JAKOŚĆ TECHNICZNA WĘGLA Klasyfikacja węgli

Węgiel jest skałą osadową pochodzenia organicznego powstałą głównie z roślin żyjących przed milionami lat. Pod względem chemicznym każdy węgiel kopalny jest mieszaniną: - właściwej substancji węglowej – palnej (organicznej); - substancji mineralnej; - wody; O jakości węgla decyduje przede wszystkim zawartość tzw. balastu w węglu to znaczy: - zawartość wody; - zawartość popiołu; - zawartość siarki; oraz jakość właściwej substancji (masy) węglowej, której najważniejszym wykładnikiem jest stopień uwęglenia

Stopień uwęglenia wyraża się zazwyczaj zawartością pierwiastka C w substancji węglowej bezpopiołowej i bezwodnej. Im więcej pierwiastka C w substancji węglowej, tym wyższy stopień uwęglenia.

Wiele własności fizycznych i chemicznych związane jest ze stopniem uwęglenia: prawie wprost proporcjonalnie – np. ilość koksu czystego, temperatura zapłonu prawie odwrotnie proporcjonalnie – zawartość tlenu, części lotnych, utlenialność, skłonność do samozapalenia, bądź też w jakiś inny sposób wykazujący jednak pewną prawidłowość: - gęstość czystej masy węglowej; - własności koksownicze; - zawartość wilgoci, wodoru; - ciepło spalania, wartość opałowa.

Jednym z najlepszych wskaźników określających stopień uwęglenia jest zdolność odbicia światła witrynitów. Jest on określany mikroskopowo na wybranych fragmentach powierzchni wytrynitowych danego węgla. Stopień uwęglenia jest niezależny od zawartości substancji mineralnej (popiołu) w węglu.

Węgiel można klasyfikować na podstawie np.: zawartości popiołu; wartości opałowej; wielkości ziarn. Wszystkie klasyfikacje węgla opierające się na jego wskaźnikach chemicznych dzielą węgiel według stopnia uwęglenia

Powstałe w kolejnych stadiach uwęglania paliwa stałe można uszeregować według stopnia uwęglenia. Poszczególnym grupom paliw przypisane są wskaźniki liczbowe. drewno 01-09 (około 50% C) torf 11-19 (około 55-60% C) węgiel brunatny 21-29 (około 65-78% C) węgiel kamienny 31-39 (około 78-94% C) węgiel antracytowy 41-49 (około 94-98% C) grafit 51

Racjonalne wykorzystanie węgla zależne jest przede wszystkim od właściwego doboru węgla w zależności od celu i sposobu zużycia. Dla określenia jakości węgla podawane są najczęściej następujące parametry: typ węgla sortyment (wielkość uziarnienia) zawartość popiołu wartość opałowa, zawartość wilgoci zawartość siarki spiekalność

KLASYFIKACJA PRZEMYSŁOWA WĘGLI Typy węgla określane na podstawie stopnia uwęglenia

Typ węgla Węgiel płomienny 31.1; 31.2 Charakterystyka duża zawartość części lotnych; brak lub słaba zdolność spiekania; długi, silnie świecący płomień Główne zastosowanie piece przemysłowe i domowe, generatory

Typ węgla Węgiel gazowo-płomienny 32.1; 32.2 Charakterystyka duża zawartość części lotnych; średnia zdolność spiekania; Główne zastosowanie piece przemysłowe i domowe, wytlewanie uwodarnianie

Typ węgla Węgiel gazowy 33 Charakterystyka duża wydajność gazu i smoły; znaczna spiekalność; Główne zastosowanie gazownictwo koksownictwo wytlewanie

Typ węgla Węgiel gazowo-koksowy 34 Charakterystyka duża wydajność gazu i smoły; dobra spiekalność; średnie ciśnienie rozprężania; Główne zastosowanie gazownictwo, koksownictwo

Typ węgla Węgiel ortokoksowy 35.1; 35.2 Charakterystyka typowy węgiel koksowy; średnia zawartość części lotnych; dobra spiekalność; wysokie ciśnienie rozprężania Główne zastosowanie produkcja koksu metalurgicznego

Typ węgla Węgiel metakoksowy 36 Charakterystyka węgiel koksowy; średnia zawartość części lotnych; dobra spiekalność; duże ciśnienie rozprężania Główne zastosowanie produkcja koksu odlewniczego

Typ węgla Węgiel semikoksowy 37 Charakterystyka mała zawartość części lotnych; słaba spiekalność; średnie ciśnienie rozprężania Główne zastosowanie w koksownictwie jako dodatek schudzający wsad węglowy węgiel energetyczny do palenisk specjalnych produkcja paliwa bezdymnego

Typ węgla Węgiel chudy 38 Charakterystyka mała zawartość części lotnych; brak lub słaba spiekalność; krótki płomień; Główne zastosowanie w koksownictwie jako dodatek schudzający wsad węglowy węgiel energetyczny do palenisk specjalnych produkcja paliwa bezdymnego

Typ węgla Węgiel antracytowy 41 Charakterystyka mała zawartość części lotnych; brak zdolności spiekania; krótki płomień; Główne zastosowanie paliwo do palenisk specjalnych produkcja paliwa bezdymnego

