JAKOŚĆ TECHNICZNA

WĘGLA

Klasyfikacja węgli

•

Węgiel jest skałą osadową pochodzenia

organicznego powstałą głównie z roślin żyjących
przed milionami lat.

Pod względem chemicznym każdy węgiel kopalny
jest mieszaniną:
- właściwej substancji węglowej – palnej
(organicznej);
- substancji mineralnej;
- wody;
O jakości węgla decyduje przede wszystkim
zawartość tzw. balastu w węglu to znaczy:
- zawartość wody;
- zawartość popiołu;
- zawartość siarki;
oraz
jakość właściwej substancji (masy) węglowej,
której najważniejszym wykładnikiem jest stopień
uwęglenia

• Stopień uwęglenia wyraża się

zazwyczaj zawartością pierwiastka C
w substancji węglowej bezpopiołowej
i bezwodnej.

• Im więcej pierwiastka C w substancji

węglowej, tym wyższy stopień
uwęglenia.

Wiele własności fizycznych i chemicznych

związane jest ze stopniem uwęglenia:

• prawie wprost proporcjonalnie – np. ilość koksu

czystego, temperatura zapłonu

• prawie odwrotnie proporcjonalnie – zawartość

tlenu, części lotnych, utlenialność, skłonność do

samozapalenia,

• bądź też w jakiś inny sposób wykazujący jednak

pewną prawidłowość:
- gęstość czystej masy węglowej;
- własności koksownicze;
- zawartość wilgoci, wodoru;
- ciepło spalania, wartość opałowa.

Jednym z najlepszych wskaźników

określających stopień uwęglenia jest

zdolność odbicia światła witrynitów.

Jest on określany mikroskopowo na

wybranych fragmentach powierzchni

wytrynitowych danego węgla.

Stopień uwęglenia jest niezależny od

zawartości substancji mineralnej (popiołu) w

węglu.

Węgiel można klasyfikować na podstawie

np.:

• zawartości popiołu;
• wartości opałowej;
• wielkości ziarn.

Wszystkie klasyfikacje węgla opierające

się na jego wskaźnikach chemicznych

dzielą węgiel według stopnia uwęglenia

Powstałe w kolejnych stadiach uwęglania paliwa

stałe można uszeregować według stopnia uwęglenia.
Poszczególnym grupom paliw przypisane są

wskaźniki liczbowe.

• drewno 01-09

(około 50% C)

• torf

11-19

(około 55-60% C)

• węgiel brunatny

21-29

(około 65-78% C)

• węgiel kamienny

31-39

(około 78-94% C)

• węgiel antracytowy

41-49

(około 94-

98% C)

• grafit

51

Racjonalne wykorzystanie węgla zależne jest przede

wszystkim od właściwego doboru węgla w zależności

od celu i sposobu zużycia.

Dla określenia jakości węgla podawane są najczęściej

następujące parametry:

• typ węgla

• sortyment (wielkość uziarnienia)

• zawartość popiołu

• wartość opałowa,

• zawartość wilgoci

• zawartość siarki

• spiekalność

• KLASYFIKACJA PRZEMYSŁOWA WĘGLI

• Typy węgla określane na podstawie

stopnia uwęglenia

Typ węgla

Węgiel płomienny 31.1;

31.2

Charakterystyka

• duża zawartość

części lotnych;

• brak lub słaba

zdolność spiekania;

• długi, silnie

świecący płomień

Główne
zastosowanie

• piece przemysłowe

i domowe,

• generatory

Typ węgla

Węgiel gazowo-płomienny

32.1; 32.2

Charakterystyka

• duża zawartość

części lotnych;

• średnia zdolność

spiekania;

Główne

zastosowanie

• piece przemysłowe

i domowe,

• wytlewanie
• uwodarnianie

Typ węgla

Węgiel gazowy 33

Charakterystyka

• duża wydajność

gazu i smoły;

• znaczna

spiekalność;

Główne

zastosowanie

• gazownictwo
• koksownictwo
• wytlewanie

Typ węgla

Węgiel gazowo-koksowy 34

Charakterystyka

• duża wydajność

gazu i smoły;

• dobra spiekalność;
• średnie ciśnienie

rozprężania;

Główne

zastosowanie

• gazownictwo,
• koksownictwo

Typ węgla

Węgiel ortokoksowy 35.1; 35.2

Charakterystyka

• typowy węgiel

koksowy;

• średnia zawartość

części lotnych;

• dobra spiekalność;
• wysokie ciśnienie

rozprężania

Główne

zastosowanie

• produkcja koksu

metalurgicznego

Typ węgla

Węgiel metakoksowy 36

Charakterystyka

• węgiel koksowy;
• średnia zawartość

części lotnych;

• dobra spiekalność;
• duże ciśnienie

rozprężania

Główne

zastosowanie

• produkcja koksu

odlewniczego

Typ węgla

Węgiel semikoksowy 37

Charakterystyka

• mała zawartość

części lotnych;

• słaba spiekalność;
• średnie ciśnienie

rozprężania

Główne

zastosowanie

• w koksownictwie jako

dodatek schudzający

wsad węglowy

• węgiel energetyczny

do palenisk

specjalnych

• produkcja paliwa

bezdymnego

Typ węgla

Węgiel chudy 38

Charakterystyka

• mała zawartość części

lotnych;

• brak lub słaba

spiekalność;

• krótki płomień;

Główne
zastosowanie

• w koksownictwie jako

dodatek schudzający
wsad węglowy

• węgiel energetyczny

do palenisk
specjalnych

• produkcja paliwa

bezdymnego

Typ węgla

Węgiel antracytowy 41

Charakterystyka

• mała zawartość

części lotnych;

• brak zdolności

spiekania;

• krótki płomień;

Główne

zastosowanie

• paliwo do palenisk

specjalnych

• produkcja paliwa

bezdymnego

Typ węgla

Antracyt 42

Charakterystyka

• bardzo mała

zawartość części
lotnych;

• brak zdolności

spiekania;

Główne

zastosowanie

• paliwo do palenisk

specjalnych

JAKOŚĆ WĘGLA

A JEGO PRAWIDŁOWE WYKORZYSTANIE

Racjonalne wykorzystanie węgla

zależne jest przede wszystkim

od celu i sposobu zużycia.

