Kohletypen

Chemischer Gehalt und Eigenschaften

Kohle ist in eine Reihe von Rängen unterteilt, um Käufern wie Stromversorgern zu helfen, den Heizwert und den Gehalt an flüchtigen Stoffen jeder von ihnen gekauften Kohleeinheit zu bewerten. Die am häufigsten verwendeten Klassifizierungssysteme basieren auf Analysen, die relativ einfach im Labor durchgeführt werden können — zum Beispiel die Bestimmung des Prozentsatzes an flüchtigen Stoffen, die beim Erhitzen auf etwa 950 ° C (etwa 1.750 ° F) verloren gehen, oder die Wärmemenge, die bei der Verbrennung der Kohle unter Standardbedingungen freigesetzt wird (siehe auch Kohleverwertung). ASTM International (ehemals American Society for Testing and Materials) ordnet Kohlen Ränge auf der Grundlage des festen Kohlenstoffgehalts, des Gehalts an flüchtigen Stoffen und des Heizwerts zu. Zusätzlich zu den Haupträngen (Braunkohle, subbituminös, bituminös und Anthrazit) kann jeder Rang in Kohlegruppen wie hochflüchtige und bituminöse Kohle unterteilt werden. Diese Kategorien unterscheiden sich geringfügig zwischen den Ländern; Die Ränge sind jedoch häufig in Bezug auf Feuchtigkeit, Gehalt an flüchtigen Stoffen und Heizwert vergleichbar. Andere Bezeichnungen, wie Kokskohle und Dampfkohle, wurden auf Kohlen angewendet, und sie neigen auch dazu, sich von Land zu Land zu unterscheiden.

Praktisch alle Klassifizierungssysteme verwenden den Prozentsatz der vorhandenen flüchtigen Stoffe, um Kohlereihen zu unterscheiden. In der ASTM-Klassifikation werden hochflüchtige und bituminöse (und höhere Ränge) auf der Grundlage ihres Gehalts an flüchtigen Stoffen klassifiziert. Kohlen mit niedrigerem Rang werden hauptsächlich aufgrund ihrer Wärmewerte klassifiziert, da der Gehalt an flüchtigen Stoffen (einschließlich Feuchtigkeit) in weiten Bereichen liegt. Der agglomerierende Charakter einer Kohle bezieht sich auf ihre Fähigkeit, beim Erhitzen zu erweichen und zu quellen und cokelike Massen zu bilden, die bei der Herstellung von Stahl verwendet werden. Die am besten geeigneten Kohlen für Agglomerationszwecke sind im bituminösen Rang.

Kohleanalysen können in Form von „Proximate“ – und „ultimate“ -Analysen präsentiert werden, deren Analysebedingungen von Organisationen wie ASTM vorgeschrieben sind. Eine typische proximate Analyse umfasst die Feuchtigkeit, Asche, flüchtige Stoffe und festen Kohlenstoffgehalt. (Fester Kohlenstoff ist das Material, außer Asche, das nicht verdampft, wenn es in Abwesenheit von Luft erhitzt wird. Sie wird normalerweise bestimmt, indem die Summe der ersten drei Werte — Feuchtigkeit, Asche und flüchtige Stoffe — in Gewichtsprozent von 100 Prozent abgezogen wird.) Es ist aus wirtschaftlichen Gründen wichtig, den Feuchtigkeits- und Aschegehalt einer Kohle zu kennen, da sie nicht zum Heizwert einer Kohle beitragen. In den meisten Fällen wird Asche zu einem unerwünschten Rückstand und einer Verschmutzungsquelle, aber für einige Zwecke (z. B. Verwendung als chemische Quelle oder zur Kohleverflüssigung) kann die Anwesenheit von Mineralstoffen wünschenswert sein. Der größte Teil des Wärmewerts einer Kohle kommt von ihrer flüchtigen Substanz, ohne Feuchtigkeit und festen Kohlenstoffgehalt. Für die meisten Kohlen ist es notwendig, die tatsächliche Wärmemenge zu messen, die bei der Verbrennung freigesetzt wird (ausgedrückt in Megajoule pro Kilogramm oder British Thermal Units pro Pfund).

Ultimative Analysen werden verwendet, um den Kohlenstoff-, Wasserstoff-, Schwefel-, Stickstoff-, Asche-, Sauerstoff- und Feuchtigkeitsgehalt einer Kohle zu bestimmen. Für spezielle Anwendungen können andere chemische Analysen eingesetzt werden. Diese können beispielsweise die Identifizierung der vorhandenen Schwefelformen beinhalten. Schwefel kann in Form von Sulfidmineralien (Pyrit und Markasit), Sulfatmineralien (Gips) oder organisch gebundenem Schwefel auftreten. In anderen Fällen können die Analysen die Bestimmung der vorhandenen Spurenelemente (z.B. b. Quecksilber, Chlor), die die Eignung einer Kohle für einen bestimmten Zweck beeinflussen oder dazu beitragen können, Methoden zur Verringerung der Umweltverschmutzung usw. festzulegen.