Реакционная способность энергетических углей

Министерство образования и науки Российской Федерации 
 
Сибирский федеральный университет 
  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Е. А. БОЙКО  
 
 
 
 
РЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ  
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УГЛЕЙ  
 
 
Монография 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Красноярск 
СФУ 
2011 

УДК 621.45 
ББК 31.35 
         Б72 
 
Рецензенты: 
А. С. Заворин, д-р техн. наук, проф. зав. каф. «Котло- и парогенераторостроение» Национального исследовательского Томского политехнического университета; 
Д. М. Маркович, д-р физ.-мат. наук, проф. зам. директора по науке 
Института теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН (г. Новосибирск) 
 
 
 
 
Бойко, Е. А. 
Б72  
   Реакционная способность энергетических углей : монография / 
Е. А. Бойко. – Красноярск : Сибирский федеральный университет, 
2011. – 608 с. 
ISBN 978-5-7638-2104-8 
 
Рассмотрены с точки зрения взаимосвязи состав, строение, теплотехнические и реакционные характеристики твердого органического топлива. Показано 
влияние степени метаморфизма угля на его реакционную способность в реальных процессах топливоиспользующих устройств. Оценка реакционной способности твердого топлива выполнена методом комплексного термического анализа 
на основе дериватографии и газовой хроматографии. Усовершенствована схема 
экспериментальной установки и методология проведения и обработки данных 
термического анализа различных этапов и процессов термохимического превращения твердого топлива. Приведены результаты и показаны перспективы 
комплексного исследования и учета реакционной способности энергетических 
углей в практике моделирования и совершенствования теплотехнологических 
процессов и оборудования.  
Предназначена для работников научно-исследовательских и проектных 
институтов, а также студентов вузов, специализирующихся в области теории горения, топочных процессов, газификации и термической переработки твердых 
органических топлив. 
 
УДК 621.45 
ББК 31.35 
 
 
 
 
ISBN 978-5-7638-2104-8 
 
 
 
                   © Сибирский федеральный  
            университет, 2011 
 

ОГЛАВЛЕНИЕ 
 
 
 
Предисловие……………………………………………………………. 
8
1. Оценка и учет реакционной способности углей  
    при расчете и проектировании энергетических котлов  
    и их топочных устройств…………………………………………... 
10
1.1. Опыт использования твердых органических топлив  
       в энергетике на примере канско-ачинских углей…………..…. 
10
1.1.1. Геологическая карта Канско-Ачинского  
          угольного бассейна………………………………………. 
12
1.1.2. Теплотехнические свойства канско-ачинских  
          бурых углей………………………………………………. 
12
1.1.3. Особенности сжигания бурых углей  
          Канско-Ачинского бассейна…………………………….. 
20
1.2. Пути совершенствования технологий производства  
       и потребления энергии, вырабатываемой на твердом  
       органическом топливе…………………………………………… 
29
1.3. Исследование процессов термохимического превращения  
       твердого органического топлива методом  
       математического моделирования………………………………. 
35
1.4. Современное состояние теории горения пылевидного  
       твердого топлива………………………………………………… 
39
1.4.1. Химическая структура и реакционная способность  
          углей……………………………………………………….. 
39
1.4.2. Стадийность процесса горения пылеугольных частиц 
46
1.4.3. Роль процессов сушки, прогрева и выделения  
          летучих веществ при пылеугольном сжигании……….. 
50
1.4.4. Формирование структуры коксового остатка 
          и природа тепловых потерь с неполнотой сгорания…… 
58
1.4.5. Горение и газификация коксовой основы………………. 
62
1.4.6. Методы оценки и учета реакционной способности  
          энергетических углей…………………………………….. 
71
1.5. Исследование механизма и кинетики процессов  
       термохимического превращения углей методом  
       комплексного термического анализа………………………….. 
81
1.5.1. Характеристика экспериментальных методов  
          термического анализа…………………………………… 
81
1.5.2. Промышленные приборы для термического анализа… 
84
1.6. Учет качества топлива при расчете и проектировании  
       энергетических котлов и их топочных устройств…………….. 
87

