Угли. Классификация углей-3. Классификация каменных углей

• Название: Классификация каменных углей
• Дата: 24.10.2019
• Размер: 89.84 Kb.
• Имя файла: Классификация углей-3.docx
• Тип: Документы; #91645
• страница: 2 из 2

Технологические показатели углей

1. 
   Показатель отражения
   

Отражение углей является одним из основных технологических показателей и используется для описания физико-химических свойств в ряду метаморфизма и для классификации по направлению углей.

Отражение определяют только для витринита, так как составляет основную массу угля. Метод заключается в том, что падающий монохроматический луч с длиной волны λ и интенсивностью I_пад падаю под углом φ₁ на поверхность раздела среды, частично под тем же углом и с интенсивность I_от отражается и частично под углом φ₃ и с интенсивностью I_прел преломляется. При этом коэффициент преломления среды II (среда I – воздух n=1) равен:

;

Расчет показателя отражения проводят по формуле:

,

где n1 и n2 – показатель преломления среды; α – коэффициент поглощения среды II.

2. 
   Выход летучих веществ
   

Для определения выхода летучих веществ навеску угля с массой m₀ нагревают в закрытом тигле без доступа воздуха при температуре 840-860°С в течении 7 мин, после чего определяют массу m₁. Расчет производят по формуле:

, где W^a аналитическая влага навески угля.

3. 
   Теплота сгорания
   

Для угля различают высшую и низшую теплоту сгорания на единицу массы. Экспериментально определяют высшую теплоту сгорания:

,

где - теплота сгорания навести угля, найденная в бомбе: α и β – коэффициенты; α и β - соответствующие поправки на теплоту образования.

Для определения низшей теплоты сгорания из вычитают тепло, потраченное на испарение и подогрев от комнатной температуры до температуры в бомбе аналитической влаги, образованной как продукт сгорания, т.е.

,

где Т_б и Т_к – температура в бомбе и комнатная температура соответственно; С_{р, Н2О} – теплоемкость воды; L_Н2О – теплота испарения воды.

Классификация углей

Для характеристики углей в РФ разработана классификация (ГОСТ 25543-82), согласно которой угли подразделяются на классы, категории, типы и подтипы. По классификации конкретному углю приписывается семизначный код следующей структуры:



Структура кода определяется по следующим показателям:

1. 
   Класс: минимальное отражение витринита, умноженное на 10;
   
2. 
   Категория: минимальное значение суммы фюзинированных компонентов, деленное на 10;
   
3. 
   Тип: минимальное значение выхода летучих веществ на сухое беззольное состояние;
   
4. 
   Подтип: абсолютное значение толщины пластического слоя.
   

Каменные угли делятся на несколько групп:

• 
  Длиннопламенный Д;
  
• 
  Длиннопламенный газовый ДГ;
  
• 
  Газовый Г;
  
• 
  Газовый жирный отощенный ГЖО;
  
• 
  Газовый жирный;
  
• 
  Жирный Ж;
  
• 
  Коксовый жирный КЖ;
  
• 
  Коксовый К;
  
• 
  Коксовый отощенный КО;
  
• 
  Коксовый слабоспекающийся низкометаморфизованный КСН;
  
• 
  Коксовый слабоспекающийся КС;
  
• 
  Отощенный спекающийся ОС;
  
• 
  Тощий спекающийся ТС;
  
• 
  Слабоспекающийся СС;
  
• 
  Тощий;
  

Длиннопламенный уголь

Уголь марки Д – это длиннопламенный уголь, который получил своё название благодаря свойству гореть длинным пламенем. Длиннопламенный уголь легко загорается и не требует дополнительного поддува. Сам процесс горения достаточно долгий с большим выделением тепла.

Уголь марки Д хорошо подходит для бытовых котлов благодаря высокому качеству, доступной цене и простоте применения. Его используют в печах, т.к. длиннопламенный уголь обладает большой теплоотдачей и не спекается, оставляя минимум сажи и золы.

Длиннопламенный уголь имеет следующие характеристики:

• 
  удельная теплота – 4700-7900 ккал/кг;
  
• 
  температура горения – 1800ºС;
  
• 
  содержание серы – до 1,5%;
  
• 
  содержание влаги – до 15%;
  
• 
  зольность – 6-19%.
  

Длиннопламенный газовый уголь

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.

Газовый угль

Уголь газовый имеет 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 направляют уголь группы 2Г с толщиной пластического слой более13мм.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. Газовый уголь 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.

Газовый жирный отощенный уголь

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 уголь 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%. Уголь марки ГЖО характеризуются широкой вариацией свойств, что не позволяет рекомендовать для их использования какое-либо одно направление. Уголь 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%. Уголь группы 2ГЖО являются хорошим сырьем для коксования (особенно при показателе отражения витринита не менее 0,85%) и могут составлять более половины шихты. Фюзинитовый уголь группы 1ГЖО (подгруппа 1ГЖОФ) совершенно непригоден для производства металлургического кокса, и могут использоваться в коммунально-бытовом (крупные классы) или энергетическом (мелкие классы) секторах.

Газовый жирный угль

Угли газовые жирные занимают промежуточное положение между марками углей Г и Ж и делятся на две группы. Группа 1ГЖ объединяет уголь с показателем отражения витринита 0,5-0,79%, выходом летучих веществ 38% и более и толщиной пластического слоя более 16 мм. Группа 2ГЖ объединяет уголь 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 угля 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.

Жирный угль

Угли жирные подразделяются на две группы. К первой группе (1Ж) относятся уголь 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 уголь с показателем отражения витринита 1-1,19% с выходом летучих веществ не менее 30% при толщине пластического слоя не менее 18 мм. Уголь 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.

Коксовый жирный угль

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

Коксовый угль

Уголь коксовый характеризуют 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.

Коксовый отощенный угль

Уголь коксовый отощенный представляют собой уголь 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%. Уголь марки КО применяются в основном для производства металлургического кокса в качестве одного из присадочных углей к маркам ГЖ и Ж.

Коксовый слабоспекающийся низкометаморфизованный угль

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.

Коксовый слабоспекающийся угль

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

Отощенный спекающийся угль

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 угля 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 уголь марки ОС обычно коксуют в смеси с углями марок Г и ГЖ, обладающими высокой степенью усадки.

Тощий слабоспекающийся угль

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%. Уголь 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.

Слабоспекающийся угль

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.

Тощий угль

Уголь тощий характеризуется 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.