Dřevo se k vytápění domů používá odedávna, ale aby hořelo, je nutné polena přikládat znovu a znovu. S rozvojem průmyslu těžby uhlí začalo stále více lidí používat uhlí: dává více tepla, hoří déle. Při správném položení topeniště bude část uhlí, nasypaná do kotle večer, udržovat stabilní teplotu po celou noc.

Historie vzniku uhlí a jeho druhů

Celý proces vzniku uhlí lze rozdělit do dvou hlavních etap: vznik rašeliny a vlastní proces prouhelnění - přeměna rašeliny na uhlí.

Rašelina vznikla na rozsáhlých plochách pokrytých vodou z rostlinných zbytků různého stupně rozkladu. Některé rostliny úplně shnily do gelovitého stavu a některé si zachovaly svou buněčnou strukturu. Jejich zbytky se hromadily na dně nádrží, které se postupně měnily v bažiny. Požadovaný stav potřebné pro tvorbu rašeliny - nepřítomnost kyslíku. Pod vodním sloupcem bylo málo kyslíku, při rozkladu zbytků se uvolňoval sirovodík, metan a oxid uhličitý, což přispělo k tuhnutí zbytků. Vznikla rašelina.

Ale ne všechna rašeliniště byla přeměněna na uhlí. Proces prouhelnění vyžaduje: vysoký tlak, vysokou teplotu a dlouhou dobu. V závislosti na přítomnosti těchto podmínek, zda došlo k tvorbě uhlí či nikoli. Nejprve byla rašelina unášena sedimentárními horninami, což zvýšilo tlak a zvýšilo teplotu uvnitř rašelinové vrstvy. V takových podmínkách vzniklo hnědé uhlí – první stupeň prouhelnění. V některých oblastech došlo k posunu slojí, v důsledku čehož došlo k sesedání slojí hnědého uhlí (část objevených ložisek se nachází v hloubce více než 6000 metrů). Na některých místech byly tyto procesy doprovázeny vzestupem magmatu a sopečnými erupcemi. Vysoký tlak, nedostatek kyslíku a vysoké teploty přispěly k tomu, že vlhkost a zemní plyny uhlíku bylo v hnědém uhlí stále méně, uhlíku stále více. Při vytěsňování vody a plynů se hnědé uhlí měnilo v bituminózní a poté za přítomnosti vysoké teploty v antracit. Hlavní rozdíl mezi hnědým uhlím a černým uhlím: hnědé uhlí obsahuje více vlhkosti a zemních plynů a méně uhlíku, což ovlivňuje množství tepla uvolněného při spalování.

Stáří uhelných ložisek dnes určují rostlinné zbytky. Nejstarší pochází z období karbonu (před 345–280 miliony let). V tomto období vznikla většina uhelných pánví Severní Ameriky (východ a střed USA), středu a západ Evropy, jižní Afriky, Číny a Indie. V Eurasii byla většina uhelných ložisek vytvořena v období permu, některé malé uhelné pánve v Evropě pocházejí z období triasu. Aktivita tvorby uhlí se zvyšuje ke konci jury a v křídě. Přibližně v této době se vytvořila ložiska ve východní Evropě, ve Skalistých horách Ameriky, Indočíně a střední Asii. Později vznikala především ložiska hnědého uhlí a rašeliny.

Druhy uhlí

Uhlí je klasifikováno podle vlhkosti, zemního plynu a obsahu uhlíku. S rostoucím množstvím uhlíku roste jeho výhřevnost. Čím méně vlhkosti a těkavých látek (plynů), tím lépe snáší skladování a přepravu.

Hnědé uhlí- uhlí I. stupně prouhelnění. Od hnědého uhlí se liší menším množstvím vody (45 %) ve složení a větším uvolňováním tepla. Struktura má vláknitou barvu - od hnědé po černou (více Vysoká kvalita). Nejčastěji se používá v energetice (v tepelných elektrárnách) pro vytápění soukromých domů, používá se zřídka, protože se špatně skladuje a má nízkou výhřevnost v běžných kamnech.

Subbitominózové uhlí- černá barva, méně výrazná vláknitá struktura, vyšší výhřevnost ve srovnání s lignitem, nižší vlhkost (30 %). Při přepravě se drolí a pod širým nebem eroduje. Při spalování vydává 5-6 kW / kg. Používá se jak v energetice, tak v bytových a komunálních službách pro vytápění.

