Уголь характеристики: Уголь: характеристика, как вид полезного ископаемого — Информация — Пресс-центр — РосУголь

Уголь: характеристика, как вид полезного ископаемого — Информация — Пресс-центр — РосУголь

УГОЛЬ ИСКОПАЕМЫЙ, горючая
осадочная порода органического (растительного) происхождения, состоящая
из углерода, водорода, кислорода, азота и других второстепенных
компонентов. Цвет варьирует от светло-коричневого до черного, блеск —
от матового до яркого блестящего. Обычно четко выражена слоистость, или
полосчатость, которая обусловливает его раскалывание на блоки или
таблитчатые массы. Плотность угля от менее 1 до ~1,7 г/см³
в зависимости от степени изменения и уплотнения, которое он претерпел
в процессе углеобразования, а также от содержания минеральных
составляющих.

Углеобразование. Начиная
с девонского периода в древних торфяных болотах в анаэробных условиях
(в восстановительной среде без доступа кислорода) накапливалось
и консервировалось органическое вещество (торф), из которого
формировались ископаемые угли. Первичная торфяная залежь состояла
из массы тканей растений от полностью разложившихся (гелефицированных)
до хорошо сохранивших свое клеточное строение. В аэробных условиях при
воздействии на остатки растений обогащенных кислородом вод или
на контакте с атмосферой происходило полное окисление (разложение)
органического вещества с выделением диоксида углерода и легких
углеводородов (метана, этана и др.), не сопровождавшееся
торфообразованием.

Превращение торфа в ископаемый уголь, называемое углефикацией,
происходило в течение многих миллионов лет и сопровождалось
концентрацией углерода и уменьшением содержания трех основных
углеобразующих элементов — кислорода, азота и водорода. Главными
факторами углефикации являются температура, давление и время. В России
принято выделять следующие стадии углефикации: буроугольную (с ранней
подстадией — лигнитовой), каменноугольную, антрацитовую и графитовую.
При этом шло последовательное образование бурых углей, каменных углей,
антрацита и графита.  В США, Канаде, Германии, Великобритании и многих
других странах принято считать, что в процессе углефикации из торфа
образуются лигниты, суббитуминозные угли, битуминозные угли, антрацит
и графит (что не противоречит российской классификации).

Современное торфообразование происходит в разных масштабах
в пределах всех материков, кроме Антарктиды. Крупные торфяники известны
на территории Канады, России, Ирландии, Шотландии и других стран.

Возраст угля. Изучение
сохранившихся в углях остатков растений позволило проследить эволюцию
углеобразования — от более древних угольных пластов, образованных
низшими растениями, до молодых углей и современных торфяных залежей,
характеризующихся большим разнообразием высших
растений-торфообразователей. Возраст угольного пласта и связанных с ним
пород определяют путем определения видового состава остатков
содержащихся в угле растений.

Самые древние угольные залежи образовались в девонский период,
примерно 350 млн. лет назад. Наиболее интенсивное углеобразование
происходило в интервале от 345 до 280 млн. лет назад, и поэтому этот
период был назван каменноугольным. К нему относится бóльшая часть
угленосных бассейнов на востоке и в центральных районах США, в Западной
и Восточной Европе, Китае, Индии и Южной Африке. В пермский период
(280-235 млн. лет) интенсивное углеобразование происходило в Евразии
(угольные бассейны Южного Китая, Кузнецкий и Печорский — в России).
Мелкие месторождения угля в Европе сформировались в триасовый период.
Новый всплеск интенсивности углеобразования пришелся на начало юрского
периода (185-132 млн. лет). Примерно 100-65 млн. лет назад, в меловой
период, сформировались угольные месторождения Скалистых гор США,
Восточной Европы, Центральной Азии и Индокитая. В третичный период,
примерно 50 млн. лет назад и позднее, возникли месторождения в основном
бурых углей в различных районах США (на севере Великих равнин, севере
Тихоокеанского побережья и в прибрежных районах Мексиканского залива),
в Японии, Новой Зеландии и Южной Америке, а также в Западной Европе.  В
Европе и Северной Америке образование торфа происходило в теплые
межледниковые периоды и в послеледниковье.

Условия залегания. В
результате движений земной коры, в ходе которых происходила смена
относительного положения суши и моря, мощные толщи угленосных пород
испытывали поднятие и складкообразование. С течением времени
приподнятые части толщи (антиклинали) разрушались за счет эрозии,
а опущенные (синклинали) сохранялись в широких неглубоких бассейнах,
где уголь находится на глубине не менее 900 м от поверхности. Например,
в США в Скалистых горах и на севере Тихоокеанского побережья угленосные
отложения залегают в основном на глубинах 1200-1850 м и в
исключительных случаях достигают глубины 6100 м. В Великобритании,
Бельгии, Германии, на Украине и в России (Донбасс) уголь в некоторых
местах добывается с глубины более 1200 м. Угольные пласты,
продолжающиеся на глубину 5-8 км, в настоящее время разрабатывать
нерентабельно.

Угольные пласты. Мощность
отдельных угольных пластов колеблется от 10 см до 240 м (как, например,
в штате Виктория в Австралии). Пласты мощностью 120 м встречаются
в Китае; 60 м — в США (шт. Вайоминг) и Германии; 30 м — в США
(шт. Вайоминг), Канаде (провинция Британская Колумбия) и других
районах. Такие мощные пласты обычно занимают небольшую площадь. Чаще
всего встречаются пласты толщиной 90-240 см. Они распространяются
на большие территории, и с ними связаны значительные запасы добываемого
угля. В толщах угленосных пород содержится от двух-трех до нескольких
десятков угольных пластов. Например, в США в детально изученной
угленосной толще в Западной Виргинии было установлено 117 угольных
пластов.

