Какие свойства угля

Каменный уголь – это природное ископаемое, которое образуется вследствие длительного метаморфизма растительных остатков. Свойства материала различны. Они зависят от стадии метаморфизма (степени углефикации), строения породы, особенностей месторождения и других факторов. Все они в свою очередь влияют на качество и способы применения полезного ископаемого.

Каменный уголь обладает множеством характеристик

Итак, к свойствам каменного угля относят:

• Зольность
• Теплоту сгорания (удельную, низшую, высшую)
• Влажность и влагоемкость
• Спекаемость и коксовую способность
• Выход летучих веществ
• Теплоемкость (в том числе удельную)
• Вспучиваемость
• Показатель отражательной способности
• Пористость
• Плотность (действительную, кажущуюся, насыпную)
• Электропроводность
• Теплопроводность
• Прочность
• Трещиноватость
• Дробимость
• Хрупкость и вязкость
• Твердость
• Радиоактивность

Ниже мы коротко опишем каждое свойство.

Свойства АКТИВИРОВАННОГО УГЛЯ, о которых Вы не знали!

Зольность считается одной из самых важных характеристик каменного угля. Она показывает, какое количество золы (негорючих минеральных веществ) образуется после сгорания материала. Чем этих веществ больше, тем менее качественным считается уголь.

Это свойство важно для такой сферы использования полезного ископаемого как энергетика. Ведь каменный уголь чаще всего применяется как топливо в частых и промышленных котельных.

Теплота сгорания

Характеристика отображает количество энергии, выделяемое при полном сгорании массы угля. Теплота сгорания показывает, будет ли тот или иной вид угля эффективен в качестве топлива. Чем выше показатель, тем меньше нужно материала для отопления. Именно поэтому это свойство угля считается важнейшим для энергетической отрасли.

Выделяют показатель удельной, низшей и высшей теплоты сгорания.

Влажность и влагоемкость

Влажность показывает, какой процент воды содержится в каменном угле. Влага может располагаться на поверхности ископаемой породы, в микро- и макропорах, трещинах, капиллярах. При определении свойства учитывается вода, находящаяся в разных состояниях – свободном и связном. Последняя тесно переплетена с минеральным веществом ископаемой породы.

Спекаемость и коксовая способность

Каменный уголь может переходить в пластичное состояние без доступа воздуха и под воздействием высоких температур. Это свойство называется спекаемостью, или коксуемостью. Оно важно для такой отрасли как металлургия.

Выход летучих веществ

Это свойство показывает количество паро- и газообразных веществ, которое выделяется из каменного угля при нагревании образца без доступа воздуха. Характеристика зависит от степени метаморфизма материала и его петрографического состава. После выхода летучих веществ остается нелетучий остаток – зола из минеральных веществ. Ее также называют спекшимся коксом.

Интересные факты про Уголь

Данная характеристика влияет на применение угля – определяет область его использования. Кроме того, от нее зависят некоторые другие свойства породы: спекаемость и теплота сгорания.

Теплоемкость

При определении теплоемкости каменному углю сообщают определенное количество теплоты, повышающей его температуру на один градус. Нужное для этого количество теплоты и есть показатель теплоемкости.

Отдельно принято выделять показатель удельной теплоемкости каменного угля. Он показывает количество теплоты, сообщаемое 1 кг полезного ископаемого.

Вспучиваемость

Под вспучиваемостью понимают способность угля изменяться в объеме при нагревании образца до высоких температур. Зависит свойство в первую очередь от степени влажности материала и летучих веществ. Определяют характеристику в основном для коксующихся марок.

Показатель отражательной способности

Отражательная способность каменного угля вычисляется по такому компоненту материала как витринит. Это цементирующее вещество в породе, относится к макрокомпонентам. Способность витринита отражать световые лучи определяет степень метаморфизма углей. Чем выше показатель отражательной способности, тем старше уголь.

