоведов

Введите свой адрес электронной почты ниже, и мы вышлем вам электронное письмо со ссылкой и кодом для сброса пароля. -адрес электронной почты, связанный с вашей учетной записью ниже, и мы отправим вам электронное письмо с вашим именем пользователя. Фиксированный углерод (FC) и проксимитный углерод (C) в массовых процентах и под микроскопом

Основная цель состояла в том, чтобы увидеть, как эти очень разные угли повлияли на свойства
Содержание осколков >2 мм составило 60%, а средняя текстура

Dep.

Содержание никеля, кобальта и цинка

, которые существуют при углеобразовании, приводят к заметному изменению физико-химических свойств угля, знание эволюции структуры угля необходимо и важно для понимания природы этих скачков. Органические части угля состоят из углерода, кислорода, водорода, азота и серы. уголь и зола. QE75.B9во.

(рис. 1)

верхний шов. Ваш аккаунт уже подтвержден.

На востоке США только несколько электростанций сжигают уголь, добытый исключительно из одного пласта и из
& State Univ., Blacksburg, VA, 24061Dep.

Содержание витринита составляет от 85 до 90 процентов, при относительно низком содержании липтинита и инертинита, хотя они колеблются между
Среднее содержание серы

Данвилльский уголь показан для сравнения (все элементы в весовых процентах).

составляет 5,6% и наиболее высока в средней части шва. рН варьировал от 3,0 до 8,3 из-за различий в количестве и реакционной способности пиритных минералов в отбросах.

Данвильский уголь (мощность около 150 см) представляет собой клареновый уголь без отчетливых изменений литотипного состава.

Содержание серы составляет 0,66 процента и является самым высоким в самом верхнем уступе. должны быть связаны с местными условиями сбора летучей золы. Уголь состоит из органических и неорганических соединений.

и условия отложения летучей золы. углерода в объемных процентах. вернуться к конкретному угольному пласту. раз выше, чем у данвильского угля.

Наук, Вирджиния Политех. В угольных отходах, как правило, было мало доступных фосфора и бора. Рис. 2. Зольность (в среднем 10,5%) увеличивается к
Ваша сессия для геологической и гидрологической службы Индианы истечет через 30 минут.

Содержание кислорода в различных горелках значительно различается. Выбранные физические и химические свойства широко варьировались в этом наборе образцов. Пожалуйста, обновите ваш браузер, или срок действия вашего сеанса геологической и гидрологической службы Индианы скоро истечет.

Средняя разница водоудерживающей способности (от -1,50 до -0,030 МПа) для всего образца составила 0,08 кг воды/кг отходов. Следовательно, в большинстве случаев свойства объемных побочных продуктов сжигания угля не могут быть прослежены.

& Государственный университет, Блэксбург, Вирджиния, 24061Отд. урожая и почвенной среды.

Высокосернистый уголь угольной пачки Springfield (Петербургская формация) предоставлен
Эти результаты показывают, что некоторые кучи мусора могут быть пригодны для прямого засева, но многие из них потребуют обильного известкования и/или обработки органическими веществами для успешной утилизации. Пожалуйста, проверьте свою электронную почту, чтобы получить инструкции по сбросу пароля.

Угли представляют собой сложные гетерогенные твердые тела, химические и физические свойства которых сильно различаются. Каждая электростанция сжигала уголь исключительно одной из этих двух шахт, так что зола производилась из

Рис. 1. В этом исследовании мы сопоставили
урожая и почвенной среды. 5. Угольные отходы трудно утилизировать из-за высокой потенциальной кислотности, очень грубой текстуры, низкой водоудерживающей способности и плодородия. Летучая зола из заднего бункера рукавного фильтра
Угли представляют собой сложные гетерогенные твердые тела, которые сильно различаются по своим химическим и физическим свойствам. наук, Политехнический институт Вирджинии.

I. Трент, Вирджил А. II. 2. Трудно оценить взаимосвязь между сырьевым углем и летучей золой, поскольку электростанции обычно используют смеси углей или углей и других материалов (например, шин или биомассы) для топки своих котлов. летучей золы. Общий элементный анализ показал, что наиболее распространенными элементами были Si, Al, Fe и K. Это исследование было предпринято для определения физико-химических свойств и потенциала рекультивации образцов из 27 угольных отвалов разного возраста.

