Specifična težina kamenog ugljena i njegove značajke
Ležišta ugljena nastaju u Zemljinoj unutrašnjosti nakupljanjem biljnih ostataka koji se razgrađuju i izlažu tlaku stijena. Najpogodnije okruženje za nastanak fosilnog goriva jesu močvarna tresetišta nastala pomicanjem tektonskih ploča. Kameni ugljen prolazi znatne kemijske promjene: obogaćuje se ugljikom i gubi vlagu, kisik i hlapljive tvari. Mineralne primjese čine primarni i novonastali minerali. Pojavljuju se kao sitno raspršene čestice, kristalići, tanki slojevi, leće i konkrecije. Složenim procesima nastaje tvrda crna goriva stijena.
Kameni ugljen ima sljedeća fizikalna svojstva:
- tvrd je;
- gust je;
- mehanički je čvrst;
- gelificirani i lipoidni sastojci pri zagrijavanju mogu prijeći u plastičnu masu i stvoriti porozan koksni materijal.
| Vrsta ugljena | Specifična težina (g/cm³) |
| Humusni | 1,4 - 1,5 |
| Gelitolitski smeđi | 1,6 - 1,8 |
| Antracit | 1,3 - 1,5 |
Navedene vrijednosti opisuju gustoću ugljene tvari ili komadnog materijala. Za skladištenje, dostavu i proračun sanduka važnija je nasipna gustoća: zbog praznina između komada 1 m³ kamenog ugljena obično teži manje od gustog kubika bez praznina. Kameni ugljen prikladan je za industrijsku uporabu ako udio pepela nije viši od 30 %.
| Materijal | Masa 1 m³, kg |
| Nesortirani ili komadni kameni ugljen | 700 - 900 |
| Komadni antracit | 800 - 950 |
| Ugljena sitnež ili prašina | 550 - 750 |
| Vlažan ili zbijen ugljen | 900 - 1200 |
Najvažniji kriterij za ovo fosilno gorivo jest ogrjevna vrijednost. Kameni ugljen daje mnogo topline, ali vrijednost ovisi o vrsti, vlažnosti i udjelu pepela. Za suhu masu bez pepela obično se navodi približno 30,5–36,8 MJ/kg; u radnom stanju, uz prisutnost vlage i pepela, stvarna ogrjevna vrijednost može biti znatno niža. Sastav ovisi o mjestu nastanka ležišta i obuhvaća niz složenih sastojaka:
| Tvar | Ugljik | Vodik | Kisik | Sumpor | Dušik | Hlapljive tvari | Voda | Pepeo |
| Maseni udio, % | 75 - 92 | 2,5 - 5,7 | 1,5 - 15 | 0,5 - 4 | 0,5 - 2 | 2 - 48 | 1 - 12 | 2 - 45 |
Udio navedenih sastojaka mijenja se ovisno o vrsti kamenog ugljena. Mineralne primjese opasne su tijekom izgaranja, a neki spojevi imaju štetna kancerogena svojstva.
Područje primjene kamenog ugljena
Kameni ugljen široko se primjenjuje u brojnim područjima proizvodnje:
- elektroenergetici;
- teškoj metalurškoj industriji (koks);
- kemijskoj industriji;
- proizvodnji konstrukcijskih materijala;
- hidrogenaciji (aromatski proizvodi);
- energetici goriva (sintetsko, plinovito i tekuće gorivo);
- proizvodnji gnojiva obogaćenih dušikom;
- proizvodnji voska i plastike.
Izračun obujma i mase kamenog ugljena
Zbog široke primjene postoji opravdana potreba za poznavanjem obujamske mase kamenog ugljena. Specifična težina kamenog ugljena dijeli se na dvije vrste:
- specifična težina s prirodnim udjelom pepela;
- specifična težina mase bez pepela.
Takva je podjela iznimno važna u industriji za izračun potrebne količine goriva.
Specifična težina kamenog ugljena izračunava se formulom:
STKU = masa čvrstih čestica ⁄ obujam čvrstih čestica
Specifična se težina mijenja ovisno o vrsti ugljena, udjelu pepela i vlažnosti materijala.
Česta pitanja
Koliko teži 1 m³ kamenog ugljena?
Za skladištenje i dostavu nasipna masa 1 m³ obično iznosi oko 700–900 kg za nesortirani ili komadni ugljen. Vlažan ili zbijen ugljen može težiti 900–1200 kg/m³.
Zašto je specifična težina ugljena veća od nasipne?
Specifična težina opisuje gustoću ugljene tvari ili komadnog materijala, a nasipna masa uključuje praznine između komada. Zato kubični metar ugljena u sanduku obično teži manje od gustog kubika bez praznina.
Što utječe na masu i kvalitetu kamenog ugljena?
Glavni su čimbenici vrsta ugljena, frakcija, vlažnost, udio pepela, sadržaj hlapljivih tvari i stupanj zbijenosti tijekom skladištenja ili prijevoza.