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石炭の秘密：石炭の種類によって何が違うのか知っていますか？
石炭は、エネルギー生産や工業プロセスで広く使用されている魅力的な天然資源です。環境問題がますます深刻になるにつれ、石炭の物理的および化学的特性を分析し、さまざまな用途への適合性を評価するためにさまざまな技術が使用されています。さまざまな種類の石炭については、利用効率と環境への影響の両方の観点から詳細に研究する価値があります。
化学的性質
石炭には主に褐炭、瀝青炭、無煙炭、黒鉛の 4 種類があり、各種類の物理パラメータは水分、揮発分、炭素量の影響を受けます。
湿気
水分は石炭の重要な特性です。すべての石炭には、自然水分と呼ばれる水分が含まれています。水分は次の形態に分類できます。
- 表面水分: 石炭粒子の表面に存在する水分。
- 吸湿性水分: 石炭の微細な亀裂内の毛細管現象によって保持される水分。
- 分解水分:有機物の分解中に保持される水分。
- ミネラル水分: 粘土などの水分の結晶構造の成分。
加熱、乾燥などの方法により、総水分を測定して石炭の品質を評価できます。
揮発性物質
揮発性物質とは、高温で酸素のない環境で石炭から放出される成分を指します。ほとんどの揮発性物質は、短鎖および長鎖の炭化水素、芳香族化合物、および一部の硫黄分で構成されています。石炭のグレードが上がるにつれて、揮発分は減少します。
アッシュ
石炭の灰分は、燃焼後に残る不燃残留物であり、灰分を分析することで石炭の品質指標を得ることができます。灰分含有量の測定には、自然乾燥およびオーブン乾燥後の比率の計算が含まれ、通常は高温燃焼法を使用して分析されます。
固定カーボン
固定炭素は、二酸化炭素が消失した後に石炭中に残る炭素であり、石炭が生成できるコークスの量をさらに推定するための重要な基礎となります。
物理的および機械的特性
相対密度
石炭の相対密度、つまり比重は、石炭のグレードと鉱物不純物によって異なります。このデータは、資源を埋蔵量推定値に変換するのに役立ちます。
粒度分布
石炭の粒度分布はそのグレードによって異なります。通常、燃焼や精製でより効率的に使用するには、石炭を対応するサイズに加工する必要があります。
浮選試験
石炭の粒子が異なれば相対密度も異なるため、石炭のエネルギー効率と販売価値を向上させるには浮遊選鉱試験が重要になります。
摩耗テスト
摩耗試験は、機械の動作における石炭の役割と磨耗の可能性を評価するもので、機器の継続的な動作にとって重要です。
特殊燃焼試験
比エネルギー
弾幕熱量計を使用すると、石炭の比エネルギー出力を測定できます。これは蒸気発生器では特に重要です。
灰溶融試験
高温での石炭の灰分の挙動は、蒸気発電に使用する石炭を選択する際に重要です。融点の違いはボイラーの機能と効率に影響します。
ケトル拡張インデックス
ケトル膨張指数テストでは、標準化された試験管を使用して石炭を加熱し、コークス生成の可能性を評価します。
石炭のグレード分類
さまざまな国際基準では石炭を等級に従って分類し、石炭の等級が高いほど炭素含有量が多くなり、通常、環境への影響とエネルギー使用量の評価が異なります。
この急速に変化する世界では、さまざまな種類の石炭の比較は、それらの化学的および物理的特性だけでなく、これらの特性を社会の現在のクリーン エネルギーのニーズを満たすためにどのように利用できるかについても重要です。将来のエネルギー転換において石炭が果たす役割について考えたことがありますか?