Asfaltové uhlí má nejvyšší výhřevnost, neztrácí své kvality během přepravy a skladování. Při spalování vydává 7-9 kW/kg tepla. Některé jeho typy se používají pro koksování.

Antracit- černé uhlí. Má nejvyšší obsah uhlovodíků. Těžko se zapaluje, ale hoří dlouho a bez sazí, vydává velký počet teplo (více než 9 kW / kg). Právě antracit se nejčastěji používá k vytápění.

Jakým uhlím se topí

V Rusku a zemích SNS existuje systém přijatý již v roce 1988. Uhlí je klasifikováno podle GOST 25543-88, která je rozdělena do 7 kategorií. K vytápění se používá pouze několik:

Dlouhoplamenné uhlí (D). Své jméno získal díky dlouhému procesu spalování s uvolňováním velkého množství tepla (5600-5800 kcal / kg). Pro jeho zapálení a hoření není potřeba žádné speciální dmýchání, proto se často používá dlouhoplamenné uhlí v domácí kotle tuhé palivo. V závislosti na velikosti se stane:

• WPC - velká deska - velikost kusů 50-200 mm;
• ДПКО - desková pěst-matice - velikost kusů 25-100 mm;
• PO - ořech - 26-50 mm;
• DM - malý - rozměry 13-25 mm;
• DS - semeno - 6-13 mm;
• DR - Private - žádné standardní velikosti.

Dlouhoplamenné uhlí je optimální pro topení: plamen je dlouhý (podobně jako "rozdává" palivové dříví), vzniká velké množství tepla, snadno se vznítí a hoří - stačí pro normální spalování přirozený průvan... Jeho relativně nízká cena v kombinaci s vynikající vlastnosti a určil popularitu této značky uhlí. Je zakoupen nejen pro vytápění soukromých domů, ale také pro kotelny, vzdělávací a lékařské ústavy... Kromě toho se používá palivo jakékoli frakce: od velkého "K" po malé "M".

Plyn s dlouhým plamenem (DG). Od stupně D se liší vyšší výhřevností. Všechny frakce se používají pro vytápění soukromých domů: od "velkých" po "soukromé". Náročnější než podmínky skladování s dlouhým plamenem, protože intenzivněji zvětralý.

Antracit (A). Vyzařuje hodně do těla, má nízký obsah popela (zbytky popela 10%), hoří dlouho a rovnoměrně, kouř při spalování je bílý (všechny ostatní značky "dávají" černý kouř). Navzdory vysoké sazby Není možné jej jednoznačně doporučit pro vytápění soukromých domů: antracit má vysoké náklady a je obtížné jej zapálit.

V některých případech nakupují libové uhlí „T“, mastné „Zh“ nebo málo spékavé „SS“. Zbytek tříd je převážně pro průmyslové použití. Používají se v energetice a hutnictví, některé značky se používají pro koksování a kvašení. Při výběru uhlí je třeba věnovat pozornost nejen jeho vlastnostem, ale také nákladům na dodání. Pokud se long-flame nebo antracit ve vaší oblasti neprodávají, pak si s největší pravděpodobností budete muset vystačit s tím, co je na trhu. Musíte také věnovat pozornost doporučením výrobců vašeho kotle: dokumenty obvykle uvádějí značky, pro které bylo zařízení navrženo. Měly by být použity.

Pro zvýšení pohodlí a pro úsporu peněz mnozí dávají přednost několika frakcím: je pohodlnější tavit s „ořechovou“ nebo „velkou“ frakcí a dále dlouhé hoření vyplňte "semeno". Pro nejchladnější období se ukládá určité množství antracitu, který, i když je obtížné ho zapálit, hoří dlouho a horko v předehřátém kotli.

Koksovatelné a zušlechtěné uhlí procházejí speciální zpracování ke zvýšení výhřevnosti. Tyto typy se používají v metalurgii a energetice. Pro domácí kotle takové palivo není vhodné: kvůli příliš vysoké teplotě spalování může kamna prasknout.

Pokud posloucháte zkušené lidi, říkají, že nejlepší účinek má následující postup přilévání paliva do kotle: roztavit dlouhoplamenným, poté přidat antracit frakce "ořech" - hoří dlouho čas, dáte hodně tepla a v noci přidáte do kamen „semena“, která budou hořet až do rána.

