Зольность угля это: Зольность угля: методы определения | Добывающая промышленность

Зольность угля: методы определения | Добывающая промышленность

Одной из ключевых характеристик качества угля наряду с влажностью и теплотворностью является зольность. Из чего складывается этот показатель и какими методами определяется?

Что такое зольность
угля?

Зольность выражается в процентном содержании золы от общей массы угля, образующейся после его полного сгорания.

Этот показатель зависит от концентрации минеральных примесей угля и фактически демонстрирует степень его минерализации.

Количество и соотношение примесей, в свою очередь, зависит от условий формирования угольных залежей. По своему происхождению выделяют внутренние и внешние примеси минеральных веществ: первые накапливаются непосредственно во время образования угольных пластов, а вторые «добавляются» в уголь в процессе его добычи.

В угле содержится множество элементов и соединений: это могут быть силикаты натрия, калия, оксиды кремния, алюминия, железа, сульфиды, карбонаты кальция и магния и многие другие примеси.

На основе зольности угля разрабатываются способы оценки продуктивности углеобогащения, а также формируется стоимость угля, поскольку именно зольность показывает, насколько он пригоден для использования в качестве топлива.

Чем выше показатель зольности, тем ниже тепловой эффект от сгорания угля – главного показателя его качества.

Расчёт нормы зольности угля проводится в единых условиях по ГОСТу 11022-95. Согласно стандарту, для каждого вида угля разработаны правила определения показателя зольности.

Ниже приведены усреднённые значения зольности каменного, бурого, древесного угля, антрацита и длиннопламенного плитного крупного угля (ДПК).

Определение зольности угля

Зольность угля может определяться несколькими методами. Первый, стандартный способ подробно описан в ГОСТе 11022-95. Государственный стандарт распространяется на каменный и бурый уголь, брикеты, антрациты и горючие сланцы.

Оценка качества угля с определением зольности, влажности и теплотворности неизменно проводится в аналитических лабораториях.

Специалисты исследуют пробы угля в виде измельчённых и доведённых до воздушно-сухого состояния частиц. Аналитический образец взвешивают, тщательно перемешивают и сжигают в муфельной печи при высоких температурах нагрева – максимум до 1000°С.

После полного сгорания в печи образуется зольный остаток. Его прокаливают до постоянной массы, которая и демонстрирует количество золы. Процентное содержание золы в угле определяется отношением массы полученного неорганического остатка к массе самой аналитической пробы.

Затем показатель пересчитывают на характерный для абсолютно сухого и твёрдого угля параметр. Отметим, что для стандартного метода определения зольности ГОСТ допускает незначительные погрешности, которые возникают из-за разной конечной температуры в муфельной печи.

По стандарту, угольщики могут применять медленный либо ускоренный методы измерения зольности. Их главное отличие заключается в следующем: при медленном способе образцы угля загружаются в холодную муфельную печь, которая затем нагревается до нужной температуры, а при ускоренном методе их сжигают в предварительно разогретой печи.

Помимо стандартного метода, есть и так называемые инструментальные способы экспресс-определения зольности угля. Обычно они применяются в целях оперативного контроля этого качественного показателя.

Один из них – измерение зольности радиационным методом. Этот способ основан на определении параметров ионизирующего излучения после его взаимодействия с углём.

Для анализа радиационным методом используют специальные приборы – так называемые золомеры. Все анализаторы работают по схожему принципу: поток лучей направляется на образец, детектор «принимает» рассеянный или ослабленный поток, преобразуя его в электрический сигнал.

Величина сигнала пропорциональна интенсивности излучения, затем он усиливается и подаётся на вход измерительного блока.

Некоторые радиометрические приборы устанавливаются прямо на производственных площадках углеобогатительных фабрик, в том числе на конвейерных лентах для измерения показателя зольности в непрерывном режиме.

Читайте также: «Какое оборудование работает в современных лабораториях качества».

