Уголь стал первым ископаемым углеводородом, который люди научились использовать для своего выживания. Угольные месторождения возникали на местах больших скоплений осадочных пород древнейших растений, преобразовавшихся в процессе разложения в каменные породы.
Возраст таких отложений может насчитывать от нескольких десятков до сотен млн лет и оказывать влияние на основные характеристики топлива.
Возраст месторождения напрямую влияет на степень углефикации, которая определяет состав и характеристики топлива. Основу всех видов угля составляет углерод, кроме углерода имеется ряд примесей и вода.
Соотношение в составе углерода, примесей и воды формируют качества топлива и способ его рационального использования.
Различают основные три вида угля по возрасту:
- Наиболее древним видом с высокой степенью углефикации является антрацит. Самый плотный вид, имеющий глубокий черный цвет с характерным антрацитовым блеском. В составе до 95% углерода, минимальное кол-во примесей и воды. Высокая температура сгорания антрацита делает его ценным видом топлива.
- Каменный включает в себя широкий ряд подвидов с разнообразными свойствами и характеристиками. Содержание углерода – 80–94%. Цвет, в основном, черный, может встречаться темно-серый, встречается с шелковистым и стальным блеском.
- Самой низкой степенью углефикации обладает бурый уголь. Свое название получит от бурого цвета, без блеска. Плотность у него низкая, быстро разрушается. Содержит 67–75% углерода.
Месторождения на Украине
По распространенности и разведанным запасам считается каменный уголь. Он встречается на всех континентах, но распределен неравномерно. По запасам каменного угля Украина занимает одно из лидирующих позиций, входит в десятку в мире и в тройку в Европе.
Крупнейшим месторождением Украины является Донецкий бассейн, где сосредоточено 98% всех запасов, 2% добывается на Львовско-Волынском месторождении. Кроме двух месторождений, есть небольшие запасы бурого угля в Днепровском бассейне.
В основном, на Украине добываются длиннопламенные марки, в небольших количествах встречаются коксующиеся и антрацит. С учетом большой глубины залегания и небольшой толщины пластов, себестоимость добычи высокая, что отражается на потребительских ценах.
Каменный уголь
Эта категория ископаемого является переходной между бурым углем и антрацитом. Широкое разнообразие характеристик позволило выделить несколько подвидов, у которых разные отрасли применения. По области применения он подразделяется на энергетические и коксующиеся виды. Энергетические используются как горючее для промышленных и бытовых нужд, а коксующиеся необходимы при производстве кокса, применяемого в металлургии.
Отличие энергетических и коксующихся марок в способности частиц спекаться при длительном (15-20 часов) выдерживании топлива в топке с температурой свыше 1000ºС, с ограничением доступа воздуха. Спекание частиц происходит благодаря наличию в составе витрена, который плавится при высокой температуре и склеивает частицы. При спекании образуется кокс, без которого не может обойтись металлургическая отрасль.
Классификация
Классификация производится по основным характеристикам и регламентируется ГОСТ.
Характеристики для классификации следующие:
- удельная теплота сгорания, показывает, количество тепловыделения при сгорании одного килограмма горючего;
- содержание летучих веществ, характеризует выделение в атмосферу несгораемых веществ;
- доля серы в составе, влияет на безопасность применения топлива;
- влажность способна снижать эффективность, за счет затрат на выпаривание воды;
- зольность, демонстрирует какое количество балласта остается после полного сгорания топлива.
В соответствии с ними существуют следующие группы:
- Д – длиннопламенный, получивший свое название за сходство по языкам пламени со сгоранием древесины. Хорошо разгорается, дает много тепла, относится к энергетическим.
- Г – газовый, чаще всего применяется как топливо, имеет невысокую влажность и зольность, может служить сырьем для производства синтетического жидкого топлива.
- Ж – жирный, ценный вид, с хорошей спекаемостью, применяется для производства кокса.
- К – коксовый, так же как и жирный имеет высокую спекаемость.
- ОС – отощенный спекающийся, применяется как сырье для коксохимической промышленности.
- СС- слабоспекающийся, за счет высокого содержания углерода находит применение в энергетике, как топливо на электростанциях и в коммунально-бытовом секторе.
- Т – тощий, обладает малой зольностью, не спекается, может применяться в энергетике и для производства электродов.
Кроме перечисленных видов имеются смешанные, которые в зависимости от характеристик относятся к коксующимся или энергетическим:
- коксующиеся – ГЖ, ГЖО, КЖ, КО и другие;
- энергетические – ДГ, ДЖ.
Классификация по фракциям
Эффективность применения угля зависит и от размеров составляющих его кусков. Это важно для равномерности и длительности горения. Это обстоятельство привело к сортировке топлива по фракционным составляющим.
Были выделены следующие основные сорта:
- свыше 100 мм – плита (П);
- 50–100 мм – крупный или кулак (К);
- 25–50 мм – орех (О);
- 13–25 мм – мелкий (М);
- 6–13 мм – семечко (С);
- менее 6 мм – штыб (Ш).
Разделение по сортам происходит по оценке самых крупных и самых мелких фракций, и процентного содержания каждой фракции. Применяются и смешанные сорта, такие как ПК, КО, ПКО, ОМ, МС.
Маркировка
Для упрощения выбора и рационального использования угля, введена буквенная маркировка, где каждая буква обозначает тот или иной параметр.
По порядку в маркировке указаны:
- сорт (антрацит, бурый или подвиды каменного) – А, Д, Г, Ж, К, ДГ, ГЖ, Б и т.д.;
- размер фракций – П.О, К, М и другие
Из рассмотренного ранее, можно сделать вывод, что по названию можно определить качественные характеристики и фракционные составляющие топлива.