2. Комплексный термический анализ: аппаратурное оформление, 
    экспериментально-расчетное обоснование условий  
    определения технических и реакционных характеристик  
    твердых органических топлив…………………………………….. 
95
2.1. Совмещенная схема и аппаратурное оформление комплексного 
       термического анализа твердых органических топлив……….. 
95
2.2. Экспериментально-теоретическое обоснование рекомендаций  
       по выбору условий проведения комплексного термического  
       анализа для оценки реакционной способности различных  
       стадий термохимической обработки пылевидного топлива…. 
104
2.2.1. Влияние теплообмена на поверхности образца………… 
110
2.2.2. Влияние скорости нагрева на результат  
          термоаналитического эксперимента…………………….. 
114
2.2.3. Влияние размеров пылеугольных частиц  
          на характер термических кривых………………………. 
126
2.2.4. Обоснование рекомендаций по определению условий  
          проведения комплексного термического анализа углей 
130
2.3. Технический анализ твердого топлива………………………… 
136
2.3.1. Применение комплексного термического анализа  
          для определения влажности и выхода летучих веществ  
          твердых органических топлив…………………………... 
136
2.3.2. Применение комплексного термического анализа  
          для определения зольности твердого  
          органического топлива………………………………….. 
139
2.3.3. Сопоставление результатов термического анализа  
          технических характеристик угля  
          в различных газовых средах…………………………… 
143
2.3.4. Применение комплексного термического анализа  
          для определения теплоты сгорания твердого  
          органического топлива………………………………….. 
145
3. Теоретическое обобщение и развитие математического  
    аппарата неизотермической кинетики………………………….. 
152
3.1. Особенность протекания процессов термохимического  
       превращения твердого органического топлива в условиях  
       реальных топливоиспользующих установок…………………. 
152
3.2. Неизотермическая кинетика термической деструкции  
       твердых органических топлив…………………………………. 
157
3.3. Теоретические основы неизотермической кинетики  
       процесса горения коксовой основы твердых  
       органических топлив……………………………………………. 
169
3.4. Методика экстраполяции данных комплексного  
       термического анализа на различные скорости нагрева……… 
172

4. Комплексный термический анализ: методика и результаты  
    определения реакционной способности энергетических углей  
178
4.1. Кинетика процесса испарения влаги 
178
4.1.1. Анализ подходов к исследованию кинетики сушки углей 178
4.1.2. Методика и результаты определения кинетических  
          параметров процесса испарения влаги…………………. 
183
4.2. Кинетика термической деструкции твердых  
       органических топлив……………………………………………. 
191
4.2.1. Качественная оценка совместного протекания процессов 
          выделения летучих веществ и выгорания коксовой  
          основы твердых органических топлив в условиях  
          медленного нагрева……………………………………….. 
196
4.3. Выделение летучих веществ при нагревании твердых  
       органических топлив с различными скоростями. Экстраполяция  
       результатов лабораторного эксперимента применительно  
       к условиям реальных топливоиспользующих установок……… 
212
4.3.1. Определение кинетических характеристик процесса  
          выделения летучих веществ в условиях лабораторного  
          эксперимента……….……………………………………… 
213
4.3.2. Кинетика индивидуальных реакций выделения  
          газообразных горючих веществ и расчетный прогноз  
          их протекания в условиях высокоскоростного нагрева…. 224
4.4. Экспериментально-расчетный метод оценки кинетики  
       многостадийных процессов термохимического превращения  
       твердых органических топлив. Алгоритимическое  
       и программное обеспечение обработки результатов  
       термоаналитического эксперимента…………………………… 
229
4.5. Кинетика горения коксового остатка…………………………… 
252
4.5.1. Методика определения кинетических параметров  
          горения коксового остатка твердого  
          органического топлива………………………………….. 
253
4.5.2. Экстраполяция результатов лабораторного  
          эксперимента по определению кинетики выгорания  
          коксового остатка применительно к реальным  
          топочным условиям……………………………………… 
263
4.6. Кинетика взаимодействия углекислого газа и водяных паров  
       с коксовым остатком твердых органических топлив………… 
265
4.7. Кинетика термических превращений химических компонентов  
       минеральной части углей………………………………………… 
275
 