Pořadí podpalovacích zděných kamen se doporučuje jinak: kamna se roztopí dřevem, když se dobře zapálí, přikryje se "semínkem" nebo (otevře se dmychadlo a klapka pro lepší přívod kyslíku). Pokud je v semínku hodně prachu, lze jej navlhčit vodou – snáze tak vzplane. Když je trouba dostatečně horká, lze použít pěst.

Co je to dřevěné uhlí a k čemu se používá

Dřevěné uhlí lidé používají po mnoho tisíc let: bylo nalezeno při vykopávkách v osadách jeskynní lidé... Je nepravděpodobné, že by si ho vyrobili sami, spíše ho sbírali na ohni nebo zachraňovali zbytky požárů, ale zjevně věděli o jeho vlastnostech a věděli, jak ho používat.

Dnes se u nás tento druh paliva používá převážně k vaření: používá se při grilování a grilování, používá se při ohni. Někdy se používají pro krby: hoří po dlouhou dobu, generuje velké množství tepla (7800 KC / kg) a nevytváří se téměř žádný kouř a saze. Zbylý popel je výborným hnojivem a používá se k hnojení lesních pozemků nebo zemědělských polí. Popel z dřevěného uhlí se také používá k výrobě hnojiv.

V průmyslu se dřevěné uhlí používá k tavení surového železa. K výrobě tuny slitiny je potřeba pouze 0,5 tuny tohoto paliva. V tomto případě litina přijímá zvýšená odolnost odolnost proti korozi a trvanlivost. Uhlí se používá jako tavidlo při tavení mosazi, bronzu, mědi, manganu, zinku a niklu. Používá se k výrobě pevných maziv pro strojírenství, používá se k broušení při výrobě nástrojů a tisku atd. Filtry pro různé účely se vyrábějí z dřevěného uhlí.

Dnes se na dřevěné uhlí začíná pohlížet jako na alternativu k tradičním palivům: na rozdíl od uhlí, ropy a plynu patří k obnovitelným materiálům. Moderní technologie navíc umožňují získat dřevěné uhlí i z průmyslového odpadu: z pilin, prachu, křovin atd. Z takto drcených surovin se tvoří brikety, které dávají 1,5x více tepla než běžné dřevěné uhlí. V tomto případě se teplo uvolňuje delší dobu a teplo je rovnoměrné.

Jak se vyrábí dřevěné uhlí

Až do 20. století se dřevěné uhlí získávalo pálením dřeva nebo hald zvláštního tvaru. Bylo do nich položeno dřevo, zasypáno zeminou a zapáleno speciálními otvory. Tato technologie je obecně dostupná a v některých zemích se stále používá. Má ale nízkou účinnost: 1 kg uhlí spotřebuje až 12 kg dřeva, navíc nelze kontrolovat kvalitu výsledného dřevěného uhlí. Další etapou ve vývoji spalování uhlí bylo použití trubek v zemních pecích. Toto zlepšení zvýšilo efektivitu procesu: na kilogram bylo spotřebováno 8 kg dřeva.

V moderních spalovnách dřevěného uhlí se na kilogram produktu spotřebují 3-4 kg surovin. Velká pozornost je přitom věnována šetrnosti procesu k životnímu prostředí: při výrobě dřevěného uhlí se do atmosféry uvolňuje velké množství kouře, sazí a škodlivých plynů. Moderní instalace emitované plyny jsou zachycovány, odváděny do speciálních komor, kde se používají k ohřevu pece na koksovací teplotu.

Přeměna dřeva na dřevěné uhlí probíhá v atmosféře bez kyslíku při vysoká teplota(pyrolýzní reakce). Celý proces je rozdělen do tří fází:

• při 150 ° C se ze dřeva odstraní vlhkost;
• při 150-350 o C vývoj plynů a tvorba organických produktů;
• při 350-550 °C se oddělují pryskyřice a nekondenzovatelné plyny.

Podle GOST je dřevěné uhlí rozděleno do několika tříd v závislosti na druhu použitého dřeva:

• • A - tvrdé dřevo;
  • B - tvrdé a měkké listnáče, jehličnany (o).

