KÖMÜR HESAPLAMALARI

SGS'nin global kimyager ve uzman ekipleri, kalorifik değerleri, toplam hidrojen miktarını, Kömür Reaktivite Endeksi'ni (CRI) ve kömür numunenizin Reaksiyon Sonrası Kömür Kuvveti'ni belirlemek için bir dizi kömür analitik hesaplaması ve endekslerinden yararlanır. Üçüncü taraf test sonuçlarımız ve hesaplamalarımız, size uluslararası standartlara uygun güvenilir veriler sunar.

SGS kömür ve taşkömür uzmanları tarafından düzenli olarak kullanılan bazı ilginç protokoller ve hesaplamalar aşağıda verilmektedir: Bu hesaplamalar bilgilendirme amacıyla verilmektedir; ancak SGS tüm verilerin veya formüllerin en güncel standartlarla uyumlu olduğunu garanti edemez. Kömür ticareti yapan müşteriler, sözleşmelerde kullanılan güncel standartlar hakkında bilgi edinmelidir.

*** Net CV hesaplaması - bkz. ASTM D5865-12 / ISO 1928-2009
*** Farklı temellerde nem dönüşümü - bkz. ASTM D3180 / ISO 1170

Baz Dönüşüm Faktörleri:
Ref: ASTM D3180 / ISO 1170 - Farklı nem bazlarına dönüştürme
1. AD faktörü (AD'yi Nomine Nem'e (NM) dönüştürür): (100-NM)/(100-ADM)
  NM = AD / ((100-NM)/(100-ADM))
2. Kuru faktörü (AD'yi Kuru'ya dönüştürür) (100-ADM)/100
  Kuru = AD / ((100-ADM)/100)
3. AR faktörü (Kuru'yu AR'ye dönüştürür): (100-TM)/100
  AR = Kuru x ((100-TM))/100)
4. DAF faktörü (Kuru'yu DAF'a dönüştürür): (100-Kuru Kül)/100
  DAF = Kuru / ((100-Kuru kül)/100)

Burada:

İki Aşamalı Toplam Nem Formülü (Bkz. ASTM D3302 bölüm 10)
İki aşamalı toplam nem hesaplaması, kömür numunesinin önemli miktarda nem kaybetme potansiyeli olmadan bölünmek veya ezilmek için aşırı küçük veya aşırı ıslak olduğu zamanlarda kullanılır.
TMar, % = [Rm,ad, % x (100 – Fm,ad, %) / 100] + Fm,ad %
TM = Toplam nem; Fm = Serbest Nem; Rm = Artık nem
Kalorifik Değer Dönüştürme Faktörleri Ref: ASTM 5865-12 X1.4. ve ISO 1928-9 10.5
J/g = kcal/kg; 0,238846 ile bölünmüş VEYA 4,1868 ile çarpılmış
J/g = Btu/lb, 2,326 ile çarpılmış VEYA 0,429923 ile bölünmüş
kcal/kg = J/g, 0,238846 ile çarpılmış VEYA 4,1868 ile bölünmüş
kcal/kg = Btu/lb, 1,8 ile bölünmüş VEYA 0,555556 ile çarpılmış
Btu/lb = J/g, 2,326 ile bölünmüş VEYA 0,429923 ile çarpılmış
Btu/lb = kcal/kg, 1,8 ile çarpılmış VEYA 0,555556 ile bölünmüş
CO₂Emisyon Faktörü (2003/87/EC Direktifi) 2007/589/EC Direktifi
CO₂Emisyon Faktörü tCO₂/TJ =
= Karbon Olarak Alınan Değer x 3,667 x kJ/kg biriminde [10.000/NCV(p)]
= Karbon Olarak Alınan değer x 3,667 x kcal/kg biriminde [2388,46/NCV(p)]

Standart CO Belirsizliği₂Emisyon Faktörü (tCO2/TJ)
CO emisyonlarına ilişkin yeni Avrupa Komisyonu (EC) raporlama gerekliliklerinin bir parçası olarak,₂analizi yapan laboratuvardan, laboratuvar analizine bağlanmış ve bir standart sapma olarak ifade edilmiş ₂"CO Emisyon Faktörü'nün Standart Belirsizliği"ni bildirmesi istenir.

Belirsizliğin hesaplanmasında, C(db) %1,00 ve GCV(db) 300J/g için, alındığı tabana dönüştürülmüş ISO tekrarlanabilirlik değerleri kullanılır.
Yakıt oranı
= Sabit Karbon / Volatil Madde

Balast
= Kül (ar) + Toplam Nem
Kömürdeki Hidrojen: Bkz. ASTM 3180 / ISO 1170
Örnekle bağlantılı olarak suda (nem) hidrojen içerme veya içermeme bazında rapor edilebilecek hidrojen değerlerine göre, alternatif dönüştürme prosedürleri aşağıda tanımlanmaktadır.