 

5. Экспериментальные исследования процесса термохимического 
    превращения твердого органического топлива  
    в условиях лабораторных, полупромышленных  
    и промышленных установок……………………………………… 
296
5.1. Кинетика термохимического превращения твердого  
       органического топлива при высокоскростном нагреве  
       в условиях лабораторного эксперимента…………………….. 
296
5.1.1. Экспериментальная установка и методика  
          проведения исследований……………………………….. 
300
5.1.2. Сопоставление результатов комплексного термического  
          анализа и лабораторного эксперимента  
          высокоскоростного нагрева по определению видимых  
          констант скоростей горения пылевидного твердого  
          органического топлива………………………………….. 
305
5.2. Экспериментальные исследования процесса термохимического 
       превращения пылевидного твердого органического топлива  
       в условиях полупромышленной установки………..……………. 
321
5.2.1. Описание экспериментального стенда и конструкции  
          устройства для термической обработки твердых  
          органических топлив. Методика проведения  
          исследований……………………………………………… 
323
5.2.2. Анализ результатов испытаний устройства  
          и исследования процесса термохимической обработки  
          твердого органического топлива на примере  
          березовских углей разной степени окисленности..……. 
333
5.3. Экспериментальные исследования процесса термохимического 
       превращения пылевидного твердого органического топлива  
       в условиях промышленных энергетических установок………. 
364
5.3.1. Результаты опытно-промышленных испытаний котла 
          БКЗ-320-140 ТЭЦ АГК при сжигании  
          ирша-бородинского угля………………………………... 
364
5.3.2. Результаты опытно-промышленных испытаний котла  
          БКЗ-500-140 Красноярской ТЭЦ-2 при сжигании  
          канско-ачинских углей…………………………………… 
402
5.3.3. Результаты опытно-промышленных испытаний котла  
          П-67 Березовской ГРЭС при сжигании березовских углей 
415
6. Аналитические исследования процесса термохимического  
    превращения твердого органического топлива  
    в пылевидном состоянии…………………………………………… 
433
6.1. Физико-химическая модель термохимического превращения  
       твердого органического топлива в пылевидном состоянии….. 
433

6.2. Кинетическая модель процесса термохимического превращения  
       твердого органического топлива………………………………. 
437
6.3. Диффузионно-кинетическая модель процесса  
       термохимической обработки пылеугольных частиц………… 
452
6.4. Температурно-временной режим термохимической обработки  
       пылеугольных частиц…………………………………………..…  470
7. Внедрение результатов комплексного метода определения  
    реакционной способности углей в практику их энергетического 
    использования………………………………………………………… 476
7.1. Совершенствование методики и разработка алгоритмического  
       и программного обеспечения совместного расчета степени  
        выгорания и теплообмена в топочных камерах паровых котлов 476
7.1.1. К вопросу о сажеобразовании при сжигании бурых  
          углей в пылевидном состоянии…………………………. 
476
7.1.2. Совершенствование методики расчета выгорания  
          пылеугольного факела…………………………………… 
486
7.1.3. Расчетная оценка процесса выгорания  
          бородинского угля в зоне активного горения  
          котельного агрегата БКЗ-320-140 ТЭЦ АГК…………... 
507
7.2. Разработка имитационной динамической модели  
       пылеугольной топки, учитывающей процесс горения,  
       и создание на ее основе тренажерных комплексов  
       рабочих процессов топочных устройств……………………… 
515
7.3. Практическое использование комплексного термического  
       анализа для разработки рациональных и эффективных  
       способов, устройств и режимов подготовки и сжигания  
       твердых органических топлив в пылевидном состоянии…….. 
525
7.3.1. Обоснование требований к организации процесса  
           подготовки и сжигания твердого органического топлива 
          с учетом его исходного качества……………………….. 
525
7.3.2. Разработка технических решений  
           по совершенствованию способов и устройств  
           подготовки и сжигания пылевидного твердого  
           органического топлива 
537
7.3.3. Методика и результаты теплового расчета устройства  
          для предварительной термической обработки  
          пылевидного твердого органического топлива……….. 
559
7.3.4. Оценка экономической эффективности практического  
          использования предложенных технических решений… 
564
Заключение……………………………………………………………… 
573
Библиографический список………………………………………….. 
580

