Уголь
Уголь - разновидность осадочной породы (растительное происхождение), обладающая свойством горючести. В основном уголь состоит из атомов углерода (еще в угле обычно присутствуют разнообразные примеси). Именно содержание примесей будет влиять на определение породы угля.
Виды угля
Классификация угля по возрасту помогает определить три вида. Уголь может быть: бурым (самый молодой), каменным и антрацитным (самый старый). Максимально качественным углем принято считать антрацит, поскольку в нем содержится максимальное количество углерода и минимальное содержание летучих примесей (до 10 %). В буром же угле содержание побочных веществ превышает 51 %, а в каменном – 41 %.
Также в угле имеются негорючие элементы - именно они отвечают за образование золы в результате процесса сгорания. Зола причиняет огромный вред окружающей среде, создавая шлаки, мешающие сгоранию угля, тем самым способствуя уменьшению количества теплоты, выделяющейся в процессе сгорания.
Но не одна зола затрудняет использование угля. Подобными свойствами обладает и сера: при её горении выделяются оксиды серы, увеличивающие количество серной кислоты в атмосфере.
От качества угля напрямую зависит удельная теплота сгорания. Например, бурый уголь имеет удельную теплоту сгорания до 5,000 ккал/кг, каменный уголь – 5,000 – 5,500 ккал/кг, а антрацит - 7,400 ккал/кг.
В настоящее время имеется девять марок каменного угля. Уголь может называться:
1. антрацитом (обозначается буквой "А");
2. бурым (обозначается буквой "Б");
3. газовым (обозначается буквой "Г");
4. длиннопламенным (обозначается буквой "Д");
5. жирным (обозначается буквой "Ж");
6. коксовым (обозначается буквой "К");
7. отощенным спекающимся (обозначается буквами "ОС");
8. слабоспекающимся (обозначается буквами "СС");
9. тощим (обозначается буквой "Т").
Определение металлургического угля
Для процессов металлургии особую значимость имеет избавление угля от максимально возможного количества примесей (идеальным вариантом будет получение фактически чистого углерода). Название данного процесса - "коксование" - выбрано не случайно, поскольку единственный уголь, способный очищаться от большого количества примесей - коксовый уголь. Стоит помнить, что коксовый уголь может называться металлургическим.
Особенности коксового угля
Каменноугольный кокс - это камень различных размеров (цвета варьируются в широких пределах: от светло-сероватого до черно-серого). В результате процесса коксования остается около 80 % чистого вещества.
Основные особенности каменноугольного кокса:
• Крайне пористый (пустоты могут занимать до половины объема);
• Крайне высокий уровень углерода (свыше 96 %);
• Небольшое количество выделяемых испарений (менее 2 %);
• Небольшое содержание золы (в среднем её уровень не должен превышать 12 %);
• Крайне мал уровень влажности (при тушении мокрым способом – 3 %, а сухим способом - примерно 1 %);
• Кокс имеет удельную теплоту сгорания около 6,950 – 7,400 ккал/кг.
Процесс коксования
Данный процесс характеризуется тремя этапами:
1. Подготовительный этап
Уголь очищается от минеральных примесей, после чего он измельчается до небольших зернышек (они не превышают 3 – 4 мм в диаметре). Затем происходит смешение разнообразных сортов угля, и получившаяся смесь (она называется шихтой) отправляется на просушку.
2. Коксование
Получившаяся смесь закладывается в специальную печку, стенки которой изготовлены из огнеупорного кирпича. Это необходимо для дополнительной защиты (в процессе коксования происходит дополнительный нагрев печи за счет сгорания примесей). Процесс нагрева печки продолжается 15 – 16 часов при температуре 900 – 1,500 °C.
После завершения процесса нагрева полученное вещество (кокс) вытесняется в вагоны при помощи специального оборудования и остужается при помощи воды или инертных газов.
3. Выделение
Оставшаяся после завершения процесса горения смесь газов будет выделена при помощи газосборника для дальнейшей переработки: газовые продукты будут разделены подачей распыленного водяного пара. Происходит выделение смол и парогазовых остатков (последние будут отфильтрованы и пойдут для разогрева печей).
Назначение кокса
Главная цель использования кокса - выплавление различного металла на металлургической фабрике. В настоящее время кокс используется для создания чугуна, восстановления железных руд, а также в качестве разрыхляющего вещества для разнообразных смесей. Также кокс будет использован в качестве горючего на производстве и в хозяйстве.