Пористость относят к механическим свойствам ископаемого угля. Она показывает суммарный объем всех пустот в материале. К ним относятся все поры и трещины в угле (открытые и закрытые).

Плотность каменного угля бывает насыпной, действительной и кажущейся.

Насыпная плотность угля – это отношение массы породы к ее объему. Характеристика прежде всего нужна для того, чтобы переводить вес каменного угля в объем и обратно.

Действительная плотность показывает соотношение массы угля к его объему без учета пор. Если вычисляется отношение веса к общему объему породы с порами и трещинами, то это показатель кажущейся плотности.

Электропроводность

Электропроводность – теплофизическая характеристика материала, отображающая возможность каменного угля проводить электрический ток. На показатель оказывают влияние такие свойства ископаемого угля как влажность и зольность, а также степень метаморфизма и петрографический состав.

Теплопроводность

Это еще одна теплофизическая характеристика каменного угля. Она фиксирует способность угля проводить тепло. Зависит теплопроводность от плотности породы, степени ее метаморфизма, влажности и содержания в угле минеральных примесей.

Это свойство отображает устойчивость угля к механическому воздействию – ударам и истиранию. Зависит характеристика от петрографического состава породы, ее органической части и минеральных примесей.

Трещиноватость

Трещины в каменном угле могут появиться на разных этапах: в процессе метаморфизма, в результате тектонических сдвигов, выветривания, механического повреждения породы во время разработки месторождений и добычи. Концентрация трещин на единицу объема материала называется трещиноватостью. Она оказывает влияние на прочность угля, его дробимость и хрупкость.

Дробимость – это еще одно механическое свойство угля. Оно показывает, с какой легкостью ископаемая порода дробится на более мелкие части. Другое название характеристики – измельчаемость каменного угля. Чем больше мелких частиц образуется, тем выше дробимость материала.

Хрупкость и вязкость

Способность угля разрушаться при механическом воздействии без применения специальных приборов называется хрупкостью. Показатель увеличивается от бурого угля к каменному, а затем вновь уменьшается по направлению к антрациту.

Вязкость – это обратное хрупкости свойство. Оно во многом зависит от петрографического состава.

Под твердостью понимают способность угля оказывать сопротивление при давлении, проникновении в его толщу более твердого тела. Зависит показатель от концентрации атомов в молекуле ископаемой породы, а также от степени метаморфизма, содержания макрокомпонентов и зольности угля.

Радиоактивность

Радиоактивность в той или иной степени присуща всем материалам. Каменный уголь также способен излучать радиацию. Но бояться этой характеристики не стоит. Ведь свойство как раз и показывает уровень безопасности полезного ископаемого.

Радиоактивные элементы попадают в уголь на ранней стадии метаморфизма, поэтому они тесно связаны с его органической частью. Но с течением времени уровень радиации в материале сильно снижается, и уголь становится безопасным.

Полную версию данной статьи вы найдете на этой странице .

Также мы рекомендуем ознакомиться с другими полезными статьями на нашем сайте .

# уголь #каменный уголь #полезные советы #свойства угля #полезные ископаемые #геология #сыпучие материалы #топливо #энергетика #свойства

Источник: dzen.ru

Свойства угля

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: самый молодой — бурый уголь (марка 1Б по свойствам ближе к древесине, 3Б — к каменному углю), 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%.

Кроме основных компонентов, уголь содержит «породу»: различные негорючие золообразующие добавки. Наличие породы уменьшает удельную теплоту сгорания угля, увеличивает износ механизмов котла, затрудняет углеподготовку (дробление угля до нужной фракции). В зависимости от сорта и условий добычи зольность может различается очень сильно. Так, зольность кузбасского каменного угля 15-17%, бурого балахтинского (Красноярский край) менее 10%, но в России встречаются угли с зольностью до 30-35%.

Зола является вредным отходом, загрязняющим окружающую среду, и подлежит утилизации на специальных полигонах. Для удобства вывоза зольник в Термороботе сделан съемным, транспортабельным.