ПРЕДИСЛОВИЕ 
 
 
Согласно «Энергетической стратегии России на период до 2030 года» 
твердое органическое топливо рассматривается в качестве основного 
сырьевого источника для производства энергии на длительную перспективу. Совершенствованию технологии производства и потребления энергии, 
вырабатываемой на твердом органическом топливе, уделяется значительное внимание  в энергетической, углехимической, металлургической и 
других отраслях промышленности. Создание новых и повышение эффективности существующих технологических приемов термохимической обработки, сжигания и газификации твердых горючих ископаемых основано 
на всесторонней оценке их состава и свойств. Технологии производств, так 
или иначе связанных с использованием процессов испарения влаги, термического разложения и взаимодействия топлива с окислителем, предусматривают в качестве непременного условия оценку его реакционной способности. При этом необходимо учитывать специфические для каждой марки 
угля сложные кинетические механизмы большого класса недостаточно исследованных явлений термохимического превращения органической и минеральной части пылевидного твердого топлива. Значительный разброс и 
неполнота экспериментальных значений кинетических параметров, определяющих реакционную способность, а также отсутствие обобщающих 
методических работ по определению этих параметров применительно к 
основным этапам термохимического превращения твердого органического 
топлива в условиях реальных теплотехнологических процессов и установок, предопределили основные положения исследований в рамках самостоятельного научного направления «Реакционная способность углей».  
Достаточно эффективным средством исследования механизма и кинетики процессов термохимического превращения твердого органического 
топлива является использование методов комплексного термического анализа и математического моделирования. Перечисленные методы нашли 
широкое применение в практике научных исследований, однако сложность 
исследуемых процессов требует их дальнейшего совершенствования. Следует отметить, что имеет место необъективность при оценке и интерпретации получаемых результатов, а иногда и явно ошибочные гипотезы. Феноменологическое описание нуждается в дополнительной информации, главным образом структурного характера, что особенно важно при исследовании динамики процессов.  
Разработка комплексного метода оценки реакционной способности 
энергетических углей, математических моделей и методик расчета термохимического превращения твердого органического топлива и обоснование 
на их основе технических и технологических решений по повышению эф

фективности энергетического использования углей имеют существенное 
значение для ускорения научно-технического прогресса в топливно-энергетическом комплексе страны и являются важными народно-хозяйственными 
задачами. 
В предлагаемой книге представлен материал, отражающий вопросы 
совершенствования и внедрения комплексного метода исследования реакционной способности твердых органических топлив в практику физического и математического моделирования теплотехнологических процессов 
и устройств для повышения эффективности проектных и технических решений энергетического использования углей. 
Монография написана на основе научно-исследовательских работ, 
выполненных на кафедре «Тепловые электрические станции» ФГАОУ 
ВПО «Сибирский федеральный университет». С методической точки зрения содержание книги представляет интерес для аспирантов и студентов 
теплоэнергетической направленности вузов при изучении учебных дисциплин «Теория горения», «Котельные установки и парогенераторы», «Теплогенерирующие установки».  
Автор выражает огромную благодарность и глубокую признательность всем сотрудникам кафедры «Тепловые электрические станции» Политехнического института ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет» за помощь и активное участие в проведении научных исследований, результаты которых изложены в книге, а также инженернотехническому персоналу ОАО «Енисейская ТГК (ТГК-13)», Красноярской 
ТЭЦ-1, Красноярской ТЭЦ-2, Назаровской ГРЭС, Минусинской ТЭЦ, ТЭЦ 
Ачинского глиноземного комбината, Березовской ГРЭС-1 за неоценимую 
поддержку при внедрении результатов исследований. 
Автор заранее благодарен за все замечания и предложения по книге, 
которые следует направлять по адресу: 660074, г. Красноярск, ул. Киренского, 26, Политехнический институт ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный 
университет» или по адресу электронной почты EBoiko@sfu-kras.ru. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. ОЦЕНКА И УЧЕТ  
РЕАКЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ УГЛЕЙ  
ПРИ РАСЧЕТЕ И ПРОЕКТИРОВАНИИ  
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ КОТЛОВ 
И ИХ ТОПОЧНЫХ УСТРОЙСТВ 
 