Typ węgla Antracyt 42 Charakterystyka bardzo mała zawartość części lotnych; brak zdolności spiekania; Główne zastosowanie paliwo do palenisk specjalnych

JAKOŚĆ WĘGLA A JEGO PRAWIDŁOWE WYKORZYSTANIE Racjonalne wykorzystanie węgla zależne jest przede wszystkim od celu i sposobu zużycia. Węgle zatem można zaliczyć do dwóch podstawowych grup: węgiel energetyczny węgiel do celów kokso-chemicznych

Każda z technologii wykorzystania węgla, jego przetwarzania w procesach przetwórczych jak np. koksowanie, zgazowanie, uwodornianie a także spalanie w różnych kotłach (rusztowych, fluidalnych, retortowych itd.) wymaga dostarczenia gotowego produktu handlowego o ściśle określonych parametrach jakościowych

KLASY WĘGLA DO CELÓW ENERGETYCZNYCH Podział na klasy do celów energetycznych obejmuje węgle typu 31; 32 i 33 czyli węgle płomienne; gazowo-płomienne i gazowe do tej grupy oczywiście można zaliczyć węgle innych typów, które wskutek niedotrzymania parametrów jakościowych zostały przeznaczone do celów energetycznych.

Podział węgla energetycznego na klasy oparty jest o: wielkość wskaźnika zawartości popiołu w stanie roboczym wartość opałową w stanie roboczym dopuszczalną zawartość wilgoci całkowitej w węglu energetycznym ustalono na poziomie 25%

Według wskaźnika wartości opałowej w stanie roboczym węgiel dzieli się na 23 klasy od wartości 7400kcal/kg do 3000 kcal/kg (różnica kalorii pomiędzy poszczególnymi klasami wynosi 200kcal/kg)

Według wskaźnika zawartości popiołu w stanie roboczym wyróżnia się 11 klas czystości węgla: 5; 7; 9; 12; 15; 18; 21; 25; 30; 35; 40%

Klasy węgla do celów kokso-chemicznych Podział ten obejmuje typy węgla 33; 34; 35; 36; 37 i 38. Podział na klasy oparty jest o wskaźnik zawartości popiołu w stanie suchym. Rozróżnia się pięć klas węgla o zawartości popiołu od 5 do 9% (przy wzroście popiołu o 1% dla poszczególnych klas)

Węgiel do celów koksochemicznych powinien zawierać do 7-8% popiołu i do 8% wilgoci. Popiół zawarty w węglu koksowniczym podczas procesu koksowania przechodzi w całości do koksu. Przy zawartości popiołu w węglu 8% otrzymuje się koks o zawartości 10% popiołu., tzn. z maksymalnie dopuszczalną zawartością dla dobrego koksu. (Koks o wyższej zawartości ppiołu jest mało przydatny do celów metalurgicznych. Węgiel koksowy o zawartości popiołu >9% zostaje zdeklasyfikowany i przeznaczony do celów energetycznych.

Wyższa zawartość wilgoci w węglach przeznaczonych do celów koksowniczych nie jest tak szkodliwa jak zawartość popiołu, ale pociąga za sobą pewne straty. Wilgotny węgiel źle się kruszy, źle się dozuje i powoduje przedłużenie czasu koksowania i większe zużycie gazu koksowniczego na odparowanie wody. (np. podwyższenie wilgoci o 2% powoduje spadek zdolności przeróbczej koksowni o około 10%).

PODZIAŁ WĘGLA WEDŁUG WIELKOŚCI ZIARNA – SORTYMENTY Wyróżnia się podział na sortymenty zasadnicze (11 sortymentów handlowych) oraz na sortymenty połączone (13 sortymentów połączonych. Norma określa, w każdym sortymencie, dopuszczalne ilości podziarna i nadziarna

Sortymenty zasadnicze dzielą się ogólnie na trzy grupy: Grube- o granulacji ziarn powyżej 30mm Średnie – o granulacji ziarn 30-10mm Drobne – o granulacji ziarn <10mm

Zasadnicze Sortymenty Grube Kęsy Ks >120mm Kostka I Ko I 200-120mm Kostka II Ko II 120-60mm Orzech I O I 80-40mm Orzech II O II 50-25mm

Zasadnicze Sortymenty Średnie Groszek I Gk I 30-16mm Groszek II Gk II 20-8mm Grysik Gs 10-5mm

Zasadnicze Sortymenty Drobne Miał M 6-0mm Pył P 1-0mm Muł Mu 1-0mm

Sortymenty połączone dzielą się na pięć grup : Grube Średnie Drobne Miałowe Niesort (węgiel niesortowalny – nie normalizuje się granic wielkości ziarn)

Połączone Sortymenty Grube Gruby I Gr I >60mm Kostka Ko 200-60mm Gruby II Gr II >40mm Orzech O 80-25mm Orzech Średni Ośr 80-16mm

Połączone Sortymenty Średnie Orzech Drobny Odr 50-16mm Groszek Gk 30-8mm

Połączone Sortymenty Drobne Drobny I Dr I 80-0mm Drobny II Dr II 50-0mm Drobny III Dr III 30-0mm

Połączone Sortymenty Miałowe Miał I M I 20-0mm Miał II M II 10-0mm