Задать вопрос
+7-932-129-43-76
+7-932-129-48-92
Задать вопрос
Быстро и надежно

Классы, категории, типы и подтипы угля

Для домашних котлов, коммунальной системы отопления, ТЭЦ, металлургии и химической промышленности нужны разные виды угля. Это полезное ископаемое – очень неоднородная порода, поэтому до сих пор существуют проблемы с ее классификацией. Единая система была принята несколько десятилетий назад. Она прописана в ГОСТ 25543-2013.

Согласно ГОСТу, уголь разделяется на:

  • Классы
  • Категории
  • Типы
  • Подтипы

Для определения классов и категорий используются генетические характеристики. Они демонстрируют, из каких компонентов образовалось полезное ископаемое. Учитываются также стадии метаморфизма (углефикации) — последовательного превращения торфа в бурые, каменные угли и антрацит.

Типы и подтипы показывают, в каких сферах лучше всего использовать уголь. Они основываются на технических характеристиках материала.

Вся эта классификация лежит в основе кодификации материала. Некоторые поставщики вписывают коды в сертификаты на уголь. Если правильно их прочитать, можно четко представить, какую продукцию вы собираетесь покупать. Подробнее об этой системе вы прочитаете в конце статьи.

Классы углей

Ископаемые угли разделяются на классы по свойству витринита отражать свет. Это основной компонент материала, который цементирует породу в единое целое. Образовался витринит из целлюлозы и лигнина, которые разлагались без доступа кислорода. В процессе метаморфизма составные части растений сначала превратились в гель, а затем затвердели.

Свойство витринита отражать свет связано со степенью углефикации. Чем выше показатель, тем угли более зрелые. В них больше углерода, меньше летучих веществ, при сгорании они дают много тепла.

Классы отражают степень углефикации. Чем она выше, тем больше процент отражения света витринитом. Хорошо углефицированный материал дает меньший выход летучих веществ, а значит дольше горит, не дымит и дает больше тепла. До определенной стадии повышаются коксующие способности материала.

Всего выделяют 49 классов. Они маркируются цифрами от 02 до 50, которые показывают значение отражения витринита от 0,2% до 5%. Показатель при переходе к каждому последующему классу изменяется на 0,1%.

Примеры:

  • Значение отражения витринита у угля 12-го класса – от 1,2% до 1,29%
  • У угля 13-го класса – от 1,3% до 1,39%
  • У угля 23-го класса — от 2,3% до 2,39%

Бурые разновидности углей принадлежат к классам 02-06, каменные – 04-26, антрацит – 22-50.

Давайте разберем практическое значение классов.

Допустим, вам нужен уголь для отопления. Выбирайте материал классов 02-08 или от 18-20 до 45. Они хорошо горят. Угли первых классов дают меньше тепла и больше дымят, но хорошо воспламеняются. Более высокие классы дают много тепла и мало дыма, но для их розжига нужен поддув. Это связано с большей плотностью материала и отсутствием в нем пор с воздухом.

Угли средних классов (от 08 до 16-18) обладают пластическими свойствами; они используются для производства кокса и не годятся для котлов. Такое полезное ископаемое плавится и превращается во вспученную массу, которая засоряет топку.

Категории углей

Категория показывает особенности метаморфизма угля и его происхождение. Она присваивается по количеству фюзенизированных элементов, которые содержатся в полезном ископаемом.

Фюзен – это продукт распада растений при низкой температуре и с доступом кислорода. В отличие от витрена, этот компонент не превращается в гель. В нем может сохраняться клеточная или волокнистая структура.

Фюзенизированные элементы содержат высокий процент углерода. При сгорании они дают минимальное количество летучих веществ и много тепла. Но уголь, богатый на фюзен, полностью утрачивает свойство спекаться. Он не годится для производства кокса.

Всего выделяют 8 категорий, их обозначают цифрами от 0 до 7:

  • 0 – менее 10% фюзенизированных элементов
  • 1 – 10-19%
  • 2 –20-29%
  • 3 – 30-39%
  • 4 – 40-49%
  • 5 – 50-59%
  • 6 – 60-69%
  • 7 – более 69% фюзенизированных элементов

Уголь первых категорий (от 0 до 3) чаще применяется для изготовления кокса, последних (от 4 до 7) – как топливо. Но при определении сферы использования обязательно учитывают и другие характеристики материала: класс (степень углефикации), тип и подтип.

