زغال سنگ: طبقه بندی، انواع، درجه ها، ویژگی ها، ویژگی های احتراق، مکان های استخراج، کاربرد و اهمیت برای اقتصاد

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-17 18:49

زغال سنگ ترکیبی بسیار متنوع و چندوجهی است. به دلیل خاصیت تشکیل آن در روده های زمین، می تواند ویژگی های بسیار متفاوتی داشته باشد. بنابراین، طبقه بندی زغال سنگ مرسوم است. چگونگی این اتفاق در این مقاله توضیح داده شده است.

زغال سنگ فسیلی بیشتر از اعماق زمین استخراج می شود، اما گاهی اوقات در نتیجه فعالیت های لرزه ای، درزهای زغال سنگ به سطح می آیند، جایی که امکان استخراج وجود دارد. اما زغال سنگ در پوسته زمین از کجا می آید؟ تشکیل زغال سنگ یک فرآیند بسیار طولانی و پیچیده است که از گیاهان معمولی سرچشمه می گیرد. هنگامی که گیاهان می میرند، با کمبود اکسیژن و رطوبت بالا، ذغال سنگ نارس از آنها تشکیل می شود. در طی میلیون ها سال، این ذغال سنگ نارس در زمین می نشیند، جایی که به دلیل دما و فشار بالا، به آرامی به زغال سنگ تبدیل می شود. به این فرآیند ذغال‌سازی می‌گویند.

زغال سنگ فسیلی را می توان توسط انسان در مراحل مختلف زغال‌سازی یافت، بنابراین انواع مختلفی از این منبع وجود دارد. در کل چندین نوع طبقه بندی زغال سنگ وجود دارد: بر اساس ترکیب، توسطویژگی های منشا، اندازه، رطوبت، وجود ناخالصی ها، و همچنین بسیاری از ویژگی های دیگر. بیایید نگاهی دقیق تر به برخی از آنها بیندازیم.

طبقه بندی زغال سنگ بر اساس اندازه قطعات

برای استخراج زغال سنگ از زیر زمین، باید آن را خرد کرد و به سطح رساند. قطعات به دست آمده می توانند اندازه های مختلفی داشته باشند که برای استفاده بیشتر بسیار مهم است. به همین دلیل، یک استاندارد دولتی (GOST R 51586-2000) وجود دارد که طبقه بندی زغال سنگ را بر اساس اندازه قطعات تعریف می کند. گاهی اوقات به این اندازه‌ها به عنوان درجه‌های زغال سنگ گفته می‌شود تا با درجه‌ها اشتباه گرفته نشوند، که بعداً در مورد آن صحبت خواهد شد.

نام کلاس (مخفف)	اندازه به میلی متر
Slab (P)	از 100
بزرگ (K)	50-100
Nut (O)	25-50
کوچک (M)	13-25
بذر (C)	6-13
شتیب (ش)	تا 6

اگر زغال سنگ هنوز مرتب نشده باشد و در ترکیب خود قطعاتی با اندازه های کاملاً متفاوت داشته باشد، به این زغال سنگ معمولی (P) می گویند.

همچنین درجات مختلط وجود دارد، یعنی مخلوطی از زغال سنگ با اندازه های مختلف در محدوده های معین. اما درصد زغال سنگ هر طبقه در این مورد تنظیم نشده است. مخلوط ممکن است شامل 95% بذر و 5% رقم باشد که در این صورت واریته نامیده می شود.دانه با یک توده.

نام کلاس (مخفف)	اندازه به میلی متر
بزرگ با اسلب (PC)	از 50
گردو با درشت (KO)	25-100
گردوی کوچک (OM)	13-50
دانه ریز (MS)	6-25
دانه با سنگ (SS)	تا 13
کوچک با دانه و قزل آلا (MSH)	تا 25
گردو با دانه ها و چیپس های ریز (OMSSh)	تا 50

طبقه بندی زغال سنگ بر اساس درجه

همانطور که قبلا ذکر شد، زغال سنگ ممکن است در ترکیب متفاوت باشد. جداسازی ترکیبات خاص در ترکیب زغال سنگ بسیار دشوار است، بنابراین برای مشخص کردن زغال سنگ فقط از برخی ویژگی ها استفاده می شود: غلظت مواد فرار، رطوبت، محتوای کربن، ارزش حرارتی و غیره.

