fsi уголь что значит
Марки угля Фракции угля
Обозначение марок угля.
Статья посвящена маркам угля и их различию. Для отличия видов углей существует разделение их на марки:
ОС — отощенный спекающийся
Обозначение фракции угля антрацит:
АК — крупный (50 — 100мм)
АКО — кулак орех (25-100)
Встречаются и смешанные марки. Если привести пример обозначения марок, то ГКОМ (К – 50–100, О –25–50, М – 13-25) составляет 13–100 мм. При образовании угля, ещё это процесс называют метаморфизмом, то образовавшиеся угли делятся на каменные, бурые и антрациты. Антрациты обладают самой высокой теплотой сгорания. Для энергетической отрасли России наиболее приятными выглядят каменные угли, потому как у них самое выгодное соотношение исходя из количества потраченных денег к теплоте сгорания. Для примера можно привести угли марки Д и марки Г, они передают отличное количества теплоты и могу гореть без подува, часто их применяют для сгорания в котельных. А вот угли СС,Т и ОС применяются как правило в энергетике. Оправданность использования данных видов углей уместна, если их используется большое количество, так как осуществление процесса сгорания требует больше экономических затрат. Для производства стали и чугуна используется Г и Ж марки.
Марка «Б» (бурый уголь). Что характерно в этой марке, то выход летучих веществ свыше 45%. Разделяются по влажности на: 1 Б ( выше 43%), 2 Б (29-45%), 3 Б (до 32%).
Обозначение коксующихся марок угля.
Марка «Д» (длиннопламенный уголь). Обладает плохой спекаемостью. Также как и уголь марки А может быть использован как в энергетической отрасли России, так и в бытовой сфере и в химической отрасли России, для формованного кокса, в процессе коксования.
Марка «ДГ» (длиннопламенный газовый уголь). Обладает, напротив, высокой спекаемостью и незначительной хрупкостью. Но, образующийся кокс непригоден для дальнейшего использования, так как у него высокая реакционная способность и низкая прочность. Данная марка по фракционному составу обладает углями средних и крупных классов.
Марка «Г» (газовые угли). Задействован в коммунально-бытовом секторе нашего государства, как более дешовая замена углю марки А. Из-за своих свойств могут быть задействованы в процессе и газификации, формовании кокса, процесса полукоксования. Подразделяются на следующие технологические группы: инертинитовые, витринитовые. Низкозольный витринит используется для получения синтетического топлива.
Марка «Ж» (жирный уголь). Ценнейший вид коксующихся углей. Структурная прочность — одна из отличительный особенностей кокса, полученного из марки угля Ж.
Марка «ГЖО» (газовый жирный отощенный уголь). Составляют больше половины шихты и являются отличным продуктом для коксования. Также могут быть использованы для коммунально-бытовых нужд населения, если они фюзинитовые. Негодятся для выпуска кокса для металлургии.
Марка «К» (коксовый уголь). Основное предназначение = это получение металлургического кокса, кондиционного. При этом их не смешивают с другими видыми углей.
Маркировка угля установлена с целью рационального промышленного использования угля. Угли подразделяются на марки и технологические группы; в основу такого подразделения положены параметры, характеризующие поведение углей в процессе термического воздействия на них.
Буквенное обозначение марок
Теплота сгорания Q г б, ккал/кг
Отражательная способность в масляной иммерсии, %
Горнодобывающая промышленность Вычисление показателей качества углей
Правильность и точность вычислений показателей качества крайне важны в угольном секторе. Результаты этих вычислений используются для определения различных основных характеристик, включая зольность и теплоту сгорания, что, в свою очередь, позволяет определить марку вашего угля.
В процессе анализа угольного образца команды химиков и специалистов компании SGS по всему миру используют широкий спектр аналитических расчетов и показателей. Это позволяет получить такие значения, как теплота сгорания угля, содержание общего водорода, а также индекс реакционной способности кокса (CRI) и прочность кокса после реакции (CSR). Благодаря испытаниям, проведенным в наших независимых лабораториях, и произведенным вычислениям показателей качества вы получите достоверные данные, которые соответствуют международным стандартам.
Ниже приведены некоторые методы и формулы пересчета, представляющие особый интерес. Они регулярно используются специалистами компании SGS по углю и коксу. Эти формулы предлагаются вам для ознакомления, однако SGS не может гарантировать их соответствие требованиям стандартов, вступивших в силу в относительно недавний срок. Клиентам, осуществляющим торговлю углем, следует ознакомиться с требованиями стандартов, прописанных в контрактах.
Где:
TM – общая влага;
ADM – воздушно-сухая влага (влага в аналитической пробе угля);
NM – «номинированная» влага, заданный уровень влажности;
AR – рабочее состояние угля;
AD – аналитическое (воздушно-сухое) состояние угля;
Dry – сухое состояние угля;
DAF – сухое беззольное состояние угля.
Дж/г = БТЕ/фунт умножить на 2,326 ИЛИ разделить на 0,429923
ккал/кг = Дж/г умножить на 0,238846 ИЛИ разделить на 4,1868
ккал/кг = БТЕ/фунт разделить на 1,8 или умножить на 0,555556
БТЕ/фунт = Дж/г разделить на 2,326 ИЛИ умножить на 0,429923
БТЕ/фунт = ккал/кг умножить на 1,8 или разделить на 0,555556
Стандартная неопределенность коэффициента выбросов углекислого газа CO2 (tCO2/TJ)
Согласно новым требованиям Комиссии Европейского союза (ЕС) к составлению отчетности по выбросам CO2 выполняющую исследования лабораторию просят указывать «Стандартную неопределенность коэффициента выбросов СО2» по проведении лабораторных анализов в виде среднеквадратического отклонения.
Для вычисления неопределенности используют значения предела воспроизводимости согласно ISO для углерода (сухое состояние) 1,00% и высшей теплоты сгорания (сухое состояние) 300 Дж/г в переcчете на рабочее состояние.
Балласт
= зола (ar) + общая влага
Общий водород воздушно-сухой пробы (ad): H содержится в аналитической влаге
Показатели углерода и кислорода исходя из атомной массы H20
Водород = влага X 0,1119
Кислород = влага X 0,8881
ПРИМЕЧАНИЕ. Эти формулы не верны для смеси углей. См. ниже формулу Сейлера.
Цитата из книги «УГОЛЬ» Д. В. ван Кревелена (стр. 529): «Все эмпирические уравнения – это вариации исходного уравнения Дюлонга с «некоторым теоретическим обоснованием», и после изменения эмпирических данных низшей теплоты сгорания угля они, по сути, являются эмпирическими соотношениями. Самыми надежными являются соотношения, предложенные Гивеном (1986) и Нивелом (1986)».
Расчет низшей теплоты сгорания угля (NCV) и коэффициенты пересчета
(см. Низшая теплота сгорания угля (ASTM D5865-12))
Тепло, выделяемое во время горения вещества при постоянном давлении в 0,1 МПа (1 атм). Образующаяся при этом вода остается в виде пара.
ASTM D5865-12 / D3180 при постоянном давлении
Qv-p= 0,01 * RT * (Had / (2*2,016)) – Oad / 31,9988 – Nad / 28,0134)
Qh = 0,01 * Hvap * (Had / 2,016)
Qmad = 0,01 * Hvap * (Mad / 18,0154)
Qmar = 0,01 *Hvap * (Mar / 18,0154)
Qvar = Qvad *((100 – Mar) / (100 – Mad))
Qpad(net) = Qvad(gross) + Qv-p – Qh – Qmad
Qpd(net) = (Qvad(gross) + Qv-p – Qh) * (100/(100 – Mad)
Qpar(net) = ( Qvad(gross) + Qv-p – Qh) * (100 – Mar) / (100 – Mad) – Qmar
где:
Qv-p = энергия, связанная с изменением объема газовой фазы реакции горения
R = универсальная газовая постоянная [8,3143 Дж/(моль *K)]
T = стандартная эталонная термохимическая температура (298,15 K)
Had = Had,m – 0,1119 * Mad (общий углерод – H во влаге)
Oad = Oad,m – 0,8881 * Mad (общий кислород – O во влаге)
Hvap = теплота испарения воды при постоянной температуре (43985 Дж/моль)
Qh = теплота испарения содержащегося в образце водорода
Qmad = теплота испарения содержащейся в аналитическом образце воды
Qmar = теплота испарения общей влаги, содержащейся в образце
Атомная масса: О2 = 31,998 / N2 = 28,0134 / H2 2,016 / H2O = 18,0154
ISO 1928-2009 при постоянном объеме
Qv, net, m, Дж/г =( Q gr,v,d – 206,0 [ wHd ] ) x (1 – 0,01 x MT) – (23,05 x MТ)
Qv, net, m, ккал/кг = ( Q gr,v,d – 49,20 [ wHd ] ) x (1 – 0,01xMТ) – (5,51 x MТ)
[ wHd ] = содержание H в образце за вычетом водорода во влаге
w(H)d = w(H) x 100 / 100 – MТ
МТ = Общая влага
Формула Сейлера
Различные характеристики угля можно определить путем проведения полного элементарного анализа и вычисления теплоты сгорания, используя для этого формулу Сейлера и другие похожие расчеты (например, формулу Дюлонга).
ISO 1928 2009 Определение высшей теплоты сгорания угля
Стандарт ISO – это единственный международный стандарт, который позволяет определить содержание водорода в образце угля при помощи формулы Сейлера.
Вычисление по Сейлеру верно только для большинства каменных углей.
Примечание 1. НЕВЕРНО, если значение Hdb составляет менее 3%
Примечание 2. НЕВЕРНО, если содержание Odaf составляет более 15%.
Примечание 3. НЕВЕРНО для определения H, если партия угля представляет собой смесь, содержащую низкометаморфизованные угли, антрацит, нефтекокс или каменные угли.
Примечание 4. НЕВЕРНО в случае выполнения расчетов для низкометаморфизованных углей, антрацита, нефтекокса или кокса.
ISO 1928 2009 Часть E.3.3
wH = 0,07 x w(V) + 0,000165 x qv,gr,m – 0,0285 x [ 100 – МТ – w(A) ]
w(H) – содержание H в образце за вычетом водорода, содержащегося во влаге, как % от массы
w(V) – содержание летучих веществ в образце с содержанием влаги MТ как % от массы
w(A) – содержание золы в образце с содержанием влаги MТ как % от массы
qv,gr,m – высшая теплота сгорания образца угля с содержанием влаги MТ в Дж/г
СРЕДНИЙ РАЗМЕР КУСКОВ КОКСА (см. Приложение А к стандарту ISO 728)
= (B(a–c)+C(b–d)+…+J(h–k) + 100j) / 200
Где: a, b, c, d… h, j, k – диаметр в мм отверстий каждого последующего сита; A, B, C, D… H, J, K – кумулятивный надрешетный продукт каждого из сит в процентах.
Примечание.
Диаметр отверстия сита «a» – это самый маленький размер отверстия, через которое проходит весь кокс (т.е. A = 0%). Сито с диаметром отверстий «k» – это такое сито, через которое предположительно кокс вообще не сможет пройти (k = 0 мм, K = 100%).
Индекс реакционной способности кокса (CRI) и прочность кокса после газификации (CSR)
Когда кокс поступает в доменную печь, он вступает в реакцию с восходящими противотоками CO2 и происходит его истирание. Эти параллельные процессы разупрочняют кокс. Происходят химические реакции, в ходе которых образуются мелкие частицы, что может снизить газопроницаемость шихты в доменной печи. Компания SGS проводит испытания CRI и CSR и предоставляет высокоточные результаты своим клиентам в оптимальные сроки. Испытания CRI и CSR помогают рассчитать объем энергии, которая будет вырабатываться от сжигания вашего угля.
Эти испытания определяют реакционную способность кокса по отношению к двуокиси углерода при повышенных температурах, а также прочность кокса после реакции с двуокисью углерода методом вращения в цилиндрическом барабане. В процессе испытания 200-граммовые лабораторные пробы кокса крупностью ⅞” x ¾” (19 x 22 мм), выделенные из не менее чем килограммовой навески исходного образца, вступают в реакцию с СО2 в стальной реторте в течение двух часов при температуре 1100°C. Потеря в весе после реакции равна CRI. После газификации кокс помещается в цилиндрический барабан, который со скоростью 20 об/мин делает 600 оборотов, а затем взвешивается. Вес кокса крупностью более ⅜” в процентах и есть показатель CSR (прочность после газификации). Для большинства доменных печей требуется кокс с CSR больше 60 и CRI меньше 25. Компания SGS готова провести исследование доменного кокса для вашего производства и предоставить точные результаты при оптимальных затратах.
Компания SGS является мировым лидером по проведению исследований и испытаний угля и кокса. Данные аналитической обработки позволяют получить оптимальный коэффициент извлечения и обеспечить эффективное использование угля и кокса.
Fsi уголь что значит
ГОСТ 27313-95
(ИСО 1170-77)
ТОПЛИВО ТВЕРДОЕ МИНЕРАЛЬНОЕ
Обозначение показателей качества и формулы пересчета результатов анализа для различных состояний топлива
Solid mineral fuel. Symbols of analytical results and formulae for calculation of analyses to different bases
Дата введения 1997-01-01
1 РАЗРАБОТАН МТК 179 «Уголь и продукты его переработки», институтом горючих ископаемых (ИГИ)
ВНЕСЕН Госстандартом России
2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 8 от 12 октября 1995 г.)
За принятие проголосовали:
Наименование национального органа по стандартизации
Госстандарт Республики Казахстан
Таджикский государственный центр по стандартизации, метрологии и сертификации
Главная государственная инспекция Туркменистана
3 Приложение А к настоящему стандарту представляет собой полный аутентичный текст ИСО 1170-77* «Уголь и кокс. Пересчет результатов анализа на различные состояния»
4 Постановлением Комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от 11 апреля 1996 г. N 275 межгосударственный стандарт ГОСТ 27313-95 (ИСО 1170-77) введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 января 1997 г.
6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Апрель 2003 г.
1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
2 ОПРЕДЕЛЕНИЯ
2.1 Показатель качества топлива обозначается символом с двумя индексами: уточняющим (нижним) и выражающим состояние топлива (верхним).
2.2 В настоящем стандарте применяют следующие термины:
3 ОБОЗНАЧЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ТВЕРДОГО ТОПЛИВА
Обозначения показателей приведены в таблице 1.
Требования к углям для использования в качестве пылеугольного топлива (ПУТ)
Использование горючих ископаемых в металлургии насчитывает на одну сотню лет. Исходный материал и условия образования ископаемых топлив стали причиной их видового разнообразия. Современная металлургия предъявляет высокие требования к качеству сырья, в т.ч. к коксу и вдуваемым добавкам.
Дополнительная информация
Знание основ процессов углеобразования и условий применимости твёрдого топлива в металлургии позволяет гибко управлять технологическими процессами и экономической эффективностью производства чугуна и стали.
Использование горючих ископаемых в металлургии насчитывает на одну сотню лет. Исходный материал и условия образования ископаемых топлив стали причиной их видового разнообразия. Современная металлургия предъявляет высокие требования к качеству сырья, в т.ч. к коксу и вдуваемым добавкам. Знание основ процессов углеобразования и условий применимости твёрдого топлива в металлургии позволяет гибко управлять технологическими процессами и экономической эффективностью производства чугуна и стали.
Состав и структура исходного растительного материала
Сложившаяся к настоящему времени теория образования углей подразумевает происхождение горючих ископаемых из растительной массы, прошедшей определённый метаморфизм в течение длительного периода времени.
В образовании исходного материала для всех горючих ископаемых принимали участие разнообразные растения, начиная с одноклеточных водорослей и заканчивая деревьями. По современным представлениям в структуре растений выделяются вещества следующих химических групп: жиры, воски, смолы, углеводные комплексы (целлюлозы и пектиновые вещества), лигнин, белки.
Жиры широко распространены в растениях: в них насчитывают около 1700 различных видов жиров. По химическому составу жиры являются сложными эфирами трёхатомного спирта – глицерина – и предельных и непредельных кислот жирного ряда (монокарбоновых, с нормальной углеродной цепью и чётным числом атомов углерода). Жиры не растворимы в воде, но легко растворяются в диэтиловом эфире, сероуглероде, бензине, ароматических углеводородах.
Воски – это сложные эфиры высших монокарбоновых кислот и высших первичных одноатомных спиртов нормального строения. Воски в растениях покрывают тончайшим слоем стебли, листья, оболочки спор, предохраняя их от внешних воздействий. Воски имеют высокую для органических материалов температуру плавления (70. 72 °С). Они представляют собой исключительно устойчивые вещества и благодаря своей стабильности почти всегда присутствуют в углях.
Смолы. Растительные смолы представляют собой смесь различных органических соединений (кислот, сложных эфиров, спиртов, фенолов и углеводородов). Смолы присущи высшим растениям, в которых они находятся в растворах эфирных масел (бальзамы). В растениях бальзамами заполнены смоляные ходы. При повреждении растения обильно выделяются смоляные концентраты, которые быстро густеют на воздухе в результате испарения эфирных масел, а также вследствие частичной полимеризации смоляных веществ. Такие сгустки твёрдой смолы доходят до нас в виде смоляных конкреций, вкрапленных в органическую часть угля.
Целлюлоза (С6Н10О5) – основной строительный материал растительных тканей, придающий растениям механическую прочность.
Гемицеллюлозы (гетерополисахариды) являются сложными органическими соединениями, при гидролизе которых получаются простейшие сахара (пентозы, гексозы и т.д.).
Пектиновые вещества – выполняют опорную функцию в стенках растительных клеток, молодых плодах и тканях.
Лигнин представляет собой полимер ароматической природы. Участвует в формировании клеточных стенок растений. Образование лигнина характерно только для сосудистых растений. В период эволюции (выход растений на сушу) сосудистые растения приобрели свойство вырабатывать ферменты, способные образовывать лигнин из углеводов. Лигнин играет роль цементирующего вещества, склеивающего пучки целлюлозных волокон, и составляет, таким образом, основную часть древесины. Примерное содержание лигнина в некоторых растениях (% масс.) составляет: бук – 22, ель – 27, древовидная люцерна – 23, плаун – 37, кукушкин лён – 38, сфагнум (особый род мха) – 4,5.
Белки – природные продукты макромолекулярного строения, превращающиеся при гидролизе в альфа-аминокислоты. Одно из важнейших свойств белков, отсутствующее у других растительных химических групп – специфичность.
Элементный состав углеобразователей приведён в табл. 1:
Таблица 1. Элементный состав углеобразователей
Наименование химической группы веществ
Количественное содержание химических групп веществ в различных видах растений приведено в табл. 2.
Таблица 2. Содержание в растениях основных групп химических веществ, % (масс.)
Исходный растительный материал и его превращения в ходе процессов углеобразования
В зависимости от состава исходного растительного материала угли делятся на гумусовые, сапропелитовые, липтобиолитовые и смешанные.
Гумусовые угли образуются из наземных растений.
Липтобиолитовые угли образуются также из наземной растительности, но из наиболее стойких в естественных условиях компонентов растений – покровных тканей (кутикулы, кора, смолы, споры, пыльца).
Сапропелитовые угли образуются исключительно из скоплений водорослей – зелёных, сине-зелёных.
Смешанные угли представляют собой продукт совместных превращений различной наземной и водной растительности.
Наряду с исходным материалом на состав и свойства углей оказывают влияние и физико-географические условия, при которых происходило накопление растительного материала. Это понятие охватывает ландшафтную обстановку, подразделяемую на озёрную, болотную, морскую, лагунную и т.д., и физико-химические (гидрохимические и микробиологические) её особенности, включающие солёность, проточность, застойность и др.
Важнейшим условием, обеспечивающим возможность формирования каменного угля, является отсутствие доступа к исходному материалу кислорода воздуха. Условия формирования и виды углей приведены в табл. 3.
Таблица 3. Условия формирования и виды углей
Исходное вещество углей (основная масса)
Условия формирования на стадии диагенеза
Лигнин и целлюлоза
Восстановительная среда застойных грунтовых вод, обогащённых гуминовыми кислотами.
Щелочная фенольная среда. Присутствие сфагнума.
Кларен (витрен, микринит, фюзен)
Дюрен (от лат. duris (твердый)
Полосчатый уголь (Сплинт или “антраксилон” от антракс (уголь) и ксилон (дерево)
Неполосчатый уголь (“аттритус”
лат. attritys (истёртый)
Сапропелиты (останки низших растений, водоросли – от греч. sapros– (гнилой) и pelos– (грязь)
Накопление в замкнутых озёрных и лагунных водоёмах.
Кеннель, Богхед, Торбанит, Сланцы
Коксующимися могут быть только гумусовые, полосчатые угли, т.е. клареновые угли:
Классификация углей по степени метаморфизма
Различия в исходном материале, степени обводнённости торфяников, химическом составе среды и фациальных обстановках осадко- и торфонакопления, обусловливающие направленность и интенсивность протекания окислительных и восстановительных микробиологических процессов, создали в торфяной стадии основу для образования различных генетических типов углей. Торфообразование и торфонакопление завершались перекрытием торфяника осадками, образующими породы кровли. Происходившие при относительно невысоких температурах и давлении диагенетические (уплотнение, дегидратация осадков, газовыделение) и биохимические процессы восстановительного характера приводили к превращению торфа в бурый уголь.
Угли, включающие слабо разложившиеся древесные остатки, сцементированные землистым углём, называемые лигнитами.
Бурые угли – одна из разновидностей углей – имеют широкое распространение. Доля запасов бурых углей и лигнитов в мировых запасах углей – 42%. Неглубокое залегание и большая мощность угольных пластов позволяют широко применять открытый способ разработки, экономические и технические преимущества которого во многом компенсируют относительно низкое качество сырья.
В результате длительного воздействия повышенных температур и давления бурые угли преобразуются в каменные угли, а последние – в антрациты. Необратимый процесс постепенного изменения химического состава (прежде всего в направлении обуглероживания), физических и технологических свойств органического вещества в преобразованиях от торфа до антрацита называются углефикацией. Углефикация на стадиях превращения бурых углей в каменные и последних в антрациты, обусловленная происходящими в земной коре процессами, носит название метаморфизма углей. Выделяют три основных вида метаморфизма углей:
Структурно-молекулярная перестройка органического вещества при метаморфизме углей сопровождается последовательным повышением в них относительного содержания углерода, снижением содержания кислорода, выхода летучих веществ; в определённых закономерностях с экстремальными значениями на средних стадиях углефикации изменяются содержание водорода, теплота сгорания, твёрдость, плотность, хрупкость, оптические, электрические и др. физические свойства углей. Для определения этих стадий используются: выход летучих веществ, содержание углерода, микротвёрдость и др. особенности химического состава и физических свойств углей. Наиболее эффективен метод определения стадии углефикации по отражательной способности витринита.
Каменные угли на средних стадиях метаморфизма приобретают спекающие свойства – способность гелифицированных и липоидных компонентов органического вещества переходить при нагревании в определённых условиях в пластического состояние и образовывать пористый монолит – кокс. Относительное количество запасов углей с высокой спекающейся способностью составляет 10. 15% от общих запасов каменных углей, что связано с более высокой интенсивностью преобразования органических вещества на средних стадиях метаморфизма. Спекающиеся угли возникают при температурах примерно от 130 до 160. 180 °С при общем диапазоне температур, обусловливающих протекание метаморфизма углей, от 70. 90 °С для длиннопламенных углей до 300. 350 °С для антрацитов. Наиболее высококачественные спекающиеся угли формировались в бассейнах, испытавших региональный метаморфизм при глубоком погружении угленосной толщи. При термальном и контактовом метаморфизме в связи с резким изменением температур и невысоким давлением преобразование органического вещества протекает неравномерно и качество углей отличается невыдержанностью технологических свойств. Породы угленосных формаций наряду с метаморфизмом углей испытывают катагенетические преобразования.
В зонах аэрации и активного действия подземных вод вблизи поверхности Земли угли подвергаются окислению. По своему воздействию на химический состав и физические свойства углей окисление имеет обратную направленность по сравнению с метаморфизмом: угли утрачивают прочностные свойства (до превращения их в сажистое вещество) и спекаемость; в них возрастает относительное содержание кислорода, снижается количество углерода, увеличиваются влажность и зольность, резко снижается теплота сгорания. Глубина окисления углей в зависимости от современного и древнего рельефа, положения зеркала грунтовых вод, характера климатических условий, вещественного состава и метаморфизма углей колеблется от 0 до 100 м по вертикали.
Различия в вещественном составе и степени метаморфизма обусловили большую дифференциацию технологических свойств углей. Для установления рационального направления промышленного использования углей подразделяются на марки и технологические группы; в основу такого подразделения положены параметры, характеризующие поведение углей в процессе термического воздействия на них. Границей между бурыми и каменными углями принята высшая теплота сгорания рабочей массы беззольного угля, равная 5700 ккал/кг (23,86 МДж).
Ведущий показатель при использовании углей в энергетических целях – низшая теплота сгорания – в пересчёте на рабочее топливо колеблется в пределах (ккал/кг): 2000. 5000 (8,372. 20,930 МДж) для бурых, 4100. 6900 (17,162. 28,893 МДж) для каменных углей и 5700. 6400 (23,86. 26,79 МДж) для антрацитов. Пониженная величина этого показателя у бурых углей объясняется низкой степенью углефикации органического вещества, слабой уплотнённостью материала и, соответственно, высокой их естественной влажностью, изменяющейся в пределах 15. 58%. По содержанию рабочей влаги бурые угли подразделяются на технологические группы: Б1 с Wp > 40%, Б2 с Wp 30. 40% и Б3 с Wp 33% – высшая теплота сгорания влажной беззольной массы, спекающая способность и коксуемость. Тип угля обозначается кодовым трёхзначным номером, первая цифра которого указывает класс угля (по летучим или теплоте сгорания), вторая – группу (по спекающей способности, определённой методом Рога или индексом вспучивания в тигле), третья – подгруппу (по коксуемости, определённой методами Одибер-Арну или Грей-Кинга). В США и некоторых других странах угли подразделяются на лигниты, суббитуминозные, битуминозные угли и антрациты; классификационными параметрами приняты: для лигнитов, суббитуминозных и битуминозных (с выходом летучих >31%) углей – теплота сгорания беззольной массы, для битуминозных с летучими
ПУТ – пылеугольное топливо
История развития технологии вдувания пылеугольного топлива
Технология доменной плавки с использованием пылеугольного топлива известна с 1831 г. Промышленное применение технологии вдувания ПУТ началось лишь в середине XX века, а широкое распространение данная технология получила в 80-е годы XX века. Затяжной период освоения технологии ПУТ можно объяснить необходимостью разработки сложного и дорогостоящего оборудования для подготовки и вдувания ПУТ, а также успешной конкуренцией со стороны мазута и природного газа.
Первый патент на вдувание измельчённого твёрдого топлива в доменную печь через фурмы выдан в Англии в 1831 г. Аналогичный патент выдан в Германии в 1877 г. Данные о начале практического применения ПУТ разнятся: по одним источникам первые попытки вдувания были предприняты в 1840 г., по другим первое вдувание измельчённого угля в шахтную печь было осуществлено в Канаде при плавке черновой меди в 1911 г.
Масштабные экспериментальные работы по вдуванию ПУТ начались в 50. 60-е годы ХХ века в США. В то время мазут выполнял ведущую роль в технологии вдувания топлива.
В 1955 г. в СССР на металлургическом заводе им. Дзержинского были проведены опыты по вдуванию угольной пыли через фурму в доменную печь объёмом 427 м3 при выплавке ферросилиция. Эти опыты положили начало исследованиям доменного процесса с применением пылевидного топлива на промышленных доменных печах СССР.
Только после энергетического кризиса в 70-е годы обратили внимание на уголь как на более разумную экономическую альтернативу. Применяемая в 70-х годах ХХ века практика вдувания мазута и других производных нефти обеспечивала расход кокса на уровне 400 кг/т чугуна. Второй нефтяной кризис заставил отказаться от вдувания жидких агентов и резко увеличил потребление кокса.
80-е годы стали периодом быстрого роста строительства установок по вдуванию ПУТ в мире, в основном в Европе и Азии. В Северной Америке популярным стало вдувание природного газа совместно с другими видами жидкого и твёрдого топлива. К концу 80-х вдувание ПУТ значительно потеснило другие виды топлива и в США.
Вследствие противоположной направленности воздействия процессов вдувания ПУТ и природного газа на ход доменной печи стало очевидными совместить вдувание этих видов топлива для более мягкого влияния на ход печи. В США данная технология обрела широкое применение (табл. 5):
Таблица 5. Использование различных вдуваемых добавок в доменных печах США