пропорции. Каменноугольная смола входит в состав шампуней, мыла и мазей против перхоти и вшей.

Экстракт 5:1 вода/почва (масс./масс.) перспективен в качестве эффективного скрининга образцов с потенциально высокими значениями EC. бункер (блок 1 эконом.)

Трудно оценить взаимосвязь между исходным углем и летучей золой, т.к.

Анализ угля | Энциклопедия MDPI

Методы анализа угля представляют собой специальные аналитические методы, предназначенные для измерения конкретных физических и химических свойств углей. Эти методы используются в первую очередь для определения пригодности угля для коксования, производства электроэнергии или выплавки железной руды при производстве стали.

1. Химические свойства угля

Уголь бывает четырех основных типов или марок: лигнит или бурый уголь, битуминозный уголь или черный уголь, антрацит и графит. Каждый вид угля имеет определенный набор физических параметров, которые в основном контролируются влажностью, содержанием летучих (в пересчете на алифатические или ароматические углеводороды) и содержанием углерода.

1.1. Влажность

Влажность является важным свойством угля, поскольку все угли добываются влажными. Подземные воды и другая посторонняя влага известна как случайная влага и легко испаряется. Влага, содержащаяся в самом угле, известна как внутренняя влажность и анализируется количественно. Влага может присутствовать в угле в четырех возможных формах:

Поверхностная влага : вода, удерживаемая на поверхности угольных частиц или мацералов
Гигроскопическая влага : вода, удерживаемая капиллярным действием в микротрещинах угля
Влага разложения : вода, содержащаяся в разложившихся органических соединениях угля
Минеральная влага : вода, составляющая часть кристаллической структуры водосодержащих силикатов, таких как глины

Общая влажность определяется по потере массы между необработанным образцом и образцом после анализа. Это достигается любым из следующих методов;

Нагрев угля толуолом
Сушка в печи с минимальным свободным пространством при 150 °C (302 °F) в атмосфере азота
Сушка на воздухе при температуре от 100 до 105 °C (от 212 до 221 °F) и определение относительной потери массы

Методы 1 и 2 подходят для низкосортных углей, а метод 3 подходит только для высокосортных углей, поскольку сушка низкосортных углей на открытом воздухе может способствовать окислению. Собственная влажность анализируется аналогичным образом, хотя это может быть сделано в вакууме.

1.2. Летучие вещества

Летучие вещества в угле относятся к компонентам угля, за исключением влаги, которая выделяется при высокой температуре в отсутствие воздуха. Обычно это смесь углеводородов с короткой и длинной цепью, ароматических углеводородов и некоторого количества серы. Летучие вещества также оценивают адсорбционное применение активированного угля. Летучие вещества угля определяются по жестко контролируемым нормам. В Австралии и Великобритания лаборатории включает нагревание образца угля до 900 ± 5 °C (1650 ± 10 °F) в течение 7 мин. Также с увеличением марки угля снижается содержание летучих веществ (АМК).

1.3. Зола

Зольность угля – негорючий остаток, остающийся после сжигания угля. Он представляет собой объемное минеральное вещество после отгонки углерода, кислорода, серы и воды (в том числе из глин) при горении. Анализ довольно прост: уголь полностью сожжен, а содержание золы выражено в процентах от исходного веса. Он также может дать представление о качестве угля. Зольность может быть определена как при воздушной сушке, так и при высушивании в печи. Основное различие между ними состоит в том, что последнее определяется после вытеснения содержания влаги в пробе угля 9.0003

1.4. Неподвижный углерод

Содержание связанного углерода в угле представляет собой углерод, обнаруженный в материале, который остается после удаления летучих материалов. Это отличается от конечного содержания углерода в угле, поскольку некоторая часть углерода теряется в углеводородах с летучими веществами. Связанный углерод используется для оценки количества кокса, который будет получен из образца угля. Связанный углерод определяют путем удаления массы летучих веществ, определенной вышеприведенным тестом на летучесть, из исходной массы образца угля.

2. Физические и механические свойства

2.1. Относительная плотность

Относительная плотность или удельный вес угля зависит от марки угля и степени минеральной примеси. Знание плотности каждой угольной залежи необходимо для определения свойств композитов и смесей. Плотность угольного пласта необходима для перевода ресурсов в запасы.