Стадии метаморфизма.
Главные классы угля (принятые в США и некоторых европейских странах)
по возрастанию стадий метаморфизма включают лигнит (в России лигнит
является термином свободного пользования), суббитуминозный уголь,
битуминозный уголь и антрацит. Различия в стадии метаморфизма
определяются на основе химических анализов, свидетельствующих
о последовательном уменьшении влажности и выхода летучих веществ,
а также увеличении содержания углерода. От относительного количества
влаги, летучих веществ, углерода и теплотворной способности (теплоты
сгорания) зависят прочность угля при транспортировке и хранении,
а также активность горения. Крупным потребителям необходимо знать
свойства различных углей и сравнительную стоимость добычи
и транспортировки различных категорий угля, чтобы решить, какая
категория в наибольшей мере удовлетворяет их нужды.

Лигнит имеет отчетливую волокнистую структуру древесины,
чаще светло-коричневый и коричневый, реже — черный цвет. По свойствам
и составу отличается от настоящего бурого угля, который встречается
преимущественно в Канаде и Европе. По сравнению с торфом лигнит
содержит меньше воды и отличается более высокой теплотворной
способностью. Большинство молодых (недавно образовавшихся) углей
представлено лигнитом, но там, где они подверглись высокому давлению
или интенсивному тепловому воздействию, их качество более высокое.

Суббитуминозный уголь характеризуется черным цветом,
незначительным проявлением, а иногда и отсутствием волокнистой
древесной структуры, содержит меньше воды и летучих веществ
по сравнению с лигнитом и отличается более высокой теплотворной
способностью. Суббитуминозный уголь легко выветривается на воздухе
и крошится во время транспортировки.

Битуминозный уголь отличается черным цветом, относительно
низким содержанием влаги и наибольшей теплотворной способностью среди
всех углей. В большинстве высокоразвитых стран битуминозный уголь
используется в промышленности в бóльших количествах, чем уголь других
категорий, так как у него не снижается качество при транспортировке
и он имеет высокую теплотворную способность; кроме того, некоторые
разновидности битуминозного угля используются для получения
металлургического кокса.

Антрацит характеризуется очень высоким содержанием
углерода, низкой влажностью и малым выходом летучих компонентов.
Он имеет смоляно-черный цвет и при сжигании не дает копоти. Чтобы
поджечь антрацит, требуется больше тепла и усилий, но загоревшись,
он дает устойчивое, чистое, горячее, голубое пламя и горит дольше, чем
уголь более низких стадий метаморфизма. До 1920-х годов антрацит широко
использовался для обогрева домов, а затем ему на смену пришли нефть
и природный газ.

Сортность. В процессе
торфообразования в уголь попадают разные элементы, бóльшая часть
которых концентрируется в золе. Когда уголь сгорает, сера и некоторые
летучие элементы выделяются в атмосферу. Относительное содержание серы
и золообразующих веществ в угле определяют сортность угля. В
высокосортном угле меньше серы и меньше золы, чем в низкосортном,
поэтому он пользуется бóльшим спросом и дороже.

Количество содержащихся в угле золообразующих веществ (минеральная
составляющая) может изменяться от 1 до 50 весовых процентов, но для
большинства углей, используемых в промышленности, оно составляет 2-12%.
Золообразующие вещества дают дополнительный вес, что удорожает
транспортировку угля. Кроме того, часть золы попадает в воздух
и загрязняет его. Некоторые компоненты золы спекаются с образованием
шлака на колосниковых решетках и затрудняют горение.

Хотя содержание серы в углях может меняться от 1 до 10%,
в большинстве углей, используемых в промышленности, ее содержание
составляет 1-5%. Однако примеси серы нежелательны даже в небольших
количествах. Когда уголь сгорает, бóльшая часть серы выделяется
в атмосферу в виде вредных загрязняющих веществ — оксидов серы. Кроме
того, примесь серы оказывает негативное влияние на качество кокса
и стали, выплавленной на основе использования такого кокса. Соединяясь
с кислородом и водой, сера образует серную кислоту, корродирующую
механизмы работающих на угле тепловых электростанций. Серная кислота
присутствует в шахтных водах, просачивающихся из отработанных
выработок, в шахтных и вскрышных отвалах, загрязняя окружающую среду
и препятствуя развитию растительности.

Ресурсы. Общие мировые
ресурсы угля, т. е. количество угля, которое находилось в недрах
до того, как его начали добывать, оцениваются суммарной величиной более
15 000 млрд. т; из них примерно половина доступна для добычи. Основная
масса мировых ресурсов угля находится в Азии и сосредоточена
преимущественно в Китае и России, которые входят в число крупнейших
производителей угля. Северная Америка и Западная Европа занимают
соответственно второе и третье места по ресурсам угля и также являются
весьма крупными производителями.

Классификации. Оценка
ископаемых углей ведется по трем параметрам: степени метаморфизма,
которая определяется как степень изменения содержания углерода в угле;
качеству, оцениваемому по содержанию горючего компонента, количеству
золообразующих веществ, содержанию влаги, серы и других элементов
и по составу ископаемых растений-углеобразователей, химическим
преобразованиям, которые произошли в процессе углефикации.

В настоящее время общепринятой является «Международная система
кодификации углей среднего и высокого рангов» (МК – 88), основанная на
таких качественных показателях угольной продукции, как показатель
отражения витринита, содержание инертинита, выход летучих веществ,
индекс свободного вспучивания, зольность, содержание серы и теплота
сгорания. С учетом этих характеристик формируется 14-ти значный код для
углей среднего и высокого рангов.

