Свойства и характеристики угля

Уголь — это горючая осадочная порода растительного происхождения, состоящая в основном из углерода и ряда других химических элементов. Состав угля зависит от возраста и условий углефикации: самый молодой — бурый уголь, затем идет каменный уголь, старше всех антрацит. По мере старения происходило концентрирование углерода и уменьшение содержания летучих составляющих, в частности, влаги. Так, бурый уголь имеет влажность 30–40%, более 50% летучих компонентов, у антрацита оба показателя составляют 5–7%. Влажность каменного угля, составляет 12–16%, количество летучих компонентов около 40%.

Кроме основных компонентов, уголь содержит различные негорючие золообразующие добавки, «породу». Зола загрязняет окружающую среду и спекается в шлак на колосниках, что затрудняет горение угля. Кроме того, наличие породы уменьшает удельную теплоту сгорания угля. В зависимости от сорта и условий добычи количество минеральных веществ различается очень сильно, зольность  каменного угля около 15% (10–20%).
Еще один вредный компонент угля — сера. В процессе сгорания серы образуются окислы, которые в атмосфере превращаются в серную кислоту. Содержание серы в угле, который мы поставляем покупателям через сеть своих представителей, около 0,5%, это весьма низкое значение, значит, экологию Вашего дома удастся сохранить.
Основной показатель любого топлива — удельная теплота сгорания. Для угля этот показатель составляет:

Вид угля Удельная теплота сгорания угля
кДж/кг ккал/кг
Бурый 14 700 3 500
Каменный 29 300 7 000
Антрацит 31 000 7 400

Указанные цифры относятся к угольному концентрату. Реальные цифры могут существенно отличаться. Так, для рядового каменного угля, который можно купить на угольных складах, указывается значение 5000-5500 ккал/кг. Мы в своих расчетах используем 5300 ккал/кг.
Плотность угля от 1 до 1,7 (каменный уголь — 1,3–1,4) г/см3 в зависимости от вида и содержания минеральных веществ. В технике используют также «насыпную плотность», она составляет около 800-1 000 кг/м3.

Виды и сорта угля

Уголь классифицируется по многим параметрам (география добычи, химический состав), но с «бытовой» точки зрения, покупая уголь для использования в печах, достаточно разобраться в маркировке и возможности использования в Термороботе.

По степени углефикации выделяют три вида угля: бурый, каменный и антрацит. Используют следующую систему обозначений угля: Сорт = (марка) + (класс крупности).

Бурые Б
Каменные Длиннопламенные Д
Газовые Г
Жирные Ж
Коксовые К
Отощенно-спекающиеся ОС
Слабоспекающийся СС
Тощие Т
Антрациты А

Кроме основных марок, приведенных в таблице, выделяют также промежуточные марки каменного угля: ДГ (длиннопламенно-газовые), ГЖ (газовые жирные), КЖ (коксовые жирные), ПА (полуантрациты), бурые угли также делятся по группам.
Коксующиеся марки угля (Г, кокс, Ж, К, ОС) в теплоэнергетике практически не используются, так как они являются дефицитным сырьем для коксохимической промышленности.
По классу крупности (размеру кусков, фракции) сортовой каменный уголь подразделяется на:

П Плитный более 100 мм
К Крупный 50-100 мм
О Орех 26-50 мм
М Мелкий 13-25 мм
С Семечко 6-13 мм
Ш Штыб менее 6 мм
Р Рядовой не ограниченный размерами

Кроме сортового угля в продаже присутствуют совмещенные фракции и отсевы (ПК, КО, ОМ, МС, СШ, МСШ, ОМСШ). Размер угля определяют исходя из меньшего значения самой мелкой фракции и большего значения самой крупной фракции, указанных в названии марки угля.
Например, фракция ОМ (М — 13–25, О — 25-50) составляет 13–50 мм.

Кроме указанных сортов угля в продаже можно встретить угольные брикеты, которые прессуют из низкообогащенного угольного шлама.

