Dokkumer Nieuwe Zijlen en Kwaliteit en eigenschappen van steenkolen: verschil tussen pagina's

Versie van 13 feb 2012 16:59

De oudste vaste brandstof is de steenkool, die op aarde in grote hoeveelheden voorkomt en dus ook voor de stoomvorming het meest wordt toegepast.

Steenkolen zijn ontledingsproducten van de planten die in het tijdperk van het Carboon op aarde groeien. Door drift van de landschollen in de aardkorst heeft de plantengroei van het Carboon er uiteindelijk voor gezorgd dat de steenkool op aarde wijd verspreid voorkomt.

In het Carboon is de plantengroei zeer welig, terwijl de soortenrijkdom (biodiversiteit) dan nog gering is. Daarom lopen de eigenschappen van de steenkolen uiteindelijk weinig uitéén.
Er zijn ook steenkolen die uit plantengroei van jongere perioden stammen (bijvoorbeeld in Indonesië. Deze steenkolen komen dicht bij de eigenschappen van bruinkool).

De steenkolen kunnen ingedeeld worden in verschillende soorten met als criterium de mate van verkoling. Twee eigenschappen van de steenkolen spelen hierbij een rol.

het percentage vluchtige bestanddelen
het bakkend vermogen

Vaak is er bij deze eigenschappen overeenkomst met het zuurstofgehalte van de kool, dat minder wordt, naarmate de verkoling in een verder stadium is gekomen.
Daarnaast is echter ook het waterstofgehalte van belang, meestal schommelt dat om de 5 %.
Men onderscheidt op grond van deze eigenschappen:

antraciet
magerkool
ess(stoom)kool
ver(cokes)kool
gaskool
gasvlamkool
vlamkool

Deze onderscheiding heeft geen scherpe grenzen, in werkelijkheid overlappen de soorten zich voor een deel qua eigenschappen.

De kolen worden gebruikt om de warmte, het warmteleverend vermogen is dus van belang. Dat wordt uitgedrukt in de calorische waarde van de brandstof, waarbij we de verbrandingswarmte en de stookwaarde onderscheiden, afhankelijk van de methode waarop men bepaalde metingen doet.
De stookwaarde is de gemeten verbrandingswarmte, verminderd met 600 kilicalorieën voor iedere kilogram bij de verbranding gevormd water.
Zo ligt dus de stookwaarde wat lager dan de verbrandingswarmte.

Voor het gebruik is het van belang dat die warmte zo volledig mogelijk en goed regelbaar, zonder veel moeite of kosten ontwikkeld kan worden. Daarbij is het bakkend vermogen en het vluchtige gehalte van belang. Bovendien speelt ook de structuur van de kolen een rol.

Fijne, niet bakkende kool en in het vuur uiteenvallende kool veroorzaken namelijk doorval van de kolen door het rooster en een groot vliegasverlies.
Tot deze groep behoren antraciet, mager fijnkolen, vlamkolen en poedervormige cokes.

Kolen met een sterk bakkend vermogen, met samengesmolten cokes, veroorzaken wel eens problemen, omdat de cokeskoek dan de luchttoevoer weer te sterk belemmert en het vuur daardoor niet gemakkelijk gelijkmatig onderhouden kan worden.
Hierbij gaat het dan om vet(cokes)kolen en gaskolen.

Kolen met een laag vluchtig gehalte moeten de zuurstof uit de lucht in de kolenlaag zelf verbruiken, daarom moet deze laag wat dunner zijn dan bij meer vluchtige kolen, waarbij een gedeelte van de lucht door de uit de kolen komende vluchtige gassen verbruikt kan worden.
Kolen met veel vluchtig laten dit zo snel ontsnappen , dat de volledige verbranding moeilijk wordt. Het niet verbrandend vluchtig betekent ook ernstige verliezen, roetvorming en vervuiling van de ketel. Het verlies aan algemeen rendement is dan al snel een gevolg.
Natuurlijk is ook de samenstelling van de gassen van groot belang. Dat is een eigenschap van de gebruikte kolen, waarbij het waterstofgehalte van de kolen bepalend is.

