Cărbuni. Termeni și definiții. Informații de referință GOST pentru cărbune

Cărbune

Cărbunele este un tip de combustibil fosil care se formează din părți ale plantelor antice subterane, fără oxigen. Cărbunele este primul combustibil fosil folosit de oameni. Acesta a fost începutul Revoluției Industriale, care la rândul ei a contribuit la dezvoltarea industriei cărbunelui, oferindu-i o tehnologie mai modernă.

Există patru tipuri de cărbune, în funcție de gradul de transformare și de cantitatea specifică de carbon.

• grafiti,
• antracit,
• cărbuni,
• cărbuni bruni(ligniti).

Extracția cărbunelui

Metodele de extragere a cărbunelui depind de adâncimea locației sale. Dacă adâncimea stratului de cărbune nu depășește o sută de metri, exploatarea se desfășoară în mine deschise. Există, de asemenea, cazuri frecvente când, pe măsură ce o carieră de cărbune se adâncește și mai mult, este mai profitabil să se înceapă dezvoltarea unui zăcământ de cărbune prin metoda subterană. Minele sunt folosite pentru extragerea cărbunelui de la adâncimi mari. Pe teritoriul Federației Ruse, cele mai adânci mine extrag cărbune de la un nivel de puțin peste 1200 de metri.

Marcarea cărbunelui

În scopul utilizării industriale raționale a cărbunelui, a fost stabilită marcarea acestuia. Cărbunii sunt împărțiți în grade și grupe tehnologice; Această împărțire se bazează pe parametrii care caracterizează comportamentul cărbunelui în timpul expunerii termice. Clasificarea rusă diferă de clasificarea occidentală. Se disting următoarele grade de cărbune:

• A- antracit
• B- maro
• G- gaz
• D- flacără lungă
• ȘI- gras
• LA- Coca-Cola
• OS- slab-sinterizat
• T- slabă

Pe lângă cele indicate, în unele piscine există mărci intermediare:

• gaz gras (GZh)
• cocs gras (QF)
• cocs secund (K2)
• aglomerare redusă (SS)

În funcție de dimensiunea pieselor obținute în timpul exploatării, cărbunele se clasifică în:

• P - (placa) mai mult de 100 mm
• K - (mare) 50 - 100 mm
• O - (nuc) 25 - 50 mm
• M - (mic) 13 - 25 mm
• C - (sămânță) 6 - 13 mm
• L - (buc) 0 - 6 mm
• R - (obișnuit) mină 0 - 200 mm, carieră 0 - 300 mm

Aplicarea cărbunelui

Cărbune cu flacără lungă de calitate "D" (GOST R 51586-2000).

Transport si depozitare

Cărbunele este transportat în vrac în vagoane de cale ferată deschise, în conformitate cu GOST 22235 sau alte vehicule, fără a încălca regulile de transport de mărfuri care se aplică transportului de acest tip.

La transportul cărbunelui din clasele 0-13, 0-25, 0-50 mm, producătorul este obligat să ia măsuri pentru prevenirea formării prafului de cărbune și a pierderilor de cărbune în timpul transportului.

Înălțimea căderii cărbunelui în timpul încărcării și descărcării nu trebuie să depășească doi metri.

Depozitul de cărbune trebuie să fie amplasat într-un loc uscat, fără mlaștini și ferit de inundații, nu departe de șinele de încărcare a căilor ferate sau de autostrăzi.

Zonele specializate pentru depozitarea cărbunelui sunt prenivelate și curățate, acoperindu-le cu un amestec de zgură și argilă de 12-15 cm grosime, compactându-le cu grijă.

Amenajarea de amplasamente pentru depozitele de cărbune deasupra utilităților și structurilor subterane este INTERZISĂ!

Perioada de valabilitate a cărbunilor:

• maro - 6 luni;
• piatră - de la 6 la 18 luni;
• antracit - 24 luni.

Cerințe de siguranță

Cărbunele nu este un produs toxic. În aerul zonei de lucru, cărbunele este prezent sub formă de aerosol cu ​​acțiune fibrogenă.

În ceea ce privește gradul de impact asupra corpului uman, cărbunele aparține clasei a 4-a de pericol.

Cărbunele fosil este o rocă organică combustibilă solidă, formată în principal din plante moarte ca urmare a modificărilor biochimice, fizico-chimice și fizice ale acestora. Componente principale: materie organică care poartă combustibilul și alte proprietăți tehnologice ale cărbunelui, incluziuni minerale și umiditate.

Modificările materiei organice (MO) a cărbunelui în adâncuri duc la crearea de compuși care asigură activitatea vitală a organismelor vegetale și transformă MO în substanțe persistente în stare fosilă.

Diversitatea compoziției și proprietăților cărbunelui se datorează compoziției materialului sursă și influenței inegale a unui complex de factori geologici și genetici asupra caracteristicilor acumulării și transformării ulterioare a biomasei originale.

În funcție de compoziția materiei prime, cărbunii sunt împărțiți în humus, humus-sapropel și sapropel.

Cărbunii humici (humoliți) s-au format în principal din produsul de transformare al plantelor superioare moarte: celuloză, lignit, hemiceluloză, proteine, grăsimi, rășini. Produsele transformării plantelor inferioare moarte și a animalelor protozoare în condiții anaerobe au stat la baza formării cărbunilor de sapropel (sapropelite).Dacă conținutul complexului celuloză-lignină în plantele superioare ajunge la mai mult de 80%, atunci în plantele inferioare. , precum algele, lignina este practic absenta, iar continutul de celuloza nu depaseste 20%.Sustanțele predominante din acestea sunt proteinele, grăsimile, ceara, rășinile.Cele mai des întâlnite sunt cărbunii humus.

În funcție de natura și gradul de transformare a cărbunilor OB, în conformitate cu tradiția adoptată în Federația Rusă, sunt împărțiți în trei grupe: maro, tari și antracit.

