Павлов В.И. Метрология, стандартизация и управление качеством продукции(для угольной промышленности)

Подождите немного. Документ загружается.

ги. Последняя при быстром нагревании испаряется, способствуя разрушению

углей. Такое же действие оказывают летучие вещества и минеральные при-

меси с коэффициентом теплового расширения, отличным от коэффициента

теплового расширения органической массы углей.

Термохимическая стойкость - способность сопротивляться хими-

ческому разложению при нагревании; возрастает с увеличением стадии ме-

таморфизма.

Тепловые свойства. Угли представляют собой неоднородные тела, со-

стоящие из твердых ингредиентов и воздушных прослоек (ячеек), и прибли-

жаются по своим тепловым свойствам к теплоизоляторам.

Коэффициент теплопроводности - количество тепла, проходящее в

1 ч через 1 м пластины толщиной в 1 м при разности температур 1 °С. Он яв-

ляется в основном функцией Температуры и физической геометрии образцов.

С ростом температуры коэффициент теплопроводности повышается.

Наименьшими значениями теплопроводности характеризуются угли

средней стадии метаморфизма, в первую очередь жирные и коксовые. Зна-

чение коэффициента теплопроводности выше у газовых углей, тощих и ан-

трацитов. Теплопроводность органической массы углей значительно ниже

теплопроводности минеральных включений, поэтому коэффициент тепло-

проводности возрастает с увеличением зольности углей.

Теплоемкость углей - количество тепла, которое необходимо сообщить

единице массы исходного вещества (или единице объема), чтобы повысить

его температуру на 1 °С. В температурном интервале 7О - 250°С зависимость

теплоемкости от температуры для большинства углей линейна.

Диэлектрические свойства углей характеризуются диэлектрической

проницаемостью, которая показывает во сколько раз сила взаимодействия

двух электрических зарядов в углях меньше, чем в вакууме. При взаимодей-

ствии электрических зарядов углях часть энергии необратимо преобразуется

в тепло (диэлектрические потери), в результате чего уголь нагревается. Ди-

электрическая проницаемость и диэлектрические потери зависят от многих

факторов, в том числе частоты электрического тока, стадии метаморфизма

углей, содержания в них углерода, температуры нагрева и т. д.

Установлено, что диэлектрические потери резко увеличиваются при нагреве

углей, начиная примерно с температуры б00°С.

Электрическое сопротивление. Угли всех марок по своим свойствам

относятся к классу полупроводников. Электрическое сопротивление углей за-

висит от химического и минерального состава, влажности, температуры, ста-

дии метаморфизма и других факторов. Удельное электрическое сопротивле-

ние, определенное в порошке при комнатной температуре и атмосферном

давлении, составляет: для донецких углей марок Г и Ж1О —2.1010 Ом•см

для антрацитов 5.105-2.106 Ом•см.

8.2 Технологические свойства углей

Решение о рациональном использовании угля в народном хозяйстве

производится в соответствии с его технологическими свойствами. На осно-

вании изучения технологических свойств определяется стадия метаморфизма

угля, производится классификация по маркам, технологическим группам.

Основными параметрами при классификации углей по маркам и техно-

логическим группам приняты: выход летучих веществ на сухую беззольную

массу, толщина пластического слоя и общая влага. Кроме того, для отнесе-

ния некоторых углей к определенной марке используется характеристика не-

летучего остатка, объемный выход летучих веществ на беззольную массу,

удельная теплота сгорания, индекс Рога, выход первичной смолы.

Для генетической классификации по классам, категориям, типам и под-

типам используются оптические свойства (средний показатель отражения

витринита и анизотропия отражения нитринита) и петрографический состав

(содержание фюзенизированных компонентов) угля, а также выход летучих

веществ на сухое беззольное состояние, теплота сгорания на влажное без-

зольное состояние.

Массовая доля общей влаги на беззольное состояние и выход первич-

ной смолы на беззольное состояние приняты в качестве основных парамет-

ров в международной классификации бурых углей.

Выход летучих веществ на сухую беззольную массу V

daf

, теплота

сгорания, спекаемость (индекс Рога ) и коксуемость (максимальное расши-

рение по дилатометру или тип кокса по Грей-Кингу) приняты в качестве па-

раметров международной классификации каменных углей.