Зольность, что это такое

Друзья, давайте поговорим о зольности, о том, что это такое и почему это важно. По большому счету у нас не принято об этом задумываться и как-то учитывать, отчасти потому что у нас про зольность вообще на пачках с мукой ничего не сказано, отчасти потому что у нас есть сорта — экстра, высший сорт, первый, второй, обойная, крупчатка — в случае с пшеничной, и обдирная, сеяная, обойная — в случае с ржаной. И нам привычна эта классификация. Тем не менее, большинству пекарей в Европе и штатах гораздо понятнее говорить о муке с точки зрения зольности, она дает более емкое понятие о свойствах муки, о ее помоле и поведении в тесте.

На фото: пшеничная в/с, Т80 (что-то вроде смеси 1 и 2 сорта) и цельнозерновая пшеничная мука

Зольность — это количество минеральных веществ в тесте, а, поскольку минеральные вещества большей частью содержатся в периферийных частях зерна, то есть, в отрубях, зародыше и пр, зольность говорит о том, насколько мука грубая: чем “цельнозерновее” мука, тем зольность этой муки выше.

Как узнают, какая у муки зольность? Есть специальное исследование, позволяющее определить количество минеральных веществ: образец муки весом 50 гр. сжигают при температуре 480 градусов по Цельсию, от муки остается небольшая горстка золы, которую взвешивают, высчитывают процент от изначального количества муки, и выражают это в цифрах, которые  потом идут в основу маркировки европейской и американской муки.

Хамельман для примера, пишет: “В ржаной муке типа 610 содержится 0,61% золы (в США тип 610 относится обычно к светлой или сеяной ржаной муке), тогда как в муке типа 1740 зольность составляет 1,74% (в США это соответствует цельнозерновой ржаной муке)”.

На фото: ржаная цельнозерновая мука

Зола, которая осталась после сжигания образца муки — это преимущественно минеральные вещества. Если сжечь 50 гр. муки высшего сорта, горстка золы будет совсем небольшой, если сжечь такое же количество цельнозерновой муки — горстка золы будет побольше, просто потому в ней больше минеральных веществ,а  именно они составляют золу.

Зольность является очень важным показателем для пекаря, потому что говорит сразу о нескольких вещах:

• О степени помола муки, то есть, о том, что у нас принято называть сортом (если обобщенно говорить).
• О том, как активно будет бродить тесто: чем больше в муке минеральных веществ, которые в том числе являются пищей для дрожжей и способствуют развитию молочнокислых бактерий, тем активнее в нем происходит брожение. Кроме того, чем больше в муке грубых частиц, богатых минеральными веществами, тем больше в ней и микроорганизмов, которые также влияют на брожение, делая тесто активнее. Грубая мука богата ферментами, которые расщепляют крахмал на простые сахара, что тоже делает тесто более активным, поскольку повышает содержание естественных сахаров в тесте.
• О том, что тесто из муки с высокими показателями зольности будет иметь более высокую кислотность (накопит больше кислоты).

Вместе с тем, зольность не дает нам представления о содержании белка в муке, а это для нас, пекарей, тоже довольно важный показатель, который, впрочем, иногда мало о чем говорит, потому что на деле оказываются важнее свойства клейковины, нежели цифры на пачке, которые всегда имеют одно значение — пресловутые 10,3%.

Согласно характеристикам свойств каждого сорта муки, все же, мы можем на что-то рассчитывать.

• Например, что в пшеничной муке высшего сорта с белком 10,3% содержание сырой клейковины — около 28%, а ее зольность — 0,55. Но те, кто долго и активно пекут и используют муку разных производителей, знают, что мука муке рознь, и одна будет по ощущениям более сильной и влагоемкой, а другая будет давать более интересную структуру мякишу, бродить быстрее или медленнее. Если исходить из показателей зольности и количества клейковины, наша “вышка” соответстует европейкой муке с типа 550 — это мука общего назначения.
• Для пшеничной муки первого сорта характерна зольность 0,75, она по цвету более кремовая, содержание сырой клейковины не менее 30%. Обратите внимание, сырой клейковины больше, но ведет себя эта мука не так гладко и удобно, как “вышка”, часто плывет и дает нестабильный результат, иногда к ей надо приспособиться, чтобы начало получаться что-то внятное!
• Второй сорт имеет зольность 1,25  содержание сырой клейковины 25%. Мука этого сорта редко встречается на прилавках и доступна в основном  производствам. Часто ее советуют заменять смесью в разных пропорциях вышки и цельнозерновой пшеничной муки, но я не уверена, насколько это корректная и равноценная замена.
• Обойная мука имеет зольность около 2,0 и содержание клейковины (не белка, а клейковины!) 20%. Белка в обойной муке больше, чем в той же “вышке”, да не весь он участвует в образовании клейковины.
• На  прилавках еще можно встретить муку сорта “Экстра”, она еще более тонкая, чем вышка, еще более светлая, ее зольность 0,45, а содержание клейковины — 28%.

