Будова та властивостікам’яного вугілля
Будова та властивості кам'яного вугілля - розділ Промисловість, Властивості та переробка твердого палива Кам'яне Вугілля Різної Природи Є Найбільш поширеним видом Твер.
Кам'яне вугілля різної природи є найбільш поширеним видом твердого викопного палива. Це неоднорідні тверді речовини чорного або чорно-сірого кольору, що включають чотири типи макроінгредієнтів, що відрізняються за блиском, зовнішнім виглядом і складом: блискучий (вітрен), напівблискучий (кларен), матовий (дюрен) і хвилястий (фюзен). Співвідношення цих інгредієнтів, що становлять органічну масу кам'яного вугілля, характеризує їх структуру, хімічний та мінералогічний склад і зумовлює їх різноманіття та відмінність властивостей.
До складу органічної частини кам'яного вугілля входять бітуми, гуммінові кислоти та залишкове вугілля. Молекулярна структура органічної частини вугілля є жорстким тривимірним полімером нерегулярної будови, що містить рухому фазу у вигляді різноманітних мономолекулярних сполук. Обидві фази побудовані з окремих фрагментів, що включають ароматичні, у тому числі багатоядерні та гідрогеновані системи з аліфатичними заступниками, і гетероцикли, що містять азот, з'єднані містковими зв'язками С-С, С-О-С, C-S-C і C-NH-C. Ступінь конденсації фрагментів (п) залежить від ступеня вуглефікації кам'яного вугілля. Так, за ступенем вуглефікації 18%п= 2, за ступенем 90%п=4, для антрациту n = 12. У складі кам'яного вугілля встановлено також наявність різних функціональних груп: гідроксильної ( спиртові та фенольні), карбонільної, карбоксильної та сірковмісних груп - SR - і - SH.
Найважливішими характеристиками кам'яного вугілля, від якого залежить можливість і ефективність їх використання, є зольність, вологість,сірчистість, вихід летких речовин і механічні властивості, а для вугілля, що застосовується як сировина для термохімічної переробки, - також спікання і коксівність.
Золою називається негорюча частина вугілля, що складається з мінеральних речовин, що містяться в паливі. До складу золи входять оксиди алюмінію, кремнію, заліза (III), кальцію та магнію. Висока зольність знижує теплоту згоряння вугілля і погіршує якість коксу. Зольність кам'яного вугілля коливається від 3 до 30% і може бути знижена їх збагаченням. Вугілля, що використовується для коксування, повинно мати зольність не вище 1-1,5%.
Загальна вологість вугілля складається із зовнішньої, що утворює краплі або плівки на поверхні, та внутрішньої (пірогенетичної), що виділяється в процесі коксування. Волога, будучи баластом, подорожчає транспортування вугілля, ускладнює підготовку його до коксування, зберігання та дозування, а також підвищує витрату тепла на коксування та збільшує час коксування. Вологість вугілля, що використовується для термохімічної переробки, не повинна перевищувати 1%.
Летучими речовинами кам'яного вугілля називаються пароподібні та газоподібні речовини, що виділяються з вугілля при нагріванні його без доступу повітря за певної фіксованої температури. Вихід летких речовин залежить від умов утворення, хімічного складу та ступеня вуглефікації вугілля, а також від температури, швидкості нагрівання та витримки за заданої температури. Зі збільшенням ступеня вуглефікації вихід летких речовин зменшується. Так, для торфу він становить близько 10%, для бурого вугілля – 65-45%, кам'яного вугілля – 45-10%, для антрациту – менше 10%. Методику виходу летких речовин стандартизовано. Він визначається нагріванням навішування вугілля при 850 С і витримуванні при цій температурі протягом семи хвилин.