Как горит уголь

Уголь состоит из двух горючих компонентов: летучие вещества и твердый (коксовый) остаток.

На первом этапе горения выделяются летучие вещества; при избытке кислорода они быстро сгорают, давая длинное пламя, но малое количество тепла.

После этого выгорает коксовый остаток; интенсивность его горения и температура воспламенения зависит от степени углефикации, то есть, от вида угля (бурый, каменный, антрацит).
Чем выше степень углефикации (самая высокая она у антрацита), тем выше температура воспламенения и теплота сгорания, но ниже интенсивность горения.

Уголь марок  Д, Г

Из-за высокого содержания летучих веществ такой уголь быстро разгорается и быстро сгорает. Уголь этих марок доступен и пригоден практически для всех видов котлов, однако для полного сгорания этот уголь должен подаваться маленькими порциями, чтобы выделяющиеся летучие вещества успевали полностью соединяться с кислородом воздуха. Полное сгорание угля характеризуется желтым пламенем и прозрачными дымовыми газами; неполное сгорание летучих веществ дает багровое пламя и чёрный дым.
Для эффективного сжигания такого угля процесс должен постоянно контролироваться, такой режим работы реализован в автоматической котельной Терморобот.

Уголь марок А

Разжечь его труднее, зато он горит долго и выделяет намного больше тепла. Уголь можно загружать большими партиями, так как в них горит преимущественно коксовый остаток, нет массового выделения летучих веществ. Очень важен режим поддува, так как при недостатке воздуха горение происходит медленно, возможно его прекращение, либо, напротив, чрезмерное повышение температуры, приводящее к уносу тепла и прогоранию котла.

Цена угля

По сей день каменный уголь сохраняет свои позиции на рынке энергетических материалов. Цена угля претерпевает изменения и колебания в зависимости от объемов его добычи и потребления. Конечно, экономические кризисы негативно влияют на этот фактор, однако это временное явление. Как только восстанавливается стабильность, нарастают объемы добычи угля, и цена угля нормализуется. Каждый год мировое потребление энергии увеличивается на 2.5% и формирует динамику цен на уголь.

Цена угля: динамика по Украине

Общая мировая тенденция характеризуется ежегодным ростом производства электроэнергии, связанной с увеличением численности населения земли и ростом экономики. Учеными прогнозируется, что до 2030 года каменный уголь будет удерживать прочные позиции в качестве энергоносителя. Неравномерное распределение его запасов в недрах земли по всему миру и различная политика ценообразования отдельных стран приводят к существенным колебаниям кривой стоимости этого продукта. Так же на себестоимость каменного угля влияют следующие внутренние факторы:
Читать подробнее

Уголь для кирпичных заводов

Топка печей для обжига кирпича предусмотрена различными технологиями и топливом, но в условиях Украины нестабильной стоимости газа, для кирпичных заводов выгоднее использовать уголь, как основной вид топлива.

 

На сегодняшний день популярностью пользуются два метода производства кирпича. В первом случае продукт изготавливается путем сухого или полусухого прессования, а во втором – пластическим формованием. Общей чертой обоих методов является обязательная процедура обжига  в печах уже сформированных заготовок.

Читать подробнее

Уголь: марки и характеристики

Уголь – первый вид ископаемого топлива, используемого человеком. Он представляет собой битумные массы или остатки древних растений, подвергшиеся метаморфозу под воздействием времени, огромного давления и высоких температур. Самое широкое распространение он получил в эпоху индустриализации. Однако его широко используют и сегодня: множество заводов и предприятий работают благодаря углю. Не последнюю роль в распространении данного вида топлива играет наличие огромных природных запасов. В то время как объемы нефти и газа в недрах земли весьма ограничены, угля хватит промышленности еще не на одно столетие.

Марки угля

По степени углефикации выделяют три вида угля: бурый, каменный и антрацитИспользуют следующую систему обозначений: сорт = марка + класс крупности.

Читать подробнее