Классификация бурых углей, разработанная Комитетом по углю
Европейской экономической комиссии ООН, существенно проще и основана на
разделении углей на классы по общей рабочей влажности и на группы по
выходу смолы полукоксования.

В России и странах СНГ в настоящее время действует принятая еще в
СССР Единая классификация углей по ГОСТ 25543-88, (ЕК – 88) «Угли
бурые, каменные и антрациты. Классификация по генетическим и
технологическим параметрам», основанная на 7-значных кодах, которые
формируются на основе показателя отражения витринита, содержания
инертинита и выхода летучих веществ, величине пластического слоя,
индексу Рога (остаточная спекаемость), что совпадает с первыми тремя
параметрами системы кодификации МК – 88.

Краткое описание характеристик и потребительских свойств марок углей (применительно к России и СНГ)

Марка Б (Бурый)

Угли бурые характеризуются низким значением показателя отражения
витринита (менее 0,6%) и высоким выходом летучих веществ (более 45%).

Бурые угли делятся в зависимости от влажности на технологические группы: 1Б (влажность свыше 40%), 2Б (30-40%), 3Б (до 30%).

Бурые угли Канско-Ачинского угольного бассейна представлены в основном
группой 2Б и частично – 3Б (показатель отражения витринита 0,27-0,46%),
бурые угли Подмосковного бассейна относятся к группе 2Б, угли
Павловского и Бикинского месторождений (Приморский край) относятся к
группе 1Б.

Бурые угли используются как энергетическое топливо и химическое сырье.

Марка Д (длиннопламенный)

Угли длиннопламенные представляют собой угли с показателем отражения
витринита от 0,4 до 0,79% с выходом летучих веществ более 28-30% при
порошкообразном или слабоспекающемся нелетучем остатке.

Длиннопламенные угли не спекаются и относятся к энергетическим углям.
Направления использования этих углей – энергетическое и
коммунально-бытовое топливо, поэтому их наиболее существенной
характеристикой является теплота сгорания. При переходе к следующей
марке ДГ теплотворная способность углей существенно увеличивается.

Исследования показали, что длиннопламенные угли с невысокой зольностью
могут служить хорошим сырьем для производства синтетического жидкого
топлива и химических продуктов, получения формованного кокса и
сферических абсорбентов,низкотемпературного (до 700 градусов)
коксования.

Марка ДГ (длиннопламенный газовый)

Угли длиннопламенные газовые представляют собой угли с показателем
отражения витринита от 0,4 до 0,79% с выходом летучих веществ более
28-30% при порошкообразном или слабоспекающемся нелетучем остатке. Эти
угли являются переходными между углями марок Д и Г. От длиннопламенных
углей они отличаются наличием спекаемости (толщина пластического слоя
6-9 мм, а от газовых с аналогичной спекаемостью – более незначительной
хрупкостью и повышенной механической прочностью. Последнее
обстоятельство обусловливает преобладание среди таких углей
крупно-средних классов.

Угли марки ДГ также относят к группе энергетических углей. Для участия
в коксовых шихтах они мало пригодны, т.к. образующийся кокс отличается
низкой механической прочностью и повышенной реакционной способностью.

Марка Г (газовый)

Угли газовые имеют две технологические группы. Витринитовые угли
(показатель отражения витринита от 0,5 до 0,89%) с выходом летучих
веществ 38% и более, при толщине пластического слоя от 10 до 12 мм
образуют группу 1Г, витринитовые и инертинитовые угли с показателем
отражения витринита 0,8 – 0,99%, выходом летучих веществ 30% и выше и
толщиной пластического слоя от 13 до 16 мм образуют группа 2Г.

Влажность газового угля обычно не превышает 10 %, зольность изменяется в пределах от 7 до 35% с преобладанием зольности 10-15%.

Газовые угли используются в основном как энергетическое и коммунально-бытовое топливо.

На коксование направляются угли группы 2Г с толщиной пластического слой
более 13 мм. Ограниченная возможность применения газовых углей в шихтах
коксохимических заводов, производящих металлурги­ческий кокс, связана с
тем, что они при слоевом коксовании обусловливают образование
микротрещин в коксе, существенно снижающих его прочность.

Газовые угли с толщиной пластического слоя 8-12 мм используются для
производства формованного кокса и сферических абсорбентов, а угли с
толщиной пластического слоя менее 8 мм – для газификации и
полукоксования. Витринитовые малозольные угли марки Г с выходом летучих
веществ более 42% являются хорошим сырьем для производства
синтетического жидкого топлива.

Марка ГЖО (газовый жирный отощенный)

Угли газовые жирные отощенные по значениям выхода летучих веществ и
толщины пластического слоя занимают промежуточное положение между
углями марок Г и ГЖ.

Выделяют две технологические группы. В техноло­гическую группу 1ГЖО выделены угли с показателем отражения витринита менее
0,8% и выходом летучих веществ менее 38%, с толщиной пластического слоя
от 10 до 16 мм. В группу 2ГЖО входят угли с показателем отражения
витринита 0,80-0,99%, выходом летучих веществ менее 38%, с толщиной
пластического слоя 10-13 мм, а также угли с показателем отражения
витринита 0,80-0,89% с выходом летучих веществ 36% и более при толщине
пластического слоя 14-16мм.