 
 
1.1. Опыт использования  
твердых органических топлив в энергетике  
на примере канско-ачинских углей 
 
 
Одной из особенностей топливно-энергетического баланса страны 
является постепенное увеличение использования твердого топлива для 
производства тепловой и электрической энергии [1]. Принятый Правительством Российской Федерации курс на подъем национальной экономики, 
при котором темпы прироста ВВП составляют 7–8 %, должен сопровождаться ростом энергопотребления. В среднесрочных и долгосрочных прогнозах развития отраслей топливно-энергетического комплекса России по 
ряду объективных причин роль угля в производстве первичных энергоресурсов резко возрастает. Для удовлетворения потребности экономики 
страны в твердом топливе добыча угля должна возрасти с 249 млн т в 2003 г. 
до 275–310 млн т к 2015 г. [2].  
Исходя из существующего состояния производственных мощностей 
угледобывающих предприятий России, удовлетворение растущей потребности в угле может быть обеспечено в основном за счет предприятий открытого способа добычи. Основной прирост потребности в энергетических 
углях будет приходиться на электроэнергетику, а реальным источником 
его обеспечения может стать канско-ачинский уголь, являющийся безусловным лидером России по запасам, соответствующим мировым кондициям. Высокая конкурентноспособность углей бассейна и возможность полного удовлетворения потребителей отдельных районов энергетическими 
ресурсами позволили придать Канско-Ачинскому бассейну статус федерального значения. В настоящее время канско-ачинский уголь поставляется в 32 региона России, а общий прогноз «сдержанного» спроса на данный 
вид топлива составляет 55–56 млн т, из которых около 30 млн т – это объемы поставок для потребности в энергетике [3].  
Общие геологические ресурсы этого бассейна достигают 639 млрд т, 
из них на долю мощных, пригодных к открытой разработке пластов при

ходится 143 млрд т [4]. Отличительной особенностью данных углей является низкая себестоимость их добычи [3]. Фактическая средняя себестоимость производства канско-ачинских углей составляет 2,78 руб./т (в ценах  
1989 г.). Приведенные затраты на 
получение 1 т условного топлива из 
канско-ачинских углей ниже соответствующего показателя по природному газу в 3,1 раза, мазуту из 
нефти Западной Сибири в 3,8 раза.  
В связи с этим в ближайшей перспективе неуклонно будет возрастать роль канско-ачинских углей в 
топливно-энергетическом 
балансе 
страны и особенно для восточных ее 
районов (рис. 1.1).  
Территория, которую занимает 
бассейн, 
представляет 
собой 
предгорную равнину, распространяющуюся на север от отрогов Кузнецкого Алатау и Восточного Саяна, 

 
 

20

40

60

80

100

1960
1970
1980
1990
2000
2010
 
 
Рис. 1.1. Доля канско-ачинского угля  
в топливно-энергетическом балансе  
Сибири 

с одной стороны, и юго-западной окраины Сибирской платформы, с другой.  
 
 

 
Рис. 1.2. Обзорная карта Канско-Ачинского бассейна: 1 – подстилающие  
отложения;  2 – отложения угленосной формации; 3 – действующие разрезы 
 
Западной границей бассейна можно считать долину реки Кия, а с 
восточной – долину реки Бирюса. Северная и северо-западная границы открыты в сторону Западно-Сибирской низменности (рис. 1.2) [5]. 
 