Stupně B a C - nejčastěji se jedná o brikety z dřevěného uhlí, k jejichž výrobě se používají podniky na zpracování odpadního dřeva. to Krásný výhled biopalivo, které se v Evropě dlouho používá k vytápění a dokonce i v elektrárnách: při spalování nevznikají sloučeniny síry (v dřevěném uhlí není síra), uhlovodíky jsou obsaženy v minimálním množství. Pomocí technologie předků můžete svépomocí spalovat uhlí pro vlastní potřebu. ...

Antracit je nejstarší fosilní uhlí, uhlí nejvyššího stupně prouhelnění.

Charakterizované vysoká hustota a zářit. Obsahuje 95% uhlíku. Používá se jako tuhé vysokokalorické palivo (výhřevnost 6800-8350 kcal / kg).

Uhlí

Uhlí- sedimentární hornina, která je produktem hloubkového rozkladu rostlinných zbytků (stromové kapradiny, přesličky a lymfoidní, stejně jako první nahosemenné rostliny). Většina uhelných ložisek vznikla v paleozoiku, hlavně v období karbonu, asi před 300-350 miliony let.

Z hlediska chemického složení je uhlí směsí vysokomolekulárních polycyklických aromatických sloučenin s vys hmotnostní zlomek uhlík, dále voda a těkavé látky s malým množstvím minerálních nečistot, tvořící popel při spalování uhlí. Fosilní uhlí se od sebe liší poměrem jednotlivých složek, který určuje jejich spalné teplo. Řádek organické sloučeniny, které jsou součástí uhlí, má karcinogenní vlastnosti. Obsah uhlíku v uhlí se v závislosti na jeho kvalitě pohybuje od 75 % do 95 %.

Hnědé uhlí

Hnědé uhlí- pevné fosilní uhlí, vzniklé z rašeliny, obsahuje 65-70% uhlíku, má hnědou barvu, nejmladší z fosilního uhlí. Používá se jako místní palivo a také jako chemická surovina.

Tvorba uhlí

Pro tvorbu uhlí je nutná hojná akumulace rostlinné hmoty. Ve starověkých rašeliništích se počínaje devonským obdobím hromadila organická hmota, ze které bez přístupu kyslíku vznikalo fosilní uhlí. Většina komerčních ložisek fosilního uhlí pochází z tohoto období, i když existují i ​​mladší ložiska. Stáří nejstarších uhlí se odhaduje na 350 milionů let.

Uhlí vzniká, když se hnijící rostlinný materiál hromadí rychleji, než dojde k bakteriálnímu rozkladu. Ideální prostředí pro to je vytvořeno v bažinách, kde stojatá voda, ochuzená o kyslík, narušuje životně důležitou činnost bakterií, a tím chrání rostlinnou hmotu před úplným zničením. V určité fázi procesu brání kyseliny uvolňované během procesu další bakteriální aktivitě. Takto rašelina- výchozí produkt pro tvorbu uhlí. Pokud je pak pohřbena pod jinými sedimenty, pak se rašelina stlačí a za ztráty vody a plynů se přemění na uhlí.

Pod tlakem 1 kilometr mocných vrstev sedimentu se z 20metrové vrstvy rašeliny získává vrstva hnědého uhlí o tloušťce 4 metry. Pokud hloubka zasypání rostlinného materiálu dosáhne 3 kilometrů, pak se stejná vrstva rašeliny změní na vrstvu uhlí o tloušťce 2 metry. Ve větší hloubce, asi 6 kilometrů, a při vyšší teplotě se z 20metrové vrstvy rašeliny stane antracitová vrstva o tloušťce 1,5 metru.

Prokázané zásoby uhlí

Prokázané zásoby uhlí za rok 2006 v milionech tun

Země	Uhlí	Hnědé uhlí	Celkový	%
USA	111338	135305	246643	27,1
Rusko	49088	107922	157010	17,3
Čína	62200	52300	114500	12,6
Indie	90085	2360	92445	10,2
Austrálie	38600	39900	78500	8,6
Jižní Afrika	48750	0	48750	5,4
Kazachstán	28151	3128	31279	3,4
Ukrajina	16274	17879	34153	3,8
Polsko	14000	0	14000	1,5
Brazílie	0	10113	10113	1,1
Německo	183	6556	6739	0,7
Kolumbie	6230	381	6611	0,7
Kanada	3471	3107	6578	0,7
čeština	2094	3458	5552	0,6
Indonésie	740	4228	4968	0,5
krocan	278	3908	4186	0,5
Madagaskar	198	3159	3357	0,4
Pákistán	0	3050	3050	0,3
Bulharsko	4	2183	2187	0,2
Thajsko	0	1354	1354	0,1
Severní Korea	300	300	600	0,1
Nový Zéland	33	538	571	0,1
Španělsko	200	330	530	0,1
Zimbabwe	502	0	502	0,1
Rumunsko	22	472	494	0,1
Venezuela	479	0	479	0,1
Celkový	478771	430293	909064	100,0