معمولاً همه این ویژگی ها به هم متصل هستند. هرچه محتوای کربن زغال سنگ بیشتر باشد و مواد فرار کمتر باشد، سوخت می تواند گرمای بیشتری ایجاد کند. با توجه به این ویژگی ها، زغال سنگ به درجه بندی تقسیم می شود.

ذغال سنگ قهوه ای (B)

این جوانترین و در نتیجه کم مصرف ترین درجه زغال سنگ است. به نظر می رسد یک توده سنگ قهوه ای رنگ است. گاهی حتی ساختار چوبی را نشان می دهد. خروجی گرما تنها 22 مگاژول بر کیلوگرم است. دلیل این امر کم استمحتوای کربن، مقدار زیادی رطوبت، مواد فرار و ناخالصی های معدنی. همه اینها احتراق کارآمدی را فراهم نمی کند.

این زغال سنگ مستقیماً از ذغال سنگ نارس تشکیل شده و در عمق کم (از 10 تا 200 متر) قرار دارد. در روسیه، در کانسار Soltonskoye، در حوضه زغال سنگ Tunguska و Kansk-Achinsk استخراج می شود.

زغال سنگ شعله بلند (L)

معمولاً رنگ خاکستری-مشکی دارد. با شعله بلند و دودی می سوزد که نام آن را به آن داده است. این ماده حاوی 70 تا 80 درصد کربن است که باعث می شود سوخت کمی بهتر از زغال سنگ قهوه ای باشد. این نیز تحت تأثیر رطوبت و ناخالصی کمتر است. اما این مزیت زغال سنگ شعله بلند نیست. این سوخت می تواند بدون دمیدن بسوزد که استفاده از آن را در کوره ها و بویلرها آسان می کند. این نوع زغال سنگ بسیار رایج است. استخراج آن در مینوسینسک، کوزنتسک، دونتسک و بسیاری از حوضه های دیگر انجام می شود.

زغال سنگ گاز (G)

بسیار شبیه به برند قبلی است، اما در رطوبت کم و سرعت سوختن بالا متفاوت است. به دلیل دومی، اغلب در دیگ خانه ها به عنوان سوخت استفاده می شود. این زغال سنگ در دونتسک، کوزنتسک، کیزلوفسکی و برخی دیگر از حوضه های زغال سنگ رایج است. همچنین در ذخایر جزیره ساخالین یافت می شود.

زغال چوب چربی (W)

این یک زغال سنگ نسبتاً با کیفیت است. علیرغم اینکه سخت تر از دو مارک قبلی روشن می شود، ارزش حرارتی بالایی دارد (35 مگاژول بر کیلوگرم). نقطه ضعف آن محتوای بالای فرار استموادی که کنترل فرآیند احتراق را پیچیده می کند، بنابراین این نام تجاری زغال سنگ به ندرت به عنوان سوخت استفاده می شود. زمینه های اصلی استفاده از آن تولید مصالح ساختمانی، کربن فعال و سایر مواد مفید و همچنین در صنعت کک است. چنین زغال سنگی در ذخایر اوسینوفسکویه، بایدائفسکویه، لنینسکویه و تام-اوسینکسکویه استخراج می‌شود.

زغال کک (C)

این یک نوع زغال سنگ بسیار با ارزش به دلیل شیوع کم است. این گرید همان طور که از نامش پیداست، کک زغال سنگ با کیفیت بسیار بالایی تولید می کند. چنین زغال سنگ در عمق کافی بزرگ (5500 متر) تشکیل می شود، جایی که فشار زیادی وجود دارد. رنگ چنین زغالی خاکستری با درخشش شیشه ای است. ساختار بسیار یکنواخت و حداقل تعداد منافذ دارد. محتوای مواد فرار متوسط است (22-27٪) و کربن در حال حاضر به 88-90٪ می رسد که تأثیر مثبتی بر انتقال حرارت دارد، اگرچه چنین زغال سنگ به ندرت به عنوان سوخت استفاده می شود. زغال سنگ کک در حوضه زغال سنگ کوزنتسک، در آنژرسکی، تام-اوسینسکی، پروکوپیفسکو-کیسلفسکی و سایر مناطق استخراج می شود.