Влажность марки ГЖО колеблет­ся в пределах 6-8%, зольность – 6-40%.
Содержание уг­лерода изменяется в пределах 78-85%, водорода – от 4,8 до
6,0%, серы 0,2-0,8%.

Угли марки ГЖО характеризуются широкой вариацией свойств, что не
позволяет рекомендовать для их использования какое-либо одно
направление.

Угли группы 1ГЖО при толщине пластического слоя менее 13 мм могут
составлять не более 20% шихт коксохимических заводов, и лишь при
условии, что остальная часть шихты содержит хорошо спекающиеся угли с
показателем отражения витринита от 1 до 1,5%.

Угли группы 2ГЖО являются хорошим сырьем для коксования (особенно при
показателе отражения витринита не менее 0,85%) и могут составлять более
половины шихты.

Фюзинитовые угли группы 1ГЖО (подгруппа 1ГЖОФ) совершенно непригодны
для производства металлургического кокса, и могут использоваться в
коммунально-бытовом (крупные классы) или энергетическом (мелкие классы)
секторах.

Марка ГЖ (газовый жирный)

Угли газовые жирные занимают промежуточное положение между марками углей Г и Ж и делятся на две группы.

Группа 1ГЖ объединяет угли с показателем отражения витринита 0,5-0,79%,
выходом летучих веществ 38% и более и толщиной пластического слоя более
16 мм.

Группа 2ГЖ объединяет угли с показателем отражения витринита 0,8-0,99%,
выходом летучих веществ 36% и более, толщиной пластического слоя 17-25
мм.

От газовых углей марка ГЖ отличается более высокой спекаемостью, а от углей марки Ж — более высоким выходом летучих веществ.

Угли марки ГЖ в основном используются в коксохимической промышленности
и входят в группу марок углей, особо ценных для коксования. В
большинстве случаев они могут полностью заменить жирные угли в шихтах
коксохимических заводов.

Концентраты углей марки ГЖ с зольностью менее 2% целесообразно
применять в качестве связующего при производстве электродной и
углеграфитовой продукции; угли марки ГЖ пригодны и для производства
синтетического жидкого топлива.

Марка Ж (жирный)

Угли жирные подразделяются на две группы. К первой группе (1Ж)
относятся угли с показателем отражения витринита 0,8-1,19%, выходом
летучих веществ 28-35,9% и толщиной пластического слоя 14-17 мм. Ко
второй группе (2Ж) относятся угли с показателем отражения витринита
0,8-0,99%, выходом летучих веществ 36% и более, при толщине
пластического слоя 26 мм и более. К этой же группе относятся угли с
такими же значениями показателя отражения витринита, но с выходом
летучих веществ от 30 до 36% при толщине пластического слоя 18 мм и
выше. Также в группу 2Ж включаются угли с показателем отражения
витринита 1-1,19% с выходом летучих веществ не менее 30% при толщине
пластического слоя не менее 18 мм.

Угли марки Ж относятся к особо ценным коксующимся углям и применяются
главным образом в коксохимической промышленности, составляя от 20 до
70% коксовых шихт. Кокс, полученный из углей марки Ж, обладает высокой
структурной прочностью.

Марка КЖ (коксовый жирный)

Угли коксовые жирные выделяются как угли с показателем отражения
витринита 0,9-1,29%, толщиной пластического слоя 18 мм, с выходом
летучих веществ 25-30%.

Основным потребителем улей марки КЖ является коксохимическая
промышленность. Из всех марок уг­лей, применяемых для получения кокса,
они обладают наиболее высокой коксуемостью. Высококачественный
металлургический кокс из них получается без смешивания с уг­лями других
марок. Кроме того, они способны принимать без изменения качества кокса
до 20% присадочных углей марок КО, КС и ОС.

В настоящее время угли этой марки не добываются.

Марка К (Коксовый)

Угли коксовые характеризуются показателем отражения витринита от 1
до 1,29%, а также хорошей спекаемостью. Толщина пластического слоя
составляет 13-17 мм у углей с показателем отражения витринита 1,0-1,29%
и 13 мм и выше с показателем отражения витринита 1,3-1,69%. Выход
лету­чих веществ находится в пределах 24-24,9%.

Без смешивания их с углями других марок обеспечивают получение
кондиционного металлургического кокса. Качество кокса может существенно
возрастать при смешивании углей марки К с 20-40% углей марок Ж, ГЖ и КЖ.

Марка КО (Коксовый отощенный)

Угли коксовые отощенные представляют собой угли с выходом летучих
веществ, близким по значениям к коксовым углям, но с меньшей толщиной
пластического слоя – 10-12 мм. Показатель отражения витринита –
0,8-0,99%.

Угли марки КО применяются в основном для производства металлургического
кокса в качестве одного из присадочных углей к маркам ГЖ и Ж.

Марка КСН (коксовый слабоспекающийся низкометаморфизованный)

Угли коксовые слабоспекающиеся низкометаморфизованные
характеризуются показателем отражения витринита от 0,8 до 1,09%. При
коксовании без смешивания с другими углями они дают механически мало
прочный, сильно истирающийся кокс.

Применяются как в коксохимической промышленности, так и в энергетике и
коммунально-бытовом секторе. Уголь марки КСН может также использоваться
для получения синтетического газа.

Марка КС (Коксовый слабоспекающийся)

Угли коксовые слабоспекающиеся характеризуются низкой спекаемостью
(толщина пластического слоя 6-9 мм с показателем отражения витринита
1,1-1,69%.

Угли марки КС используются в основном в коксохимической промышленности
в качестве отощающего компонента. Часть угля используется для слоевого
сжигания в промышленных котельных и в коммунально-бытовом секторе.

