Poids spécifique de la houille et ses particularités
Les gisements de charbon se forment dans les profondeurs de la Terre. Cela se produit par l’accumulation de résidus végétaux soumis à la décomposition et à la pression des roches. Le milieu le plus favorable à la formation de ce minéral est une zone tourbeuse marécageuse formée lors des déplacements des plaques tectoniques. La houille subit d’importantes modifications chimiques dans sa structure : elle s’enrichit en carbone et perd de l’humidité, de l’oxygène et des matières volatiles. Les impuretés minérales du charbon sont représentées par des substances charbonnantes et des néoformations minérales. Elles prennent la forme d’une fine dispersion, de petits cristaux, de minces intercalations, de lentilles et de concrétions. À la suite de processus complexes, une roche combustible solide de couleur noire se forme.
La houille possède plusieurs particularités physiques :
- elle est solide ;
- elle est dense ;
- elle est mécaniquement résistante ;
- les composants gélifiés et lipoïdes ont la capacité, sous l’effet de la chaleur, de se transformer en masse plastique et de former un matériau cokeux poreux.
| Type de charbon | Poids spécifique (g/cm³) |
| Humique | 1,4 - 1,5 |
| Brun gulitolitique | 1,6 - 1,8 |
| Anthracite | 1,25 - 1,27 |
Selon les données indiquées ci-dessus, le poids de 1 m³ de houille est de 1200 kg/m³ à 1500 kg/m³. La houille convient à un usage industriel lorsque sa teneur en cendres ne dépasse pas 30%.
Le critère le plus important pour ce minéral est le pouvoir calorifique. La houille se distingue par une forte restitution de chaleur : la masse humide sans cendres libère environ 23,8 MJ/kg, soit 5700 kcal/kg. La composition de la houille dépend du lieu de formation des gisements et comprend plusieurs composants complexes :
| Substance | Carbone | Hydrogène | Oxygène | Soufre | Azote | Matières volatiles | Eau | Cendres |
| Fraction massique, % | 75 - 95 | 1,5 - 5,7 | 1,5 - 15 | 0,5 - 4 | >1,5 | 2 - 45 | 4 - 14 | 2 - 45 |
La teneur des composants mentionnés ci-dessus varie selon la qualité de la houille. Les impuretés minérales sont dangereuses pendant la combustion, et certains composés possèdent des propriétés cancérogènes nocives.
Domaine d’application de la houille
La houille est largement utilisée dans de nombreux domaines de production :
- production d’électricité ;
- industrie métallurgique lourde (coke) ;
- industrie chimique ;
- production de matériaux de construction ;
- hydrogénation (produits aromatiques) ;
- énergie combustible (combustibles synthétiques, gazeux et liquides) ;
- production d’engrais enrichis en azote ;
- fabrication de cire et de plastiques.
Calculs des volumes et de la masse de la houille
En raison de l’utilisation étendue de ce minéral, il existe une nécessité justifiée de connaître le poids volumique de la houille. Le poids spécifique de la houille se divise en deux types :
- poids spécifique de la houille avec teneur naturelle en cendres ;
- poids spécifique de la masse sans cendres.
À des fins industrielles, pour calculer le besoin en composant combustible, cette division est extrêmement importante.
Le poids spécifique de la houille se calcule selon la formule suivante :
Poids spécifique de la houille = poids des particules solides ⁄ volume des particules solides
Le poids spécifique peut varier selon le type de roche charbonnière. Les calculs de ses variations sont présentés dans le tableau.
Questions frequentes
Peut-on utiliser la densite de houille pour des calculs precis?
Les valeurs de densite et de poids de houille dans cet article sont des valeurs de reference. Elles conviennent aux estimations preliminaires, mais les calculs de conception, de construction, de production et autres calculs importants doivent etre verifies avec les normes, les fiches techniques du materiau ou les resultats de mesure.
Pourquoi le poids reel de houille peut-il differer du tableau?
Le poids reel de houille depend de la composition, de l'humidite, de la temperature, de la porosite, de la granulometrie, de la qualite du materiau et des conditions de mesure. Les valeurs reelles peuvent donc differer des donnees moyennes du tableau.
Comment calculer la masse de houille a partir de la densite?
Pour un calcul approximatif, utilisez la formule: masse = densite x volume. Si la densite de houille est indiquee en kg/m3 et le volume en m3, le resultat sera en kilogrammes.