Nemde hidrojen olup olmadığını raporlamak için şu dönüştürmeleri kullanın:

Tespit edilen Toplam Hidrojen (ad): nem analizine hidrojen de dahil edilir
1. Hidrojen (nemdeki H'yi kapsamaz)
  H (kuru baz) = [Toplam hidrojen (ad)-(AMx0,1119)] x (100/(100-AM))
2. Hidrojen (nemdeki H'yi kapsar)
  H(ar) = [Toplam hidrojen(db) x ((100-TM)/100)]+(0,1119*TM)
3. ISO 1170, analiz edilmiş nemde H'yi hariç tutarak, havayla kurutulmuş bazda H raporu sunar.
  H(havayla kurutulmuş) = Toplam Hidrojen (belirenen) - (Analiz Nemi x 0,1119)
  
  H atom ağırlığına dayalı Hidrojen ve Oksijen Faktörleri₂0
  Hidrojen = Nem X 0,1119
  Oksijen = Nem X 0,8881
DMMF Hesaplamaları
Maddesiz Kuru Mineral hesaplamaları (Ref. ASTM D388)

Brüt Kalorifik Değer'in Nihai Analiz ile tahmini için Ampirik Formül
(Ref: COAL Typology - Physics - Chemistry - Constitution; yazar D.W Krevelen; üçüncü baskı 1993, sayfa 528). Tüm girdiler, % ağırlık olarak ifade edilen bir Kuru Baz (DB) ile sonuçlanır.

DULONG (1820) = (80,8 x C) + (344,6 x H) – (43,1 x O) + (25 x S)		BOIE (1953) = (84 x C) + (277,7 x H) – (26, x O) + (15,0 x N) + (25 x S)
SEYLER (1938) = (123,9 x C) + (388,1 x H) + (25 x O2) - 4269		NEAVEL (1986) = (81,05 x C) + (316,4 x H) – (29,9 x O) + (23,9 x S) - (3,5x Kül)
MOTT ve SPOONER (1940) OKSİJEN < %15 = (80,3 x C) + (339 x H) - (34,7 x O) + (22,5 x S)		GIVEN (1986) = (78,3 x C) + (339,1 x H) – (33,0 x O) + (22,1 x S) + 152
MOTT ve SPOONER (1940) OKSİJEN > %15 = (80,3 x C) + (339 x H) - (36,6 x O) + (0,17 x O2) + 22,5 x S *NOT:* bu formüller, kömür karışımları için geçerli değildir. Yukarıda, Seyler Formülü için verilen nota başvurun.

Extract from COAL - D.W. Krevelen. (sayfa 529) "Tüm ampirik denklemler, Dulong denkleminin "bazı teorik temeller" içeren modifikasyonlarıdır ve kömürün ampirik CV verilerine uyarlanmış, de facto ampirik ilişkilerdir. GIVEN (1986) ve NEAVEL (1986) tarafından verilen korelasyonlar en güvenilir olanlardır."

Net Kalorifik Değer (NCV) Hesaplamaları ve Dönüştürme Faktörleri
Ref: Net Kalorifik Değer (ASTM D5865-12)
Bir maddenin 0,1 Mpa (1 Atm) sabit basınçta yanmasıyla üretilen sıcaklık (buhar olarak kalan suyla).

Sabit basınçta ASTM D5865-12 / D3180
Qv-p= 0,01 * RT * (Had / (2*2,016)) - Oad / 31,9988 - Nad / 28,0134)
Qh = 0,01 * Hvap * (Had / 2,016)
Qmad = 0,01 * Hvap * (Mad / 18,0154)
Qmar = 0,01 *Hvap * (Mar / 18,0154)
Qvar = Qvad *((100-Mar) / (100-Mad))
Qpad(net) = Qvad(brüt) + Qv-p - Qh – Qmad
Qpd(net) = (Qvad(brüt) + Qv-p - Qh) * (100/(100-Mad)
Qpar(net) = ( Qvad(brüt) + Qv-p - Qh) * (100 - Mar) / (100 - Mad) – Qmar

Burada:
Qv-p = Yanma reaksiyonunun gazlı fazının hacmindeki bu değişiklikle bağlantılı enerji
R = evrensel gaz değişmezi [8,3143 J/(mol *K)]
T = Standart termokimyasal referans ısısı (298,15 K)
Had = Had,m – 0,1119 * Mad (toplam Hidrojen – nemde H)
Oad = Oad,m – 0,8881 * Mad (toplam Oksijen – nemde O)
Hvap = (43985 J/mol) sabit sıcaklıkta suyun buharlaşma ısısı
Qh = örnekteki hidrojen içeriğinin buharlaşma ısısı
Qmad = analiz örneğindeki su içeriğinin buharlaşma ısısı
Qmar = örnekteki toplam nem içeriğinin buharlaşma ısısı
Atomik Ağırlıklar: O₂= 31,998 / N₂= 28,0134 / H₂2,016 / H₂O = 18,0154