Antraciet en magerkolen, ook cokes, kunnen daarom gemakkelijker met onderwind worden gestookt. Voor handstoken zonder of met onderwind zijn de magernootjes in de vorm van stukkolen nootjes V, esskolen in alle stukgroottes, vetstukkolen, vetnootjes, mengsels van magere en bakkende kolen, en cokes de meest in aanmerking komende steenkolen.

Staatsmijnen in Limburg Analyse van de kolen uit de mijnen Emma en Maurits (vetkolen), Hendrik (vetkolen en esskolen) en Wilhelmina (magerkolen)

Bij de Limburgse mager- en vetkolen is de verbrandingswarmte van de brandbare stof behoorlijk constant. Bij de Engelse gasvlamkolen loopt de verbrandingswaarde zover uiteen dat ze minder bruikbaar zijn gebleken.

In de praktijk worden kolensoorten vaak gemengd, om een mengsel te krijgen dat een bepaald gehalte aan vluchtige stoffen heeft. Hierbij gaat het vaak om de prijs: mager fijn-kool is goedkoper, maar ook het beoogd bakkend vermogen speelt een rol, dit is van belang om de fijnkool te kunnen verstoken, terwijl men dan een aangeblazen vuur gebruikt. De bakkende grovere kool omhult dan de de grovere stukken van de niet-bakkende kool. Een goede menging is 2 a 3 delen Wilhelmina op 1 deel Emmafijn, zodat er niet te veel kool weggeblazen wordt door de mechanische luchttoevoer onder de roosters.

Bestand:Volledige resolutie

Zodra de brandstof een lagere verbrandingswaarde heeft wordt die vaak gerekend tot de minderwaardige brandstoffen, zoals bijvoorbeeld turf, bruinkoolbriketten en gewassen fijnkolen. Toch is het niet zo dat deze brandstoffen ongeschikt zijn: op speciale aangepaste stookinrichtingen (roosters en ventilatie) produceren ze bijna evenveel stoom. Deze aangepaste stookinrichtingen zijn dan vaak uitgerust met mechanische zelfreinigende roosterconstructies, waarbij de slakken automatisch worden verwijderd.

(Bij de samenstelling van tekst en afbeeldingen is gebruik gemaakt van:
Stoom, uitgave der Vereeniging Krachtwerktuigen, Groningen 1942)