Зольность крупы и муки из цельного зерна и Sekowa

На фото: ржаная крупа для восстановления закваски Sekowa и сама закваска

Отдельно хочу остановиться на зольности крупы и у муки из цельного зерна. Несмотря на то, что и то, и другое получено из одного и того же пшеничного зерна, зольность крупы будет выше, то есть, при сжигании она оставит больше золы, чем мука и это, в общем-то, понятно: условия для всех одинаковые, но крупа имеет более грубую фракцию и горит не так быстро, как мука. Почему я вообще об этом вспомнила? Потому что многие из тех, кто читают этот блог, пекут на Sekowa, для восстановления которой нужна крупа из цельного зерна, именно крупа, а не мука! И если раньше я не понимала, зачем именно крупа, просто знала, что с мукой результат может быть не стабильным, то сейчас стало понятно! Более высокая зольность способствует более высокой кислотности теста, а кислотность крайне важна для стабильности закваски, по сути — это ее иммунитет. Sekowa стабильная, но тоже живая, и ей также нужно накопить кислот, чтобы не позволить развиться патогенной флоре, благополучно дойти до пика и остаться в этом состоянии (до скончания веков). Такие вот пироги 🙂

До скорого, друзья, пекте, экспериментируйте, удачного вам хлеба!

Основы угольной золы | Агентство по охране окружающей среды США

На этой странице

• Что такое угольная зола?
• Что электростанции делают с угольной золой?
• Сколько там угольной золы?
• Почему угольная зола используется повторно?
• Почему EPA регулирует угольную золу?

Что такое угольная зола?

Угольная зола, также называемая остатками сжигания угля или CCR, образуется в основном при сжигании угля на угольных электростанциях. Угольная зола включает ряд побочных продуктов, образующихся при сжигании угля, в том числе:

• Летучая зола , очень мелкодисперсный порошкообразный материал, состоящий в основном из кремнезема, образующийся в результате сжигания мелкоизмельченного угля в котле.
• Зольный остаток , крупная угловатая частица золы, которая слишком велика, чтобы попасть в дымовые трубы, поэтому она образуется на дне угольной печи.
• Котловой шлак , расплавленный зольный остаток из шлакового крана и печей циклонного типа, который после охлаждения водой превращается в гранулы, имеющие гладкий стекловидный вид.
• Материал для десульфурации дымовых газов , материал, оставшийся после процесса снижения выбросов диоксида серы из угольного котла, который может представлять собой влажный шлам, состоящий из сульфита или сульфата кальция, или сухой пылевидный материал, представляющий собой смесь сульфитов и сульфаты.

Другие виды побочных продуктов:

• зола от сжигания в псевдоожиженном слое,
• ценосфер и
• остатки скруббера.

Что электростанции делают с угольной золой?

Угольная зола утилизируется или используется по-разному в зависимости от:

• типа побочного продукта,
• процессы на заводе и
• правила, которым должна следовать электростанция.

Некоторые электростанции могут сбрасывать его в поверхностные водохранилища или на свалки. Другие могут сбрасывать его в близлежащий водный путь в соответствии с разрешением завода на сброс воды.

Угольная зола также может быть переработана в такие продукты, как бетон или стеновые панели.

Сколько там угольной золы?

Угольная зола является одним из крупнейших видов промышленных отходов, образующихся в Соединенных Штатах. Согласно отчету об исследовании производства и использования продуктов сгорания угля Американской ассоциации угольной золы, в 2014 году было образовано почти 130 миллионов тонн угольной золы.