Uhlí v Rusku

Druhy uhlí

V Rusku se v závislosti na stupni metamorfózy rozlišují: hnědé uhlí, bituminózní uhlí, antracit a grafit. Je zajímavé, že v západních zemích existuje trochu jiná klasifikace: lignity, subbituminózní uhlí, bituminózní uhlí, antracit a grafity.

1. Hnědé uhlí. Obsahují hodně vody (43 %), a proto mají nízkou výhřevnost. Navíc obsahují velké množství těkavých látek (až 50 %). Vznikají z mrtvých organických zbytků pod zátěžovým tlakem a vlivem zvýšených teplot v hloubkách kolem 1 kilometru.
2. Uhlí. Obsahují až 12% vlhkosti (3-4% vnitřní vlhkost), proto mají vyšší výhřevnost. Obsahují až 32 % těkavých látek, díky čemuž jsou docela hořlavé. Vzniká z hnědého uhlí v hloubkách asi 3 kilometrů.
3. Antracit. Téměř celý (96 %) je uhlík. Mají nejvyšší výhřevnost, ale jsou špatně hořlavé. Vzniká z uhlí se zvyšujícím se tlakem a teplotou v hloubkách asi 6 kilometrů. Používá se hlavně v chemickém průmyslu

Historie těžby uhlí v Rusku

Vznik uhelného průmyslu v Rusku se datuje do první čtvrtiny 19. století, kdy již byly objeveny hlavní uhelné pánve.

Lze sledovat dynamiku těžby fosilního uhlí v Ruské říši.

Zásoby uhlí v Rusku

V Rusku je soustředěno 5,5% (proč je takový rozdíl s procentem prokázaných zásob uhlí za rok 2006? -Protože většina světových zásob uhlí není vhodná pro rozvoj - Sibiř a permafrost), což je více než 200 miliard tun. Z toho 70 % připadá na zásoby hnědého uhlí.

• V roce 2004 Rusko vytěžilo 283 milionů tun uhlí. Vyvezeno bylo 76,1 mil. tun.
• V roce 2005 Rusko vytěžilo 298 milionů tun uhlí. Vyvezeno bylo 79,61 mil. tun.

V Rusku byl v roce 2004 deficit koksovatelného uhlí jakosti „Zh“ a „K“ ve výši minimálně 10 mil. tun (odhad VUKHIN), který je spojen s vyřazením těžebních kapacit ve Vorkutě a Kuzbassu.

Největší perspektivní ložiska

Pole Elga(Sakha). Patří společnosti Mechel OJSC. Nejperspektivnější objekt pro povrchovou těžbu se nachází na jihovýchodě Republiky Sakha (Jakutsko), 415 km východně od města Neryungri. Plocha ložiska je 246 km². Ložisko je mírně se svažující brachisynklinální asymetrický záhyb. Ložiska svrchní jury a spodní křídy jsou uhlonosná. Hlavní uhelné sloje jsou omezeny na ložiska souvrství Neryungri (6 vrstev o tloušťce 0,7-17 m) a Undyktan (18 vrstev, také o mocnosti 0,7-17 m). Většina uhelných zdrojů je soustředěna ve čtyřech slojích y4, y5, n15, n16, obvykle složité struktury. Uhlí jsou převážně pololesklá čočkovitě páskovaná s velmi vysokým obsahem nejcennější složky - vitrinitu (78-98 %). Podle stupně metamorfózy patří uhlí do III (tučného) stupně. Třída uhlí ZH, skupina 2Zh. Uhlí jsou středně a vysoce popelavá (15-24 %), nízkosirná (0,2 %), málo fosforečná (0,01 %), dobře slinutá (Y = 28-37 mm), s vysokou výhřevností (28 MJ / kg). Uhlí Elga lze obohatit podle nejvyšších světových standardů a získat vysoce kvalitní exportní koksovatelné uhlí. Pole je reprezentováno mocnými (až 17 metrů) plochými slojemi s překrývajícími se ložisky nízké tloušťky (slupovací poměr - asi 3 kubické metry na tunu surového uhlí), což je velmi výhodné pro organizaci výroby otevřená cesta.