Есть также «зола уноса», определяющая экологические показатели котла, ее количество учитывается при экологической экспертизе проекта котельной. Выброс пыли зависит от сорта угля, мощности и конструкции котла.

Важным показателем угля является температура плавления золы, зависящая от химического состава породы в конкретном угле, она определяет спекаемость (шлакование) угля в топке котла.

Есть еще один вредный компонент угля — сера. При сжигании серы образуются ее окислы, которые, взаимодействуя с водой, превращаются в серную кислоту. Она загрязняет окружающую среду и дает кислотный конденсат, разрушающий элементы котла. Содержание серы обычно находится в пределах 0,1-1%.

Основной показатель топлива — удельная теплота сгорания. В сертификатах указывают «высшую» и «низшую» теплоту сгорания. При выборе угля и при оценке КПД котла следует обращать внимание на низшую теплоту, обозначаемую в сертификатах Qi r . У бурого угля ее значение составляет 3000-5000, у рядового каменного угля 5000-5500 ккал/кг. В справочниках можно встретить значение 7000 ккал/кг, это относятся к угольному концентрату («условное топливо»), на обычных угольных складах таким углем не торгуют.

Плотность угля — от 1 до 1,7 т/м 3 в зависимости от содержания минеральных веществ, но в практических расчетах следует пользоваться «насыпной плотностью». Для рекомендованного нами балахтинского угля 3Б она составляет 0,8 т/м 3 (бункер котельной Терморобот-300 объемом 5 м 3 вмещает 4 тонны угля). Насыпная плотность сортового каменного угля около 0,85 т/м 3 .

Как горит уголь

Уголь содержит 2 горючих компонента: летучие вещества и твердый коксовый остаток. Конструкция котла должна обеспечить полное сжигание обоих компонентов угля. Механический или химический недожог очень сильно снижает КПД котла и его экологические показатели.

На первом этапе горения происходит газификация угля: из него выделяются летучие вещества; при достатке кислорода они быстро сгорают, давая длинное пламя. Затем выгорает коксовый остаток; интенсивность и температура его горения зависит 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 Б, Д, Г

Из-за высокого содержания летучих веществ такой уголь быстро разгорается и быстро сгорает. Уголь этих марок доступен и пригоден почти для всех видов котлов, но для полного сгорания этот уголь должен подаваться маленькими порциями, чтобы выделяющиеся летучие вещества успевали полностью соединяться с кислородом воздуха (так, в котлах Терморобот ТР-200, ТР-300 уголь подается почти непрерывно). Полное сгорание угля характеризуется желтым пламенем и прозрачными дымовыми газами; неполное сгорание летучих веществ дает багровое пламя и чёрный дым.

Уголь марок СС, Т, А

Разжечь такой уголь труднее; он горит долго и выделяет много тепла; его можно загружать большими партиями, так как в нем горит в основном коксовый остаток, нет массового выделения летучих веществ. Очень важен режим поддува: при недостатке воздуха горение происходит медленно, возможно угасание, либо, напротив, чрезмерное повышение температуры, приводящее к прогоранию котла. В Термороботе при использовании углей СС и Т резко (на 30-50%) снижается мощность котла, это следует учитывать при выборе мощности котла. Использование в Термороботе угля А (антрацита) не допускается.

Источник: termorobot.ru

Характеристики и свойства каменного угля

Каменный уголь – это природное ископаемое, которое образуется вследствие длительного метаморфизма растительных остатков. Свойства материала различны. Они зависят от стадии метаморфизма (степени углефикации), строения породы , особенностей месторождения и других факторов. Все они в свою очередь влияют на качество и способы применения полезного ископаемого.

На этой странице собраны все основные характеристики каменного угля. Перейдя по ссылкам, вы сможете прочитать подробно о каждом свойстве, методах их определения, практическом значении каждого параметра.

