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.

Les valeurs ci-dessus décrivent la densité de la substance charbonneuse ou du matériau en morceaux. Pour le stockage, la livraison et le calcul d'une benne, la masse volumique apparente est plus importante : en raison des vides entre les morceaux, 1 m³ de houille pèse généralement moins qu'un cube compact sans vides. 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, mais la valeur dépend de la catégorie, de l'humidité et de la teneur en cendres. Pour la masse sèche sans cendres, on indique généralement environ 30,5 - 36,8 MJ/kg ; à l'état d'utilisation, avec humidité et cendres, le pouvoir calorifique réel peut être nettement plus faible. La composition de la houille dépend du lieu de formation des gisements et comprend plusieurs composants complexes :

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, la teneur en cendres et l'humidité du matériau.