0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Виды угля: какое топливо эффективней

Виды угля: какое топливо эффективней?

Уголь – это органическое вещество, которое образовалось из растительных остатков. Под воздействием давления и температур залежи торфа на протяжении целых веков превращались в породу. Сначала — в бурый уголь, затем — в каменный уголь, который трансформировался в антрацит.

На каждой стадии уголь меняет свои характерные свойства, которые напрямую влияют на его качество. В чём принципиальные отличия каждого вида?

Бурый уголь

Бурый уголь – это наиболее молодой вид полезного ископаемого. Он образовался приблизительно 50 миллионов лет назад, в конце Мезозойской и начале Кайнозойской эр. Лишь в некоторых бассейнах (например, Подмосковном) возраст пластов больше. Материал считается пе р еходным от торфа к каменному углю. Исходными растениями для него стали хвойные и лиственные деревья, болотные кустарники и травы.

Залегает бурый уголь близко к поверхности земли (100-500 м). Поэтому его добывают в основном открытым способом. Первое место по добыче этой разновидности занимает Германия, второе – Россия. Самый крупный бассейн с бурым углем в нашей стране – Канско-Ачинский, расположенный на территории Красноярского края и частично в Иркутской и Кемеровской областях.

Статья в тему:  Война. подготовка к войне в ссср. Подготовка ссср к войне с германией

Цвет полезного ископаемого колеблется от светло-коричневого до практически черного; если провести углем по светлой поверхности, он оставит на ней бурую черту. Структура материала плотная, нередко заметны элементы растений или древесины. Блеск у него чаще всего матовый, прочность средняя либо низкая, излом раковистый (в форме мелких волн, напоминает морскую раковину), землистый (похож на комок земли).

По внешним признакам бурый уголь разделяют на:

  • Обыкновенный плотный
    Это разновидность с однородной структурой, имеет землистый излом и матовый блеск.
  • Землистый
    Уголь с выраженным бурым оттенком, низкой плотностью , легко истирается в порошок.
  • Смолистый
    Материал с высокой плотностью, темно-бурого, черного или синеватого цвета со смолянистым блеском.
  • Битумизированное дерево, или лигнит
    В таком угле хорошо сохранена древесная структура. Иногда встречаются обуглившиеся пни или стволы. Их можно обрабатывать как обычное дерево.
  • Листоватый, бумажный, или дизодил
    Он тонкослойный, легко разделяется на тоненькие пластинки (листки). По структуре напоминает истлевшие растения или бумагу.
  • Торфяной
    Это войлочная рыхлая масса, напоминающая по своей структуре торф. В таком угле много различных примесей, пласты в некоторых местах переходят в квасцовый грунт.

Для более точного определения вида полезного ископаемого изучают его состав и свойства. После обработки гидроксидом натрия (каустической содой) бурый уголь дает темно-коричневую жидкость. При нагревании до высоких температур в среде без кислорода (сухой перегонке) образуется свободный или связанный с уксусной кислотой аммиак.

Статья в тему:  Коммуникативные трудности в общении: что можно сделать? Трудности в общении с людьми

Влажность материала колеблется от 40% до 70%. Этот показатель используют, чтобы отличить бурый уголь от торфа. У последнего влажность в естественных условиях превышает 70%.

Бурый уголь – это продукт начальной стадии превращения торфа в твердое полезное ископаемое. Поэтому его плотность ниже, чем у других видов, всего 1 200-1500 кг/м3. Материал еще недостаточно уплотнился под давлением осадочных пород и вследствие химических процессов.

Теплота сгорания бурого вида угля – до 24 МДж, или 4000-5500 ккал (у антрацита и каменного угля она 7000-9000 ккал). Показатель у материала низкий из-за высокой зольности и небольшого количества углерода в составе породы. При сжигании выделяется много летучих веществ, топливо дымит и оставляет большой объем золы.

Основные элементы бурого угля:

  • Углерод (С) – 50-77% (усредненное значение 63%)
  • Кислород (О2) – 26-37% (32%)
  • Водород (Н) – 3-5%
  • Азот (N) – 0-2%

Зольность материала достигает 25-40%.

Основные компоненты твердого минерального остатка:

  • Диоксид кремния (SiO2) – 30-60%
  • Оксид алюминия (Al2O3) – 10-20%
  • Оксид кальция (Ca2O) – 7-17%
  • Оксид железа (Fe2O3) – 8-15%

В буром угле встречаются такие редкие элементы как уран и германий. Существуют способы их получения из этой породы.

Макрокомпоненты бурого угля:

  • Витринит – 80-98%
    Витринит – основной органический компонент углей, продукт превращения целлюлозы и лигнина. В древних отложениях юрского периода на территории Средней Азии 45-82% составляет фюзинит (продукт распада растений в присутствии кислорода, имеет пористую структуру).
  • Гуминовые кислоты – от 2-3% до 64%
    Эти вещества – продукты распада органики – характерны для торфа , но сохраняются в буром угле и свидетельствуют о его неполной углефикации.
  • Смолы – 5-25%
  • Горный воск или парафин – 50-75%
  • Бензольные соединения – 5-15%
  • Летучие вещества – до 50%
    Они представляют собой газообразные вещества, которые выделяются при нагревании.
Статья в тему:  Почему медведи впадают в спячку? Когда медведи выходят из спячки? Почему ревет медведь после спячки

Благодаря наличию некоторых макрокомпонентов, этот материал используют в качестве сырья для получения смол, воска, ароматических соединений (бензолов).

