§2. Товарознавча характеристика кам’яного вугілля і промислової сировини на його основі

Основними видами твердого палива є деревина, торф, горючі сланці, викопне вугілля (бурі і кам'яні) та штучне тверде паливо (деревне вугілля, кокс, напівкокс і брикети).

Деревне паливо - це дрова, відходи лісозаготівель і деревообробки; це єдине паливо, що природно поновлюється, не порушує рівноваги в природі, не містить сірки, використовуються для отримання теплової енергії, сухої перегонки і вуглевипалювання. Його якість залежить від породи деревини. Використовується переважно у сільській місцевості

У викопних видах твердого палива визначають перш за все хімічний і геологічний вік. Торф - наймолодше копалинне тверде паливо - рихла маса від бурого до чорного кольору; використовується для отримання теплової енергії, виробництва добрив, будматеріалів, хімічної перегонки; якість залежить від вологості, зольності і вмісту додатків. Горючі сланці - паливо з великим змістом летких речовин, підвищеним вмістом сірки, високою вологістю і зольністю; використовується як енергетичне паливо і хімічна сировина для отримання бензину, сланцевого газу і масла, бітуму, інших продуктів. Буре вугілля - викопне паливо (від світло-коричневого до майже чорного кольору); поділяється на лігніти, землисте і смолянисте; харак­те­ризується термічною нестійкістю, незначною твердістю і механічною міцністю; використовується в теплоенергетиці і хімічній промисловості. Кам'яне вугілля - найстаріше викопне тверде паливо з високими якісними характеристиками; найякіснішим є антрацит.

Теплота згорання твердого палива, залежить від вологості, зольності, вмісту сірки, виходу летких речовин і коксу, щільності, гранулометричного складу, механічної міцності, термічної стійкості, горючості, здатності до окислення. Для твердого палива велике значення має вміст сірки (горюча сірка виділяє задушливий газ; негорюча - залишається в золі і під час плавлення потрапляє в чавун і сталь, знижуючи якість сплавів). Якість палива залежить від виходу летких речовин (у антрацитах – 2-9%, в нижчої якості довгополум'яному вугіллі - до 44%), за яким визначають марку вугілля (кожній марці кам'яного вугілля відповідає певне умовне позначення і відсоток виходу летких речовин). Вугілля, яке при нагріванні до 1100°С без доступу повітря утворює твердий залишок, що спікся, використовується у виробництві коксу. Антрацити, маючи високу калорійність, практично не спікаються і використовуються як енергетичне паливо. Для споживачів важливою характеристикою є гранулометричний склад вугілля - за розміром шматків (мм) кам'яне вугілля ділиться на класи (плитковий (П) – понад 100, великий (В)- 50-100, великий і плитковий (ВП) – понад 50, горіх (Г) – 25-50, горіх і великий – (ГВ) – 25-100, малий (М) –13-25, малий і горіх (МГ) – 13-50, сім’я (С) – 6-13, штиб (Ш) – менше 6, сім’я із штибом (СШ) – до 13, малий із сім’ям і штибом (МСШ) – до 25, горіх із малим сім’ям і штибом (МСШ) – до 50, рядовий (Р) – не обмежений розмір кусків.

Товарне маркування кам'яного вугілля складається з поєднання букв, що визначають марку і клас (напр., АП - антрацит плитковий).

Буре вугілля, на відміну від кам'яного, молодше, містить менше вуглецю і поділяється на лігніти (наймолодші, за хімічним складом близькі до торфу) і смолянисті (нагадують довгополум'яне кам'яне вугілля). Буре вугілля за вмістом вологи (%) ділять на 3 групи (Б1 - понад 40; Б2- 30-40; Б3- менше 30); в межах одного кам'яновугільного басейну воно може мати різну вологість (висока вологість негативно впливає на якість і технологію перероблення); на значні відстані його не перевозять через невелику теплоту згорання; за виходом смоли (%) поділяють на підгрупи (I - до 10, II - 10-20, III - більше 20); за розміром шматків - поділяють на класи.

Класифікація вугілля в Україні така ж, як в інших країнах.

Значну частку твердого палива переробляють. Один з основних видів переробки -брикетування. Теплота згорання брикетів на основі бурого вугілля Донецького басейну - до 7150 ккал/кг; кам'яного вугілля - до 8600 ккал/кг. З бурого вугілля одержують чорний віск, а з кам'яного коксівного - кокс і напівкокс. Видалені леткі речовини можна використовувати як газоподібне паливо. Кокс повинен мати певні розміри, його жаротворність досягає 2000-2300°С. Комплексна переробка твердого палива дозволяє одержувати: коксовий газ, водень, метан, азот, насичені вуглеводні, сажу, барвники, штучні волокна, бензол, нафталін, деревне вугілля; перспективним напрямом перероблення викопного твердого палива є отримання рідкого палива.

При зберіганні твердого палива враховують, що, окислюючись, воно стає крихким, менш калорійним, може самозагорятись. Тому тверде паливо зберігають на спеціальних складах, які мають під'їзні шляхи і естакади.

Вугілля зберігають на відкритих, спеціально обладнаних майданчиках, в кагатах під навісами, в закритих приміщеннях, в бункерах, ямах і під водою в басейнах. Відкрите зберігання вугілля в штабелях найбільш поширене. Площа під штабель повинна бути спеціально підготовлена: мати тверде покриття для механізованої обробки, бути захищена від утворення вологи (скупчення води) в основі штабелю, мати дренаж. Форма штабелю забезпечує тривале зберігання вугілля, проте на випадок самозагорання необхідно мати резервну площу. Залежно від ступеня стійкості проти самозагорання різне вугілля має різні терміни зберігання в штабелях. Кут нахилу штабеля повинен складати 40-45°. На місці зберігання повинна бути табличка, де вказана марка вугілля і дата надходження. Небезпечним вогнищем самозагорання вважається ділянка штабелю вугілля з температурою вище критичної (60°С). Для вимірювання температури всередину штабелю в спеціально підготовлені кринички опускають термодатчики (термометри). Поверхню штабелю утрамбовують, щоб всередину не проникали вода і повітря, покривають вугільним дрібязком, захисними плівками і хімічними речовинами-водопоглиначами.

Залежно від схильності до самозагорання і пожежобезпеки встановлюють розміри (висота і ширина) штабелів торфу і вугілля, розміри проходів, пожежних проїздів, відстань до залізничних колій і будов та від місця зберігання інших марок вугілля.

Норми природних втрат вугілля або торфу виражаютьс у відсотках загальної кількості і залежать від виду палива, втрат при вантажних роботах, зберіганні, перевезенні в різних транспортних засобах і відстані перевезення.

Дрова зберігають на добре провітрюваних спеціально обладнаних відкритих майданчиках або під навісом. На складах штабелі дров повинні мати форму квадратів з відстанню не менше 6 м, враховуючи протипожежні розриви.

Кам'яне вугілля транспортують у піввагонах при плюсовій температурі, ущільнюють спеціальними катками та використовують спеціальні хімічні розчини і відходи нафтохімії для зменшення вологості вантажу. Такими заходами запобігають вивітрювання і змерзання (утворення грудок) вугілля.

Брикети на основі викопного твердого палива зберігають в штабелях під навісом, захищаючи від сонячних променів. Транспортують в закритих залізничних вагонах в пакетах на піддонах (брикети заздалегідь охолоджують). У південних районах твердопаливні брикети зберігають в ямах і заливають вапняним молоком, оберігаючи їх від кисню повітря і сонячних променів.