Cărbunele brun este cărbunele cu un stadiu scăzut de metamorfism, cu indici de reflectanță ai vitrinitei (huminite) mai mici de 0,6%, cu condiția ca puterea calorică mai mare a cărbunelui umed, fără cenușă, să fie mai mică de 24 MJ/kg. Există soiuri moi și dense de cărbuni bruni.

Cărbunele brun moale este pământesc, cu frunze, mai rar masiv și dens, mat și semi-mat, căpriu, maro, de culoare maro. Umiditatea acestuia variază între 40-60%. conținutul de carbon din materia organică este de 63-73%.

Cărbune brun dens - uniform sau cu benzi, cu dungi, semi-mat și mat, semilucitor și strălucitor maro sau negru cu o tentă maro. Într-o bucată, cărbunele are adesea o concoidă caracteristică, așchiată, uneori chiar fractură. În comparație cu cărbunele, cărbunele brun are o compoziție mai puțin densă, conține mai puțin carbon în materie organică, dar mai mult oxigen și se caracterizează printr-un randament ridicat de substanțe volatile. Conținutul de umiditate variază de la 19 la 44,5%.

În aer, cărbunele maro pierde rapid umiditatea liberă și crapă. OM-ul său este dominat de substanțe humice cu proprietăți acide și hidrofilitate ridicată. Când este tratat cu alcali, randamentul de acizi humici ajunge la 88% la soiurile moi și scade la 2% la soiurile cele mai dense. În timpul distilării uscate fără acces la aer, se eliberează o mulțime de substanțe volatile (33-60%). Randamentul de gudron primar variază de la câteva până la 25% sau mai mult. Puterea calorică netă Q i r variază de la 7 la 17 MJ/kg, cea mai mare ( Q s daf ) - combustibilul uscat fără cenușă atinge 29 MJ/kg. Culoarea liniei de pe o farfurie de porțelan nesmălțuit variază de la maro la negru (soiuri dense).

Cărbune se formează în stadiul de mijloc al metamorfismului cu o reflectanță a vitrinitei de la 0,4 la 2,59%, cu condiția ca puterea calorică mai mare (pentru starea umedă fără cenușă a cărbunelui) să fie egală sau mai mare de 24 MJ/kg, iar randamentul de substanțe volatile (pentru starea de cenuşă uscată a cărbunelui) este egal cu 8% sau mai mult. În comparație cu cărbunele brun, acesta se caracterizează printr-un grad mai mare de carbonizare (conținutul de carbon ajunge la 92%), de regulă, prin absența acizilor humici. Randamentul substanțelor volatile variază de la 8-50%. Când este încălzită fără acces la aer, materia organică a cărbunelui este sinterizată într-o măsură mai mare sau mai mică. Proprietatea de sinterizare este cea mai importantă atunci când se evaluează adecvarea cărbunelui pentru producția de cocs.

Antracitul aparține cărbunilor cu un stadiu înalt de metamorfism cu un indice de reflexie a vitrinitei de peste 2,59%, cu condiția ca randamentul de substanțe volatile (pe o stare uscată, fără cenușă de cărbune) să nu fie mai mic de 9%. Când eliberarea de substanțe volatile este mai mică de 8%, cărbunele cu un indice de reflexie a vitrinitei de 2,20 până la 2,59% (clasele 22-25) este de asemenea clasificat ca antracit. Antracitul este un cărbune dens de culoare gri-negru sau negru-gri, cu un luciu metalic și fractură concoidală. Se caracterizează prin densitate mare (1,42-1,8 g/cm), rezistivitate electrică scăzută (10-3-10 Ohm-m), microduritate mare (300-1470 cu). Antracitul are un randament scăzut de substanțe volatile: de la 1,5 la 9,0%, drept urmare flacăra sa este relativ fără fum. Conține puțină umiditate, iar compoziția sa elementară are un conținut scăzut de oxigen și hidrogen.

Rezervele geologice totale de cărbune conținute în formațiunile purtătoare de cărbune ale tuturor sistemelor geologice sunt de aproximativ 14.000 de miliarde de tone. Acestea sunt concentrate în următoarele țări (în miliarde de tone): Federația Rusă - 4731,9 (fosta URSS - 6800), SUA - 3600, China - 1500, Australia - 697, Canada - 547, Germania - 287, Africa de Sud - 206, Marea Britanie - 189, Polonia - 174, India - 125.

2. Aplicații

Este utilizat în principal în sectorul energetic și pentru producția de cocs, iar într-o măsură mai mică - pentru gazificare și semi-cocsificare, pentru producerea de combustibil rafinat (gaz și produse lichide) pentru nevoile casnice, în transport, în producția de cărămidă. , arderea varului și alte zone.

În volume relativ mici, cărbunele este utilizat în scopuri tehnologice speciale: producția de termoantracit și termografit, produse carbon-grafit, adsorbanți de carbon, carburi de siliciu și calciu, reactivi carbon-alcalini și ceară de rocă.

Direcția de utilizare a diferitelor mărci, grupuri și subgrupe tehnologice este prezentată în tabel. 1.

Cărbunele reprezintă aproximativ 35% din consumul global de energie. În 2007, în Rusia, aproximativ 28% din cărbunele extras a fost folosit în scopuri energetice, 22,8% pentru producția de cocs, 25,6% în alte industrii și 23,8% pentru nevoile interne.

Cărbunele brun nu este doar un combustibil energetic, ci și o materie primă valoroasă pentru prelucrarea tehnologică. Cocsul de lignit este utilizat pentru a înlocui cocsul metalurgic în producția de feroaliaje, fosfor și carbură de calciu. Adsorbanții granulați și semi-cocsul obținut din cărbune brun sunt de mare importanță. Au fost dezvoltate procese de hidrogenare a cărbunelui brun, noi metode de gazeificare a acestora și producerea de produse chimice. Cărbunii bruni din grupa tehnologică 1B sunt materii prime pentru producția de ceară de rocă utilizată în industria hârtiei, textile, piele, prelucrarea lemnului și construcții de drumuri.

