Классификация каменных углей по выходу летучих, спекаемости и характеристикам коксового остатка.

Марка углей	Маркировка	Выход летучих, %	Характеристика нелетучих остатков
1. Длиннопламенные	Д	>36	от порошка до слабоспекающейся массы
2. Газовые	Г	>34	спекшийся
3. Газовые жирные	ГЖ	31-35	спекшийся
4. Жирные	Ж	24-35	спекшийся
5. Коксовые жирные	КЖ	25-33	спекшийся
6. Коксовые	К	17-33	спекшийся
7. Отощенный спекающийся	ОС	14-27	спекшийся
8. Тощий	Т	9-27	от порошка до слабоспекающейся массы
9. Слабоспекающийся	СС	17-37

Антрациты

Это каменные угли с высокой степенью углефикации. Концентрация углерода в них достигает 90 – 93%, также они характеризуются малой степенью выхода летучих 2 – 9%.

Антрациты характеризуются относительно высокой теплотой сгорания (около 35 МДж/кг). Полуантрациты характеризуются чуть большим выходом летучих (около 10%). Из таблицы следует, что с увеличением степени углефикации степень летучих уменьшается. За счет уменьшения концентрации кислорода, увеличивается концентрация углерода и теплота сгорания.

Не все каменные угли пригодны для эксплуатации. Почти все спекающиеся угли используются для коксохимической переработки. Это так называемые коксующиеся угли тощий и длиннопламенный.

Коксование углей

– это процесс переработки углей при их нагревании до 900 – 1050°С без доступа воздуха.

Продукты коксования – это летучие вещества, жидкие смолы и твердые остатки.

Стадии коксования:

1. До 250°С выделение СО₂, СО, испарение воды.

2. До 300 – 350°С в газ выделяются пары смол, и уголь переходит в пластичное состояние. Частично выходит химически связывающая вода (пирогенетическая вода).

3. При 500 – 550°С происходит разложение пластической массы (полимерных смол), их отгонка в виде газа и смолы. Состав смол это парафины (предельные углеводороды с высоким содержанием углерода), ароматические (двойные бензольные кольца), нафтены.

4. При 700°С идет дальнейшее выделение летучих, появляется дополнительная часть летучих, упрочнение кокса. При этом происходит пиролиз.

Из 1 т угля выделяются следующие продукты (в кг):

- кокс 700 – 800 кг;

- смола 20 – 40 кг;

- бензол 8 – 12 кг;

- коксовый газ 280 – 340 кг;

- аммиак 2 – 4 кг.

Все минеральные вещества и сера, находящиеся в углях, остаются в коксе.

Кокс – это твердый, матово-черный, пористый (45 – 47%) материал. Органическая часть кокса содержит:

- углерод 94 – 95%;

- водород 1,5%;

- серу 1,2 – 1,7%;

- кислород 1,5 – 2%.

Качество кокса, в сравнении с другими твердыми топливами:

1. более высокая прочность;

2. большая теплота сгорания;

3. высокая степень горючести, а следовательно и скорость горения;

4. реакционная способность (скорость перехода СО в СО₂).

Сера снижает качество кокса, т.к. при плавке она переходит в чугун. Влага уменьшает теплотворную способность (влаги должно быть <5%). Минеральные вещества кокса (10 – 11%), являясь балластом, переходят в золу при сгорании. При коксовании одной тонны сухой шихты образуется до 340 м³ газов.