Марка ОС (отощенный спекающийся)

Угли отощенные спекающиеся имеют показатели отражения витринита от
1,3 до 1,8% и выход летучих веществ не более 21,9%. Толщина
пластического слоя для группы 2ОС составляет 6-7 мм, а для группы 1ОС –
9-12 мм при витринитовом составе и 10-12 мм при фюзинитовом.

Влажность добытых углей марки ОС не превы­шает 8-10%. Зольность
колеблется от 7 до 40%. Содержание серы в Кузнецком бассейне не
превышает 0,6%, в Ка­рагандинском достигает иногда 1,2%, в Донбассе
1,2-4,0%. Содержание углерода составляет 88-91%, водорода 4,2-5,%.

Основным потребителем углей марки ОС является коксохимическая
промышленность; эти угли – одна из лучших отощающих компонентов в
коксовых шихтах. Некоторые угли марки ОС даже без смешивания с углями
других марок дают высококачественный металлургический кокс; но при
коксовании они развивают большое давление распирания на стенки коксовых
печей, кокс из печей выдается с большим трудом, что приводит к быстрому
выходу печей из строя. Поэтому угли марки ОС обычно коксуют в смеси с
углями марок Г и ГЖ, обладающими высокой степенью усадки.

Марка ТС (тощий слабоспекающийся)

Угли тощие слабоспекающиеся характеризуются выходом летучих веществ
менее 22% и весьма низкой спекаемостью (толщина пластического слоя
менее 6 мм.

Влажность добытого угля марки ТС низкая – 4-6%. Зольность находится в
пределах 6-45%. Содержание углерода 89-91%, водоро­да
4,0-4,8%.Содержа­ние серы в углях Кузбасса 0,3-0,5%, Донбасса 0,8-4,5%.

Угли марки ТС используются как в коксохимической промышленности, так и,
в основном, в энергетике; крупно-средние классы углей этой марки
являются хорошим бездымным топливом для мелких котельных и
индивидуального бытового применения.

Марка СС (слабоспекающийся)

Угли слабоспекающиеся характеризуются показателем отражения
витринита в пределах 0,7-1,79%, толщиной пластического слоя менее 6 мм
и выходом летучих веществ, характерным для хорошо коксующихся углей
марок Ж, КЖ, К, КС и ОС.

Влажность добытого угля достигает 8-9%. Зольность колеблется от 8 до
45%. Содержание серы обычно не превышает 0,8%. Содержание углерода
колеблется от 74 до 90%, водорода от 4,0 до 5,0%.

Применяются главным образом на крупных электростанциях, в промышленных
котельных и коммунально-бытовом секторе. В ограниченном количестве
отдельные разновидности углей марки СС применяются в шихтах
коксохимических заводов.

Марка Т (тощий)

Угли тощие характеризуются выходом летучих веществ от 8 до 15,9% с
показателем отражения витринита от 1,3 до 2,59%; спекаемость
отсутствует.

Используются в основном в электроэнергетике и в коммунально-бытовом
секторе; при условии малой зольности могут использоваться для получения
углеродистых наполнителей в электродном производстве.

Марка А (антрацит)

Антрациты объединяют угли с показателем отражения витринита более
2,59%. При выходе летучих веществ менее 8% к антрацитам относятся также
угли с показателем отражения витринита от 2,2 до 2,59%.

Основная масса антрацитов используется в энергетических целях. Средние
и крупные классы их служат в качестве бездымного топлива в
коммунально-бытовом секторе.

Часть антрацитов направляется на производство термоантрацита, который,
в свою очередь, используется в качестве основного углеродистого
наполнителя при изготовлении катодных блоков для электролизеров в
алюминиевой промышленности. Антрациты применяются также для
производства карбида кремния и карбида алюминия.

Марки угля, характеристики угля — Что нужно знать при покупке дров

Существует 19 марок угля – это одно из самых популярных видов топлива в нашей стране, которое активно используют как в бытовых целях, так и в промышленности. Его выбирают из-за доступной стоимости, продолжительного времени горения, возможности применять в современных котлах, в том числе автоматизированных, нуждающихся в минимальном обслуживании человеком. 

Марки угля и их характеристики позволяют четко контролировать качество этого продукта, а также обосновано формировать цены и наиболее рационально использовать различные виды топлива. Основными нормируемыми показателями марок угля выступают:

• зольность – показывает, сколько негорючего остатка после использования;
• влажность – напрямую влияет на удобство транспортировки, подверженность слипанию и слеживанию, самовозгоранию и КПД;
• содержание серы – двуокись серы пагубно влияет на окружающую среду во время сгорания, а также повышает расход топлива;
• выход летучих веществ – количество органических соединений и продуктов распада минералов, которые выделяются во время горения;
• спекаемость – свойство переходить в пластическое состояние под воздействием температуры без доступа воздуха;
• теплота сгорания – показывает, сколько именно тепла можно получить при полном сгорании топлива. 

Также сырье делят на фракции, в зависимости от размера кусков. Фракция угля обычно указывается в маркировке одной из букв аббревиатуры или обозначается названием. В нашей стране принято использовать следующие значения:

• плита (П) – от 100 мм;
• крупный / кулак (К) – 50-100 мм;
• кулак-орех (КО) — 25-100 мм;
• орех (О) – 25-50 мм;
• мелкий (М) – 13-25 мм;
• семечка (С) – 6-13 мм;
• штыб (Ш) – 0-6 мм;

Также есть рядовой (Р), который разделяют на шахтный 0-200 мм и карьерный 0-300 мм. В его составе могут быть фракции разного размера. Если вы выбираете уголь или дрова с доставкой в Киеве, обязательно интересуйтесь не только маркой, но и фракцией выбираемого топлива. 

