น้ำหนักจำเพาะของถ่านหินและคุณสมบัติ

แหล่งถ่านหินก่อตัวใต้ผิวโลกจากซากพืชสะสมซึ่งสลายตัวและถูกแรงดันของชั้นหิน สภาพแวดล้อมที่เหมาะคือพื้นที่หนองพรุซึ่งเกิดจากการเคลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลก ถ่านหินผ่านการเปลี่ยนแปลงทางเคมีอย่างมาก โดยมีคาร์บอนเพิ่มขึ้นและสูญเสียความชื้น ออกซิเจน และสารระเหย สิ่งเจือปนแร่ปรากฏเป็นอนุภาคละเอียด ผลึก ชั้นบาง เลนส์ และก้อนแร่ กระบวนการซับซ้อนเหล่านี้ก่อให้เกิดหินเชื้อเพลิงแข็งสีดำ

ถ่านหินมีคุณสมบัติทางกายภาพดังนี้:

• แข็ง;
• หนาแน่น;
• แข็งแรงเชิงกล;
• องค์ประกอบเจลและลิพอยด์สามารถเปลี่ยนเป็นมวลพลาสติกเมื่อร้อนและสร้างวัสดุโค้กพรุน

ค่าข้างต้นอธิบายความหนาแน่นของเนื้อถ่านหินหรือวัสดุก้อน สำหรับคลัง การขนส่ง และการคำนวณกระบะ ความหนาแน่นรวมสำคัญกว่า เพราะช่องว่างระหว่างก้อนทำให้ถ่านหิน 1 ม³ เบากว่าลูกบาศก์เนื้อแน่น ถ่านหินเหมาะกับงานอุตสาหกรรมเมื่อมีเถ้าไม่เกิน 30%

เกณฑ์สำคัญที่สุดคือค่าความร้อนจากการเผาไหม้ ถ่านหินให้ความร้อนสูงแต่ค่าขึ้นอยู่กับเกรด ความชื้น และปริมาณเถ้า มวลแห้งปราศจากเถ้ามักอยู่ที่ประมาณ 30.5–36.8 เมกะจูล/กก. ส่วนสภาพใช้งานจริงที่มีความชื้นและเถ้าอาจต่ำกว่ามาก องค์ประกอบขึ้นอยู่กับแหล่งกำเนิดและมีส่วนประกอบซับซ้อน:

ปริมาณองค์ประกอบเหล่านี้ต่างกันตามเกรดถ่านหิน สิ่งเจือปนแร่เป็นอันตรายระหว่างเผาไหม้ และสารประกอบบางชนิดมีคุณสมบัติก่อมะเร็ง

ขอบเขตการใช้ถ่านหิน

ถ่านหินใช้แพร่หลายในหลายด้าน:

• พลังงานไฟฟ้า;
• อุตสาหกรรมโลหวิทยาหนักและโค้ก;
• อุตสาหกรรมเคมี;
• ผลิตวัสดุโครงสร้าง;
• ไฮโดรจีเนชันเพื่อผลิตสารอะโรมาติก;
• พลังงานเชื้อเพลิง ทั้งเชื้อเพลิงสังเคราะห์ แก๊ส และของเหลว;
• ผลิตปุ๋ยเสริมไนโตรเจน;
• ผลิตขี้ผึ้งและพลาสติก

การคำนวณปริมาตรและมวลถ่านหิน

การใช้งานที่กว้างทำให้จำเป็นต้องทราบน้ำหนักต่อปริมาตรของถ่านหิน น้ำหนักจำเพาะแบ่งเป็นสองประเภท:

• น้ำหนักจำเพาะเมื่อมีเถ้าตามธรรมชาติ;
• น้ำหนักจำเพาะของมวลปราศจากเถ้า

การแบ่งนี้สำคัญอย่างยิ่งต่อการคำนวณความต้องการเชื้อเพลิงในอุตสาหกรรม

น้ำหนักจำเพาะของถ่านหินคำนวณได้ดังนี้:

น้ำหนักจำเพาะ = น้ำหนักอนุภาคของแข็ง ⁄ ปริมาตรอนุภาคของแข็ง

น้ำหนักจำเพาะเปลี่ยนแปลงตามชนิดถ่านหิน ปริมาณเถ้า และความชื้นของวัสดุ