Почему угольная зола используется повторно?

Повторное использование угольной золы может обеспечить множество экологических, экономических и производственных преимуществ, включая:

• Экологические преимущества , таких как сокращение выбросов парниковых газов, снижение потребности в захоронении на свалках и сокращение использования других материалов.
• Экономические выгоды , такие как снижение затрат, связанных с утилизацией угольной золы, увеличение доходов от продажи угольной золы и экономия от использования угольной золы вместо других, более дорогостоящих материалов.
• Преимущества продукта , такие как повышенная прочность, долговечность и обрабатываемость материалов.

Для получения дополнительной информации посетите веб-страницу повторного использования угольной золы.

Почему EPA регулирует содержание угольной золы?

Угольная зола содержит такие загрязняющие вещества, как ртуть, кадмий и мышьяк. Без надлежащего управления эти загрязняющие вещества могут загрязнять водные пути, грунтовые воды, питьевую воду и воздух.

Необходимость принятия федеральных мер для обеспечения безопасного удаления угольной золы была подчеркнута крупными разливами возле Кингстона, Теннесси, и Идена, Северная Каролина, которые нанесли значительный экологический и экономический ущерб близлежащим водотокам и объектам.

• Кингстон, Теннесси
• Эдем, Северная Каролина

Для устранения рисков, связанных с неправильным удалением и сбросом угольной золы, Агентство по охране окружающей среды установило национальные правила удаления угольной золы и ужесточает существующие меры контроля за сбросами воды. Для получения дополнительной информации посетите следующие веб-страницы.

• Правила безопасного удаления угольной золы
• Водные нормы по сбросам электростанций

Свяжитесь с нами, чтобы задать вопрос, оставить отзыв или сообщить о проблеме.

Последнее обновление: 6 марта 2022 г.

Анализ угольной золы

Анализ угольной золы

Вернуться к планам второстепенных уроков

Щелкните здесь для версии для печати

Название: Анализ угольной золы
Уровень: Среднее
День/время: Один учебный период
Цели KERA: 1.3, 1.5, 2.1

Цель:
Эта процедура используется в сочетании с одним из образцов, полученных в предыдущем упражнении. Зольность, одна из важных экологических проблем, может быть определена путем взвешивания остатка, оставшегося после сжигания образца угля в контролируемых условиях. Дублирование результатов может быть необходимо для повышения точности. Могут возникнуть трудности с обеспечением удовлетворительного определения зольности угля с необычно высоким содержанием кальцита и пирита. Постепенное начальное нагревание необходимо, чтобы избежать механических потерь из-за слишком быстрого выброса летучих веществ. Внимание: Необходимо использовать вытяжку.

Материалы:

Crucibles
Fisher Burner
щипцы
Desiccator
Баланс (чувствительный к 0,0001 г)
Вентиляция. в сушильной печи. Уголь 15-20 минут в эксикаторе.

2. Взвесьте тигель и запишите в граммах как W1.

3. Перенесите 1 г образца в тигель с массой. Перемассируйте и запишите массу образца как W2 (масса тигля — повторная масса). Подсказка: ни в коем случае масса пробы угля не должна быть менее 1 г.

4. Включите вытяжку. Поместите закрытый тигель в вентиляционный колпак над горелкой. Нагревать постоянно не менее 25-30 минут.

5. Выключите горелку и вентиляционный колпак. Как только тигель приобретет нормальный цвет (5-10 минут), используйте щипцы и перенесите образец в эксикатор.

6. После охлаждения в течение 30-35 минут в эксикаторе взвесить образец с точностью до 0,0001 г. Запишите эту массу в граммах как W3.

7. Откройте тигель и убедитесь в полном сгорании.

8. Если уголь все еще виден, вернитесь к шагу 4 и повторите.

Сбор/анализ данных:
1. Таблицы 1-3

Таблица 1 – Лаборатория

Таблица 2 – Нагрев/сушка

Таблица 3 –

2. Рассчитайте процентное содержание золы в образце следующим образом:

Где W1 = масса тигля
W2 = масса образца в граммах
W3 = масса золы и тигля в граммах

3.