Уголь антрацит характеристики

Уголь марки А – один из самых востребованных и дорогих. Он демонстрирует самые высокие показатели по времени горения и теплоотдаче, кроме того – имеет самую высокую плотность. Горит почти без пламени, выделяет минимальное количество дыма и запаха. Эти качества сделали уголь марки антрацит очень востребованными не только в бытовом, но и в промышленном секторе. 

Несмотря на то что уголь антрацит характеристики имеет очень привлекательные, многие производства и ТЭС стараются перейти на другие виды топлива. 

В нашей стране добывают уголь марки АШ, АС, АМ, АО, АКО, АК. С угольных шахт сырье отправляют на углеперерабатывающие фабрики, где его сортируют по фракциям и отправляют на рынок сбыта. Все размеры этого топлива одинаково востребованы. Семечка или уголь марки АС характеристики по отсутствию дыма и неприятного запаха имеет такие же, как и орех или крупный, а стоит дешевле. Обычно мелкую фракцию засыпают на ночь, сверху раскаленной крупной она не будет просыпаться через колосники, при этом прогорает достаточно долго. Уголь АМ характеристики зачастую используют для заводов и предприятий, в быту для твердотопливных котлов.  

Уголь марки Г: особенности

Газовый уголь характеристики имеет следующие:

• влажность – обычно не более 10%;
• зольность – может варьироваться от 7 до 35%, но чаще всего составляет 10-15%;
• выход летучих веществ (группа 2Г – от 30%, 1Г – от 38%, малозольные марки – от 42%).

Используется для отопления жилых домов и в энергетической отрасли, в частности, для производства формованного кокса и сферических абсорбентов. 

Что такое уголь марки Д?

Уголь марки Д имеет высокую теплоотдачу, поэтому его относят к энергетическим углям. Используется в энергетической отрасли, а также для бытовых целей. Длиннопламенный уголь характеристики имеет такие:

• выход летучих веществ более 40-48%;
• содержание серы до 0,5%;
• зольность 6-10%;

Характеристики угля марки Д позволяют ему быть отличным сырьем для изготовления синтетического жидкого топлива, производства формованного кокса и сферических абсорбентов, низкотемпературного (до 700 градусов) коксования.

Чем примечателен уголь марки ДГ?

Уголь марки ДГ характеристики имеет смешанные от двух предыдущих, так как является переходной связующей между длиннопламенными и газовыми. От газовых отличается более высокой механической прочностью, а от длиннопламенных – спекаемостью. Уголь марки ДГ активно используется как в быту, так на предприятиях. Он легко разжигается, имеет доступную стоимость, долго горит и поддерживает высокую температуру, не склонен к самовозгоранию. Благодаря механической прочности в марке преобладает крупная и средняя фракция. Один из самых популярных – уголь ДГ 13-100 характеристики имеет следующие:

• зольность до 11%
• влажность до 9,5%
• летучие вещества до 38%;
• содержание серы 1,5-2,5%;
• теплота сгорания 6000-8000 ккал/кг.

Марка достаточно универсальна, подходит для твердотопливных котлов, отопления жилых помещений, промышленных объектов. 

Какие еще есть марки угля в украине?

Это далеко не полный перечень марок, который активно используются в нашей стране и доступны к приобретению на рынке.  

Бурые угли (Б) считаются менее ценными и являются переходным топливом между торфом и каменным углем. Однако в отличие от последних они залегают на меньшей глубине и проще в добыче. Среди минусов – высокая влажность и зольность, меньшая по сравнению с каменными теплоотдача. Летучих веществ свыше 45%. Тем не менее, эта марка используется в качестве энергетического топлива, а также сырья для получения жидкого топлива, газа и удобрений, подходит для коксования с последующим использованием в металлургии.  

Уголь марки Ж, или жирный, считается самым ценным из коксующихся, получающийся кокс имеет очень высокую структурную прочность. Востребован в черной металлургии, производстве стали и чугуна. Выделяют также разновидность ГЖО (газовый жирный отощенный), которая подходит для коксования (исключая кокс для металлургии), коммунально-бытовых нужд.   

Уголь марки К – коксовый, предназначен для получения кондиционного металлургического кокса, качество которого можно повышать путем смешивания сырья с другими марками. Один из подвидов – коксовый жирный (КЖ) имеет самые высокие показатели коксуемости, подходит для смешивания с другими марками.  

Уголь марки Т – тощий, вообще не спекается. Помимо коммунально-бытового сектора используется в электроэнергетике, в частности электродном производстве.

Слабоспекающиеся (СС) используют на крупных электростанциях, в промышленных котельных, коммунально-бытовом секторе. Они имеют влажность 8-9%, содержание серы менее 0,8% и зольность от 8 до 45%.  

Есть такие комбинированные и промежуточные марки, как:

• коксовый отощенный;
• коксовый слабоспекающийся низкометаморфизованный;
• коксовый слабоспекающийся;
• отощенный спекающийся;
• тощий слабоспекающийся; 
• газовый жирный.

На какие характеристики угля обратить внимание, выбирая топливо?