Skinny Caking Coal (OS)

این مارک زغال سنگ تفاوت زیادی با زغال سنگ کک ندارد: محتوای کربن و ناخالصی های معدنی تقریباً در یک سطح است. مزیت اصلی آن ارزش حرارتی بالای آن است. 36 مگاژول بر کیلوگرم است، بنابراین گاهی اوقات به عنوان سوخت در نیروگاه ها استفاده می شود. اما کاربرد اصلی آن صنعت کک است. درست است، این زغال سنگ به سختی کک می شود، بنابراین باید در مخلوط با آن استفاده شودانواع دیگر زغال سنگ چنین مخلوطی از چند درجه، بار زغال سنگ نامیده می شود. استخراج زغال سنگ بدون چربی عمدتا در کوزباس، در منطقه کمروو و در حوضه زغال سنگ یاکوتسک جنوبی انجام می شود.

زغال سنگ بدون چربی (T)

این نام تجاری زغال سنگ به دلیل لایه های نسبتا نازکی که با آن در سنگ قرار دارد، چنین نام خنده داری دریافت کرد. این به دلیل عمق زیاد (6600 متر) و فشار زیاد است. برخلاف دو نوع قبلی، زغال سنگ بدون چربی توانایی تف جوشی را ندارد و تولید کک از آن تقریبا غیرممکن است.

اما ارزش حرارتی بسیار بالایی تا 40 مگاژول بر کیلوگرم دارد. این منجر به استفاده از آن به عنوان سوخت و همچنین در متالورژی می شود که در آن دمای بسیار بالا در کوره های ذوب فلزات مورد نیاز است. مناطق اصلی برای تولید زغال سنگ بدون چربی مناطق آرالیچفسکی، بایدایفسکی و کمروو هستند.

آنتراسیت (A)

این با کیفیت ترین زغال سنگ از نظر ارزش حرارتی است. محتوای کربن موجود در آن می تواند به 98٪ برسد. فقط گرافیت بیشتر دارد. و از نظر ظاهری آنتراسیت با سایر برندها بسیار متفاوت است. دارای رنگ مشکی تیره با درخشندگی متالیک برجسته است. همچنین پایداری حرارتی و هدایت الکتریکی بالایی دارد. دمای احتراق آنتراسیت بسیار بالا است، بنابراین نمی توان از آن به عنوان سوخت در انواع کوره ها استفاده کرد. علاوه بر این، در متالورژی، برای ساخت فیلترها، الکترودها، کاربید کلسیم، پودر میکروفون استفاده می شود. این زغال سنگ پخته نمی شود، بنابراین در کک سازی کاربرد پیدا نکرده است، اگرچه حتی بدون این فرآیند نیز می تواندجایگزین کک در برخی از فرآیندها.

انواع دیگر طبقه بندی

علاوه بر درجات ارائه شده در بالا، درجات متوسط زیادی وجود دارد، مانند چربی کک (KZh)، تف جوشی با گاز (GS)، گاز با شعله بلند (DG).

همچنین، زغال سنگ هر برند می تواند دارای اندازه های مختلف قطعات باشد. در این حالت حرف نشان دهنده تنوع بعد از حرف نشان دهنده برند قرار می گیرد. به عنوان مثال، آنتراسیت-گردو (AO)، دال پررنگ (ZHP)، دانه کک (KS).

همچنین طبقه بندی زغال سنگ بر اساس مبدا وجود دارد. تمام زغال سنگ، همانطور که قبلا ذکر شد، از گیاهان در طی میلیون ها سال تشکیل می شود. اما گیاهان می توانند ماهیت متفاوتی داشته باشند. بنابراین، زغال سنگ به هیومیک (از چوب، برگ، ساقه) و ساپروپلیت (از بقایای گیاهان پایین تر مانند جلبک ها) تقسیم می شود.