Отличия от каменного угля

     От  каменного угля бурый уголь, как  показывает самое название, отличается цветом (то более светлым, то более  темным); есть, правда, и черные разновидности, но они в порошке в таком  случае все-таки являются бурыми, между тем как антрацит и каменный уголь всегда дают черную черту на фарфоровой пластинке. Самое существенное отличие от каменного угля заключается в меньшем содержании углерода и значительно большем содержании битуминозных летучих веществ. Этим и объясняется, почему бурый уголь легче горит, дает больше дыма, запах, а также и вышеупомянутую реакцию с едким калием. Содержание азота также значительно уступает каменным углям.

Разновидности

     Различают много разновидностей и сортов бурого угля, из которых самые важные следующие: 1) обыкновенный плотный бурый уголь бурого цвета с матовым блеском, землистым изломом; 2) землистый бурый уголь — бурый, легко истирающийся в порошок; 3) смолистый бурый уголь — очень плотный, темно-бурый и даже черный, в изломе блестящий наподобие смолы; 4) собственно лигнит или битуминозное дерево, с хорошо сохраненной древесной структурой; является иногда в виде целых полных стволов, даже с корнями и корой и годен на обделку, как дерево; 5) листоватый, бумажный бурый уголь, или дизодил, представляет тонкослоистую истлевшую растительную массу, легко делящуюся на тонкие листики; 6) торфяной уголь, как бы войлочный, похожий на торф, часто содержит много посторонних примесей и иногда переходит в квасцовую землю. Содержание горючих элементов и золы варьируют у различных бурых углей в довольно широких пределах, чем определяется и достоинство тех или иных разновидностей в качестве горючего материала.

Использование

     Как топливо, бурый уголь употребляется  значительно меньше, чем каменный уголь. В последнее время стали добывать из бурого угля светильный газ. Сухой перегонкой из многих бурых углей, в особенности так называемых "Schwehlkohle" Саксонии и Силезии, добываются парафин, карболовая кислота, креозот и тому подобные продукты. Буроугольный деготь, в отличие от каменноугольного, в качестве красящего вещества не годится. Некоторые плотные разновидности легко полируются и годны для токарных поделок; еще в древности этим пользовались, а в новейшее время у Уитби (Whitby) в Англии возникла даже целая промышленность на буром угле; из него под званием "Jet" (Jayet) приготовляют пуговицы, браслеты, четки и т. п. траурные предметы украшения; от искусственного (каучукового) "джета" этот отличается очень небольшим удельным весом. бурый уголь распространен в особенности в северогерманской низменности, в северной Богемии, между Теплицем и Эгером, в Альпах, Венгрии, Зибенбюргене и так далее. В России бурый уголь известен в третичных образованиях западной и юго-западной ее частей: в Прибалтийских губерниях, Польше, в Гродненской, Киевской, Волынской, Херсонской губерниях; в мезозойских отложениях бурый уголь находится у нас в Оренбургской губернии, Киргизских степях, на Мангышлаке, на Кавказе (известное Тквибульское месторождение по Риони в Имеретии), в Крыму ("гагат"), Туркестане, Сибири.

Каменноугольный кокс

Кокс  каменноу́гольный от нем. Koks и англ. coke. Твёрдый пористый продукт серого цвета, получаемый коксованием каменного угля.

кокс                                               Физические свойства

     Содержит 96-98 % С, остальное Н, S, N, O. Пористость 49-53 %, истинная плотность 1,80 — 1,95 г/см³, кажущаяся плотность ~ 1 г/см³, насыпная масса 400—500 кг/м³, зольность 9-12 %, выход летучих веществ 1 %. Влажность при тушении водой и инертным газом соответственно 2-4 % и не более 0,5 %.  Предел прочности при сжатии 15-25 МПа, при срезе (характеризует устойчивость к истиранию) 6-12 МПа, теплота сгорания 29-30 МДж/кг.

Физико-химические свойства

     Выше 900 °C, легко восстанавливает СО₂ (С + СО₂ = 2СО); при 1000 °C скорость процесса (стандартная реакционная способность кокса) в расчете на 1 г кокса 0,1—0,2 мл СО₂ за 1 с, энергия активации 140—200 кДж/моль. Скорость взаимодействия с О₂ (С +О₂ = СО₂), или горючесть кокса, значительно выше, чем с СО₂, и составляет при 500 °C около 0,1 мл О₂ за 1 с, энергия активации 100—140 кДж/моль.

     Физико-химические свойства кокса каменноугольного определяются его структурой, приближающейся к гексагональной слоистой структуре графита. Структура кокса характеризуется неполной упорядоченностью: отдельные фрагменты (слои), связанные Ван-дер-Ваальсовыми силами, статистически занимают несколько возможных положений (например, накладываются один на другой). Наряду с атомами углерода в пространственной решетке кокса, особенно в ее периферийной части, могут располагаться гетероатомы (S, N, O).

     Строение  и свойства кокса каменноугольного зависят от состава угольной шихты, конечной температуры и скорости нагрева коксуемой массы. С увеличением содержания в шихте газовых и др. углей, характеризующихся малой степенью метаморфизма, понижением конечной температуры коксования и уменьшением выдержки при этой температуре, реакционная способность и горючесть получаемого кокса возрастает. При увеличении содержания газовых углей в шихте прочность и средняя крупность кусков кокса уменьшаются, а пористость его возрастает. Повышение конечной температуры коксования способствует увеличению прочности кокса каменноугольного, особенно к истиранию. При удлинении периода коксования и снижении скорости нагрева коксуемой массы средняя крупность кусков кокса увеличивается.

Применение

     Кокс  каменноугольный применяют для  выплавки чугуна (доменный кокс) как высококачественное бездымное топливо, восстановитель железной руды, разрыхлитель шихтовых материалов. Кокс каменноугольный используют также, как ваграночное топливо в литейном производстве (литейный кокс), для бытовых целей (бытовой кокс), в химической и ферросплавной отраслях промышленности (специальные виды кокса). Доменный кокс должен иметь размеры кусков не менее 25-40 мм при ограниченном содержании кусков менее 25 мм (не более 3 %) и более 80 мм. Литейный кокс по размерам кусков крупнее доменного; наиболее пригоден продукт, в котором присутствуют куски менее 60-80 мм. Главное отличие литейного кокса от доменного — малое содержание S, которое не должно превышать 1 % (в доменном коксе до 2 %). В промышленности ферросплавов используют мелкий кокс (например, фракцию 10-25 мм), при этом в отличие от доменного и литейного производств предпочитают применять продукт с большой реакционной способностью.

     Требования  по прочности к бытовому коксу менее жесткие, чем к доменному и литейному. Во всех производствах лучшее сырье — наиболее прочный малозольный и малосернистый кокс, содержащий небольшое количество мелких фракций. Мировое производство кокса каменноугольного около 400 млн т/год.