Czy wiemy, jaki węgiel powinien być stosowany w gospodarstwach domowych?

W polskich normach i ustawach jest dokładnie opisane, jakie węgle, o jakich parametrach jakościowych nadają się do energetycznego wykorzystania. Dostosowanie się do wymagań tych aktów prawnych i norm przez producentów i dystrybutorów węgla, dałoby szansę na poprawną gospodarkę węglem kamiennym i zmniejszyłoby negatywne oddziaływanie procesu spalania węgla kamiennego na środowisko.

Według normy, dotyczącej klasyfikacji węgli kamiennych według typów (PN-G-97002:2018-11), wyróżniamy węgle kamienne, które nadają się do spalania oraz węgle, które mogą być użyte tylko i wyłącznie do koksowania, zgazowania i innych procesów technologicznych. Norma ta podaje, że do spalania nadaje się węgiel typu 31, opisany jako węgiel płomienny oraz węgiel typu 32, opisany jako węgiel gazowo-płomienny. Rzadko kiedy przy zakupie węgla są podawane informacje na temat typu węgla (na fakturze, specyfikacji czy na worku), a to powinno być podstawą zakupu węgla do spalania, zwłaszcza dla instalacji poniżej 1 MW i kotłów wykorzystywanych w gospodarstwach domowych. Najczęściej przy zakupie węgla jest on identyfikowany tylko na podstawie wartości opałowej. Czasem dodatkowo podawana jest informacja na temat zawartości popiołu, wilgoci i siarki. Oczywiście parametry te też są ważne, ale powinny być podawane przez dostawcę bądź sprzedawcę węgla wraz z typem węgla.

Mamy więc dwa typy węgla energetycznego: 31 i 32. Są one wyznaczone na podstawie trzech parametrów jakościowych, a mianowicie zawartości części lotnych (V^daf), zdolności spiekania (RI) i refleksyjności witrynitu (R_o). Osoba kupująca węgiel nie musi znać się na tych parametrach, ważne jest, aby pamiętała o typie i wymagała podczas transakcji zakupu potwierdzenia tego typu. Gdyby się jednak zdarzyło, że parametry te pojawią się na opisie sprzedawanego węgla, to warto wiedzieć, że w węglach przeznaczonych do energetycznego wykorzystania zawartość części lotnych (V^daf) musi być większa od 30%, zdolność spiekania (RI) nie może być większa niż 40 dla węgli kierowanych do energetyki zawodowej i ciepłownictwa i nie może przekraczać 25 dla instalacji energetycznych o mocy poniżej 1 MW i instalacji wykorzystywanych w gospodarstwach domowych, a wskaźnik refleksyjności witrynitu (R_o) nie może być większy niż 0,70%. Wartość wskaźnika refleksyjności witrynitu i reflektogram, który otrzymuje się podczas jego wyznaczania, mówią dużo o samym węglu. Na ich podstawie możemy powiedzieć, z jakim typem węgla mamy do czynienia - możemy stwierdzić czy węgiel jest mieszanką różnych węgli, czy jest jednorodny w swojej masie, a jeśli jest mieszanką różnych typów to możemy określić, jakie typy węgla występują w tej mieszance.

Inna polska norma (PN-82/G-97001) dzieli węgle na siedem sortymentów, różniących się wielkością występujących w nich ziaren. Sortymenty grube to Kęsy, Kostka i Orzech. Kęsy to duże kawały węgla o średnicy powyżej 250 mm, bez wyznaczonej górnej granicy wielkości ziaren. Obecnie nie pojawiają się one na rynku polskim. Kostka to również duże kawały węgla o średnicy do 200 mm. Najdrobniejsze ziarna w tym sortymencie nie powinny być mniejsze niż 63 mm. Orzech natomiast to węgiel składający się z kawałków o średnicy od 25 mm do 125 mm. Sortymenty grube są przeznaczone wyłącznie do spalania w odpowiednich piecach, w gospodarstwach domowych (np.: piece kaflowe, kociołki z rusztem). Sortymenty średnie to Groszki o uziarnieniu maksymalnie do 50 mm i nie mniejszym niż 8 mm. Groszki mogą być spalane zarówno w instalacjach energetycznych o mocy poniżej 1 MW oraz w kotłach i piecach domowych, jak i w ciepłownictwie w kotłach rusztowych. W sortymentach grubych i średnich może występować niewielka ilość, maksymalnie do 10 %, ziaren drobniejszych niż podane dolne granice. Ten drobny węgiel powstaje w trakcie procesów technologicznych i transportu węgla.

Oczywiście na wartość opałową węgla istotny wpływ ma zawartość wilgoci całkowitej i popiołu w węglu. Czym większa zawartość popiołu i wilgoci w węglu tym mniejsza jego wartość opałowa. Według rozporządzenia Kostka i Orzech powinny wykazywać zawartość popiołu maksymalnie 12% i wartość opałową nie mniejszą niż 22 000 kJ/kg. Groszek powinien mieć maksymalnie 14% popiołu i wartość opałową nie mniejszą niż 21 000 kJ/kg. Ekogroszek, czyli paliwo predystynowane do stosowania w kociołkach domowych powinno charakteryzować się zawartością popiołu maksymalnie 12% i wartością opałową nie mniejszą niż 24 000 kJ/kg. Jest jeszcze jeden sortyment, który może być stosowany w instalacjach poniżej 1 MW i w gospodarstwach domowych – ekomiał. Ekomiał, podobnie jak ekogroszek, powinien wykazywać zawartość popiołu maksymalnie 12% i wartość opałową nie mniejszą niż 24 000 kJ/kg, a zawartość ziaren o średnicy poniżej 3 mm nie powinna przekraczać w nim 15%.

Aby przeprowadzić kontrolę jakości węgla należy pobrać próbki do badań i przekazać je do wyspecjalizowanego w tym zakresie laboratorium. Wszystkie czynności trzeba wykonać zgodnie z opisem podanym w normie PN-G-04502:2014-11. Należy, w zależności od tonażu węgla, którego jakość chcemy sprawdzić, pobrać odpowiednią liczbę porcji (łopat) węgla, z różnych miejsc, rozłożonych równomiernie na powierzchni pryzmy lub rozłożonych równomiernie w całej masie węgla jeśli jest on przesypywany z jednego miejsca na drugie (np. podczas załadunku lub rozładunku ze środka transportu). Każda porcja musi mieć odpowiednią masę zależną od największego wymiaru ziarna w węglu. Po połączeniu wszystkich pobranych porcji węgla powstaje próbka ogólna, która w zależności od masy, może stanowić próbkę do badań, lub która może zostać pomniejszona do mniejszej masy odpowiednimi metodami opisanymi w normie.

Dr hab. Leokadia Róg

Prof. Głównego Instytutu Górnictwa