Tin tức

THAN ĐÁ VÀ TÍNH CHẤT THAN ĐÁ

Việc kiểm soát chất lượng than đá đóng vai trò quan trọng, ảnh hưởng đến sản lượng hàng hóa của các doanh nghiệp.

Than đá được sử dụng rất nhiều trong các ngành công nghiệp như: dệt may, thực phẩm, công nghiệp điện... Thực tế cho thấy, hiểu được tính chất của than đá là một kiến thức cơ bản cho các nhà máy, trước khi nhập than từ một đơn vị cung cấp nào đó. Cùng Thuận Hải tìm hiểu tính chất của than đá, để có cơ sở nhận biết chất lượng nguồn nhiên liệu đầu vào.

tim-hieu-than-da-1.webp

1. Thành phần hoá học của than đá

- Cacbon: Cacbon là thành phần cháy chủ yếu trong nhiên liệu rắn, nhiệt lượng phát ra khi cháy của 1kg cacbon gọi là nhiệt trị. Vì vậy lượng cacbon trong nhiên liệu càng nhiều thì nhiệt trị của nhiên liệu càng cao. Tuổi hình thành nhiên liệu càng già thì thành phần cacbon càng cao, khi đó độ liên kết của than càng lớn nên than càng khó cháy.

- Hydro: Hydro (hay còn được gọi là hydrogen) là thành phần cháy quan trọng của nhiên liệu rắn, khi cháy toả ra nhiệt lượng 144.500 kj/kg, tuy nhiên lượng hyđro có trong thiên nhiên rất ít.

- Lưu huỳnh: Lưu huỳnh là thành phần cháy trong nhiên liệu. Trong than đá lưu huỳnh tồn tại dưới ba dạng: liên kết hữu cơ (SHC), khoáng chất (SK), liên kết sunfat (SS). Lưu huỳnh hữu cơ và khoáng chất có thể tham gia vào quá trình cháy gọi là lưu huỳnh cháy SC. Lưu huỳnh sunfat sẽ thường nằm dưới dạng CaSO4, MgSO4 , FeSO4 ... Những liên kết này không tham gia quá trình cháy mà chuyển thành tro của nhiên liệu. Chúng nóng chảy và đóng keo, đây cũng chính là nguyên nhân hình thành keo xỉ. Vì vậy muốn than không ra keo xỉ, cần chọn than có hàm lượng lưu huỳnh thấp, thường thì than ở các mỏ Cao Sơn, Núi Béo, Đèo Nai, Thống Nhất có nhiệt trị rất cao và có hàm lượng lưu huỳnh thấp.

thanh-phan-than-da.webp

Nhiệt trị của lưu huỳnh bằng khoảng 1/3 nhiệt trị của cacbon. Khi cháy lưu huỳnh sẽ tạo ra khí SO2 hoặc SO3. Khi gặp hơi nước SO3 dễ hoà tan tạo ra axit H2SO4 gây ăn mòn kim loại. Khí SO2 thải ra ngoài, có mùi rất khó chịu và là khí độc nguy hiểm. Chính vì vậy, chỉ cần bằng trực quan cũng có thể nhận biết than có hàm lượng lưu huỳnh nhiều hay ít.

- Oxy và Nitơ: Oxy (oxygen) và Nitơ (nitrogen) là những chất trơ trong nhiên liệu rắn và lỏng. Sự có mặt của oxy và nitơ làm giảm thành phần cháy, khiến nhiệt trị của nhiên liệu giảm xuống. Nhiên liệu càng non thì oxy càng nhiều. Khi đốt nhiên liệu, nitơ không tham gia quá trình cháy, chuyển thành dạng tự do ở trong khói thường thấy ở than Indonesia (độ bốc cao, nhiệt thấp, có nhiều khói).

- Tro, xỉ: là thành phần còn lại sau khi than đá được cháy kiệt.