%

Годы 

1.1.1. Геологическая карта  
Канско-Ачинского угольного бассейна 
 
Наиболее благоприятными (по горно-геологическим условиям) для разработки считаются месторождения: Бородинское, Абанское – к востоку от города Красноярска; Березовское, Боготольское, Назаровское – в западной части 
Красноярского края; Итатское, Барандатское, Урюпское – на смежной территории Кемеровской области. Через все эти месторождения проходит разведанный главный рабочий пласт значительной мощности – от 12 до 60 м в среднем. 
Бурые угли Канско-Ачинского бассейна относятся к типичным гумусовым, среди которых встречаются прослойки горючих сланцев и сапропелево-гумусовых углей. По степени углефикации они относятся к бурым 
углям с повышенной степенью углефикации. 

Таблица 1.1 
Петрографический состав канско-ачинских углей 

Наименование 
месторождения 

Общий состав угля, %

гуминит 
H  
инертит
I  
липтинит
L  
микстинит
M  
альгинит 
Alg  
минеральные 
примеси Me  

Итатское 
89,0 
10,0 
1,0 
– 
– 
– 

Барандатское 
79,4 
80,6 
– 
– 
– 
– 

Назаровское 
88,0 
4,0 
1,0 
– 
– 
– 

Березовское 
95,0 
4,0 
1,0 
– 
– 
– 

Бородинское 
95,9 
2,3 
0,9 
0,9 
– 
– 

Абанское 
84,0 
13,0 
3,0 
Доля 
– 
– 

 
Содержание петрографических микрокомпонентов в бурых углях 
основных месторождений бассейна приведено в табл. 1.1 в соответствии с 
ГОСТ 12112–78 (по данным [5, 6]). Наиболее реакционноспособную часть 
горючей массы угля представляют микрокомпоненты групп гуминита и 
липтинита. Их содержание в Канско-ачинских углях превышает 80 % 
(кроме углей Барандатского месторождения), а у березовского угля составляет более 90 %. По этой причине при определении реакционной способности данных углей по отношению к кислороду воздуха колебания по петрографическому составу можно не учитывать. 
 
 
1.1.2. Теплотехнические свойства  
канско-ачинских бурых углей 
 
 
 
На буроугольных месторождениях Канско-Ачинского бассейна наибольшее количество исследований качества угля проводилось по основному пласту, отличающемуся повышенной мощностью или наилучшей выдержанностью [7]. 

Элементный анализ канско-ачинских углей (рис. 1.3) показывает 

сравнительно высокое содержание углерода (
daf
C
 = 70–74 %). Если рассматривать степень углефикации, то по величине содержания углерода бурые угли Канско-Ачинского бассейна приближаются к каменным. Угли 
бассейна относятся к малосернистым (рис. 1.4), только на Ачинском месторождении отмечается несколько повышенное содержание серы (до 2,7 %). 

Выход летучих веществ изменяется в небольших пределах (
daf
V
 = 45–50 %, 
рис. 1.5). Повышенный выход летучих отмечается на Казанском и Соболевском месторождениях [5, 8]. 
 

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

65
70
75
80
85
90
95
100
 
Рис. 1.3. Элементный состав канско-ачинских углей:          
1 – липтинит; 2 – витринит; 3 – фюзинит (по К. Гошу  
и Г. П. Алаеву в соответствии с ГОСТ 9414-74);                
• – бородинский; – березовский; – назаровский;             
×  –  абанский,  барандатский;  +  – то  же,  окисленные 
 
Бурые угли бассейна отличаются повышенной теплотой сгорания, 
изменяющейся по горючей массе от 26 400 до 31 800 кДж/кг (рис. 1.6). Наиболее низкая теплота сгорания соответствует углям с повышенной влажностью, залегающим близко к поверхности. С изменением глубины залегания 
угля изменяются также значения выхода гуминовых кислот, содержания 
углерода и других теплотехнических показателей. Как следует из рис. 1.7, 
окисленные угли с повышенным выходом гуминовых кислот и понижен
1 

2 

3 

daf
C
, % 

ат
C
H ⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
 

ным содержанием углерода располагаются в верхней части пласта на глубине 20–30 м и отличаются повышенным содержанием кислорода и карбоксильных групп (рис. 1.8). 
 