Tabelul 1.

Instrucțiuni de utilizare a diferitelor mărci, grupuri și subgrupuri tehnologice

Semicocsurile de cărbune brun sunt folosite ca umpluturi pentru materiale plastice, diferite materiale compozite, ca absorbanți, schimbători de ioni și catalizatori. Cărbunele termic este obținut din cărbunii din grupele tehnologice 2B și 3B.

Peste 80% din cocsul de cărbune este folosit pentru topirea fontei. Alte produse de cocsificare, gaze, gudron sunt utilizate în industria chimică (35%), metalurgia neferoasă (30%), agricultură (23%), industria construcțiilor, transportul feroviar, construcțiile de drumuri (12%). Din produsele de cocsificare se obțin aproximativ 190 de tipuri de substanțe chimice. Aproximativ 90% din fibrele fabricate, 60% din materiale plastice, 30% din cauciuc sintetic sunt produse pe baza de compuși obținuți din prelucrarea cărbunelui. Industria cocsului este principalul furnizor de benzen, toluen, xilen, compuși aromatici cu punct de fierbere ridicat, ciclici, care conțin azot și sulf, fenoli, compuși nesaturați, naftalină, antracen.

Gudronul de gudron de cărbune este utilizat pentru a produce cocs de smoală, care este utilizat ca componentă a electrozilor în industria aluminiului, precum și în producția de fibre de carbon și negru de fum.

Conductivitatea electrică ridicată, rezistența comparativă la procesele de oxidare, rezistența crescută la medii agresive și abraziune determină o gamă largă de utilizare a antracitului în diverse industrii. Este un combustibil de calitate superioară, precum și materia primă de pornire pentru producerea de termoantracit, termografit, carbonizatoare, carburatoare, carburi de calciu și siliciu, electrozi pentru industria metalurgică, adsorbanți de carbon, preparate din grafit coloidal.

3. Compoziția cărbunelui

Principalele componente ale cărbunelui sunt componentele organice și incluziunile minerale. Se numesc componente organice care se disting la microscop, cu caracteristici morfologice caracteristice, culoare și reflectanță microcomponente (macerale). Spre deosebire de minerale, acestea nu au o formă cristalină caracteristică și o compoziție chimică constantă. Proprietățile chimice și fizice ale microcomponentelor se modifică în timpul procesului de carbonizare.

Există patru grupe de microcomponente: vitrinit, semivitrinit, inertinit și liptinit.

Microcomponente ale grupului vitrinite se caracterizează printr-o suprafață predominant plană, culoare gri de diverse nuanțe în lumina reflectată, un microrelief slab exprimat și capacitatea, cu un anumit grad de carbonizare, de a se transforma într-o stare plastică. Indicele de reflectare variază de la 0,4 la 4,5%. Microduritatea, în funcție de carbonizare și de factorii genetici, variază de la 200 la 350 MPa.

Microcomponente ale grupului semivitrinite din punct de vedere al proprietăților fizice și chimice, acestea ocupă o poziție intermediară între microcomponentele grupurilor vitripite și inertinite. Se caracterizează printr-o culoare gri-albicioasă de diferite nuanțe în lumina reflectată și absența microreliefului. Reflexia lor depășește întotdeauna reflectanța vitrinitei. Microduritatea variază de la 250 la 420 MPa. În timpul proceselor de cocsificare, microcomponentele din acest grup nu se transformă într-o stare plastică, dar sunt capabile să se înmoaie.

Microcomponente ale grupului inertinite caracterizat printr-o reflectanță ridicată și un microrelief pronunțat. Culoarea variază de la alb la galben. Microduritatea variază de la 500 la 2300 MPa. Microcomponentele din acest grup nu se transformă într-o stare plastică și nu se sinterizează.

Microcomponente ale grupului liptinitelor diferă unele de altele după caracteristicile morfologice. Culoarea liptinitei variază de la maro închis, negru la gri închis și gri. Acest grup are cea mai mică rată de reflexie: de la 0,21 la 1,59%. Microduritatea variază de la 80 la 250 MPa. În timpul cocsării, microcomponentele acestui grup formează o masă plastică mai mobilă în comparație cu vitrinitul.

Incluziunile minerale din cărbuni sunt minerale argiloase, sulfuri de fier, carbonați, oxizi de siliciu și altele.

Mineralele argiloase reprezintă în medie aproximativ 60-80% din totalul mineralelor asociate cărbunelui. Cel mai adesea ele sunt reprezentate de illit, sericit, montmorillonit și caolinit. Halloysite este mai puțin comun.

Mineralele argiloase sunt compuse din particule de până la 100 de microni. Acestea apar sub formă de lentile, straturi intermediare sau particule fin dispersate în vitrină. Adesea, cavitățile sunt realizate în componente cu o structură botanică sau secțiunile lor individuale sunt înlocuite. Straturile de cărbune conțin uneori straturi de tonstein, în care principalul mineral care formează roca este caolinitul.

Cele mai comune sulfuri de fier sunt pirita, marcazitul și melnikovita. Forma prezenței lor în straturi este diferită și este determinată de condițiile de formare. Formațiunile singenetice apar sub formă de boabe individuale, pseudomorfe din resturi de plante, noduli și straturi intermediare. Sulfurile epigenetice efectuează de obicei fisuri.

Carbonații sunt reprezentați de calcit, siderit, dolomit și ankerit. Calcitul formează adesea straturi subțiri sau umple crăpăturile în cărbune. Siderita apare sub formă de formațiuni rotunde sau ovale (ooliți) sau umple cavitățile fragmentelor de plante.

Oxizii de siliciu sunt reprezentați în cărbuni prin cuarț, calcedonie, opal și alte minerale.