Лекция №9

9.1. Классификация углей генетическим и технологическим пара-

метрам

С целью определения ресурсов и рационального использования углей в

действие единая классификация углей по генетическим и технологическим

параметрам (ГОСТ 25543—82).

Ископаемые угли разделяются на виды, классы, категории, типы, под-

типы и кодовые номера.

Виды: бурые, каменные и антрациты подразделяют в зависимости от

значения среднего показателя отражения витринита, теплоты сгорания на

влажное беззольное состояние и выхода летучих веществ на сухое беззольное

состояние (табл.6.1).

Таблица 6.1 – Подразделение углей на виды

Вид угля R

,% Q, МДж/кг

daf

, %

Бурый

Каменный

Антрацит

< 0,5

0,5-2,39

2,4 и более

< 24

24 и более

9 и более

< 9

Классы подразделяют - по среднему показателю отражения витринита

(табл. 4);

Категории по содержанию фюзенизированных компонентов на чистый

уголь:

Подразделение углей на категории

Категория

1 2 4 6 7

∑ОК, % < 21

21-35

36-50

51-65

> 65

Таблица 6.2 – Подразделение углей на классы

Вид угля Класс

Бурый 02

< 0,3 вкл.

От 0,3 до 0,39 вкл.

От 0,4 до 0,49 вкл.

Каменный

От 0,5 до 0,64 вкл.

От 0,65 до 0,74 вкл.

От .,75 до 0,84 вкл.

От 0,85 до 0,99 вкл.

От 1 до 1,14 вкл.

От 1,15 до 1,29 вкл.

От 1,3 до 1,49 вкл.

От 1,5 до 1,74 вкл.

От 1,75 до 1,99 вкл.

От 2 до 2,39 вкл.

Антрацит 27

От 2,4 до 2,99 вкл.

От 3 до 3,59 вкл.

От 3,6 до 4,49 вкл.

От45 и более

Типы - по максимальной влагоемкости на беззольное состояние для бу-

рых углей, выходу летучих веществ на сухое беззольное состояние для ка-

менных углей и объемному выходу летучих веществ на сухое беззольное со-

стояние и для антрацита (табл. 5).

Подтипы - по выходу смолы полукоксования на сухое беззольное со-

стояние для бурых углей, толщина пластического слоя у и индексу Рога RI

для каменных углей, анизотропии отражения витринита А

для антрацитов

(табл. 6).

Кодовые номера - семизначное кодовым число, в котором:

- первые две цифры, составляющие двузначное число, указывают

класс и характеризуют среднее значение показателя отражения витринита

для данного класса, умноженное на 10;

- третья цифра, составляющая однозначное число, указывает катего-

рию и характеризует среднее значение суммы фюзенизированных компонен-

тов, деленное на 10;

- четвертая и пятая цифры, составляющие двузначное число, ука-

зывают тип и характеризуют: для бурых углей — среднее значение макси-

мальной влагоемкости, для каменных углей — среднее значение выхода

летучих веществ на сухое беззольное состояние, для антрацитов — среднее

значение объемного выхода летучих веществ на сухое беззольное состояние

для данного типа;

- шестая и седьмая цифры, составляющие двузначное число, указыва-

ют подтип и характеризуют: для бурых углей — среднее значение выхода

смолы полукоксования на сухое беззольное состояние, для каменных углей

— среднее значение толщины пластического слоя, для антрацитов — среднее

значение анизотропии, отражения витринита для данного подтипа.

Бурые, каменные угли и антрациты отдельных кодовых номеров в за-

висимости от их технологических свойств объединяют в технологические

марки, группы и подгруппы (табл. 7). Бурые, каменные угли и антрациты

используют в зависимости от технологических свойств (табл. 8).