@@ Regel 1: / Regel 1: @@
-De Nieuwe Zijlen bij Dokkum zijn al enkele eeuwen oud. Via de sluis stroomt het overtollige water uit de Friese boezem onder vrij verval naar de Lauwerszee.
+De '''oudste vaste brandstof is de steenkool''', die '''op aarde in grote hoeveelheden''' voorkomt en dus ook '''voor de stoomvorming het meest''' wordt '''toegepast'''.
-Hierbij zijn eb en vloed van groot belang. Alleen als de stand van het buitenwater (Lauwerszee) lager is dan het water in de boezem kan er water worden afgevoerd door de sluisdeuren te openen.
-Nadat de Lauwerszee in 1968 was afgesloten en het Lauwersmeer werd fungeert het meer als groot opslagreservoir voor het water uit Friesland maar tevens uit een deel van de provincie Groningen.
-Bij [[Lauwersoog]] zijn twee soorten sluizen: [[spuisluizen]] en [[schutsluizen]]. Met een spuisluis kan er alleen water worden afgevoerd van het Lauwersmeer naar de Waddenzee. Met een schutsluis kan het scheepvaartverkeer via een sluis worden ,,geschut" van het ene naar het andere water.
-Behalve eb en vloed is het ook van belang om te weten uit welke richting de wind waait. Bij een stevige noordwester wordt het water in de [[Waddenzee]] tot ver in het oostelijk deel van de Waddenzee opgestuwd. Dat kan als gevolg hebben dat de spuisluizen niet geopend kunnen worden omdat de stand van het buitenwater hoger is dan op het Lauwersmeer. In dat geval moet er gewacht worden op een moment waarop het buitenwater weer lager staat. Soms kan dat een paar dagen duren. Hoe voller het Lauwersmeer staat hoe penibeler de situatie wordt.
+'''Steenkolen zijn ontledingsproducten van de planten''' die '''in het tijdperk van het Carboon op aarde groeien'''. Door drift van de landschollen in de aardkorst heeft de plantengroei van het Carboon er uiteindelijk voor gezorgd dat '''de steenkool op aarde wijd verspreid''' voorkomt.
-Dokkumer Nieuwe Zijlen heeft nog steeds een belangrijke functie in het waterbeheer envooral de afvoer van water in de provincie Fryslân. Een sluis is een veel goedkopere manier om water uit de boezem te krijgen dan een gemaal.
+'''In het Carboon is de plantengroei zeer welig''', terwijl '''de soortenrijkdom (biodiversiteit) dan nog gering''' is. Daarom '''lopen de eigenschappen van de steenkolen uiteindelijk weinig uitéén'''.
+<br>Er zijn ook steenkolen die uit plantengroei van jongere perioden stammen (bijvoorbeeld in Indonesië. Deze steenkolen komen dicht bij de '''eigenschappen van bruinkool''').
-De aanvoerroute loopt via de Nieuwe Vaart bij Zwaagwesteinde (De Westerein), de Petsloot en de Nieuwe Zwemmer naar ger Oude Dokkumerdiep. Bij Dokkumer Nieuwe Zijlen stroomt het water via het Dokkumer Diep naar het Lauwersmeer.
+De steenkolen kunnen ingedeeld worden in '''verschillende soorten met als criterium de mate van verkoling'''. Twee eigenschappen van de steenkolen spelen hierbij een rol.
-Omdat de wateraanvoer in het verleden tamelijk gebrekkig verliep zijn de Nieuwe Vaart en de Nieuwe Zwemmer etc. als aanvoerroute breder gemaakt en uitgediept waardoor de capaciteit toenam.
+<ul>
+<li>'''het percentage vluchtige bestanddelen'''
+<li>'''het bakkend vermogen'''
+</ul>
+Vaak is er bij deze eigenschappen overeenkomst met '''het zuurstofgehalte van de kool''', dat '''minder wordt, naarmate de verkoling in een verder stadium''' is gekomen.
+<br>Daarnaast is echter ook '''het waterstofgehalte''' van belang, meestal schommelt dat om de 5 %.
+<br>Men onderscheidt op grond van deze eigenschappen:
+<ul>
+<li>antraciet
+<li>magerkool
+<li>ess(stoom)kool
+<li>ver(cokes)kool
+<li>gaskool
+<li>gasvlamkool
+<li>vlamkool
+</ul>
+Deze onderscheiding heeft '''geen scherpe grenzen''', in werkelijkheid overlappen de soorten zich voor een deel qua eigenschappen.
+[[Bestand:Steenkoolsoorten.JPG|500x187px|link=]]
+De kolen worden gebruikt om de warmte, '''het warmteleverend vermogen''' is dus van belang. Dat wordt uitgedrukt in de '''calorische waarde van de brandstof''', waarbij we '''de verbrandingswarmte''' en '''de stookwaarde''' onderscheiden, afhankelijk van de methode waarop men bepaalde metingen doet.