Cuarțul apare sub formă de mici straturi intermediare, granule rotunjite și cilindrice și uneori formează lentile destul de mari. Calcedonia se găsește relativ mai rar, de obicei împreună cu cuarțul. În zonele de intemperii ale cărbunelui din unele bazine, se observă gips care umple fisuri, mai rar sub formă de noduli.

Alte incluziuni minerale sunt în principal hidroxizi de fier, fosfați, feldspați și săruri.

4. Utilizarea cărbunelui în sectorul energetic.

Cărbunii de toate mărcile și tipurile pot fi folosiți pentru ardere. Principalii indicatori ai calității cărbunelui cu abur sunt umiditatea de lucru și higroscopică, conținutul de cenușă, randamentul în materie volatilă, conținutul de sulf, compoziția sitei, puterea calorică mai mică a combustibilului de lucru, compoziția și fuzibilitatea cenușii. Pentru arderea stratificată sunt reglementați și indicatorii rezistenței mecanice și rezistenței termice a cărbunelui, pentru cărbunele pulverizat - macinabilitate.

Cerințele industriei pentru cărbunii termici sunt reglementate de standardele de stat care limitează conținutul maxim de umiditate, conținutul de cenușă, dimensiunea bucăților și conținutul de rocă.

Arderea stratului impune cele mai stricte cerințe privind combustibilul. Cele mai importante caracteristici sunt compoziția sitei, capacitatea de aglomerare, conținutul de cenușă, eliberarea de substanțe volatile, reactivitatea și capacitatea termică a combustibilului. Conținerea atât în ​​bucăți fine, cât și în bucăți mari în cărbuni nu este de dorit. Pentru focarele cu strat standard, cele mai potrivite bucăți de combustibil sunt următoarele dimensiuni: 6-12 mm (cărbuni bruni), 12-25 și 25-50 mm (cărbuni tari).

Arderea în pat de flare impune cerințe mai puțin stricte asupra compoziției sitei de combustibil. Pentru focarele de acest tip sunt furnizate ecrane, cărbuni bruti și cărbuni cu dimensiuni de 0-25, 0-50 mm.

Metoda de ardere a cărbunelui pulverizat- de bază în energie la scară largă și vă permite să ardeți combustibil cu un conținut de cenușă de până la 45% și o umiditate de până la 55%. Combustibilul în timpul arderii cărbunelui pulverizat este pre-măcinat și uscat (pentru cărbuni cu umiditate ridicată). Cerințe crescute pentru stabilitatea compoziției cărbunelui, compoziția și proprietățile cenușii și capacitatea de măcinare a combustibilului.

Cerințele stricte pentru studiul compoziției și proprietăților cenușii sunt impuse cărbunilor cu cenușă cu punct de topire scăzut ars în cuptoare cu îndepărtarea zgurii lichide. Pentru arderea pulverizată, se furnizează cărbuni bruti, substanțe medii și ecrane de toate gradele, care nu sunt potrivite pentru cocsificare și alte scopuri speciale. Conținutul de sulf al cărbunilor este limitat. Posibilitățile de utilizare a cărbunilor cu conținut ridicat de sulf sunt limitate în principal de conținutul de gaze nocive și conținutul de cenușă, consumul de combustibil, înălțimea coșurilor de fum și posibilitatea identificării zonelor de protecție sanitară.

Cărbuni pentru cuptoare de ciment. Cerințele pentru cărbunii destinați cuptoarelor de ciment normalizează conținutul de cenușă, umiditate, randamentul de substanțe volatile, grosimea stratului de plastic, căldura de ardere, nodulitatea, conținutul de fine și impurități minerale.

Cărbuni pentru cuptoare de var. Cerințele pentru acești cărbuni includ restricții privind conținutul de cenușă, umiditate, nodulitate, conținut de fine și compoziția gradului.

Cărbuni pentru arderea cărămizilor.În cărbunii pentru producția de cărămidă, conținutul de cenușă, umiditatea, grosimea stratului de plastic, căldura de ardere, randamentul volatil, nodulitatea, conținutul de fine și impurități minerale sunt standardizate.

Cărbuni pentru nevoile municipale. Cerințele pentru acești cărbuni determină compoziția gradului și grupele de cărbuni, randamentul de substanțe volatile, grosimea stratului de plastic, căldura de ardere, umiditatea, nodulitatea, conținutul de fine și impurități minerale.

5. Testarea calitatii carbunilor

Toți indicatorii compoziției și proprietăților cărbunelui și caracteristicile lor de calitate au simboluri sub formă de simboluri și indici alfabetici.

Stări analizate ale cărbunelui: de lucru (d), analitic (a), uscat (d).

Stări condiționate ale cărbunelui: fără cenușă uscată (daf), fără cenușă umedă (af), materie organică (o).

Toate proprietățile și parametrii care caracterizează calitatea cărbunelui sunt determinați în conformitate cu documentele de reglementare și metodologice, a căror listă este dată în anexă.

În fiecare cusătură de lucru, litotipurile de cărbune sunt identificate macroscopic și se determină compoziția medie de microcomponente a litotipurilor identificate și a cusăturii în ansamblu.

Notare- caracteristicile cantitative ale cărbunelui după dimensiunea bucăților - standardizate pentru toate tipurile de utilizare. Cărbunele este împărțit în clase de mărime prin sortarea (cerarea) pe site cu găuri de dimensiuni adecvate.

Putere mecanică cărbunele este studiat în funcție de doi parametri: capacitatea cărbunelui de a menține dimensiunea pieselor la impact și la abraziune. Este necesar atunci când se utilizează cărbuni pentru gazeificare, producând termoantracit, în industriile de electrozi și turnătorie.

Rezistenta termica carbunele se caracterizeaza prin rezistenta mecanica in bucati dupa tratamentul termic. Se studiază în cărbuni destinați arderii în cuptoare de vehicule, semi-cocsificare, hidrogenare și producere antracite de electrozi de turnătorie.

