Показатели петрографического состава

Коксуемость углей

Минеральные примеси.

ЛЕКЦИЯ № 5

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА И КЛАССИФИКАЦИЯ УГЛЕЙ

В составе ископаемых углей выделяют:

1. Органическая масса (С, О, N, S, P)

Битумы. Гумусовые кислоты. Остаточный уголь.

Уголь как топливо и как объект коксохимической переработки имеет различные показатели качества. Эти показатели могут быть разделены на:

1. Показатели технического анализа.

2. Показатели петрографического состава.

3. Показатели, характеризующие степень метаморфизма.

Показатели технического анализа

Выход летучих веществ – количество летучих веществ образующихся при нагревании угля без доступа воздуха до температуры 850⁰ С. Этот показатель рассчитывают:

- на единицу сухой общей массы угля V^c, %;

- на единицу сухой обеззоленной массы, V^dat, %. (Кузбасс 17 –30 %).

Зольность – количество золы от сгорания единицы сухой массы угля (А^с %) или рабочего топлива (А^р %) отнесенное к массе топлива, поступившего на анализ.

Влажность – количество влаги, получаемое в результате нагрева угля до температуры 105⁰ С, отнесенное к массе топлива, поступившего на анализ (Wр %).

Содержание серы – количество серы, содержащиеся в единице массы угля, выраженное в %. Различают содержание: общей серы S^a_общ, %; cульфат серы S^a_с, %; колчеданной серы S^a_к, %; органической серы S^a_ор, %.

Негативное влияние серы на качество угля проявляется в:

- образование оксидов серы и при сжигании угля;

- переход серы в состояние чугуна из кокса при доменном процессе.

Кузбасс: содержание серы до 1 %; Донбасс – 2 %.

Содержание фосфора – количество фосфора, содержащееся в единице массы угля, выраженное в %.

Негативное влияние серы заключается в том, что при восстановлении чугуна фосфор переходит в его состав, ухудшая качество металла.

Кокс – продукт, образующийся при нагревании угля без доступа воздуха до температуры 900 – 1100⁰ С. в промышленных условиях нагревание длится 14-16 часов.

Полукокс – продукт, образующийся при нагревании угля без доступа воздуха до температуры 500 – 600⁰ С.

Толщина пластического слоя – максимальная разница между верхним и нижним уровнем пластического слоя при нагревании угля в интервале температур 350 – 650⁰ С. измеряется в мм.

Температура плавления золы – температура, при которой негорючий остаток переходит в жидкую фазу (состояние). Т_пл.з = 1200 – 1600⁰ С.

Знание температуры плавления золы позволяет выбрать технологию и технические средства при сжигании углей.

1. Содержание отдельных петрографических компонентов; сюда относятся:

Витрен и фюзен – макрокомпоненты, обнаруживаемые невооруженным глазом.

Микрокомпоненты – петрографические компоненты, различимые только под микроскопом (споры, катикулы и т.д.).

Сложные петрографические компоненты – кларен и дюрен.

2. Показатель отражения оптических лучей от витринита. Этот показатель определяется содержанием витринита (чем больше его тем выше показатель) и минерального остатка (чем больше остатка тем ниже показатель).

Витрен – (от латинского - стеклянный) – наиболее блестящая часть полосчатых ископаемых углей. Встречается в виде линз и полосок среди других частей угля. Витрен образовался из коры или древесины. Зольность наименьшая по сравнению с другими составляющими (3-5 %). Спекаемость наибольшая.

Кларен (франц. – блестящий) – одна из блестящих частей гумусового полосчатого ископаемого угля. Встречаются слоями, пачками и пластами. Кларен менее блестящий и крупкий, чем витрен, зольность чистых клареновых углей 5-10%. Формируется из обломков древесины и коры. Кларен является носителем спекаемости в средних марках ископаемых углей.

Дюрен (от французского - твердый) – видимая составляющая часть угля, один из матовых его ингридиентов. Дюрен образует прослойки, слои и целые пачки в пласте угля большой протяженности. Дюрен содержит больше золы, чем другие компоненты углей.