Марки угля Украины разнообразны как по качеству и составу, так и по сферам применения. Но одно из важнейших направлений угледобывающей промышленности – обеспечение теплом населения. Выбирая это топливо, нужно учитывать целый ряд показателей, которые напрямую влияют на эффективность использования его в отоплении. Одними из самых важных характеристик угля в этом плане считаются:

• Калорийность – показывает, сколько тепла выделится в процессе сгорания. Самый высокий показатель у антрацита и коксующегося, а самый низкий – у бурого. Однако коксующийся не подходит для бытовых котлов отопления, так как может повредить оборудование, вплоть до полного выхода из строя. 
• Зольность – чем ниже процент зольности, тем меньше в топливе примесей, которые не горят. Соответственно, чем выше этот показатель, тем чаще придется чистить котел. У качественного топлива показатель зольности не больше 15%, а дешевое низкосортное вполне может иметь и более 30%.
• Влажность – она бывает внутренней и поверхностной. Избыток влаги отрицательно сказывается на горении. Поверхностную можно снизить путем проветривания, а вот внутренняя уходит лишь в процессе горения. Повышенную влажность можно определить даже визуально, на нее указывает наличие большого количества слипшихся частиц.    

Основные марки угля для отопления – это антрацит, длиннопламенный, длиннопламенный газовый. Антрацит имеет не только высокие качественные показатели, но и отличается от других марок визуально. Его можно узнать по насыщенному черному цвету и выраженному глянцевому блеску. 

Выбирая уголь для современного твердотопливного котла, обязательно сверьтесь с технической документацией оборудования. Производители всегда указывают оптимальный вид топлива, который поможет добиться максимальной эффективности использования. Несмотря на то, что многие котлы универсальны и способны работать не только на рекомендуемой марке, но и на аналогах, переходить на более дешевое топливо не стоит. Это существенно снизит не только КПД котла, но и может привести к различным сбоям и необходимости дополнительного обслуживания. 

Если вы подбираете топливо для традиционной печи, руководствоваться придется собственным опытом или советами знающих хозяев. Зачастую такие топки показывают самый высокий результат при комбинировании марок. Например, для розжига используется немного длиннопламенного-газового, затем закладывается антрацит средних фракций, который даст наибольшее количество тепла, а на ночь – мелкие фракции для поддержки комфортной температуры до утра.

Характеристики угля | Fossil Consulting Services, Inc.

Что такое уголь? Слово «уголь» описывает множество различных типов каменных материалов, которые содержат сложные углеводороды и органические соединения в различных смесях. Важно понимать существующие типы, а также преимущества и недостатки, связанные с каждым типом. Выбор правильного типа или смеси угля для использования на электростанциях или в промышленных котлах поможет максимизировать прибыль при поддержании выбросов в пределах установленных стандартов.

Различные виды угля, используемые в электростанциях или промышленных котлах, образуются из остатков торфа, папоротников и других растений, произрастающих на суше. Во многих угольных пластах обнаружены ископаемые остатки деревьев и растений. Отложения с течением времени подвергались различному количеству тепла и давления. В зависимости от того, насколько изменился органический материал растений, образовались различные типы угля. Угли, подвергшиеся наибольшим изменениям, имеют молекулярную структуру, отличную от органического материала, из которого они произошли. Те угли, которые претерпели наименьшие изменения, больше напоминают молекулярную структуру органического материала, из которого они произошли.

Существует четыре различных типа угля:

• Антрацит – содержит от 86% до 98% углерода по весу и медленно сгорает в котлах
• Битуминозный – содержит от 69% до 86% углерода по весу
• Sub -битуминозный – содержит меньше углерода, больше воды и является менее эффективным источником тепла для котлов
• Бурый уголь – содержит до 70% воды по массе. Выбрасывает больше загрязняющих веществ из котлов, чем из других углей.

Антрацит образуется из битуминозного угля, когда в складчатых породах во время образования горных хребтов возникает большое давление. Это происходит только в ограниченных географических районах — прежде всего в районе Аппалачей в Пенсильвании. Антрацит имеет самую высокую энергоемкость среди всех углей и используется для производства кокса, топлива, используемого в сталелитейных печах.

Большое давление приводит к образованию битуминозного угля. Битуминозный уголь обычно используется в котлах электростанций для выработки электроэнергии. Битуминозный уголь имеет более высокую теплотворную способность котла, чем суббитуминозный или лигнит, но меньшую, чем у антрацита. Битуминозный уголь добывается в основном на Среднем Западе и в Аппалачах.

Заводские химики проводят анализы угля по мере его поступления. Зная свойства угля, операторы котлов могут корректировать процедуры для получения максимального тепла от угля и минимизировать негативные последствия плохого сгорания. Анализируется следующий контент:

• Влага – это вода, содержащаяся в угле. Никакого тепла он не дает. Вместо этого топливо должно выделять тепло для испарения воды при сгорании топлива. Это тепло теряется с дымовыми газами. Потери тепла из-за влаги в топливе могут быть большими.
• Летучие вещества указывает, насколько хорошо будет гореть уголь. Летучие вещества состоят из углеводородов и других газов, образующихся при нагревании образца сухого угля. Угли с содержанием летучих веществ менее 15% могут быть трудными для сжигания и требуют специальных процедур для эффективного сжигания.
• Связанный углерод — это горючее вещество, остающееся после выделения летучих веществ из угля в виде газа. Количество связанного углерода указывает, сколько топлива должно быть сожжено в твердом состоянии. Угли с высоким процентным содержанием связанного углерода обычно горят медленнее, потому что твердый углерод сгорает медленнее, чем водород и другие летучие вещества. Высокое содержание связанного углерода обычно означает, что уголь должен быть измельчен в пульверизаторе до более мелких частиц для повышения скорости горения. Связанный углерод рассчитывается путем вычитания процента золы, влаги и летучих веществ из 100%.
• Зола – это остаток, остающийся после сжигания всего горючего материала, содержащегося в угле. Зола является нежелательной частью угля. Зола увеличивает затраты на техническое обслуживание и может снизить надежность установки. Он не дает тепла, увеличивает вес топлива и увеличивает затраты на транспортировку и утилизацию.
• Теплотворная способность – это количество произведенного тепла, выраженное в БТЕ при полном сгорании угля. Когда теплота сгорания определена, о ней можно сообщать двумя разными способами: как о более высокой теплотворной способности (HHV) или о более низкой теплотворной способности (LHV).