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

69
70
71
72
73

)
(
C
0
daf
R
f
=

)
(
V
0
daf
R
f
=

,%
0
R

,%
daf
V

,%
Cdaf

Рис. 1.4. Содержание серы на горючую массу канско-ачинских углей:   
• – бородинский; o  – березовский;           
                      –  область разброса    

Рис. 1.5. Изменение выхода летучих веществ и содержание углерода по ряду метаморфизма 
для канско-ачинских углей: 
 • – 
)
(
0
R
f
V daf =
; 
o  – 
)
(
C
0
R
f
daf =
 
 
Сравнительная характеристика окисленного и неокисленного бородинского угля (по данным В. С. Носоченко) приведена в табл. 1.2. Можно 
 

daf
Qб

100
1

р
р
р
р
A
V
W
K
+
+
−
=

отметить, что окисленный уголь, в 
дополнение к сказанному выше, 
характеризуется пониженным содержанием водорода, повышенным 
содержанием 
кислородсодержащих функциональных групп 
и выходом летучих веществ. В соответствии с данными Красноярского геологического управления 
запасы бурых окисленных углей 
Канско-Ачинского бассейна составляют около 3 000 млн т, т. е. 
около 0,5 % от общих запасов. 
Коэффициент 
размолоспособности  канско-ачинских  углей 
находится в пределах 
ло
К
 = 1,1–1,3 

Рис. 1.6. Теплота сгорания бурых углей  
Канско-Ачинского бассейна:  

  – область разброса 

(рис. 1.9), т. е. канско-ачинские угли лучше подвергаются измельчению по 
сравнению с бурыми углями других месторождений.  Влажность углей со
daf
C
, % 

rS , %
Сdaf, %

Qб
daf,

ставляет 
р
W  = 29–45 %, зольность воздушно-сухого угля по месторождениям колеблется от 4 до 10 % и более. Повышенная зольность углей отмечается на Ачинском (до 32 %), Балахтинском (до 28 %) и Казанском (до 47 %) 
месторождениях. 
 
 
 
 
 

0

20

40

60

80

0
10
20
30
40
50
 
 

60

70

80

90

100

18
22
26
30
34
 

Рис. 1.7. Изменение содержания углерода и выхода гуминовых кислот 
от глубины залегания канско-ачинских углей: – содержание углерода (неокисленный уголь); Δ – то же 
(окисленный уголь); • – выход гуминовых кислот (неокисленный уголь);  
o  – то же (окисленный уголь) 

Рис. 1.8. Содержание кислорода и 
карбоксильных групп в бородинском  угле:  • – окисленный уголь;  
o  – неокисленный уголь 

 
 
Таблица 1.2 

Характеристика окисленного и неокисленного бородинских углей 

Уголь 
daf
C
, 
% 

daf
H
, 
% 

daf
O
, 
% 

daf
V
, 
% 

daf
ОН
ГК
, 

% 

КСФГ , 
мг-экв/100г

Окисленный 
60–68 
3,9–4,6 
26–35 
48–59 
25–80 
500–1100 

Неокисленный 
69–73 
4,7–5,2 
20–26 
43–48 
3–25 
340–700 

 

На рис. 1.10 представлена зависимость изменения химического состава золы от содержания золы в сухой массе бородинского угля [9, 10]. Из 
графиков видно, что достаточно хорошо выражена общая закономерность 
изменения химического состава золы с изменением зольности. С увеличением зольности наблюдается снижение содержание оксида кальция (CaO) 
и повышение содержания оксида кремния (
2
SiO ). Влияние изменения хи
daf
COOH
, мг-экв/100г 

H , м 
daf
C
, % 

OH)
 
(Na
 
ГК