ДК, ДГО, ДС, ДОМ, ДШ – длиннопламенные, длиннопламенные газовые сорта.
Бурый уголь обладает невысокой плотностью, сортировать его по фракциям сложно, поэтому у такого топлива маркировка выполняется по группам 1БР, 2БР, 3БР — бурый рядовой.
Области применения
Начало добычи угля было стимулировано необходимостью отопления жилищ. Такое топливо более эффективно, чем древесина, оно по-прежнему остается востребованным для жилищно-коммунального хозяйства, энергетики.
По времени появления получение кокса и использование его для выплавки чугуна, стало второй сферой применения. Это произошло еще в XVII веке. На производство кокса в наши дни используется примерно десятая часть всего добываемого объема.
Открытие электричества и появившаяся при этом необходимость в прочных и надежных электродах тоже не обошлось без использования материалов на основе угольных составляющих.
Всего же в настоящее время на угольной основе выпускается примерно 400 продуктов, стоимость которых может превышать более чем в 20 раз стоимость исходного материала.
Одним из перспективных продуктов становится синтетическое жидкое топливо, получаемое в процессе гидрогенизации.
Находит применение, и зола идет для изготовления строительных материалов, керамических изделий, сырья для огнеупорных изделий. Современные технологии позволяют успешно извлекать из угля ценные ванадий и галлий, фосфор и серу, галлий.
Развитие науки и техники создает все больше возможностей применения этого ценного углеводородного сырья с максимальной эффективностью, создавая безотходные производства.
Как правильно топить
Отопление твердым топливом имеет свои особенности, которые важно соблюдать не только для получения нужной температуры в помещении, но и для эффективности использования топлива, его полного сгорания, а главное, безопасности.
Ведь все, что связано с огнем и горением несет потенциальную опасность для людей. В случае печного отопления остается опасность отравления угарным газом при несоблюдении правил безопасного отопления.
На предварительном этапе до начала отопительного сезона необходимо проверить готовность всей системы:
- отсутствие трещин, сколов печной кладки;
- чистоту дымоходов;
- целостность колосников;
- наличие необходимого инструмента для отопления.
Чтобы растопить печь или котел надо приготовить материал для розжига. Чаще всего берут бумагу, щепу, бересту и небольшие сухие поленья дров. В целях пожарной безопасности для растопки нельзя использовать бензин, керосин и другие горючие легковоспламеняющиеся жидкости.
Порядок растопки
- Произвести очистку топки и поддувало от золы, мусора.
- Уложить растопочный материал на колосник в топке. Начинают с бумаги, следом укладывается щепа или береста. Поверх складывают поленья, чтобы между ними оставались зазоры для прохождения воздуха. Не стоит заполнять дровами полностью топку, вверху должно оставаться немного свободного пространства.
- При закрытой дверце поддувала поджигается бумага. Когда огонь охватит поленья, закрыть топку и приоткрыть поддувало, чтобы можно было регулировать потоком воздуха процесс горения.
- Первая порция каменного угля засыпается тогда, когда дрова уже прогорели до состояния древесного угля с высокой температурой. На этом этапе лучше использовать такие фракции, как орех, мелкий орех, предпочтительно длиннопламенного сорта. Применять антрацит для растопки нежелательно, он очень плохо разгорается.
- Вторая и следующие порции засыпаются по мере прогорания предыдущих, для них можно брать топливо любых энергетических видов. Удачно применять на ночь более мелкие фракции, например, С (семечко), они создают длительное равномерное горение.
- Необходимо помнить о том, что вьюшка должна быть открыта до полного сгорания угля. Для этого необходимо обращать внимание на наличие голубого пламени, пока оно есть закрывать вьюшку нельзя.
Альтернативное топливо
Применение угля в качестве топлива привычно и проверено долгой историей. Здесь важно выбрать качественное топливо.
Но всегда появляется риск, что: нужного сорта может не оказаться; цена будет высокой; полученный товар не всегда соответствует заявленным качествам.
А еще надо учесть, что мало марок, полностью соответствующих всем требованиям, предъявляемым к качественному топливу:
- высокая теплоотдача;
- малое содержание летучих веществ;
- низкая зольность;
- малое содержание серы и влаги;
- экологическая чистота;
- гигиеничность;
- простота растопки;
- доступная цена.
На основе современных технологий создано альтернативное топливо. Оно сочетает в себе все основные потребительские качества, при этом не является синтетическим. Таким альтернативным топливом являются угольные брикеты.
История их создания началась еще в прошлом веке, но имеющаяся на то время технология и техника не позволяли производить продукцию, способную составить конкуренцию традиционному топливу.
Сейчас, когда все острее становится вопрос бережного отношения к экологии и природным ресурсам, возможность производства топлива из отходов угольной промышленности стала приоритетной.
Угольные брикеты изготавливают из очень мелких фракций, практически пыли. То есть той части угля, которая всегда имеется при добыче и считалась бесполезным балластом, загрязнителем окружающей среды.
Угольные брикеты
от производителя в Днепре
Расходы на отопление в 3 раза меньше
1 тонна брикетов = 60 дней тепла
К достоинствам этой альтернативы, кроме хороших основных характеристик, относятся:
- стандартный размер, без необходимости сортировки;
- высокая прочность, упрощающая транспортировку и хранение;
- экологическая чистота, за счет отсутствия химических добавок при производстве;
- удобная расфасовка, не занимающая помещение;
- отсутствие грязи при использовании;
- возможность применения как для печей, так и для котлов с автоматической подачей горючего.
