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수분의 신비: 석탄의 수분이 품질에 왜 그렇게 중요한가요?
오늘날 에너지 수요가 증가함에 따라 석탄은 중요한 연료이며 석탄의 품질 평가가 점점 더 주목을 받고 있습니다. 석탄 내 수분은 상세한 분석이든 석탄 품질에 영향을 미치는 핵심 요소이든 업계와 학계에서 점점 더 관심을 기울이는 문제가 되고 있습니다.
석탄 분석 기술은 석탄의 특정 물리적, 화학적 특성을 측정하기 위해 특별히 설계되었습니다. 이러한 방법은 주로 석탄의 점결, 발전 또는 제련 적합성을 평가하는 데 사용됩니다.
석탄의 화학적 성질
석탄은 갈탄, 역청탄, 무연탄, 흑연의 네 가지 주요 유형 또는 등급으로 구분됩니다. 석탄의 각 유형에는 서로 다른 물리적 매개변수가 있으며, 이는 주로 수분, 휘발성 물질 및 탄소 함량에 의해 제어됩니다.
수분
수분은 석탄의 중요한 특성으로, 모든 석탄은 채굴될 때 수분을 함유하고 있습니다. 지하수 및 기타 외부 수분을 추가 수분이라고 하며 쉽게 증발할 수 있습니다. 석탄 자체에 함유되어 있는 수분을 고유수분이라고 하며 일반적으로 정량분석이 필요합니다.
석탄에는 수분이 지표수, 흡습수, 분해수, 광천수의 네 가지 형태로 존재할 수 있습니다.
대량 수분 분석은 일반적으로 처리되지 않은 샘플과 분석된 샘플의 질량 손실을 비교하여 수행됩니다. 과학자들은 석탄 샘플을 가열하고 150°C의 질소 대기 또는 100~105°C의 공기 중에서 건조하여 수분 함량을 효과적으로 측정할 수 있습니다.
휘발성 물질
휘발성 물질은 일반적으로 단쇄 및 장쇄 탄화수소, 방향족 탄화수소 및 특정 황화물을 포함하여 공기가 없는 고온 조건에서 방출되는 석탄 성분을 의미합니다. 휘발성 물질 측정의 중요성은 석탄의 에너지 잠재력과 활성탄에서의 용도를 평가하는 능력에 있습니다.
애쉬
재는 석탄을 태운 후 남은 불연성 잔재물로 연소 후 광물의 총량을 나타냅니다. 석탄의 회분 함량 분석은 석탄이 완전히 연소된 후 생성된 회분 함량을 원래 중량에 대한 백분율로 표시하며 이는 석탄 품질의 중요한 지표 중 하나이기도 합니다.
고정 탄소
고정탄소는 휘발성 물질에 의해 구동된 후 석탄에 남아있는 탄소를 말합니다. 고정 탄소 함량은 종종 석탄 샘플에서 코크스 생성 물질의 양을 추정하는 데 사용되며 석탄 샘플의 전체 질량에서 휘발성 질량을 제거하여 측정됩니다.
물리적 및 기계적 특성
상대 밀도
석탄의 상대밀도는 석탄의 등급과 광물 불순물의 정도에 따라 달라지며, 복합체와 혼합물의 특성을 결정하기 위해서는 각 석탄의 밀도에 대한 지식이 필요합니다. 밀도는 일반적으로 물에서 샘플의 무게 손실로 측정됩니다.
입자 크기 분포
석탄의 입자 크기 분포는 석탄의 취성에 영향을 미치는 석탄의 등급과 석탄이 겪는 취급, 파쇄, 분쇄 과정에 따라 달라집니다. 화로와 코커에서 적절한 크기의 석탄을 활용하려면 채굴 전에 이 정보를 알아야 합니다.
부양-침강 테스트
부상 침강 시험은 석탄 입자와 석탄층을 분석하는 것으로, 석탄의 판매 가격과 에너지 함량을 높이기 위해 액체를 사용하여 고회분 입자를 담그는 것입니다. 이 테스트는 세탁을 위한 최적의 입자 크기와 필요한 세탁액 밀도를 결정하는 데 도움이 될 수 있습니다.
특수 연소 시험
비에너지
비에너지는 석탄, 특히 증기 생성에 사용되는 석탄의 완전 연소 시 에너지 출력을 측정하는 폭탄 열량계로 결정할 수 있습니다.
재 융점 테스트
석탄재의 용융 거동은 특히 증기 발전 분야에서 석탄 선택의 핵심 요소입니다. 융점이 지나치게 높으면 용광로 내에서 코크스와 재가 뭉치게 되므로 정기적인 청소가 필요합니다. 용융 온도는 일반적으로 고온로에서 용융된 재의 형태 변화를 관찰하여 테스트합니다.
무료 확장 지수
자유 팽창 지수 테스트는 코크스 생산에 대한 석탄의 적합성을 평가하는 가장 간단한 테스트입니다. 표준화된 연소용 도가니에 첨가한 후, 얻어진 코크스 케이크를 표준 단면과 비교하여 단면 형상을 판단한다.
석탄의 등급 구분
국제 표준에서는 등급에 따라 석탄을 분류합니다. 등급이 높아질수록 석탄의 탄소 함량이 높아집니다. ASTM 시스템은 탄소 및 휘발분 함량을 기준으로 고정탄소 함량이 69% 이상인 석탄을 분류합니다.
석탄의 수분 함량은 석탄의 에너지 생산량에 영향을 미칠 뿐만 아니라 시장에서의 경쟁력에도 영향을 미칩니다.
글로벌 에너지 전환과 환경 보호라는 과제에 직면하여 최고의 환경적, 경제적 이점을 달성하기 위해 석탄의 수분 관리와 신기술을 어떻게 결합해야 합니까?