Sabit hacimde ISO 1928-2009
Qv, net,m,J/g =( Q gr,v,d - 206,0 [ wHd ] ) x (1-0,01xM_T) - (23,05x M_T)
Qv, net,m,kcal/kg = ( Q gr,v,d - 49,20 [ wHd ] ) x (1-0,01xM_T) - (5,51x M_T)
Sabit basınçta ISO 1928-2009
Qp, net,m,J/g =
{ Q gr,v,d - 212,2 [ wHd ] - 0,8 x [wOd + wNd] } x (1- 0,01M_T) - 24,43 x M_T
Qp, net,m,kcal/kg =
{ Q gr,v,d - 50,68 [ wHd ] - 0,191 x [wOd + wNd] } x (1- 0,01M_T) - 5,84 x M_T
[ wHd ] = numunenin H içeriğinden, nemdeki Hidrojen varlığı çıkarılır
w(H)d = w(H) x 100/100-M_T
M_T= Toplam Nem
Seyler Formülü
Kömürün çeşitli parametreleri, Seyler formülü ve diğer benzer hesaplamalar (örn. Dulong formülü) kullanılarak, Nihai Analiz ve Kalorifik Değer hesaplamalarıyla tahmin edilebilir.

ISO 1928 2009 Brüt Kalorifik Değerin Hesaplanması
ISO standardı, hidrojen içeriği tahmininin Seyler Formülü ile hesaplanmasına olanak tanıyan tek uluslararası standarttır.

Seyler hesaplaması, birçok bitümlü kömür için geçerli tek yöntemdir.
Not 1. Tahmini Hdb %3'ten az olduğunda geçerli DEĞİLDİR
Not 2. Odaf içeriği %15'ten fazla olduğunda geçerli DEĞİLDİR
Not 3. Kömür sevkiyatları düşük kaliteli kömür veya antrasit veya petrol koku ve bitümlü kömürün bir karışımı olduğunda, H'nin tahmini için uygun DEĞİLDİR
Not 4. Düşük kaliteli kömür, antrasit, petrol koku veya kok için geçerli DEĞİLDİR

ISO 1928 2009 Bölüm E.3.3
wH = 0,07 x w(V) + 0,000165 x qv,gr,m - 0,0285 x [ 100 - M_T- w(A) ]
w(H) - numunenin H içeriğinden nemdeki H içeriği çıkarılır (% kütle olarak)
w(V) - Numunenin M nem içeriğine sahip VM içeriğidir_T(% kütle olarak)
w(A) - Numunenin, M nem içeriğine sahip kül içeriğidir_T(% kütle olarak)
qv,gr,m - numunenin, M nem içeriğine sahip brüt CV değeridir_T, (jul/gr)
KOKUN ORTALAMA BÜYÜKLÜĞÜ (Ref: ISO 728 Ek A)
= (B(a-c)+C(b-d)+…+J(h-k) +100j)/200
Burada: a,b,c,d…h,j,k, ardışık eleklerin mm bazında delik ebadıdır; 'A,B,C,D…H,J,K her elek için kümülatif eleküstü yüzde oranıdır.

Not: 'a' delik ebadına sahip olan elek, tüm kömürün geçebileceği en küçük ebattır (örn. A = %0). "k" delik ebadına sahip elek, hiçbir kömürün geçemeyeceği, varsayımsal bir elektir (k=0mm, K=%100).

Kömür Reaktivite Endeksi (CRI) ve Reaksiyon Sonrası Kömür Kuvveti (CSR)

Kömür yüksek fırında yakıldığında, karşı CO ile reaksiyona girer ₂ve aşınır. Bu eş zamanlı prosesler kömürü zayıflatır ve fırın yükü geçirgenliğini azaltan fazla taneler yaratır. SGS, kısa geri dönüş süreleriyle yüksek doğrulukta sonuçlar alınacak CRI ve CSR testleri sunar. CRI ve CSR testleri, kömürünüzün fırında yakıldığı zaman ne kadar enerji üreteceğini belirler.

CRI/CSR testi, yüksek sıcaklıklarda karbon diyoksitle kömürü aktif olarak ölçer ve karıştırma sonrasındaki gücünü belirler. Bu testte, 200 gr numune örneklerini çoğaltmak için ⅞” x ¾” (19 x 22 mm) ölçekli kok kömürü içinden en az 1 kg üst numune çıkarılır ve 1100 °C sıcaklıkta iki saat boyunca CO₂ gazı ile bir kap içinde reaksiyona sokulur. Reaksiyona giren kömür I şekilli bir tamburda 20 dev/dak hızda 600 devir yeniden karıştırılır ve tartılır. + ⅜” kömürün ağırlık yüzdesi CSR'ye eşittir. Pek çok fırında 60 üzeri CSR ve 25 altı CRI'ya sahip kömür gereklidir. SGS faaliyetleriniz için hassas ve düşük maliyetli fırın kömürü analizi sunacaktır.

SGS, kömür ve kok kömür analiz ve testlerinde dünya lideridir. Analitik proseslerinizden elde edilen veriler, kömürünüzün veya kok kömürünüzün en iyi şekilde kazanılmasını ve işlev görmesini sağlar.

Hassas ve doğru hesaplamalar, kömür faaliyetlerinizin başarısı için son derece önemlidir. Bu hesaplamalar, kömürün derecesini belirleyebilmenize yardımcı olan kül ve kalorifik değer gibi bazı temel parametrelerin hesaplanmasında kullanılır.