Wpływ parametrów petrograficznych węgli kamiennych na jakość koksu metalurgicznego

• Autorzy: Jelonek I. , Jelonek Z.

Warianty tytułu

EN

The influence of petrographic properties of bituminous coal on the quality of metallurgical coke

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Badania związane z jakością węgli kamiennych koncentrują się w głównej mierze na analizie fizyko-chemicznej, w której skład wchodzi oznaczenie zawartości popiołu, siarki, części lotnych, wilgoci i wartości opałowej. Do chwili obecnej są to podstawowe parametry, na których oparta jest polska norma (PN-82/87002) klasyfikująca polskie węgle kamienne na poszczególne typy. Uzupełniająco, lecz nie dla wszystkich pobieranych prób, wykonuje się analizę elementarną, która dostarcza informacji na temat zawartości podstawowych pierwiastków wchodzących w skład substancji organicznej paliw stałych, czyli węgla, wodoru, azotu, tlenu oraz siarki. Powstało wiele opracowań, które bez wątpienia wnoszą bezcenne informacje z uwagi na ogromną ilość danych, lecz jak sygnalizują sami autorzy, istnieje ciągły brak informacji na temat petrografii węgla, a także informacji na temat właściwości koksotwórczych (Probierz i in. 2012) czy też informacji na temat samego koksu otrzymanego z pojedynczych węgli w wyniku testów otrzymanych na przykład w instalacji Karbotest, czy też z prób skrzynkowych, które umieszcza się bezpośrednio w baterii koksowniczej. W artykule omówiono wpływ budowy petrograficznej na jakość koksu metalurgicznego. Analizy wykonano na przykładzie węgla koksowego pochodzącego z kopalń: Pniówek, Zofiówka, Borynia i Krupiński, z których komponowane są mieszanki węgla stosowanego do produkcji koksu w zakładach koksowniczych Przyjaźń i Radlin. Na podstawie stopnia uwęglenia oraz parametrów fizykochemicznych zaklasyfikowano dany węgiel do danego typu stosując polską oraz międzynarodową klasyfikację węgla w pokładzie (UN/ECE 1995) . Przeprowadzono prognozę termomechanicznych właściwości koksu CSR i CRI według autorskiej metody CCP, którą porównano z wynikami otrzymanymi klasyczną metodą Nippon Steel Corporation.

EN

Studies on the quality of bituminous coal are mainly focused on physico-chemical analysis, examining the ash content, sulphur content, volatile matter content, moisture content, and the Net Calorific Value of coal. Until now, the above mentioned parameters form the basis of the Polish Standard PN-82/87002, on the basis of which individual types of bituminous coal are determined. In addition, an elemental analysis, providing information about the content of primary elements in the organic matter of solids, i.e. coal, hydrogen, nitrogen, oxygen, and sulphur, is carried out for the selected samples. This issue has been studied by many authors, which undoubtedly provide invaluable knowledge due to the huge amount of data, but, as the authors themselves indicate, the knowledge of the petrography of coal, coking properties (Probierz et al. 2012) and finally the coke obtained from individual coal types (based on tests carried out using the Karbotest installation or the so-called „box tests” performed in the coke oven battery) is still very limited. The article discusses the impact of petrographic composition on the quality of metallurgical coke. The analysis was performed using samples of coking coal from the following mines: Pniówek, Zofiówka, Borynia, and Krupiński. The mentioned coal types are used to produce coke mixtures used for the production of coke in the Przyjaźń and Radlin coking plants. Based on the rank of coal and physicochemical parameters, the mentioned coal types were classified according to the Polish classification and the UN/ECE International Classification of In-Seam Coals (UN/ECE 1995) . The prediction of thermomechanical properties of coke (CSR and CRI) performed according to the original CCP method were compared with the results obtained using the classical method of Nippon Steel Corporation.

Słowa kluczowe

PL

węgiel kamienny; macerały; refleksyjność witrynitu; koks metalurgiczny; CSR; CRI

EN

bituminous coal; macerals; vitrinite reflectance; metallurgical coke; CSR; CRI

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Rocznik: 2017
• Tom: nr 100
• Strony: 49--65
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., tab., zdj.

Twórcy

autor

Jelonek I.

• Uniwersytet Śląski, Wydział Nauk o Ziemi, Katowice

autor

Jelonek Z.