Бурый уголь плохо хранится. На открытом воздухе он окисляется и теряет влагу. Поэтому через несколько месяцев он становится менее прочным, рассыпается на мелкие куски или пыль.

Используют бурый уголь в основном для отопления. На нем работают некоторые ТЭЦ. Качество его ниже, чем у каменного угля или антрацита, но потребителей привлекает цена. Применяется бурый уголь и в химической промышленности для получения жидкого топлива, некоторых органических веществ.

Переработка и обогащение угля

Так как ископаемые угли содержат в своём составе ряд минеральных примесей, а требования к качеству энергетического топлива резко возрастает, то возникает необходимость дополнительной очистки добытого полезного ископаемого. Это процесс носит название обогащения.

Переработка представляет собой ряд технологий, предназначенных для превращения обогащённого угля в высококачественное топливо. В её основе лежат методы:

  • Пиролиза или коксования, то есть высокотемпературного нагрева без доступа воздуха.
  • Полукоксования – низкотемпературного коксования.
  • Деструктивной гидрогенизации – процесса получения «синтетической нефти» под воздействием водорода при температуре в 400-500 0 C.
  • Газификации – перевода твёрдого угля в газ посредством высокотемпературного нагрева с присутствием продуктов разделения воздуха: водорода, кислорода, углекислого газа и водяного пара.
  • Плазмохимической переработки – перспективнейшего способа, позволяющего получать жидкое топливо и ряд особо ценных химических соединений в виде кремнийсодержащих веществ и ферросилиция.
Статья в тему:  Породы рыб в сибири. Карповые — Энциклопедия рыб. Другие виды в естественной среде

Подготовка

Первичный этап обогащения, выполняемый на горно-обогатительных фабриках, целью которого является выявление компонентов, содержащих уголь и доведение их до нужного уровня крупности.

Происходит это при помощи:

  • Грохотов – устройств, содержащих в себе короба с ситами или решётки с отверстиями заранее заданных размеров.
  • Классификаторов – агрегатов разделения угля на фракции в жидкой среде, посредством всплытия мелких лёгких частиц и оседания более крупных и тяжёлых.
  • Дробилок – установок измельчения.

В результате чего получаются стандартные по уровню крупности виды угля:

  • размерами более 100 мм – плитный;
  • 50-100 мм – крупный;
  • 26-50 мм – орех;
  • 13-25 мм – мелкий;
  • 6-13 мм – семечко;
  • меньше 6 мм – штыб.

Уголь нестандартных размеров носит название рядового.

«Простое» обогащение

Метод включает в себя ручной отбор кусков нужного вида или размеров, а также отсеивание с помощью скольжения и падения с наклонной плоскости.

Флотация

Способ, основанный на всплытии в жидкой среде пены, образованной частицами, покрытыми жирными продуктами переработки углеводородов (реагентами) с прилипающими к ним воздушными пузырьками. Образовавшийся минерализованный пенный слой удаляют, очищают, высушивают и используют в качестве угольного концентрата.

Гравитационное обогащение

Данный вид обогащения использует различие физических свойств частиц, имеющих разнообразную плотность и геометрические размеры. Понятно, что столь неодинаковые в весе и габаритах куски породы будут приобретать различную скорость движения в жидкости или воздухе. В результате чего в первичный продукт разделяется на концентрат и отходы – миксты. Отходы могут быть отправлены на повторное обогащение или использованы в качестве низкокалорийного топлива.

Статья в тему:  Богиня лада и её дочь леля. Лелия (Ляля). Проявление Богини Лели для славян

Добыча угля:

Способы добычи угля зависят от глубины его залегания.

Добыча угля ведется в основном открытым и шахтным способом.

В первом случае добыча ведется, если глубина залегания угля не превышает 100 метров. При открытой добыче угля из недр извлекается практически весь уголь. С другой стороны, она сопровождается ухудшением экологической обстановки в районах добычи и переработки угольной продукции. После добычи остаются оголенные территории, отвалы пустой породы, отстойники и пр. Открытым способом добывает в основном бурый уголь, реже – каменный.

Шахтным способом добывают каменный уголь и антрацит, реже – бурый уголь. Глубина шахт достигает до 1300-1500 метров. По сравнению с открытой добычей при обычной шахтной добыче угля около 40 % угля не извлекается.

Также используются следующие способы добычи угля: камерно-столбовая разработка угля, гидравлическая добыча угля, разработка угля лавами. Последние два способа являются наиболее перспективными.

Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

каменный бурый ископаемый древесный активированный природный коксовый черный белый уголь купить инструкция в таблетках в домашних условиях
классы марки углей
сколько добыча применение бассейны масса тонны месторождение теплота свойства запасы сгорание угля

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector