Specifična težina uglja i njegove karakteristike. Velika enciklopedija nafte i gasa
Naslage uglja formiraju se u utrobi zemlje. To se događa zbog nakupljanja biljnih ostataka koji su podvrgnuti razgradnji i pritisku stijena. Najpogodnije okruženje za pojavu fosila je močvarno tresetište nastalo tokom pomeranja tektonske ploče. Kameni ugalj prolazi kroz značajne kemijske promjene u svojoj strukturi – obogaćuje se ugljikom i gubi vlagu, kisik i isparljive tvari. Mineralne nečistoće uglja predstavljene su ugljenotvorcima i mineralnim neoplazmama. Imaju oblik fine disperzije, kristala, tankih slojeva sočiva i konkrecija. Kao rezultat složenih procesa, formira se čvrsta zapaljiva forma, crne boje.
KU ima niz fizičkih karakteristika, a to su:
Prema gore navedenim podacima, težina 1 m3 uglja, kreće se od 1200 kg/m³ do 1500 kg/m³. KU je pogodan za industrijsku upotrebu, pod uslovom da sadrži >30% pepela.
Najvažniji kriterijum za ovaj mineral je toplota sagorevanja. KU se odlikuje visokim prijenosom topline, mokra masa bez pepela emitira - oko 23,8 MJ / kg ili 5700 kcal / kg. Sastav KU zavisi od mesta formiranja naslaga i ima niz složenih komponenti:
| Supstanca | Karbon | Vodonik | Kiseonik | Sumpor | Nitrogen | Volatiles | Voda | Ash |
| Maseni dio % | 75 - 95 | 1,5 - 5,7 | 1,5 - 15 | 0,5 - 4 | >1,5 | 2 - 45 | 4 - 14 | 2 -45 |
Obim uglja.
CU se široko koristi u mnogim oblastima proizvodnje:
Proračun zapremina i masa uglja.
S obzirom na ekstenzivnu upotrebu minerala, postoji opravdana potreba da se zna zapreminska težina uglja. Specifično težina uglja dijele se u 2 tipa:
Za industrijske svrhe, za izračunavanje potrebe za komponentom goriva, takva je podjela izuzetno važna.
Specifična težina kamenog uglja, ima sljedeću formulu za izračunavanje:
SWC = Težina čvrstih materija ⁄ Zapremina čvrstih materija
HC ima tendenciju promjena, ovisno o vrsti kamenog uglja, proračuni njegovih promjena dati su u tabeli.
Ugalj je zapaljiva sedimentna stijena biljnog porijekla, koja se sastoji uglavnom od ugljika i niza drugih hemijskih elemenata.Sastav uglja zavisi od starosti: najmlađi - mrki ugalj(brend 1B svojstva bliže drvetu, 3B- na ugalj), onda ide ugalj, stariji od svih antracit. Starenjem je došlo do koncentracije ugljika i smanjenja sadržaja isparljivih komponenti, posebno vlage. Dakle, mrki ugalj ima sadržaj vlage od 30-40%, više od 50% isparljivih komponenti, u antracitu su oba pokazatelja 5-7%.
Osim glavnih komponenti, ugalj sadrži "kamene": razne nezapaljive aditive koji stvaraju pepeo. Prisustvo rase se smanjuje specifična toplota sagorevanja ugalj, povećava trošenje kotlovskih mehanizama, otežava pripremu uglja (drobljenje uglja do željene frakcije). U zavisnosti od sorte i uslova ekstrakcije, sadržaj pepela može značajno da varira. Dakle, sadržaj pepela u uglju Kuzbasa je 15-17%, smeđi Balakhta (Krasnojarsk Territory) je manji od 10%, ali u Rusiji ima uglja sa sadržajem pepela do 30-35%.
Ash je opasni otpad koji zagađuje životnu sredinu i podliježe odlaganju na posebne deponije. Radi lakšeg izvoza, pepeljara u Thermorobotu napravljena je da se može ukloniti i prenositi.
Tu su i " leteći pepeo“, koji određuje ekološki učinak kotla, njegova količina se uzima u obzir kada ekološka ekspertiza projekta kotlarnice. Emisija prašine zavisi od vrste uglja, snage i dizajna kotla.
Važan pokazatelj uglja je tačka topljenja pepela, u zavisnosti od hemijskog sastava stijene u pojedinom uglju, određuje sinterovanje (zguranje) uglja u kotlovskoj peći.
Postoji još jedna štetna komponenta uglja - sumpor. Kada se sumpor sagorijeva, nastaju njegovi oksidi, koji se u interakciji s vodom pretvaraju u sumpornu kiselinu. Zagađuje okoliš i proizvodi kiseli kondenzat koji uništava elemente kotla. Sadržaj sumpora je obično u rasponu od 0,1-1%.
Glavni indikator goriva - specifična toplota sagorevanja. Certifikati pokazuju viši" i " niže"kalorična vrijednost, opisana je njihova razlika. Prilikom odabira uglja i na koje treba obratiti pažnju niže topline navedene u certifikatima Q i r . At braon uglja, njegova vrijednost je 3000-5000, za običan kamen ugalj 5000-5500 kcal/kg. U referentnim knjigama možete pronaći vrijednost od 7000 kcal/kg, to se odnosi na koncentrat uglja („referentno gorivo“), takvim ugljem se ne trguje u običnim skladištima uglja.
Gustina uglja- od 1 do 1,7 t / m 3 u zavisnosti od sadržaja minerala, ali u praktičnim proračunima treba koristiti " nasipna gustina". Za ugalj Balakhta 3B koji smo preporučili iznosi 0,8 t / m 3 (bunker kotlovnice Termorobot-300 zapremine 5 m 3 sadrži 4 tone uglja). Zapreminska gustina visokokvalitetnog uglja iznosi oko 0,85 t/m 3.
Kako gori ugalj
Ugalj sadrži 2 zapaljive komponente: volatiles i teško ostataka koksa. Konstrukcija kotla mora osigurati potpuno sagorijevanje obje komponente goriva. mehanički ili hemijski underburnt uvelike umanjuje svoj ekološki učinak.Tokom prve faze sagorevanja, gasifikacija uglja: iz njega se oslobađaju isparljive tvari; sa dovoljno kiseonika, brzo izgore, dajući dugi plamen. Tada ostatak koksa sagorijeva; Intenzitet i temperatura njegovog sagorevanja zavisi od vrste uglja (mrki, tvrdi, antracit): što je stepen ugljenosti veći (najveći antracit), veća je temperatura paljenja i toplota sagorevanja, ali je intenzitet sagorevanja manji.
Ugalj razreda B, D, G
Zbog visokog sadržaja isparljivih tvari, takav ugalj se brzo rasplamsa i brzo gori. Ugalj ovih razreda dostupan je i pogodan za gotovo sve vrste kotlova, ali za potpuno sagorijevanje, ovaj ugalj se mora isporučivati u malim porcijama kako bi se oslobođene hlapljive tvari imale vremena potpuno spojiti s atmosferskim kisikom (na primjer, u Thermorobot TR- 200, kotlovi TR-300, ugalj se isporučuje skoro neprekidno). Potpuno sagorijevanje uglja karakterizira žuti plamen i bistri dimni plinovi; nepotpuno sagorijevanje isparljivih tvari daje grimizni plamen i crni dim.
Paljenje takvog uglja je teže; dugo gori i daje mnogo topline; može se puniti u velikim količinama, budući da sagorijeva uglavnom koksni ostatak, nema masovnog oslobađanja isparljivih tvari. Način puhanja je vrlo važan: s nedostatkom zraka, sagorijevanje se odvija sporo, moguće je gašenje ili, naprotiv, pretjerano povećanje temperature, što dovodi do izgaranja kotla. U Termorobotu kada se koristi ugalj SS I T snaga kotla se naglo smanjuje (za 30-50%), to treba uzeti u obzir pri odabiru snage kotla. Upotreba uglja u Termorobotu ALI(antracit) nije dozvoljeno.
Specifična težina uglja je 1,2 - 1,5 g/cm3, kalorijska vrijednost je 35.000 kJ/kg. Ugalj se smatra pogodnim za tehnološku upotrebu ako nakon sagorijevanja pepeo iznosi 30% ili manje. Primitivno vađenje fosilnog uglja poznato je od davnina (Kina, Grčka). Ugalj je počeo da igra značajnu ulogu kao gorivo u Engleskoj u 17. veku. Formiranje industrije uglja povezano je sa upotrebom uglja kao koksa u topljenju željeza. Od 19. stoljeća transport je bio glavni potrošač uglja. Glavni pravci industrijske upotrebe uglja: proizvodnja električne energije, metalurški koks, sagorevanje u energetske svrhe, dobijanje raznih (do 300 artikala) proizvoda tokom hemijske obrade. Povećava se potrošnja uglja za proizvodnju visokougljičnih ugljično-grafitnih konstrukcijskih materijala, planinskog voska, plastike, sintetičkih, tekućih i plinovitih visokokaloričnih goriva, aromatičnih proizvoda hidrogenacijom, te visoko azotnih kiselina za gnojiva. Koks koji se dobija iz uglja potreban je u velikim količinama u metalurškoj industriji.
Koks se proizvodi u koksarama. Ugalj se podvrgava suhoj destilaciji (koksovanju) zagrijavanjem u posebnim koksarima bez pristupa zraka do temperature od C. U ovom slučaju se dobija koks - porozna čvrsta tvar. Osim koksa, prilikom suhe destilacije uglja nastaju i hlapljivi proizvodi, kada se ohlade na 25-75°C, nastaju katran uglja, amonijačna voda i plinoviti proizvodi. Katran ugljena se podvrgava frakcijskoj destilaciji, što rezultira nekoliko frakcija:
Lako ulje (tačka ključanja do 170 C) sadrži aromatične ugljovodonike (benzen, toluen, kiseline i druge supstance;
Srednje ulje (tačka ključanja 170-230 C). To su fenoli, naftalen;
Teško ulje (tačka ključanja 230-270 C). Ovo je naftalen i njegovi homolozi
Antracensko ulje - antracen, fenatren itd.
Sastav gasovitih proizvoda (koksni gas) uključuje benzol, toluen, ksiole, fenol, amonijak i druge supstance. Sirovi benzen se ekstrahuje iz koksnog gasa nakon prečišćavanja od amonijaka, sumporovodika i cijanidnih spojeva, iz kojih se izoluju pojedinačni ugljovodonici i niz drugih vrijednih tvari.
Amorfni ugljenik u obliku uglja, kao i mnoga ugljična jedinjenja, igraju važnu ulogu u savremenom životu kao izvori različitih vrsta energije. Kada se ugalj sagorijeva, oslobađa se toplina koja se koristi za grijanje, kuhanje i mnoge industrijske procese. Većina primljene topline pretvara se u druge oblike energije i troši na mehanički rad.
Ugalj je čvrsto gorivo, mineral biljnog porijekla. To je gusta stijena crne, ponekad tamnosive boje sa sjajnom mat površinom. Sadrži 75-97% ugljenika, 1,5-5,7% vodonika, 1,5-15% kiseonika, 0,5-4% sumpora, do 1,5% azota, 2-45% isparljivih materija, sadržaj vlage varira od 4 do 14%. Viša kalorijska vrijednost izračunata za vlažnu masu kamenog uglja bez pepela nije manja od 238 MJ/kg.
Ugalj nastaje od produkata raspadanja organskih tvari viših biljaka koje su pretrpjele promjene pod pritiskom različitih stijena zemljine kore i pod utjecajem temperature. Sa povećanjem stepena metamorfizma u zapaljivoj masi, ugalj povećava sadržaj ugljika i istovremeno smanjuje količinu kiseonika, vodika i isparljivih materija. Kalorična vrijednost uglja se također mijenja.
Karakteristične fizičke osobine uglja:
Gustina (g / cm3) - 1,28-1,53;
Mehanička čvrstoća (kg / cm2) - 40-300;
Specifični toplotni kapacitet C (Kcal/g deg) - 026-032;
Indeks prelamanja svjetlosti je 1,82-2,04.
Najveća nalazišta uglja u svijetu po obimu proizvodnje su Tunguski, Kuznjecki, Pečorski baseni - u Rusiji; Karaganda - u Kazahstanu; Apalački i Pensilvanski bazeni - u SAD; Ruhr - u Njemačkoj; Velika Žuta reka - u Kini; Južni Vels - u UK; Valenciennes - u Francuskoj, itd.
Tegovi uglja.
Težina po jedinici zapremine drobljenog uglja utovarenog u kontejner naziva se nasipna težina. Zapreminska gustina uglja određena je specifičnom težinom ugljene supstance
Napomena U tabeli. 1 D - nasipna gustina uglja, jednaka vNb 7 - 0,19, za 1 i br. 5 - 0,18 i za br. 9 - 0,43 g / czh, respektivno, prividna specifična težina b je 0,32, 0,38 i 0,70 g/cm .
Kod najveće veličine, nasipna gustina uglja raste s povećanjem sadržaja vlage. Čak i ovdje, vlaga uglja bi trebala imati mali utjecaj na gustinu ugljenog sloja, jer da nije, nasipna gustina bi se povećala za isti postotak kao i sadržaj vode. Sa smanjenjem veličine čestica uglja, smanjenje nasipne gustine uz dodatak vode postaje primjetnije. Veća razlika između vlažne i suhe nasipne gustine pojavljuje se kod srednjih veličina zrna uglja, vjerovatno zato što sitne čestice općenito imaju vrlo nisku nasipnu gustinu, čak i kada su suhe. Uprkos različitim veličinama zrna, povećanje nasipne gustine pri visokom procentu vode bilo je toliko malo da se jedva uzimalo u obzir.
Masovna težina uglja je od velike praktične važnosti, jer određuje površinu podnih skladišta, zapreminu bunkera goriva u fabrikama, nosivost vagona određene zapremine itd.
Izračunata nasipna težina uglja ima vrijednost egzaktne karakteristike samo kada se specificira sastav sita date serije goriva, kao i kada se naznači njegov sadržaj vlage i pepela. Zapreminska gustina šarže iz drobljenog uglja koja se ubacuje u koksnu peć može se odrediti u drvenom modelu komore peći. Za ispravan proračun nasipne težine punjenja, neophodno je. sipajte ugalj u model pod strogim uslovima normalnog punjenja u koks komoru. Ove uslove je izuzetno teško ispuniti, pa se u poslednje vreme nasipna gustina punjenja određuje direktno u koksnim pećima, računajući zapreminu tereta u komori iz dimenzija peći. Obično se nasipna gustina šarže koksa uzima kao prosjek od nekoliko desetina preuzimanja.
Ne, faktor vlažnosti uglja ima manju vrijednost za nasipnu gustinu uglja. Prema sadržaju vlage, postoje tri koncepta nasipne gustine
Tehnološka grupa uglja Smanjenje nasipne mase uglja, %
Najznačajniji uticaj na nasipnu težinu ima sadržaj vlage u mešavini. Istraživanja su utvrdila da minimalna nasipna gustina drobljenog uglja odgovara sadržaju vlage od 6-10%. Zavisnost mase uglja o sadržaju vlage prikazana je na sl. 6.
| Rice. 6. Ovisnost nasipne gustine uglja od vlage | /info/14408 "> Teoretski, zavisnost zapreminske gustine uglja od vlage može se objasniti na sledeći način. Ugalj je hidrofobna supstanca, slabo navlažena vodom. Hidrofilna svojstva su pretežno mineralne čestice. Stoga se čestice uglja vlaže uglavnom zbog do mineralnih čestica koje se nalaze na površini.
|
Šta danas želimo da znamo? Koliko teži 1 kubni metar uglja, teži 1 m3 uglja? Nema problema, možete saznati broj kilograma ili broj tona odjednom, masa (težina jednog kubnog metra, težina jednog kubnog metra, težina jednog kubnog metra, težina 1 m3) su navedene u tabeli 1. Ako je neko zainteresovan, može preletjeti mali tekst ispod, pročitati neko objašnjenje. Kako se mjeri količina tvari, materijala, tekućine ili plina koja nam je potrebna? Osim u slučajevima kada je moguće svesti kalkulaciju potrebne količine na obračun robe, proizvoda, elemenata u komadima (broj komada), najlakše nam je odrediti potrebnu količinu na osnovu zapremine i težine (mase) . U svakodnevnom životu nam je najpoznatija mjerna jedinica 1 litar. Međutim, broj litara pogodnih za proračune domaćinstava nije uvijek primjenjiv način za određivanje zapremine za privrednu aktivnost. Osim toga, litre kod nas nisu postale općeprihvaćena "proizvodna" i trgovačka jedinica zapremine. Jedan kubni metar, ili u skraćenoj verziji - jedna kocka, pokazao se prilično zgodnom i popularnom jedinicom volumena za praktičnu upotrebu. Navikli smo mjeriti gotovo sve tvari, tekućine, materijale, pa čak i plinove u kubnim metrima. Zaista je zgodno. Uostalom, njihova cijena, cijene, stope, stope potrošnje, tarife, ugovori o snabdijevanju gotovo su uvijek vezani za kubne metre (kocke), mnogo rjeđe za litre. Ništa manje važno za praktične aktivnosti je poznavanje ne samo zapremine, već i težine (mase) supstance koja zauzima ovu zapreminu: u ovom slučaju govorimo o tome koliko teži 1 kubni metar (1 kubni metar, 1 kubni metar metar, 1 m3). Poznavanje mase i zapremine daje nam prilično potpunu sliku količine. Kada se pitaju koliko je teška 1 kocka, posjetitelji stranice često navode određene jedinice mase u kojima bi željeli znati odgovor na pitanje. Kao što smo primijetili, najčešće žele znati težinu 1 kubnog metra (1 kubni metar, 1 kubni metar, 1 m3) u kilogramima (kg) ili tonama (tona). U stvari, trebate kg/m3 ili t/m3. To su usko povezane jedinice za količinu. U principu, moguća je prilično jednostavna nezavisna konverzija težine (mase) iz tona u kilograme i obrnuto: iz kilograma u tone. Međutim, kao što je praksa pokazala, većini posjetitelja stranice bilo bi zgodnije odmah saznati koliko kilograma teži 1 kubni metar (1 m3) uglja ili koliko tona teži 1 kubni metar (1 m3) uglja, bez pretvaranje kilograma u tone ili obrnuto - količine tona u kilograme po kubnom metru (jedan kubni metar, jedan kubni metar, jedan m3). Stoga smo u tabeli 1 naveli koliko 1 kubni metar (1 kubni metar, 1 kubni metar) teži u kilogramima (kg) i u tonama (tona). Sami odaberite kolonu tabele koja vam je potrebna. Inače, kada pitamo koliko teži 1 kubni metar (1 m3), mislimo na broj kilograma ili broj tona. Međutim, sa fizičke tačke gledišta, zanima nas gustoća ili specifična težina. Masa jedinične zapremine ili količina supstance koja se nalazi u jedinici zapremine je nasipna gustina ili specifična težina. U ovom slučaju nasipna gustina i specifična težina uglja. Gustoća i specifična težina u fizici se obično ne mjere u kg / m3 ili u tonama / m3, već u gramima po kubnom centimetru: g / cm3. Stoga su u tabeli 1 specifična težina i gustina (sinonimi) naznačeni u gramima po kubnom centimetru (g/cm3)