Фюзен (от франц - рисовальный уголь) – одна из матовых составляющих полосчатых ископаемых углей. По химическому составу фюзен резко отличается от других компонентов –относительно меньшим выходом летучих, меньшим содержанием в элементарном составе водорода при несколько большем количестве углерода. Фюзен не спекается и в шихте играет играет роль добавки. Фюзенизация – процесс окисления, сходный с обугливанием древесины. Матовые угли (фюзен и дюрен имеют зольность от 10 – 15 до 30 %).

Показатели, характеризующие степень метаморфизма

Содержание углерода на единицу сухой обеззоленной массы – количество углерода, отнесенное к массе угля в процентном отношении (С) для каменных углей = 75 – 92 %.

Удельная теплота сгорания – отношение теплоты сгорания к единице общей сухой массы (Q^c) для Кузбасса = 6000 – 9600 кКал/кг (25 – 40 МДж/кг).

Выход летучих веществ (смотри выше)

В зависимости от значения показателя, отражения оптических лучей от витринита и температуры сгорания на влажное беззольное состояние угля подразделяются на:

Каменные; Бурые; Антрациты.

В зависимости от толщины пластического слоя и выхода летучих веществ в Кузбассе принята следующая классификация каменных углей.

Марка угля	Уловное обозначение	Выход летучих веществ, %	Толщина пластического слоя, мм
Длиннопламенный (Д)	Д	Более 37	-
Газовый (Г)	Г6	Более 37	6-17
Г17	Более 37	17-25
Газовый жирный (ГЖ)	ГЖ26	30-37	6-25
Жирный (Ж)	1Ж26	Более 33	Более 26
2Ж26	Менее 33	Более 26
Коксовый жирный (КЖ)	КЖ14	25-30	14-26
КЖ6	Болеее 25-30	6-13
Коксовый (К)	К13	Менее 25	13-25
К10	17-25	10-12
Коксовый второй группы (К2)	К2	17-25	6-9
Отощенный спекающийся (ОС)	ОС	Менее 17	6-9
Слабо спекающийся (СС)	1СС	25-37	-
2СС	17-25	-
Тощий	Т	Более 17	-

В зависимости от содержания влаги и выхода летучих веществ бурые угли подразделяют: Рабочая влага W^p %

Б1 более 40 Б2 30 - 40 Б3 менее 30

В зависимости от содержания влаги и выхода летучих антрациты подразделяются на:

Полуантрациты ПА 220 – 230 см³/грамм

Антрациты А менее 220 см³/грамм

Условное топливо – энергоноситель, при сжигании 1 кг которого выделяется 29,4 МДж (7000 ККал) тепловой энергии.

Этот показатель введен для сравнения различных видов топлива в весовых единицах измерения. Формула пересчета ,

Где M_u – исходная масса топлива, тонн;

M_{у –} соответствующая масса условного топлива, тонн;

Q^c_u – удальная теплота сгорания, Ккал/кг (КДж/кг).

Продукты обогащения углей

Обогащение – механическая обработка горной массы с целью удаления минеральных примесей, попавших в уголь при добыче из вмещающих пород.

Концентрат – продукт с наибольшим содержанием чистого угля.

Промпродукт – продукт с наибольшим содержанием сростков угля с породой.

Хвосты (порода) – продукт с наибольшим содержанием минеральных примесей.

Горная масса - масса угля и породы, вынимаемая из шахты.

Классификация углей по крупности

Класс	Условное обозначение	Размер кусков, мм
Плитный	П	Более 100
Крупный	К	50 – 100
Орех	О	25 – 50
Мелкий	М	13 – 25
Семечко	С	6 – 13
Штыб	Ш	Менее 6
Рядовой	Р	Не ограничен

Для обозначения классов углей различных марок к условному обозначению класса впереди добавляется обозначение марки ДР – длиннопламенный, рядовой.

К1К – Кокс 1, концентрат.

Дата добавления: 2014-01-14