2. Tính chất của than đá

dac-diem-than-da.webp

- Độ ẩm (%): Độ ẩm của than đá là hàm lượng nước chứa trong nhiên liệu. Độ ẩm toàn phần của than đá được xác định bằng cách sấy nhiên liệu trong tủ sấy ở nhiệt độ 1050oC cho đến khi trọng lượng nhiên liệu không còn thay đổi. Phần trọng lượng mất đi gọi là độ ẩm nhiên liệu. Thực tế, ở nhiệt độ 1050oC chưa đủ để thải hoàn toàn độ ẩm ra khỏi nhiên liệu, thông thường phải ở nhiệt độ 5000 - 8000oC nước mới bốc hơi ra ngoài hoàn toàn.

- Độ tro còn gọi là xỉ than (%): Các vật chất ở dạng khoáng chất trong than đá khi cháy biến thành tro. Tỉ lệ tro trong than ảnh hưởng rất lớn đến tính chất cháy của than như: làm giảm thành phần cháy, giảm nhiệt trị của than, gây mài mòn bề mặt ống hấp thụ nhiệt, bám bẩn làm giảm hệ số truyền nhiệt qua vách ống. Tro còn làm ảnh hưởng đến vận hành lò. Thậm chí nếu than xấu, tro làm kéo xỉ trên bề mặt ghi lò hơi. Để đáp ứng nguồn nhiệt cho buồng đốt phải ép quạt gió tăng tốc, dẫn đến tăng chi phí điện. Độ tro của nhiên liệu được xác định bằng cách đem mẫu nhiên liệu đốt đến 8000 – 8.500oC đối với nhiên liệu rắn, 5000oC đối với nhiên liệu lỏng, cho đến khi trọng lượng còn lại không thay đổi. Phần trọng lượng không thay đổi đó tính bằng % gọi là độ tro của nhiên liệu. Độ tro của than antraxit có thể lên tới 15 – 30% hoặc cao hơn nữa.

- Chất bốc (%): Khi đốt nóng nhiên liệu trong điều kiện môi trường không có oxy, mối liên kết các phân tử hữu cơ bị phá huỷ. Các chất khí bị phân hủy nhiệt bao gồm Hydro, Cacbuahydro, Cacbonoxit, Cacbonic. Quá trình này gọi là quá trình phân huỷ nhiệt. Sản phẩm của phân huỷ nhiệt là những chất khí được gọi là “chất bốc” (Vk.%). Những liên kết có nhiều Oxy là những liên kết ít bền vững, dễ bị phá vỡ ở nhiệt độ cao. Vì vậy, than đá càng non tuổi thì chất bốc càng nhiều, khi đốt càng hao nhiên liệu, ví dụ tỉ lệ chất bốc trong than bùn (V=70%), than đá (V=10-45%). Chất bốc phụ thuộc vào tuổi hình thành của than đá. Than đá càng non tuổi, thì nhiệt độ bắt đầu sinh chất bốc càng thấp. Lượng chất bốc sinh ra còn phụ thuộc vào thời gian phân huỷ nhiệt.

- Nhiệt trị (Cal/g): Nhiệt trị (Q) của than đá là nhiệt lượng phát ra khi cháy hoàn toàn 1kg than, nhiệt trị của than được phân loại từ cao đến thấp.

3. Nhận biết than tốt bằng trực quan

- Không phải ai cũng có đủ kiến thức chuyên môn và thiết bị chuyên dụng để thẩm định chất lượng than đá. Tuy vậy, thông qua những đặc tính trực quan vẫn có thể phần nào đánh giá chất lượng của than đá ở mức độ tương đối

kiem-dinh-than-da.webp

  • Về xúc giác: Cầm nhẹ tay, sờ thấy lớp dầu bám vào tay, khó rửa.
  • Về khứu giác: Đốt than không thấy có mùi khó chịu, than có hàm lượng lưu huỳnh ít.
  • Về thị giác: Than có màu đen, có độ ánh.

Theo dõi Thuận Hải

0395 69 79 89