9.2 Промышленная классификация

Промышленная классификация углей предусматривает деление уг-

лей на марки и технологические группы и подгруппы в зависимости от

технологических свойств. В качестве основных классификационных пара-

метров приняты выход летучих веществ на сухую беззольную массу

daf

(%), толщина пластического слоя у (мм) и влага общая IF/ (%) Дополни-

тельными параметрами для отнесения некоторых углей к определенной

марке являются характеристика тигельного коксового остатка, выход ле-

тучих веществ на беззольную массу, удельная теплота сгорания, индекс

Рога, выход первичной смолы

Таблица 6.3 - Разделение основных элементов по маркам углей

Марка

V, % Q, Ккал/кг Элементы, %

C H

N O

Д 35 и более

31,97 86

5 1 8

Г 35 около 33,02 87

4 1 6

Ж 27-35 34,7 90

3 1 5

К 27-18- 35,1 92

2 1 5

ОС 14-22 35,3 94

2 1 3

Т 17-8 35,1 95

2 1 2

А Менее 8 Менее 35,1

2 0,5

0,5

Номенклатура марок углей приведена в табл.6.4.

Таблица 6.4 - Номенклатура марок углей

Марка Группы Подгруппы

Наименование Обозна-

чение

Наименование Обозна-

чение

Наименование Обозна-

чение

Жирный Ж Первый жирный

Второй жирный

Коксовый жирный

1Ж

2Ж

КЖ

Второй жирный

нитринитовый

Коксовый К Первый коксовый

Второй кокосовый

1К

2К

Первый коксовый

нитринитовый

Второй кокосовый

Нитринитовый

Второй кокосовый

фюзинитовый

1КВ

2КВ

2КФ

Коксовый

отощенный

КО Первый кокосовый

Отомщенный

Второй кокосовый

отощенный

1КО

2КО

Первый кокосовый

отощенный нитринитовый

Второй кокосовый

отощенный нитринитовый

Второй кокосовый отощен-

ный фюзинитовый

1КОВ

2КОВ

2КОФ

Продолжение табл.6.4

Марка Группы Подгруппы

Наименование Обозна- Наименование Обозна- Наименование Обозна-

чение чение чение

Коксовый сла-

бо спекаю-

щийся низко-

метаморфизм-

рованный

КСН - - Коксовый слабоспекаю-

щийся низкометаморфи-

зированный нитринитовый

Коксовый слабоспекаю-

Щийся низкометаморфи-

Зованный фюзинитовый

КСНВ

КСНФ

Коксовый сла-

бо спекаю-

щийся

КС - - Коксовый слабо спекаю-

щийся нитринитовый

Коксовый слабо спекаю-

щийся фюзинитовый

КСВ

КСФ

Отомщенный

спекающийся

ОС - - Отомщенный спекающийся

нитринитовый

Отомщенный спекающийся

фюзинитовый

ОСВ

ОСФ

Слабоспекаю-

щийся

СС Первый слабоспека

ющийся

Второй слабоспе

кающийся

Третий слабоспека

ющийся

1СС

2СС

3СС

Тощий Т Первый тощий 1Т Первый тощий витринито-

вый

Первый тощий фюзинито-

вый

Второй тощий витринито-

вый

Второй тощий фюзинито-

вый

1ТВ

1ТФ

2ТВ

2ТФ

Антрацит А Первый антрацит

Второй антрацит

Третий антрацит

1А

2А

3А

Первый антрацит витрини-

товый

Первый антрацит фюзини-

товый

Второй антрацит витрини-

товый

Второй антрацит фюзини-

товый

Третий антрацит витрини-

товый

Третий антрацит фюзини-

товый

1АВ

1АФ

2АВ

2АФ

3АВ

3АФ

Направление использования бурых, каменный углей и антрацитов в за-

висимости от их технологических свойств приведено в табл.6.5.