Типы углей

Как мы уже писали выше, в основе классификации угля на типы лежат технические характеристики (или свойства), а также особенности углей.

Для определения типа у каждого вида полезного ископаемого есть свои показатели:

  • У бурого угля — максимальная влагоемкость
  • У каменного угля — выход летучих веществ
  • У антрацита — объемный выход летучих веществ

Бурый уголь

Максимальная влагоемкость – это наибольшая масса (или объем жидкости), которую может впитать порода. Она возрастает при малой плотности и выраженной пористости, зависит от степени углефикации. По влагоемкости бурый уголь отличают от торфа.

Различают 6 типов этого вида полезного ископаемого. Они маркируются цифрами от 10 до 60:

  • 10 – максимальная влагоемкость ниже 20%
  • 20 – 20-30%
  • 30 – 30-40%
  • 50 – 40-50%
  • 60 – 60-70%

При значении выше 70% порода считается торфом.

Чем выше показатель, тем ниже стадия метаморфизма. В таком угле снижено количество углерода, много летучих компонентов и гуминовых кислот. Материал плохо горит, дымит и дает мало тепла. Слабо углефицированное полезное ископаемое (тип 30-60) может быть ценным сырьем для получения парафинов, гуматов и других органических соединений.

Для отопления лучше покупать уголь 10-30 типа. В нем больше углерода и меньше влаги. Материал легче воспламеняется, дает меньше дыма и больше тепла. Кроме того, уголь с более низкой влажностью лучше хранится. Он плотный и при высыхании не разваливается на куски.

Каменный уголь

Типы каменного угля определяют по его термоустойчивости, или выходу летучих веществ. Чем больше их получается при нагревании, тем меньше энергии дает топливо. Выход этих компонентов частично зависит от стадии метаморфизма. Типы, близкие к бурому углю, дают много летучих веществ.

Различают 21 тип каменных углей. Они маркируются по нисходящей цифрами от 48 до 08. В типе 48 летучих веществ при нагревании выходит больше 48% от массы материала. Дальше их количество снижается на 2-4%. Так, в типе 46 показатель 44-46%, в 44 – 42-44%. Тип 08 (8-10%) дает больше всего тепла при сгорании.

Чем меньше в угле летучих веществ, тем больше он дает тепла и меньше дымит. Но не стоит ориентироваться только на этот показатель. Например, каменный уголь с низким выходом летучих веществ может содержать много вредной для здоровья серы. Плюс, материал низких типов бывает очень плотным и с трудом воспламеняется. Для коксования не слишком пригодны типы 08-20. Они содержат много фюзена, который не спекается.

Антрацит

При определении типов антрацита также учитывают, сколько летучих веществ выходит из материала при нагревании. Только вместо массы определяют их объем – в см3/г.

Различают 4 типа антрацита:

  • 20 – летучих веществ выходит больше 200 см3/г
  • 15 – от 150 до 200 см3/г
  • 10 – от 100 до 150 см3/г
  • 05 – менее 100 см3/г

Антрацит чаще всего используется как топливо. Самым качественным считается материал типов 10 и 05. Именно его закупают для ТЭЦ и доменных печей. Для домашних котлов подойдут все типы.

Подтипы углей

Подтипы углей, как и типы, определяются по разным свойствам для каждого вида:

  • Для бурого угля — по количеству полученной смолы полукоксования
  • Для каменного угля — по толщине слоя угля, превратившегося в пластическую массу, и показателю свободного вспучивания
  • Для антрацита —  по анизотропии отражения витринита

Бурые угли

Бурые угли часто используются в химической промышленности. Подтип помогает определить ценность этого материала как сырья.

Смола полукоксования – это конденсированные газообразные компоненты или жидкость. Получают их при нагревании бурых углей без доступа кислорода до 500-600°С.

В смолах содержатся ценные химические соединения – фенолы, парафины, ароматические углеводы. Они используются для производства синтетических волокон, лаков, пластика, моющих средств, фармацевтических препаратов.

Выделяют 4 подтипа бурого угля:

  • 20 – смолы полукоксования получают больше 20%
  • 15 – от 15% до 20%
  • 10 – от 10% до 15%
  • 05 – менее 10%

В промышленности наиболее ценится бурый уголь подтипа 20. При этом обращают внимание и на состав смолы. Он отличается у полезного ископаемого из разных месторождений и даже пластов. Поэтому состав смолы определяется отдельно для каждой партии.

Каменный уголь

Одна из важнейших характеристик каменных углей – спекаемость. Она показывает, способен ли материал превращаться в качественный кокс.

Определяют спекаемость по двум параметрам:

  • Толщине пластического слоя
  • Свободному вспучиванию

Коксовые угли при высоких температурах (800-850°С) без кислорода превращаются в пластическую массу большего объема, чем исходное сырье. Чем толще получается слой, тем качественнее будет кокс на выходе.

Индекс свободного вспучивания – это дополнительная характеристика, влияющая на прочность кокса. Когда масса слишком пластичная, она не позволяет летучим веществам выйти наружу. В результате объем расплавленного угля сильно увеличивается, а его прочность падает. В итоге получается некачественный кокс.

По свойству спекаться каменные угли делят на 24 подтипа. Их обозначают цифрами от 26 до 00. Толщина пластического слоя у подтипа 26 будет 26 мм, у 25 – 25 мм и так далее. У подтипов 00 и 01 толщина слоя меньше 6 мм. Они отличаются по индексу свободного вспучивания. Для подтипа 01 он больше 1, для 00 – меньше 1.

Антрацит

Зрелый, хорошо углефицированный антрацит обладает свойством анизотропии (двойного отражения света). Оно связано с разной ориентировкой слоев витринита в образце. Выражается анизотропия в процентах.

Показатель положен в основу разделения антрацита на подтипы. Чем он выше, тем больше углефикация. А это значит, что при сгорании образуется больше тепла и минимум летучих компонентов.

Для антрацита выделяют 6 подтипов:

  • 20 – анизотропия отражения витринита менее 30%
  • 30 – 30- 40%
  • 40 – 40%-50%
  • 50 – 50%-60%
  • 60 – 60%-70%
  • 70 – от 70% и выше

Самым качественным и эффективным топливом считаются подтипы 50-70, их закупают для ТЭЦ и металлургии. Но для домашних или коммунальных котлов можно приобрести материал и других подтипов.

Классы и подклассы углей, их типы и подтипы зашифрованы в систему кодов. О ней – в последней части статьи.

Кодификация углей

Как мы уже упоминали в начале статьи, существует единая принятая кодификация углей, закрепленная в ГОСТе. Она представляет собой несколько цифр.

Каждая цифра имеет свое определенное место:

  • Первые 2 цифры обозначают класс
  • Третья цифра – категорию
  • Четвертая и пятая цифры – тип
  • Шестая и седьмая цифры – подтип

Давайте разберем эту систему в деталях на конкретных примерах.

Пример 1

Допустим, вы покупаете бурый уголь. В коде у него записаны следующие номера: 04 3 40 15.

Читать это нужно следующим образом:

  • Отражение витринита у материала от 0,4 до 9,49% (средняя углефикация для бурых углей)
  • Фюзенизированные элементы составляют 30-39%
  • Максимальная влагоемкость – 40%
  • Получаемое количество смолы полукоксования – 15-25%

На основании этих данных можно сделать вывод, что из такого угля получится топливо среднего качества; его можно использовать для получения химических веществ.

Пример 2

В продаже есть каменный уголь. Его код: 09 5 14 01.

Это значит, что:

  • Показатель отражения витринита у материала 0,9%
    Для каменных углей это достаточно мало. Это значит, что материал имеет низкую степень углефикации.
  • Содержание фюзенизированных элементов – 50-59%
    Это значит, что уголь плохо спекается.
  • Летучих веществ при сжигании получается мало, до 14%
    Такой материал дает много тепла.
  • Пластический слой меньше 6 мм, а индекс вспучивания больше 1
    Для кокса такой каменный уголь не годится, его лучше использовать как топливо.

Система кодов в России используется не всегда. Чаще всего применяется промышленная классификация с марками, группами и подгруппами. О ней вы можете прочитать в статье Марки угля. Но знать кодификацию полезно, так как она все равно встречается в сертификатах некоторых поставщиков. По ней вы можете сориентироваться, уголь какого качества вам продают и где его лучше применить.