Měrná hmotnost černého uhlí a jeho vlastnosti

Ložiska uhlí vznikají v zemském nitru. Děje se tak hromaděním rostlinných zbytků, které podléhají rozkladu a tlaku hornin. Nejvhodnějším prostředím pro uložení této fosilie jsou bažinaté rašelinné oblasti vzniklé pohybem tektonických desek. Černé uhlí prochází ve své struktuře významnými chemickými změnami: obohacuje se uhlíkem a ztrácí vlhkost, kyslík a těkavé látky. Minerální příměsi uhlí tvoří uhelné a nově vzniklé minerální složky. Mají podobu jemné disperze, krystalků, tenkých vrstev, čoček a konkrecí. Složitými procesy vzniká pevná hořlavá černá hornina.

Černé uhlí má řadu fyzikálních vlastností:

• je tvrdé;
• hutné;
• mechanicky pevné;
• gelifikované a lipoidní složky se při zahřátí mění na plastickou hmotu a vytvářejí porézní koksový materiál.

Výše uvedené hodnoty popisují hustotu uhelné hmoty nebo kusového materiálu. Pro sklad, dopravu a výpočet korby je důležitější sypná hustota: kvůli dutinám mezi kusy váží 1 m³ černého uhlí obvykle méně než hutný kubík bez dutin. Černé uhlí je vhodné pro průmyslové použití při obsahu popela nejvýše 30 %.

Nejdůležitějším kritériem této nerostné suroviny je výhřevnost. Černé uhlí má vysoký tepelný výkon, ukazatel však závisí na značce, vlhkosti a obsahu popela. U suché bezpopelné hmoty se obvykle uvádí přibližně 30,5 - 36,8 MJ/kg; v provozním stavu, za přítomnosti vlhkosti a popela, může být skutečná výhřevnost výrazně nižší. Složení černého uhlí závisí na místě vzniku ložiska a zahrnuje řadu složitých složek:

Obsah uvedených složek se liší podle značky černého uhlí. Minerální příměsi jsou při spalování nebezpečné a některé sloučeniny mají škodlivé karcinogenní vlastnosti.

Oblasti použití černého uhlí

Černé uhlí se široce používá v mnoha výrobních oblastech:

• elektroenergetika;
• těžká metalurgie (koks);
• chemický průmysl;
• výroba konstrukčních materiálů;
• hydrogenace (aromatické produkty);
• palivová energetika (syntetická, plynná a kapalná paliva);
• výroba hnojiv obohacených dusíkem;
• výroba vosku a plastů.

Výpočty objemu a hmotnosti černého uhlí

Kvůli rozsáhlému využití této nerostné suroviny je oprávněná potřeba znát objemovou hmotnost černého uhlí. Měrná hmotnost černého uhlí se rozlišuje na dva typy:

• měrná hmotnost černého uhlí s přirozeným obsahem popela;
• měrná hmotnost bezpopelné hmoty.

Pro průmyslový výpočet potřeby palivové složky je toto rozdělení mimořádně důležité.

Měrná hmotnost černého uhlí se vypočítá podle následujícího vzorce:

měrná hmotnost = hmotnost pevných částic ⁄ objem pevných částic

Měrná hmotnost se mění podle druhu uhelné horniny, obsahu popela a vlhkosti materiálu.