Другая серьезная проблема с углем связана с содержанием в нем серы. В большинстве углей содержится сера (химически связанная), подобно углероду и водороду; сера будет гореть. При сжигании серы образуются оксиды серы, широко известные как SOx. SOx из дымовых труб котлов способствует загрязнению окружающей среды кислотными дождями. Выбросы SOx можно сократить тремя способами: путем удаления серы из топлива, сухой десульфурации и мокрой десульфурации. Все эти способы удорожают сжигание угля в котлах.

Многие электростанции в настоящее время сжигают смесь угля в своих котлах, чтобы минимизировать затраты, связанные со сжиганием угля с высоким содержанием серы из Аппалачей с углем с низким содержанием серы из бассейна Паудер-Ривер (PRB). Полубитуминозный уголь PRB имеет низкую теплоту сгорания с низким содержанием серы, в то время как битуминозный уголь Аппалачей имеет высокую теплотворную способность с высоким содержанием серы. Уголь PRB производит меньше тепла на фунт, но стоит меньше, если учесть экологические соображения. Аппалачский уголь вырабатывает больше тепла в котлах за счет дорогостоящего оборудования для сокращения выбросов.
Руководство завода должно использовать лучшие отраслевые методы сжигания угля в своих котлах наряду с расчетами затрат, связанных с транспортировкой, обработкой, сжиганием и сокращением выбросов, связанных с выбранным источником угля.

5.2.5 Газификаторы и влияние сорта угля и свойств угля

Имеющиеся коммерческие технологии газификации часто оптимизируются для определенного сорта угля или свойств угля, и в некоторых случаях некоторые сорта угля могут быть непригодными для использования при заданной технологии газификации. С другой стороны, большинство обычных газификаторов обладают значительной гибкостью; это подчеркивается в следующей таблице, в которой представлен обзор уровня опыта для различных коммерчески доступных газификаторов по производителям для каждого типа угля. Этот опыт будет только расширяться по мере ввода в эксплуатацию новых объектов газификации и проведения новых демонстраций.

ОПЫТ ГАЗИФИКАЦИИ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА ¹

Важно отметить, что свойства угля могут сильно различаться даже в пределах каждой из марок. Знания, полученные на сегодняшний день в процессе газификации, убедительно свидетельствуют о том, что смешивание угля представляет собой совместный процесс между оператором газификатора и предприятием по добыче угля.

Воздействие на окружающую среду
Марка исходного угля обычно мало влияет на воздействие системы газификации на окружающую среду. Например, содержание серы в угле может варьироваться от 0,5 до 8 процентов, и, хотя для обработки всего диапазона могут потребоваться разные технологии, результирующие выбросы будут очень похожими и в большей степени основаны на экологических нормах. Марка угля также очень мало влияет на качество шлака. ¹

Особенности конструкции
Изменения качества угля могут влиять на теплотворную способность синтетического газа, полученного в процессе газификации. Однако можно выбрать желаемую производительность, а затем определить размер и количество газификаторов с учетом конкретного диапазона типов угля. ¹

Реакционная способность угля обычно снижается с повышением его качества или типа, т. е. при переходе от полубитуминозного к битуминозному. Кроме того, чем меньше размер частиц, тем больше площадь контакта угля с реакционными газами, что приводит к более быстрой реакции. Для средних и низкосортных углей реакционная способность возрастает с увеличением объема пор и площади поверхности, но для углей с содержанием углерода более 85 % эти факторы не влияют на реакционную способность. Фактически, в высокосортных углях размеры пор настолько малы, что реакция контролируется диффузией.

Содержание летучих веществ в угле варьируется в широких пределах для четырех основных сортов угля: низкое для высокосортных углей, таких как антрацит, и более высокое для все более низкосортных углей. Чем выше содержание летучих веществ, тем более реакционноспособен уголь, а это означает, что его легче превратить в газ с образованием меньшего количества полукокса. Таким образом, для высокосортных углей утилизация полукокса в газификаторе вызывает гораздо большую озабоченность. Для низкосортных углей обугливание не представляет серьезной проблемы; однако легкость, с которой они газифицируются, приводит к высокому содержанию смолы в синтез-газе, что затрудняет очистку синтез-газа.

Зольность угля не оказывает большого влияния на состав производимого синтез-газа. Газификаторы могут быть предназначены для удаления золы в твердой или жидкой (шлак) форме. В газификаторах с псевдоожиженным или неподвижным слоем зола обычно удаляется в виде твердого вещества, что ограничивает рабочие температуры в газификаторе значительно ниже температуры плавления золы. В других конструкциях, особенно в шлакообразующих газификаторах, рабочие температуры должны быть выше температуры плавления золы. Выбор используемой конструкции часто зависит от температуры плавления/размягчения золы сырья, которое будет использоваться на объекте: в этом отношении зольность угля оказывает большое влияние на тип и конфигурацию газификатора.

Высокое содержание влаги в сырье снижает внутреннюю температуру газификатора за счет испарения и эндотермической реакции пара и полукокса.