Итак, к свойствам каменного угля относят:

• Зольность
• Теплоту сгорания (удельную, низшую, высшую)
• Влажность и влагоемкость
• Спекаемость и коксовую способность
• Выход летучих веществ
• Теплоемкость (в том числе удельную)
• Вспучиваемость
• Показатель отражательной способности
• Пористость
• Плотность (действительную, кажущуюся, насыпную)
• Электропроводность
• Теплопроводность
• Прочность
• Трещиноватость
• Дробимость
• Хрупкость и вязкость
• Твердость
• Радиоактивность

Ниже мы коротко опишем каждое свойство.

Зольность

Зольность считается одной из самых важных характеристик каменного угля. Она показывает, какое количество золы (негорючих минеральных веществ) образуется после сгорания материала. Чем этих веществ больше , тем менее качественным считается уголь.

Это свойство важно для такой сферы использования полезного ископаемого как энергетика. Ведь каменный уголь чаще всего применяется как топливо в частых и промышленных котельных.

Подробнее вы можете прочитать в нашей статье Зольность каменного угля.

Теплота сгорания

Характеристика отображает количество энергии, выделяемое при полном сгорании массы угля. Теплота сгорания показывает, будет ли тот или иной вид угля эффективен в качестве топлива. Чем выше показатель, тем меньше нужно материала для отопления. Именно поэтому это свойство угля считается важнейшим для энергетической отрасли.

Подробнее вы можете прочитать в нашей статье Теплота сгорания каменного угля.

Влажность и влагоемкость

Влажность показывает, какой процент воды содержится в каменном угле. Влага может располагаться на поверхности ископаемой породы, в микро- и макропорах, трещинах, капиллярах. При определении свойства учитывается вода, находящаяся в разных состояниях – свободном и связном. Последняя тесно переплетена с мине р альным веществом ископаемой породы.

Подробнее вы можете прочитать в нашей статье Влажность и влагоемкость каменного угля.

Спекаемость и коксовая способность

Каменный уголь может переходить в пластичное состояние без доступа воздуха и под воздействием высоких температур. Это свойство называется спекаемостью, или коксуемостью. Оно важно для такой отрасли как металлургия.

Подробнее вы можете прочитать в нашей статье Спекаемость и коксуемость каменного угля.

Выход летучих веществ

Это свойство показывает количество паро- и газообразных веществ, которое выделяется из каменного угля при нагревании образца без доступа воздуха. Характеристика зависит от степени метаморфизма материала и его петрографического состава. После выхода летучих веществ остается нелетучий остаток – зола из минеральных веществ. Ее также называют спекшимся коксом.

Данная характеристика влияет на применение угля – определяет область его использования. Кроме того, от нее зависят некоторые др у гие свойства породы: спекаемость и теплота сгорания.

Подробнее вы можете прочитать в нашей статье Выход летучих веществ каменного угля.

Теплоемкость

При определении теплоемкости каменному углю сообщают определенное количество теплоты, повышающей его температуру на один градус. Нужное для этого количество теплоты и есть показатель теплоемкости.

Отдельно принято выделять показатель удельной теплоемкости каменного угля. Он показывает количество теплоты, сообщаемое 1 кг полезного ископаемого.

Подробнее вы можете прочитать в нашей статье Теплоемкость каменного угля.

Вспучиваемость

Под вспучиваемостью понимают способность угля изменяться в объеме при нагревании образца до высоких температур. Зависит свойство в первую очередь от степени влажности материала и летучих веществ. Определяют характеристику в основном для коксующихся марок.

Подробнее вы можете прочитать в нашей статье Вспучиваемость каменного угля.

Показатель отражательной способности

Отражательная способность каменного угля вычисляется по такому компоненту материала как витринит. Это цементирующее вещество в породе, относится к макрокомпонентам. Способность витринита отражать световые лучи определяет степень метаморфизма углей. Чем выше показатель отражательной способности , тем старше уголь.

Подробнее вы можете прочитать в нашей статье Отражательная способность каменного угля.