Относительная плотность обычно определяется по потере веса образца в воде. Лучше всего это достигается при использовании мелкоизмельченного угля, так как сыпучие образцы довольно пористые. Однако для определения тоннажа пластового угля важно сохранить пустое пространство при измерении удельного веса.

2.2. Гранулометрический состав

Гранулометрический состав размолотого угля частично зависит от класса угля, который определяет его хрупкость, а также от обработки, дробления и измельчения, которым он подвергался. Обычно уголь используется в печах и коксовых печах определенного размера, поэтому необходимо определить способность угля к дроблению и количественно оценить его поведение. Эти данные необходимо знать перед добычей угля, чтобы можно было разработать подходящее дробильное оборудование для оптимизации размера частиц для транспортировки и использования.

2.3. Испытание на плавучесть

Слои и частицы угля имеют различную относительную плотность, определяемую содержанием витринита, степенью зольности/содержанием минералов и пористостью. Уголь обычно промывают , пропуская его над баней с жидкостью известной плотности. Это удаляет частицы с высокой зольностью и увеличивает товарный вид угля, а также его энергоемкость на единицу объема. Таким образом, угли должны быть подвергнуты флотационному испытанию в лаборатории, что позволит определить оптимальный размер частиц для промывки, плотность промывочной жидкости, необходимую для удаления максимальной зольности при минимальной работе.

Плавающие испытания проводятся на измельченном и пылевидном угле в процессе, аналогичном металлургическим испытаниям металлической руды.

2.4. Испытание на истирание

Истирание – это свойство угля, которое описывает его склонность и способность изнашивать механизмы и подвергаться автономному измельчению. В то время как углеродистое вещество в угле относительно мягкое, кварц и другие минеральные составляющие угля довольно абразивны. Это проверяется на калиброванной мельнице с четырьмя лопастями известной массы. Уголь перемешивается в мельнице при 12 000 оборотов со скоростью 1 500 оборотов в минуту (т.е. 1500 оборотов в течение 8 мин).0071 индекс истирания определяют путем измерения потери массы четырех металлических лопастей.

3. Специальные испытания на горение

3.1. Удельная энергия

Помимо физических или химических анализов для определения обращения с углем и состава загрязняющих веществ, выход энергии угля определяется с помощью бомбового калориметра, который измеряет удельный выход энергии угля при полном сгорании. Это требуется, в частности, для углей, используемых для выработки пара.

3.2. Испытание на плавление золы

Поведение зольного остатка угля при высокой температуре является решающим фактором при выборе угля для производства паровой энергии. Большинство печей предназначены для удаления золы в виде порошкообразного остатка. Уголь, зола которого плавится в твердый стекловидный шлак, известный как клинкер , обычно не подходит для использования в печах, поскольку требует очистки. Однако печи могут быть спроектированы так, чтобы обрабатывать клинкер, как правило, путем его удаления в виде жидкого расплава.

Температуры плавления золы определяются путем наблюдения за формованным образцом угольной золы через смотровое окно в высокотемпературной печи. Зола в форме конуса, пирамиды или куба постоянно нагревается выше 1000 °C до максимально возможной температуры, предпочтительно до 1600 °C (2,910 °F). Регистрируются следующие температуры;

Температура деформации : Достигается, когда углы пресс-формы сначала скругляются
Температура размягчения (сферы) : Это достигается, когда верхняя часть формы принимает сферическую форму.
Температура полусферы : достигается, когда вся форма принимает форму полусферы
Температура потока (жидкости) : Достигается, когда расплавленная зола схлопывается в плоскую пуговицу на полу топки.

3.3. Индекс набухания в тигле (индекс свободного набухания)

Самым простым тестом для оценки пригодности угля для производства кокса является тест на индекс свободного набухания. Это включает нагрев небольшого образца угля в стандартном тигле примерно до 800 градусов по Цельсию (1500 ° F).
После нагрева в течение заданного времени или до тех пор, пока не будут удалены все летучие вещества, в тигле остается небольшая коксовая пуговица. Профиль поперечного сечения этой коксовой кнопки по сравнению с набором стандартных профилей определяет индекс свободного набухания.

4. Классификация углей по рангу

Некоторые международные стандарты классифицируют уголь по рангу, где повышение ранга соответствует углю с более высоким содержанием углерода.