Виды угля
Классификация угля по возрасту помогает определить три вида. Уголь может быть: бурым (самый молодой), каменным и антрацитным (самый старый). Максимально качественным углем принято считать антрацит, поскольку в нем содержится максимальное количество углерода и минимальное содержание летучих примесей (до 10 %). В буром же угле содержание побочных веществ превышает 51 %, а в каменном – 41 %.
Также в угле имеются негорючие элементы - именно они отвечают за образование золы в результате процесса сгорания. Зола причиняет огромный вред окружающей среде, создавая шлаки, мешающие сгоранию угля, тем самым способствуя уменьшению количества теплоты, выделяющейся в процессе сгорания.Но не одна зола затрудняет использование угля. Подобными свойствами обладает и сера: при её горении выделяются оксиды серы, увеличивающие количество серной кислоты в атмосфере.
От качества угля напрямую зависит удельная теплота сгорания. Например, бурый уголь имеет удельную теплоту сгорания до 5,000 ккал/кг, каменный уголь – 5,000 – 5,500 ккал/кг, а антрацит - 7,400 ккал/кг.
В настоящее время имеется девять марок каменного угля. Уголь может называться:
1. антрацитом (обозначается буквой "А");
2. бурым (обозначается буквой "Б");
3. газовым (обозначается буквой "Г");
4. длиннопламенным (обозначается буквой "Д");
5. жирным (обозначается буквой "Ж");
6. коксовым (обозначается буквой "К");
7. отощенным спекающимся (обозначается буквами "ОС");
8. слабоспекающимся (обозначается буквами "СС");
9. тощим (обозначается буквой "Т").
Определение металлургического угля
Для процессов металлургии особую значимость имеет избавление угля от максимально возможного количества примесей (идеальным вариантом будет получение фактически чистого углерода). Название данного процесса - "коксование" - выбрано не случайно, поскольку единственный уголь, способный очищаться от большого количества примесей - коксовый уголь. Стоит помнить, что коксовый уголь может называться металлургическим.
Особенности коксового угля
Каменноугольный кокс - это камень различных размеров (цвета варьируются в широких пределах: от светло-сероватого до черно-серого). В результате процесса коксования остается около 80 % чистого вещества.
Основные особенности каменноугольного кокса:
• Крайне пористый (пустоты могут занимать до половины объема);
• Крайне высокий уровень углерода (свыше 96 %);
• Небольшое количество выделяемых испарений (менее 2 %);
• Небольшое содержание золы (в среднем её уровень не должен превышать 12 %);
• Крайне мал уровень влажности (при тушении мокрым способом – 3 %, а сухим способом - примерно 1 %);
• Кокс имеет удельную теплоту сгорания около 6,950 – 7,400 ккал/кг.
Процесс коксования
Данный процесс характеризуется тремя этапами:
1. Подготовительный этапУголь очищается от минеральных примесей, после чего он измельчается до небольших зернышек (они не превышают 3 – 4 мм в диаметре). Затем происходит смешение разнообразных сортов угля, и получившаяся смесь (она называется шихтой) отправляется на просушку.
2. Коксование
Получившаяся смесь закладывается в специальную печку, стенки которой изготовлены из огнеупорного кирпича. Это необходимо для дополнительной защиты (в процессе коксования происходит дополнительный нагрев печи за счет сгорания примесей). Процесс нагрева печки продолжается 15 – 16 часов при температуре 900 – 1,500 °C.
После завершения процесса нагрева полученное вещество (кокс) вытесняется в вагоны при помощи специального оборудования и остужается при помощи воды или инертных газов.
3. Выделение
Оставшаяся после завершения процесса горения смесь газов будет выделена при помощи газосборника для дальнейшей переработки: газовые продукты будут разделены подачей распыленного водяного пара. Происходит выделение смол и парогазовых остатков (последние будут отфильтрованы и пойдут для разогрева печей).
Назначение кокса
Главная цель использования кокса - выплавление различного металла на металлургической фабрике. В настоящее время кокс используется для создания чугуна, восстановления железных руд, а также в качестве разрыхляющего вещества для разнообразных смесей. Также кокс будет использован в качестве горючего на производстве и в хозяйстве.