Proprietăți electrice servesc la aprecierea etapelor metamorfismului: cărbunii în trepte joase sunt dielectrici, în trepte medii sunt semiconductori, în trepte înalte (antraciți) sunt conductori.

Densitatea cărbunilorîi caracterizează porozitatea. În stare naturală, cărbunele extras din adâncuri prezintă de obicei numeroase fisuri și include pori (cavități) de diferite forme și dimensiuni. Există reale (dr) si aparent (d a), porozitate închisă și deschisă.

Analiza elementară include determinarea conținutului în materia organică a următoarelor elemente de bază: carbon, hidrogen, azot, oxigen și sulf organic. Deoarece carbonul, hidrogenul și oxigenul sunt conținute în partea minerală a cărbunilor, sunt incluse în compoziția carbonaților, oxizilor și sunt conținute și în apa de hidratare a silicaților, conținutul acestor elemente se distinge în mod corespunzător: total (c t , Ht , o t), în materie organică (c o , H o , o o) iar în partea minerală a cărbunilor (c m , H m , o m) .

Analiza tehnica combină determinarea principalilor indicatori ai calității cărbunelui, prevăzuți de cerințele documentelor de reglementare pentru toate tipurile de utilizare a acestora. Indicatorii de calitate a cărbunelui includ: umiditatea, conținutul de cenușă, conținutul de sulf, conținutul de fosfor, randamentul în materie volatilă, puterea calorică. În cazurile în care direcția de utilizare a cărbunelui dintr-un anumit zăcământ este suficient de determinată, se efectuează o analiză tehnică scurtată, inclusiv determinarea numai a conținutului de cenușă al cărbunelui, a conținutului de umiditate și a randamentului de substanțe volatile.

Continut de cenusa Este raportul (în %) dintre masa de reziduu anorganic (cenuşă) obţinută după arderea completă a cărbunelui şi masa probei de cărbune studiată. Componentele principale - oxizi Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K , oxizii au o importanță subordonată Ti, P, Mn . Randamentul și compoziția cenușii depind de natura cărbunelui, de condițiile arderii acestuia (în primul rând de viteza de incinerare și de temperatura finală de calcinare). Pe baza compoziției cenușii, cărbunii sunt împărțiți în siliciu ( SiO2 40-70%), alumină ( A 2 O 3 30-45%), feruginoase ( Fe2O3 > 20%), calcaroase ( CaO - 20-40%).

Umiditatea este împărțită în suprafață (umiditate umedă), maxim ( Wmax capacitatea de umiditate a cărbunelui, caracteristică naturii sale chimice, compoziția petrografică, gradul de carbonizare), cărbunele uscat la aer (reprezentat prin apă legată de adsorbție și caracterizează porozitatea și proprietățile hidrofile ale suprafeței particulelor de cărbune) și total (cantitatea totală de exterioară). umiditatea și umiditatea cărbunelui uscat la aer).

Conținut de sulf de cărbune. Fracția de masă a sulfului total (S t d) în cărbuni variază foarte mult. Pe baza acestei valori, cărbunii sunt împărțiți în sulf scăzut (până la 1,5%), sulf mediu (1,5-2,5%). sulf (2,5-4%) și cu conținut ridicat de sulf (mai mult de 4%). Sulful face parte din materia organică, partea minerală a cărbunelui și este uneori prezent sub formă elementară. Se disting următoarele tipuri de sulf: organic (Asa de), sulfură (S s), sulfat (SSO4).

Eliberarea de substanțe volatile (V) evaluat la punerea cărbunelui fără acces la aer prin viteza de descompunere în produse gazoase și vapori și pliuri solide nevolatile. Compoziția produselor volatile este gudron primar (pentru cărbuni brun) sau gudron de cărbune (pentru cărbuni). Sunt făcute din gaze (CO, CO2, H2, CH2) și hidrocarburi volatile și derivații acestora, precum și apă.

Puterea calorică a cărbunelui (Q) folosit pentru a compara proprietățile termice ale cărbunilor din diferite zăcăminte și grade între ele și cu alte tipuri de combustibil. Puterea calorică este determinată prin măsurarea cantității de căldură eliberată pe unitatea de masă de cărbune în timpul arderii sale complete într-o bombă calorimetrică într-un mediu cu oxigen comprimat în condiții standard. Prin recalculări corespunzătoare ale valorilor căldurii de ardere se obțin valorile celei mai mari călduri de ardere (Q s) cu excluderea căldurii obţinute din cauza formării acidului şi mai scăzute (Qi) putere calorică cu excluderea suplimentară a căldurii obţinute din cauza evaporării apei.

Proprietățile termice ale cărbunilor sunt caracterizate prin proprietăți de aglomerare și cocsificare.

Capacitate de aglomerare- proprietatea cărbunelui, atunci când este încălzit fără acces la aer, de a se transforma într-o stare plastică cu formarea unui reziduu nevolatil legat. Proprietatea cărbunilor de a sinteriza un material inert cu formarea unui astfel de reziduu se numește capacitate de sinterizare. Când cărbunii cu o anumită compoziție petrografică și grad de carbonizare sunt încălziți peste 300°C fără acces la aer, din ei sunt eliberate gaze și produse lichide. La o temperatură de 500-550°C, masa se întărește și se formează un reziduu solid sinterizat - semi-cocs. Cu o creștere suplimentară a temperaturii (până la 1000 C și mai mult) în semi-cocs conținutul de oxigen, hidrogen, sulf scade, iar conținutul de carbon crește. Semi-cocs se transformă în cocs. Cărbunii din etapele II-V de metamorfism și o anumită compoziție petrografică au sinterabilitate.

Capacitate de cocsificare- proprietatea cărbunelui zdrobit de a sinteriza cu formarea ulterioară a cocsului cu o dimensiune și rezistență specificate a pieselor. Se studiază prin metode directe (cocsificare de laborator, cutie și semiplant) și indirecte.

Analiza grupului Cel mai adesea este folosit pentru a evalua calitatea cărbunelui brun, în care, atunci când este tratat cu solvenți sau reactivi chimici, o parte din masa organică a cărbunelui intră în soluții, iar unele substanțe obținute din extracte (bitumuri, acizi humici) sunt utilizate în diverse sectoare ale economiei nationale. Bitumul extras din cărbunii maro deschis cu solvenți organici (benzen, benzină etc.) este reprezentat în principal de ceară și rășini. Conținutul minim de bitum ceros din cărbunii bruni folosit în industrie este de 7%. Acizii humici ai cărbunelui sunt un amestec de substanțe organice amorfe acide cu molecular înalt, de culoare închisă, cu un grad ridicat de oxidare și hidrofilicitate, extrase din cărbune cu soluții alcaline apoase. Randamentul de acizi humici din cărbunii bruni și oxidați variază de la zero la 100% din masa organică.

Microelemente in carbuni se gasesc atat in masa organica cat si in masa minerala. Sunt reprezentați de compuși ai metalelor neferoase, rare și oligoelemente, a căror concentrație totală nu depășește de obicei 1% din masa uscată a cărbunelui.
Uraniul și germaniul sunt de cea mai mare importanță practică pentru extracție. În plus, pe parcurs pot fi extrase galiu, vanadiu și altele.
Pentru a determina conținutul de elemente „minore” din cărbuni, se folosesc metode spectrale, spectrofotometrice, de activare și de absorbție atomică.

Aplicații

Clasificarea cărbunilor după mărimea pieselor(GOST 19242-73)

Condiții termobarice ale interiorului Pământului care au dus la formarea cărbunelui de anumite grade

Inginerie minieră. GOST R 51591-2000: Cărbuni maro, tari și antracit. Cerințe tehnice generale. OKS: minerit și minerale, cărbuni. Standardele GOST. Cărbuni maro, tari și antracit. tehnic general.... clasa=text>

GOST R 51591-2000

Cărbuni maro, tari și antracit. Cerințe tehnice generale

GOST R 51591-2000
Grupa A13

STANDARDUL DE STAT AL FEDERATIEI RUSA

Cărbuni maro, piatră și antracit
Cerințe tehnice generale
Cărbuni bruni, cărbuni tari și antracit.
Cerințe tehnice generale

OK 75.160.10*
OKP 03 2200

_____________________

* În indexul „Standarde naționale” 2004 - OKS 75.160.10 și 73.040. -

Notă.

Data introducerii 2001-01-01

Prefaţă

1 DEZVOLTATĂ de Comitetul Tehnic de Standardizare TC 179 „Solid Mineral Fuel” (Institutul de Cercetare și Proiectare Cuprinzătoare pentru Îmbogățirea Combustibililor Fosili - IOTT)

2 ADOPTAT ȘI INTRAT ÎN VIGOARE prin Rezoluția Standardului de Stat al Rusiei din 21 aprilie 2000 N 116-st

1 domeniu de utilizare

1 domeniu de utilizare

Acest standard se aplică unui grup de produse omogene - maro, cărbuni și antracit, precum și produselor de îmbogățire și sortare a acestora (denumite în continuare produse din cărbune) și stabilește indicatori de calitate care caracterizează siguranța produselor și care fac obiectul includerii obligatorii. în documentația pe care sunt fabricate produsele.

2 Referințe normative

Acest standard folosește referințe la următoarele standarde:
GOST 8606-93 (ISO 334-92) Combustibil mineral solid. Determinarea sulfului total. metoda Eschk
GOST 9326-90 (ISO 587-91) Combustibil mineral solid. Metode de determinare a clorului
GOST 10478-93 (ISO 601-81, ISO 2590-73) Combustibil solid. Metode de determinare a arsenului
GOST 11022-95 (ISO 1171-81) Combustibil mineral solid. Metode de determinare a conținutului de cenușă
GOST 25543-88 Cărbuni maro, tari și antracit. Clasificarea după parametri genetici și tehnologici

3 Cerințe tehnice

3.1 Clasificarea cărbunilor în funcție de parametrii genetici și tehnologici - conform GOST 25543.

3.2 Produsele din cărbune sunt împărțite în cărbune îmbogățit sortat și nesortat (denumit în continuare cărbune îmbogățit), cărbune sortat neîmbogățit, cărbune brut, produs intermediar (produs mediu), cerne și nămol.

3.3 Indicatorii de calitate care caracterizează siguranța produselor din cărbune sunt prezentați în Tabelul 1. Standardele pentru acești indicatori sunt stabilite în documente pentru produse specifice ale întreprinderilor individuale, dar nu trebuie să depășească valorile prevăzute de acest standard.
tabelul 1

3.4 Metodele de testare indicate în Tabelul 1 sunt arbitrare și pot fi incluse în documentația care reglementează calitatea produselor din cărbune.
Este permisă utilizarea altor metode de testare care nu sunt inferioare ca precizie celor specificate în tabelul 1.

CONSILIUL INTERSTATAL DE STANDARDIZARE. METROLOGIE ȘI CERTIFICARE

CONSILIUL INTERSTATAL DE STANDARDIZARE. METROLOGIE ȘI CERTIFICARE

INTERSTATAL

STANDARD

Cărbuni maro, piatră și antracit

Nomenclatura indicatorilor de calitate

Publicație oficială

Stand Rtiiform 2015

Prefaţă

Obiectivele, principiile de bază și procedura pentru realizarea lucrărilor privind standardizarea interstatală sunt stabilite de GOST 1.0-92 „Sistemul de standardizare interstatală. Dispoziții de bază” și GOST 1.2-2009 „Sistem de standardizare interstatală. Standarde interstatale, reguli și recomandări pentru standardizarea interstatală. Reguli de dezvoltare, adoptare, aplicare. actualizări și anulări"

Informații standard

1 DEZVOLTAT de Comitetul Tehnic de Standardizare TK179 a Combustibil mineral solid"

2 INTRODUS de Agenția Federală pentru Reglementare Tehnică și Metrologie (Rosstandart)

3 ADOPTAT de Consiliul Interstatal pentru Standardizare, Metrologie si Certificare (protocol din 5 decembrie 2014 Nr. 46)

4 Prin Ordinul Agenției Federale pentru Reglementare Tehnică și Metrologie din 20 mai 2015 nr. 397-st, standardul interstatal GOST 33130-2014 a fost pus în vigoare ca standard național al Federației Ruse la 1 aprilie 2016.

5 INTRODUS PENTRU PRIMA Oara

Informațiile despre modificările aduse acestui standard sunt publicate în indexul anual de informații „Standarde naționale”, iar textul modificărilor la standarde este publicat în indexul lunar de informații „Standarde naționale”. În cazul revizuirii (înlocuirii) sau anulării acestui standard, avizul corespunzător va fi publicat în indexul lunar de informare „Standarde naționale”. Informațiile relevante, avizele și textele sunt postate și pe sistemul de informare publică - pe site-ul oficial al Agenției Federale pentru Reglementare Tehnică și Metrologie pe internet

© Standardinform. 2015

În Federația Rusă, acest standard nu poate fi reprodus integral sau parțial. replicat și distribuit ca publicație oficială fără permisiunea Agenției Federale pentru Reglementare Tehnică și Metrologie

STANDARD INTERSTATAL

CARBUNI MARO SI ANTRACIT Nomenclatura indicatorilor de calitate Carbuni bruni, carbuni tari si antracitul. Sistemul de indice de calitate a produsului

Data introducerii - 01-04-2016

1 domeniu de utilizare

Acest standard se aplică cărbunilor bruni, bituminoși și antracit brut, sortați. îmbogățite, concentrate, precum și produse industriale. nămol și combustibil aglomerat din cărbuni bruni și lignine. cărbuni tari și antraciți și stabilește o serie de indicatori de calitate.

Indicatorii de calitate stabiliți prin prezentul standard sunt utilizați la identificarea produselor și la stabilirea cerințelor de calitate a produselor în documentația de reglementare și tehnică. la confirmarea conformității, precum și în contracte și documente de expediere în timpul circulației produsului. Dacă sunt necesare caracteristici detaliate ale cărbunilor, ținând cont de cerințe speciale în funcție de domeniile de utilizare, de comun acord cu consumatorul, se determină indicatori suplimentari (nemenționați în Tabelul 1) în conformitate cu standardele actuale.

GOST ISO S62-2012 1) Cărbune și cocs. Determinarea randamentului de substanțe volatile GOST ISO 589-2012 2 > Cărbune. Determinarea umidității totale GOST ISO 1171-2012 3) Combustibil mineral solid. Determinarea conținutului de cenușă GOST 1186-2014 Cărbuni. Metodă de determinare a indicatorilor plastometrici GOST 1916-75 Cărbuni bruni, cărbuni tari, antracit, brichete de cărbune și șisturi combustibile. Metode de determinare a conținutului de impurități minerale (roci) și fine

GOST 1932-93 (ISO 622-81) Combustibil solid. Metode de determinare a fosforului GOST 2059-95 (ISO 351-96) Combustibil mineral solid. Metodă de determinare a sulfului total prin ardere la temperatură ridicată

GOST 2093-82 Combustibil solid. Metoda sită pentru determinarea distribuției mărimii particulelor GOST 2408.1-95 (ISO 625-96) Combustibil mineral solid. Metode de determinare a carbonului și hidrogenului

GOST 2408.3-95 (ISO 1994-76) Combustibil solid. Metode de determinare a oxigenului GOST 2408.4-95 (ISO 609-96) Combustibil mineral solid. Metode de determinare a carbonului și hidrogenului prin ardere la temperaturi ridicate

GOST 3168-93 (ISO 647-74) Combustibil mineral solid. Metode de determinare a randamentelor produselor de semi-cocsificare

1 > GOST R 55660-2013 este în vigoare pe teritoriul Federației Ruse.

e > GOST R 55661-2013 (ISO 1171:2010) este în vigoare pe teritoriul Federației Ruse.

Publicație oficială

GOST ISO 5068-1-2012) Cărbuni bruni și ligite. Determinarea conținutului de umiditate. Partea 1. Metoda gravimetrică indirectă pentru determinarea umidității totale

GOST ISO 5068-2-2012 > Cărbuni bruni și ligite. Determinarea conținutului de umiditate. Partea 2. Metoda gravimetrică indirectă pentru determinarea umidității într-o probă analitică

GOST ISO 5071-1-2013 > Maro-cărbune și ligite. Determinarea randamentului de substante volatile intr-o proba analitica. Partea 1: Metoda cu două cuptoare

GOST 7303-90 Antracit. Metoda de determinare a randamentului volumetric al substantelor volatile GOST ISO 7404-3-2012 > Metode de analiza petrografica a carbunilor. Partea 3. Metoda de determinare a compoziției maceralelor

GOST ISO 7404-5-2012 s) Metode de analiză petrografică a cărbunilor. Partea 5. Metoda de determinare microscopică a indicelui de reflexie al vitrinitei

GOST 8606-93 (ISO 334-92) Combustibil mineral solid. Determinarea sulfului total. metoda Eschk

GOST 8858-93 (ISO 1018-75) Cărbuni bruni, cărbuni tari și antracit. Metode de determinare a capacității maxime de umiditate

GOST 8930-94 Cărbuni. Metoda de determinare a oxidării

GOST 9318-91 (ISO 335-74) Cărbune. Metodă de determinare a capacității de sinterizare prin

GOST 9326-2002 (ISO 587-97) Combustibil mineral solid. Metode de determinare a clorului GOST 9517-94 (ISO 5073-85) Combustibil solid. Metode de determinare a randamentului de acizi humici

GOST 10478-93 (ISO 601-81, ISO 2590-73) Combustibil solid. Metode de determinare a arsenului

GOST 10538-87 61 Combustibil solid. Metode de determinare a compoziției chimice a cenușii GOST ISO 11722-2012 71 Combustibil mineral solid. Cărbune. Determinarea umidității într-o probă analitică pentru analiză generală, uscată într-un curent de azot

GOST 13324-94 (ISO 349-75) Cărbuni. Metodă de determinare a parametrilor dilatometrici în aparatul Audibert-Arnoux

GOST ISO 11723-2012 e 1 Combustibil mineral solid. Determinarea conținutului de arsen și seleniu. Metodă folosind amestecul Eschka și formarea de hidrură

GOST 15489.2-93 (ISO 5074-80) Cărbuni. Metodă de determinare a coeficientului de măcinare conform Hardgrove

GOST ISO 15585-2013 Cărbune. Determinarea indicelui de sinterizare

GOST 16126-91 (ISO 502-82) Cărbune. Metoda de sinterizare Gray-King

GOST ISO 17246-2012 9f Cărbune. Analiza tehnica

GOST 20330-91 (ISO 501-81) Cărbune. Metodă de determinare a indicelui de umflare într-un creuzet GOST 25543-2013 Cărbuni maro, tari și antracit. Clasificarea după parametri genetici și tehnologici

GOST 28663-90 Cărbuni bruni (cărbuni de rang scăzut). Codificarea

GOST 28743-93 (ISO 333-96) Combustibil mineral solid. Metode de determinare a azotului GOST 28974-91 101 Cărbuni bruni, duri și antracit. Metode de determinare a beriliului, bor, mangan, bariu, crom, nichel, cobalt, plumb, galiu, vanadiu, cupru, zinc, molibden, ytriu și lantan

GOST 29087-91 (ISO 352-81) Combustibil mineral solid. Metodă de determinare a clorului prin ardere la temperatură ridicată

GOST 30313-95 Cărbuni tari și antracit (cărbuni de rang mediu și înalt). Codificarea

GOST 30404-2013 (ISO 157:1996) Combustibil mineral solid. Determinarea formelor de sulf

GOST 32465-2013 (ISO 19579:2006) Combustibil mineral solid. Determinarea sulfului folosind electrometrie IR

GOST 32978-2014 (ISO 540:2008) Combustibil mineral solid. Determinarea fuzibilității

GOST 32980-2014 (ISO 15237:2003) Combustibil mineral solid. Determinarea conținutului total de mercur

Notă - Când utilizați acest standard, este recomandabil să verificați valabilitatea standardelor de referință în sistemul de informare publică - pe site-ul oficial al Agenției Federale pentru Reglementare Tehnică și Metrologie pe Internet sau folosind indexul anual de informații „Standarde naționale” , care a fost publicată de la 1 ianuarie a anului în curs, și pe numerele indexului lunar de informații pentru anul în curs. Dacă standardul de referință este înlocuit (schimbat), atunci când utilizați acest standard ar trebui să vă ghidați după standardul de înlocuire (modificat). Dacă standardul de referință este anulat fără înlocuire, atunci prevederea la care se face referire la acesta se aplică în partea care nu afectează această referință.

3 Nomenclatorul indicatorilor de calitate

Gama de indicatori de calitate pentru cărbuni și produse din cărbune este prezentată în Tabelul 1.

Tabelul 1 - Nomenclatorul indicatorilor de calitate ai cărbunilor și produselor din cărbune

Prodopzhemie tabelul 1

Sfârșitul tabelului 1

Tabelul 8, Tabelul 2 prezintă indicatorii de calitate pentru diferite tipuri de produse din cărbune. Semnul „♦” din Tabelul 2 înseamnă că indicatorul specificat este determinat pentru un anumit tip de produs din cărbune.

Tabelul 2 - Indicatori de calitate pentru diferite tipuri de produse din cărbune

Prodopzhemie tabelul 2

Continuarea tabelului 2

Sfârșitul tabelului 2

UDC 662.7:006.354 MKS 75.160.10

Cuvinte cheie: cărbune, produse din cărbune, indicatori de calitate

Redactor I. V. Kirilenko Redactor tehnic V.N. Prusakova Corector V.I. Varentsovv Aspect computer L.A. Circular

Tipare arial.

Predată pentru recrutare 07.02.2015. Semnat la 11 septembrie 2015. Format 60*64

Usp. cuptor l. 1.40. Uch „terminat. l. 0,90. Tiraj 35 eo. Zach. 2950.

Publicat și tipărit de Întreprinderea Unitară de Stat Federal „STANDARTINFORM”. 123995 M(

GOST R 52911-2013 este în vigoare pe teritoriul Federației Ruse.

> GOST R 52917-2008 (ISO 11722:1999) nu este valabil pe teritoriul Federației Ruse.

ISO S066-2:2007).

3> GOST R 5S660-2013 este valabil pe teritoriul Federației Ruse.

4) GOST R 5S662-2013 (ISO 7404-3:2009) este în vigoare pe teritoriul Federației Ruse.

*> GOST R 55659-2013 (ISO 7404-5:2009) este în vigoare pe teritoriul Federației Ruse.

*> GOST R 54237-2010 este, de asemenea, în vigoare pe teritoriul Federației Ruse.

) GOST R 52917-2008 (ISO 11722:1999) este valabil pe teritoriul Federației Ruse.

ISO 5068-2:2007).

> GOST R 54242-2010 (ISO 11723:2004) este în vigoare pe teritoriul Federației Ruse.

GOST R 53357-2013 (ISO 17246:2010) este în vigoare pe teritoriul Federației Ruse.

0 > Pe teritoriul Federației Ruse, se aplică și GOST R 54239-2010 (ISO 23380:2008).