Пористость

Пористость относят к механическим свойствам ископаемого угля. Она показывает суммарный объем всех пустот в материале. К ним относятся все поры и трещины в угле (открытые и закрытые).

Подробнее вы можете прочитать в нашей статье Пористость каменного угля.

Плотность

Плотность каменного угля бывает насыпной, действительной и кажущейся.

Насыпная плотность угля – это отношение массы породы к ее объему. Характеристика прежде всего нужна для того, чтобы переводить вес каменного угля в объем и обратно.

Действительная плотность показывает соотношение массы угля к его объему без учета пор. Если вычисляется отношение веса к общему объему породы с порами и трещинами, то это показатель кажущейся плотности.

Подробнее вы можете прочитать в нашей статье Плотность каменного угля.

Электропроводность

Электропроводность – теплофизическая характеристика материала, отображающая возможность каменного угля проводить электрический ток. На показатель оказывают влияние такие свойства ископаемого угля как влажность и зольность , а также степень метаморфизма и петрографический состав.

Подробнее вы можете прочитать в нашей статье Электропроводность каменного угля.

Теплопроводность

Это еще одна теплофизическая характеристика каменного угля. Она фиксирует способность угля проводить тепло. Зависит теплопроводность от плотности породы, степени ее метаморфизма, влажности и содержания в угле минеральных примесей.

Подробнее вы можете прочитать в нашей статье Теплопроводность каменного угля.

Прочность

Это свойство отображает устойчивость угля к механическому воздействию – ударам и истиранию. Зависит характеристика от петрографического состава породы, ее органической части и минеральных примесей.

Подробнее вы можете прочитать в нашей статье Прочность каменного угля.

Трещиноватость

Трещины в каменном угле могут появиться на разных этапах: в процессе метаморфизма, в результате тектонических сдвигов, выветривания, механического повреждения породы во время разработки месторождений и добычи. Концентрация трещин на единицу объема материала называется т р ещиноватостью. Она оказывает влияние на прочность угля, его дробимость и хрупкость.

Подробнее вы можете прочитать в нашей статье Трещиноватость каменного угля.

Дробимость

Дробимость – это еще одно механическое свойство угля. Оно показывает, с какой легкостью ископаемая порода дробится на более мелкие части. Другое название характеристики – измельчаемость каменного угля. Чем больше мелких частиц образуется, тем выше дробимость материала.

Подробнее вы можете прочитать в нашей статье Дробимость каменного угля.

Хрупкость и вязкость

Способность угля разрушаться при механическом воздействии без применения специальных приборов называется хрупкостью. Показатель увеличивается от бурого угля к каменному, а затем вновь уменьшается по направлению к антрациту.

Вязкость – это обратное хрупкости свойство. Оно во многом зависит от петрографического состава.

Подробнее вы можете прочитать в нашей статье Хрупкость и вязкость каменного угля.

Твердость

Под твердостью понимают способность угля оказывать сопротивление при давлении, проникновении в его толщу более твердого тела. Зависит показатель от концентрации атомов в молекуле ископаемой породы, а также от степени метаморфизма, содержания макрокомпонентов и зольности угля.

Подробнее вы можете прочитать в нашей статье Твердость каменного угля.

Радиоактивность

Радиоактивность в той или иной степени присуща всем материалам. Каменный уголь также способен излучать радиацию. Но бояться этой характеристики не стоит. Ведь свойство как раз и показывает у ровень безопасности полезного ископаемого.

Радиоактивные элементы попадают в уголь на ранней стадии метаморфизма, поэтому они тесно связаны с его органической частью. Но с течением времени уровень радиации в материале сильно снижается, и уголь становится безопасным.

Подробнее вы можете прочитать в нашей статье Радиоактивность каменного угля.

О каждой характеристике каменного угля вы можете прочитать в наших вложенных статьях:

• Теплоёмкость угля

• Удельная теплоёмкость каменного угля

• Низшая и высшая теплота сгорания каменного угля
• Удельная теплота сгорания каменного угля

Источник: gruntovozov.ru