+<br>De stookwaarde is de gemeten verbrandingswarmte, verminderd met 600 kilicalorieën voor iedere kilogram bij de verbranding gevormd water.
+<br>Zo ligt dus de '''stookwaarde wat lager dan de verbrandingswarmte'''.
+Voor het gebruik is het van belang dat die warmte '''zo volledig mogelijk''' en '''goed regelbaar''', zonder veel moeite of kosten ontwikkeld kan worden. Daarbij is '''het bakkend vermogen''' en '''het vluchtige gehalte''' van belang. Bovendien speelt ook '''de structuur van de kolen''' een rol.
+Fijne, niet bakkende kool en in het vuur uiteenvallende kool veroorzaken namelijk '''doorval''' van de kolen door het rooster en een groot '''vliegasverlies'''.
+<br>Tot deze groep behoren '''antraciet, mager fijnkolen, vlamkolen en poedervormige cokes'''.
+Kolen met een sterk bakkend vermogen, met samengesmolten cokes, veroorzaken wel eens problemen, omdat de cokeskoek dan de luchttoevoer weer te sterk belemmert en het vuur daardoor niet gemakkelijk gelijkmatig onderhouden kan worden.
+<br>Hierbij gaat het dan om '''vet(cokes)kolen en gaskolen'''.
+Kolen met een '''laag vluchtig gehalte''' moeten '''de zuurstof uit de lucht in de kolenlaag zelf verbruiken''', daarom moet deze laag wat dunner zijn dan bij '''meer vluchtige kolen''', waarbij '''een gedeelte van de lucht door de uit de kolen komende vluchtige gassen verbruikt''' kan worden.
+<br>Kolen met veel vluchtig laten dit zo snel ontsnappen , dat de volledige verbranding moeilijk wordt. Het niet verbrandend vluchtig betekent ook ernstige verliezen, roetvorming en vervuiling van de ketel. Het verlies aan algemeen rendement is dan al snel een gevolg.
+<br>Natuurlijk is ook de '''samenstelling van de gassen''' van groot belang.  Dat is een eigenschap van de gebruikte kolen, waarbij het '''waterstofgehalte''' van de kolen bepalend is.
+'''Antraciet en magerkolen, ook cokes''', kunnen daarom '''gemakkelijker met onderwind''' worden gestookt.
+Voor handstoken zonder of met onderwind zijn de magernootjes in de vorm van stukkolen nootjes V, esskolen in alle stukgroottes, vetstukkolen, vetnootjes, mengsels van magere en bakkende kolen, en cokes de meest in aanmerking komende steenkolen.
+[[Bestand:Steenkoolsoorten_2.JPG|600x383px|link=]]
+Staatsmijnen in Limburg
+Analyse van de kolen uit de mijnen Emma en Maurits (vetkolen), Hendrik (vetkolen en esskolen) en Wilhelmina (magerkolen)
+Bij de Limburgse mager- en vetkolen is de verbrandingswarmte van de brandbare stof behoorlijk constant.
+Bij de Engelse gasvlamkolen loopt de verbrandingswaarde zover uiteen dat ze minder bruikbaar zijn gebleken.
+In de praktijk worden kolensoorten vaak gemengd, om een mengsel te krijgen dat een bepaald gehalte aan vluchtige stoffen heeft. Hierbij gaat het vaak om de prijs: mager fijn-kool is goedkoper, maar ook het beoogd bakkend vermogen speelt een rol, dit is van belang om de fijnkool te kunnen verstoken, terwijl men dan een aangeblazen vuur gebruikt.
+De bakkende grovere kool omhult dan de de grovere stukken van de niet-bakkende kool. Een goede menging is 2 a 3 delen Wilhelmina op 1 deel Emmafijn, zodat er niet te veel kool weggeblazen wordt door de mechanische luchttoevoer onder de roosters.
+[[Bestand:Volledige resolutie|600x772px|link=]]
+Zodra de brandstof een lagere verbrandingswaarde heeft wordt die vaak gerekend tot de minderwaardige brandstoffen, zoals bijvoorbeeld turf, bruinkoolbriketten en gewassen fijnkolen.
+Toch is het niet zo dat deze brandstoffen ongeschikt zijn: op speciale aangepaste stookinrichtingen (roosters en ventilatie) produceren ze bijna evenveel stoom. Deze aangepaste stookinrichtingen zijn dan vaak uitgerust met mechanische zelfreinigende roosterconstructies, waarbij de slakken automatisch worden verwijderd.
+(Bij de samenstelling van tekst en afbeeldingen is gebruik gemaakt van:
+<br>Stoom, uitgave der Vereeniging Krachtwerktuigen, Groningen 1942)