Как выбрать уголь

Универсальных марок угля не существует. При покупке полезного ископаемого всегда нужно учитывать, для чего вы будете его использовать. Тогда легче выбрать самый оптимальный вариант.

Уголь чаще всего используется:

• Для отопления в домашних котлах
• Для промышленных и коммунальных котельных
• Для производства электроэнергии на ТЭС
• Для производства кокса
• На химических предприятиях

Уголь применяется и для других целей. Например, еще столетие назад он был главным транспортным топливом. Его загружали в топки судов и тепловозов. Сейчас он уступил место мазуту, бензину и другим продуктам переработки нефти. Поэтому в рамках данной статьи эти способы применения мы рассматривать не будем.

Также сразу скажем, что каменный уголь нельзя использовать для гриля и кальяна. Дело в том, что этот материал очень сложно разжечь своими силами. У него очень высокая температура горения. Плюс, это полезное ископаемое содержит вредные примеси (серу, фосфор). Если они попадут в дыхательные пути или пищу, то могут нанести вред здоровью.

Далее представлена сводная таблица с основными сферами применения разных марок угля.

Как читать таблицу:

• «+++» – уголь полностью подходит для этих работ
• «+» – в принципе, уголь подходит, но либо есть ограничения по характеристикам, либо есть варианты лучше
• «-» – материал не подходит для данных работ

Для вашего удобства ниже мы разместили ту же самую таблицу в виде картинки.

Каждая марка угля делится на группы и подгруппы. Их также следует учитывать при выборе материала. Группы обозначаются цифрами 1, 2 и 3 (например, 1Б, 2Б и 3Б для бурого угля). При их определении учитывают показатель отражения витринита (цементирующего компонента угля), выход летучих веществ, толщину пластического слоя (для каменных углей), влагоемкость (для бурых).

На подгруппы уголь разделяют по процентному содержанию витринита и фюзинита. Витринит – это продукт распада растений без доступа кислорода, который в процессе углефикации превратился в однородную твердую структуру. Он хорошо спекается, но дает больше летучих веществ при сжигании. Фюзинит – целлюлоза и лигнин, которые разлагались в присутствии кислорода. Вещество частично сохраняет структуру растений. У фюзинитового угля выше теплота сгорания, он выделяет меньше летучих веществ и плохо спекается.

Витринитовая подгруппа содержит до 39% фюзинизированных компонентов, а фюзинитовая – больше 40% таких включений.

Подробнее о группах и подгруппах вы можете прочитать в статье Марки угля.

Далее мы расскажем, какую марку следует выбирать в каждом из перечисленных выше случаев.

Марки угля для домашних котлов

Уголь для домашних котлов должен обладать:

• Средней или высокой теплотой сгорания
• Низкой зольностью
• Небольшим выходом летучих веществ
• Низким содержанием серы

Лучше всего этим параметрам отвечает антрацит. Но у него есть ряд недостатков. Марка плохо воспламеняется и стоит дорого. К тому же, не во всех регионах этот вид полезного ископаемого доступен для потребителей. Антрацит из некоторых месторождений содержит много серы.

Поэтому в домашних котлах часто используются другие марки:

• Длиннопламенный (Д)
• Длиннопламенный газовый (ДГ)
• Газовый (Г)
• Газовый жирный отощенный (ГЖО)
• Тощий (Т)
• Тощий слабоспекающийся (ТС)
• Бурый (Б)

При выборе марки следует ориентироваться на 3 основных типа котлов:

• Классические
  Воздух в такой котел поступает естественным способом. Колосники располагаются в нижней части топочной камеры, а теплообменник – в верхней. Коэффициент полезного действия (КПД) котла довольно низкий. Лучше всего его топить длиннопламенным углем, который быстро воспламеняется. Недостаток марки – большое количество дыма, образующегося при сгорании. Выбирайте по возможности фюзинитовую подгруппу с меньшим выходом летучих веществ.
  Для классического котла может подойти и бурый уголь второй и третьей групп (2Б и 3Б). Но у него есть ряд недостатков: высокие зольность и выход летучих веществ, низкая теплота сгорания. При сжигании такое топливо сильно дымит, дает неприятный запах. В его золе много кальция. Поэтому нельзя проводить влажную чистку котлов, работающих на буром угле. Кальций при взаимодействии с водой образует труднорастворимые соли, которые засоряют дымоход и решетки.
  Бурый уголь можно использовать только в котлах, которые располагаются в отдельных нежилых зданиях, для отопления хозяйственных построек. Преимущество этого материала – низкая цена.
• Длительного горения
  В таких котлах воздух подается принудительно вентиляторами. Дым выводится через извитые каналы полностью остывшим. Время сгорания угля больше, что повышает КПД устройства.
  Для котлов длительного горения лучше всего подойдет антрацит. Его можно заменить тощим или тощим слабоспекающимся углем. Сначала в топку загружают длиннопламенную марку. Когда она загорится, добавляют антрацит или тощую разновидность. Длиннопламенный уголь обеспечит быстрое воспламенение, а тощий и антрацит – длительное и равномерное горение.
• Пиролизные (газогенераторные)
  Такие котлы оборудованы дополнительной камерой, где дожигаются выделяемые из угля газы. В результате получается больше тепла.
  Для пиролизных котлов лучше всего подходит газовая марка. В них также можно использовать длиннопламенный газовый уголь и газовый жирный отощенный. Антрацит и тощий не подойдут, так как после их сжигания выделяется минимальное количество летучих веществ.

Подводя итог, мы можем выделить лучшие марки угля для отопления в разных видах котлов:

• Длиннопламенный (Д) – для классических моделей
• Антрацит (А) – для котлов длительного горения
• Газовый (Г) – для пиролизных котлов

Остальные марки могут служить заменой, если они доступнее по цене и есть в наличии в том или ином регионе.

Марки угля для промышленных и коммунальных котельных

В большинстве крупных котельных используются газогенераторные котлы. Они позволяют сократить потерю тепла на 25-30%. В них сжигается не только твердое топливо, но и летучие вещества. Для этого оборудуется специальная камера дожига.

В пиролизных промышленных котлах чаще всего используют марки:

• Газовый (Г)
• Длиннопламенный газовый (ДГ)
• Газовый жирный отощенный (ГЖО)

При сгорании такого угля выделяется много летучих веществ. Они сжигаются в специальной пиролизной камере, и образуется дополнительная энергия.

В последнее время все больше внимания начали обращать на экологические проблемы, провоцируемые использованием угля. Даже при дополнительном сжигании газов у марок Г, ДГ и ГЖО в атмосферу попадает много пыли и летучих веществ. Поэтому их заменяют другими разновидностями.

Многие котельные переходят на бездымные марки:

• Тощий (Т)
• Слабоспекающийся (СС)
• Тощий слабоспекающийся (ТС)
• Антрацит (А)

Но эти разновидности не везде доступны. К тому же антрацит стоит довольно дорого. Поэтому во многих промышленных и коммунальных котельных по-прежнему используют дымящий уголь.

Самый дешевый вариант топлива для котельных – бурый уголь. Но этот вид дает мало тепла, много дыма и золы. Его закупают лишь небольшие предприятия при недостатке средств или недоступности других марок. Для бурого угля подходят классические котлы без камеры дожига и принудительного поддува.

Марки угля для ТЭС и ТЭЦ

В России на угле работает около 22% электростанций. Первое место в мире по числу ТЭС делят Китай и Индия. Несмотря на появление новых источников энергии, от станций на угле не собираются отказываться Германия, Великобритания и Польша.

На теплоэлектростанциях чаще всего используют марки:

• Газовый (Г)
• Антрацит (А)
• Длиннопламенный газовый (ДГ)
• Газовый жирный отощенный ГЖО)
• Тощий (Т)
• Тощий слабоспекающийся (ТС)
• Бурый (Б)

Самое эффективное топливо – антрацит. Но эта марка составляет всего лишь 3% от мировых запасов угля. Плюс, она залегает на большой глубине, поэтому стоимость ее высокая. Большинство ТЭС в России сейчас отказываются от антрацита.

Более перспективны газовые марки – Г, ДГ, ГЖО. Они стоят меньше антрацита. Энергия получается не только благодаря твердой части топлива, но и за счет сжигания летучих веществ.

Часть электростанций в России работает на буром угле. В Германии практически все ТЭС и ТЭЦ сейчас переводятся на эту дешевую марку. Она часто используется в энергетике Китая, Индии, Индонезии и других стран.

Бурый уголь дает меньше энергии при сгорании. У породы часто повышена влажность и снижена прочность, из-за чего процент потери материала во время транспортировки большой. Но все эти недостатки компенсируются низкой ценой.

К недостаткам бурого угля также относят загрязнение атмосферы. Во время сжигания этого материала выделяется много дыма. Но марка содержит меньше вредной серы, чем антрацит. В атмосферу попадают в основном углекислый газ и летучие вещества циклического строения (бензолы). Для их улавливания на ТЭС устанавливают специальные электрические фильтры.

Еще один минус топлива – высокая зольность и большое количество кальция в составе породы. Из-за этого котлы засоряются. Их нельзя очищать водой, нужно применять специальные средства, растворяющие карбонаты. Но и этот недостаток компенсируют доступность и низкая цена бурого угля.

Для каждой марки на ТЭС нужно устанавливать специальное оборудование. Чтобы перевести электростанцию с одного вида топлива на другое, приходится проводить реконструкцию. Для более рационального использования средств уже при планировке изучают рынок угля в регионе. ТЭС и ТЭЦ строят под конкретную разновидность топлива.

Марки угля для кокса

Каменноугольный кокс необходим для производства стали на металлургических заводах. Самый качественный получается из марок, которые способны при нагревании до высоких температур превращаться в пластическую массу. При этом выход летучих веществ должен быть небольшим. Иначе кокс вспучивается, теряет прочность. Вынуть из камеры для коксования такой вспученный материал очень трудно.

Для производства кокса используют следующие марки:

• Газовый (Г)
• Газовый жирный отощенный (ГЖО)
• Газовый жирный (ГЖ)
• Жирный (Ж)
• Коксовый жирный (КЖ)
• Коксовый (К)
• Коксовый отощенный (КО)
• Коксовый слабоспекающийся низкометаморфизованный (КСН)
• Коксовый слабоспекающийся (КС)

Лучшими для производства кокса считаются марки КЖ, К, КО и КС. Они являются основой коксующей смеси (шихты). В ее составе должно быть не менее 60-65% этих марок. Кокс из такого угля получается прочным, без трещин. Он не истирается и хорошо разделяется на куски.

Газовые марки угля используются для повышения химической реактивности кокса. Такой материал нужен для производства стали в доменных печах. Он является восстановителем железа.

Жирный уголь хорошо спекается. Из него готовят шихту, добавляя в нее отощающие марки:

• Отощенный слабоспекающийся (ОС)
• Слабоспекающийся (СС)
• Тощий (Т)

Угли ОС, СС и Т уменьшают толщину пластического слоя, трещиноватость кокса и увеличивают его прочность. Жирный уголь лучше других смешивается с разными марками.

Марки угля для химических предприятий

Уголь – это источник целого ряда полезных веществ. Из него получают жидкое топливо, природный воск и парафин, смолы и масла, карбид, бензолы. В химической промышленности используются марки с большим выходом летучих веществ, с более низкой степенью метаморфизма.

Для получения жидкого топлива применяют:

• Газовый жирный (ГЖ)
• Первый бурый (1Б)
• Второй и третий бурый витринитовый (2БВ и 3БВ)
• Второй газовый (2Г)
• Первый газовый витринитовый (1ГВ)
• Длиннопламенный витринитовый (ДВ)
• Длиннопламенный газовый витринитовый (ДГВ)

Для полукоксования и получения смол подходят:

• Длиннопламенный газовый (ДГ)
• Первый бурый (1Б)
• Второй и третий бурый витринитовый (2БВ и 3БВ)
• Длиннопламенный витринитовый (ДВ)

Воск и парафин получают из бурого угля. Карбид кальция производят из антрацита и второго тощего фюзинитового угля. Коксовый и отощенный коксовый уголь из некоторых месторождений применяют для производства очистных фильтров на основе сульфатов. Для этого подбирают полезное ископаемое с высоким содержанием серы (больше 1,5%).

При закупке угля ориентируются также на стоимость и доступность. Самой дорогой маркой считается антрацит. Он редко встречается и залегает на большой глубине, что увеличивает его себестоимость. Высокая цена у жирных и коксующих углей, которые добываются закрытым способом лишь в некоторых месторождениях. Поэтому дорогие марки часто заменяют на более доступные по цене. Вместо антрацита на ТЭС используют газовый уголь, вместо коксового в шихту добавляют газовый жирный. В домашних котлах длиннопламенный и длиннопламенный газовый иногда заменяют бурым.