Węgle zatem można zaliczyć do dwóch

podstawowych grup:

• węgiel energetyczny
• węgiel do celów kokso-chemicznych

• Każda z technologii wykorzystania

węgla, jego przetwarzania w procesach
przetwórczych jak np. koksowanie,
zgazowanie, uwodornianie a także
spalanie w różnych kotłach
(rusztowych, fluidalnych, retortowych
itd.) wymaga dostarczenia gotowego
produktu handlowego o ściśle
określonych parametrach jakościowych

KLASY WĘGLA

DO CELÓW ENERGETYCZNYCH

Podział na klasy do celów energetycznych

obejmuje węgle typu 31; 32 i 33

czyli

węgle płomienne; gazowo-płomienne i

gazowe

do tej grupy oczywiście można zaliczyć węgle
innych typów, które wskutek niedotrzymania
parametrów jakościowych zostały
przeznaczone do celów energetycznych.

Podział węgla energetycznego na

klasy oparty jest o:

• wielkość wskaźnika zawartości popiołu w

stanie roboczym

• wartość opałową w stanie roboczym

dopuszczalną zawartość wilgoci całkowitej

w węglu energetycznym ustalono na

poziomie 25%

Według wskaźnika wartości opałowej
w stanie roboczym węgiel dzieli się na
23 klasy

od wartości 7400kcal/kg do 3000 kcal/kg
(różnica kalorii pomiędzy

poszczególnymi klasami wynosi
200kcal/kg)

Według wskaźnika zawartości
popiołu w stanie roboczym wyróżnia
się 11 klas czystości węgla:

• 5; 7; 9; 12; 15; 18; 21; 25; 30; 35;

40%

Klasy węgla do celów

kokso-chemicznych

Podział ten obejmuje typy węgla

33; 34; 35; 36; 37 i 38.

Podział na klasy oparty jest o wskaźnik

zawartości popiołu w stanie suchym.

Rozróżnia się pięć klas węgla o zawartości

popiołu od 5 do 9%
(przy wzroście popiołu o 1% dla

poszczególnych klas)

Węgiel do celów koksochemicznych powinien

zawierać do 7-8% popiołu i do 8% wilgoci.

Popiół zawarty w węglu koksowniczym podczas

procesu koksowania przechodzi w całości do koksu.

Przy zawartości popiołu w węglu 8% otrzymuje się

koks o zawartości 10% popiołu., tzn. z maksymalnie

dopuszczalną zawartością dla dobrego koksu. (Koks

o wyższej zawartości ppiołu jest mało przydatny do

celów metalurgicznych.

Węgiel koksowy o zawartości popiołu >9% zostaje

zdeklasyfikowany i przeznaczony do celów

energetycznych.

Wyższa zawartość wilgoci w węglach

przeznaczonych do celów koksowniczych

nie jest tak szkodliwa jak zawartość

popiołu, ale pociąga za sobą pewne straty.

Wilgotny węgiel źle się kruszy, źle się

dozuje i powoduje przedłużenie czasu

koksowania i większe zużycie gazu

koksowniczego na odparowanie wody.

(np. podwyższenie wilgoci o 2% powoduje

spadek zdolności przeróbczej koksowni o

około 10%).

PODZIAŁ WĘGLA WEDŁUG WIELKOŚCI ZIARNA –

SORTYMENTY

• Wyróżnia się podział na sortymenty

zasadnicze (11 sortymentów
handlowych) oraz na sortymenty
połączone (13 sortymentów połączonych.

• Norma określa, w każdym sortymencie,

dopuszczalne ilości podziarna i
nadziarna

• Sortymenty zasadnicze dzielą się

ogólnie na trzy grupy:

• Grube- o granulacji ziarn powyżej

30mm

• Średnie – o granulacji ziarn 30-

10mm

• Drobne – o granulacji ziarn <10mm

Zasadnicze Sortymenty Grube

• Kęsy

Ks >120mm

• Kostka I

Ko I 200-120mm

• Kostka II Ko II 120-60mm
• Orzech I

O I 80-40mm

• Orzech II O II 50-25mm

Zasadnicze Sortymenty Średnie

• Groszek I Gk I 30-16mm
• Groszek II Gk II

20-8mm

• Grysik

Gs 10-5mm

Zasadnicze Sortymenty Drobne

• Miał

M

6-0mm

• Pył

P

1-0mm

• Muł

Mu 1-0mm

Sortymenty połączone dzielą się

na pięć grup

:

• Grube
• Średnie
• Drobne
• Miałowe
• Niesort (węgiel niesortowalny –

nie normalizuje się granic wielkości
ziarn)

Połączone Sortymenty Grube

• Gruby I

Gr I >60mm

• Kostka

Ko 200-60mm

• Gruby II

Gr II >40mm

• Orzech

O

80-25mm

• Orzech Średni Ośr 80-16mm

Połączone Sortymenty Średnie

• Orzech Drobny

Odr 50-16mm

• Groszek

Gk 30-8mm

Połączone Sortymenty Drobne

• Drobny I Dr I 80-0mm
• Drobny II Dr II 50-0mm
• Drobny III Dr III

30-0mm

Połączone Sortymenty Miałowe

• Miał I

M I 20-0mm

• Miał II

M II 10-0mm