Таблица 6.5 - Направление использования бурых, каменный углей и ан-

трацитов в зависимости от их технологических свойств

Направление Марка

Группа Подгруппа

использования

1.Технологическое

коксование

Производство

формованого кок-

са

производство ге-

нераторного газа

в газогенераторах

стационарного

типа

смешанного газа

водяного газа

производство син-

тетического жид-

кого топлива

полукокосование

производство уг-

леродистого напол

нителя (теормоант

рацита) для элект-

родных изделий,

производство кар-

бида кальция

ГЖ

КО

ОС

КС

КСН

ГОЖ

СС

гОЖ

КСН

СС

ГОЖ

КС

СС

ГЖ

1К, 2К

1Ж, 2Ж

1КО, 2КО

1ГЖО, 2ГЖО

1Г, 2Г

1СС, 2СС,3СС

1Д, 2Д

1Г

1ГЖО

1СС, 2СС, 3СС

3Б

2Д

1ГЖО

1СС, 2СС, 3СС

1Т

2Т

1А, 2А, 3А

2Б, 3Б

1Д, 2Д

1Г, 2Г

1Ж

1Б, 2Б, 3Б

1Д, 2Д

1Г, 2Г

1А, 2А, 3А

2Т

1А, 2А, 3А

1КВ, 1КФ, 2КВ, 2КФ

2ЖВ, 2ЖФ

1КОВ, 1КОФ, 2КОВ, 2КОФ

ОСВ, ОСФ

КСВ, КАФ

КСНВ, КСНФ

1ГЖОВ, 1ГЖОФ, 2ГЖОВ, 2ГЖОФ

1ГВ, 1ГФ

1ДВ, 2ДВ, 2ДФ

1ГВ, 1ГФ

1ГЖОВ, 1ГЖОФ

КСНВ, КСНФ

1ТВ, 1ТФ

3БВ, 3БФ

2ДФ

1ГЖОВ, 1ГЖОФ

КСВ, КАФ

1ТВ

2ТВ, 2ТФ

1АВ, 1АФ, 2АВ, 2АФ

2БВ, 3БВ

1ДВ, 2ДВ

1ГВ

2БВ, 3БВ

1ДВ, 2ДВ

1ГВ

1АФ, 2АВ, 2АФ, 3АВ, 3АФ

2ТФ

1АВ, 1АФ, 2АВ, 2АФ, 3АВ

Продолжение табл.6.5

Направление

использования

Марка Группа Подгруппа

Производство Т 2Т 2ТФ

электрокорунда А 1А, 1АФ, 2АВ,

2АФ,

1АВ, 1АФ, 2АВ, 2АФ, 3АВ, 3АФ

2.Энергетическое:

Пылевидное

сжигание в ста-

ционарных ко-

тельных установ-

ках, слоевое сжи-

ганиев стацио-

нарных котель-

ных установках

Все марки, группы, подгруппы бурых углей и антрацитов, а также

не используемые для коксования все марки, группы, подгруппы

каменных углей.

Все марки, группы, подгруппы бурых углей и антрацитов, а также

не используемые для коксования все марки, группы, подгруппы

каменных углей. Для факельно-слоевых топок угли марки А всех

групп и подгрупп не используются

сжигание в отра-

жательных печах

сжигание в топ-

ках судов

СС

2Д

1Г

2СС, 3СС

1Д, 2Д

1СС, 2СС, 3СС

1А, 2А, 3А

2ДВ, 2ДФ

1ГВ, 1ГФ

1ДВ, 1ДФ, 2ДВ, 2ДФ

1АВ, 2АВ, 3АВ

и не используемые для коксования:

ГОЖ

ГЖ

1Г, 2Г

1ГЖО

1Ж, КЖ, 2Ж

2ЖВ, 2ЖФ

сжигание в топ-

ках энергопоезд-

дов

СС

3Б

1Д, 2Д

1Г, 2Г

2СС, 3СС

3БВ

1ДВ, 1ДФ, 2ДВ, 2ДФ

1ГВ, 1ГФ

топливо для ком-

мунальных нужд

топливо для быто

вых. нужд

Все марки, группы, подгруппы бурых углей иантрацитов, а также

не используемые для коксования каменные угли всех марок, групп,

подгрупп

То же

3.Производство

строительных ма

териалов, в том

числе:

извести

СС

2Б, 3Б

1Д, 2Д

1СС, 2СС, 3СС

1АВ, 1АФ, 2АВ,

2АФ

а также не используемые для коксования

ГЖ

2Г

1Ж

1К, 2К

1КВ, 1КФ, 2КВ, 2КФ

Продолжение табл.9.5

Направление

использования

Марка Группа Подгруппа

цемента Все марки, группы, подгруппы, бурых углей и антрацитов

Д 1Д, 2Д 1ДВ, 1ДФ, 2ДВ, 2ДФ