• Uniwersytet Śląski, Wydział Nauk o Ziemi, Katowice
• PetroCoal.pl

Bibliografia

• 1. Bątorek-Giesa i in. 2001 – Bątorek-Giesa, N., Sobolewski, A. i Gładych i Winnicka, G. 2001. Analiza porównawcza metod oznaczania zawartości fosforu w węglach i koksach. Karbo 2, s. 61–65.
• 2. Chmielniak i in. 1986 – Chmielniak, K., Dolecki, J., Dutkowiak, A., Grudzień, J., Gwiner, H. i in. 1986. Koksownictwo Katowice: Wyd. „Śląsk”.
• 3. Chruściel Z., 1976. Zdolność odbicia światła witrynitu polskich węgli kamiennych i jej korelacja z innymi wskaźnikami stopnia uwęglenia. Przegląd Górniczy nr 12.
• 4. Großpietsch, K.H. i Lungen, H.B. 2001. Coke Quality Requirements by European Blast Furnance Operators. Cokemaking International Vol. 13, 1.
• 5. Heilpern, S. 1997. Wpływ stopnia uwęglenia węgli koksujących na ich parametry koksotwórcze i plastometryczne. Ekspertyza zlecona przez Węglokoks S.A., Zabrze.
• 6. Heilpern, S, 1998. Problematyka odpowiedniego wykorzystania bazy węglowej w koksownictwie krajowym. Karbo nr 3, s. 98–-102.
• 7. Hereźniak i in. 2011 – Hereźniak, W., Jarno, M. i Warzecha, A. 2011. Perspektywy rozwoju rynku dla koksu produkowanego w Polsce. Karbo nr 1, s. 6–18
• 8. International Classification of Seam Coals. Final Version, Economic Commission For Europe, Committee On Energy. Working Party On Coal. Fifth session, 1995.
• 9. International Committee for Coal Petrology (ICCP), 1998. International Committee for Coal Petrology (ICCP). The new vitrinite classification (ICCP System 1994), Fuel 77(5), s. 349–358.
• 10. International Committee for Coal Petrology (ICCP), 2001. International Committee for Coal Petrology (ICCP). The new inertinite classification (ICCP System 1994), Fuel 80, s. 459–471.
• 11. ISO 11760, 2005, ISO 11760, Classification of Coals 9, s. 2005.
• 12. Jasieńko i in. 1995 – Jasieńko, S. red. 1995. Chemia i fizyka węgla. Wrocław: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej.
• 13. Jelonek i in 2015 – Jelonek, I.A., Kruszewska, K.J., Czudek, S., Gómez Borrego, M.A., Kožušníková, A., Liszio, H. i Zmuda, E. 2015. Improvement of coal carbonization through the optimization of fuel in coking coal blends. Luxembourg: Publications Office of the European Union, doi: 10.2777/46767, s. 156.
• 14. Karcz A., 1991. Koksownictwo. Część pierwsza. Skrypty Uczelniane nr 1266, Kraków: Wyd. AGH, s. 100.
• 15. Kosewska, M. i Wróblewska, K. 2001. Współczesne wymagania dla koksu wielkopiecowego a surowcowe uwarunkowania jego produkcji w polskich koksowniach. Karbo nr 10, s. 350–57.
• 16. Kruszewska, K.J. 1989. The use of reflectance to determine maceral composition and the reactive – inert ratio of coal components. Fuel Vol. 68.
• 17. Kruszewska, K. i Dybova-Jachowicz, S. 1997. Zarys petrologii węgla. Katowice: Wyd. Uniwersytetu Śląskiego.
• 18. Michalik, A. i Bronny, M. 2001. Parametry jakościowe koksu spełniające wymagania procesu wielkopiecowego, a właściwości dostępnej bazy węglowej. Karbo nr 2, t. 46, s. 53.
• 19. Ozga-Blaschke, U. 2003. Metoda powiązania parametrów jakościowych węgla koksowego z jego wartością użytkową. Studia, Rozprawy. Monografie nr 119, Kraków: Wyd. IGSMiE PAN, 84 s.
• 20. Pearson, D.E. 1985. The quality of Canadian Coal – a petrographic approach to its characterization and classification. Coal in Canada. Montreal, Quebec, Canada.
• 21. Polska Norma PN-82/87002: Klasyfikacja węgla kamiennego. Туру węgla.
• 22. Probierz i in. 2012 – Probierz, K., Marcisz, M. i Sobolewski, A. 2012. Od torfu do węgli koksowych monokliny Zofiówki w obszarze Jastrzębia (południowo-zachodnia część Górnośląskiego Zagłębia Węglowego). s. 1–285.
• 23. Roga, B. i Tomków, K. 1971. Chemiczna technologia węgla. Warszawa: Wyd. Naukowo-Techniczne.
• 24. Stach i in. 1982 – Stach, E., Mackowsky, M.Th., Teichmüller, M., Taylor, G.H., Chandra, D. i Teichmüller, R., 1982. Stach’s Textbook of Coal Petrology. Gebrüder Borntraeger, Berlin.
• 25. Sýkorová i in. 2005 – Sýkorová, I., Pickel, W., Christanis, K., Wolf, M., Taylor, G.H., Flores, D. 2005. Classification of huminite – ICCP System 1994. International Journal of Coal Geology vol. 62, s. 85–106.
• 26. Taylor i in 1998 – Taylor G.H., Teichmüller M., Davis A., Diessel C.F.K., Littke R., Robert P., 1998 – Organic Petrology. Gebrüder Borntraeger, Berlin, Stuttgart, 704 s.
• 27. Van Krevelen, D.W. i Schuyer, J. 1959. Węgiel. Chemia węgla i jego struktura. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe.
• 28. Żarczyński i in 2012 – Żarczyński, P., Sikorski, C. i Strugała, A. 2012. Określenie strategicznych kierunków rozwoju technologicznego koksowni w Polsce na podstawie prognozy bazy surowcowej oraz oczekiwań odbiorców koksu. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal t. 15, z. 4, s. 269–283.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).