Elegestskoye pole(Tyva) má zásoby asi 1 miliardy tun vzácného koksovatelného uhlí „Zh“ (celkové zásoby se odhadují na 20 miliard tun). 80 % zásob se nachází v jedné sloji o tloušťce 6,4 m (nejlepší doly Kuzbass fungují ve slojích o tloušťce 2-3 m, ve Vorkutě se uhlí těží ze slojí tenčích než 1 m). Po dosažení projektované kapacity do roku 2012 se očekává, že Elegest bude produkovat 12 milionů tun uhlí ročně. Licence na vývoj uhlí Elegest patří společnosti Yenisei Industrial Company, která je součástí United Industrial Corporation (UIC). Vládní komise dne investiční projekty Ruská federace dne 22. března 2007 schválila realizaci projektů výstavby železniční trati Kyzyl-Kuragino v souvislosti s rozvojem nerostné základny Republiky Tuva.

Hlavní ruští producenti uhlí

Zplyňování uhlí

Tento směr využití uhlí je spojen s jeho tzv. „neenergetickým“ využitím. Hovoříme o zpracování uhlí na jiné druhy paliva (například na spalitelný plyn, středoteplotní koks atd.), které předchází nebo doprovází příjem tepelné energie z něj. Například v Německu za druhé světové války byly technologie zplyňování uhlí aktivně využívány pro výrobu motorového paliva. V Jižní Africe, v závodě SASOL využívající technologii vrstveného zplyňování pod tlakem, jejíž první vývoj proběhl také v Německu ve 30-40 letech XX století, se v současnosti vyrábí více než 100 druhů výrobků z hnědé uhlí. (Tento proces zplyňování je také známý jako „Lurgiho proces“.)

V SSSR byly zejména technologie zplyňování uhlí aktivně rozvíjeny ve Výzkumném a konstrukčním ústavu rozvoje Kansko-Achinské uhelné pánve (KATEKNIIugol) za účelem zvýšení efektivity využití kansk-ačinského hnědého uhlí. Pracovníci ústavu vyvinuli řadu unikátních technologií pro zpracování nízkopopelnatého hnědého a černého uhlí. Tato uhlí mohou být náchylná k energetické technologické zpracování do tak cenných produktů, jako je koks střední teploty schopné sloužit jako náhrada klasického koksu v řadě metalurgických procesů, hořlavý plyn vhodné např. ke spalování v plynové kotle jako náhrada zemního plynu a syntézní plyn, které lze využít při výrobě syntetických uhlovodíkových paliv. Spalování paliv získaných v důsledku energeticko-technologického zpracování uhlí přináší významný zisk z hlediska škodlivých emisí oproti spalování původního uhlí.

Po rozpadu SSSR byl KATEKNIIugol zlikvidován a zaměstnanci ústavu, kteří se zabývali vývojem technologií zplyňování uhlí, vytvořili vlastní podnik. V roce 1996 byl v Krasnojarsku (Krasnojarské území, Rusko) vybudován závod na zpracování uhlí na sorbent a hořlavý plyn. Zařízení je založeno na patentované technologii zplyňování uhlí s reverzním otryskáváním (neboli procesem zplyňování uhlí s reverzní vrstvou). Toto zařízení je stále v provozu. Vzhledem k extrémně nízkému (ve srovnání s tradiční technologie spalování uhlí) ukazatele škodlivých emisí, je volně umístěn nedaleko centra města. Později byl na základě stejné technologie vybudován demonstrační závod na výrobu domácích briket také v Mongolsku (2008).

Je třeba poznamenat, že existují některé charakteristické rozdíly mezi technologií vrstveného zplyňování uhlí s reverzním odstřelem z přímý proces zplyňování, jehož jedna z odrůd (zplyňování pod tlakem) se používá v závodě SASOL v Jižní Africe. Hořlavý plyn produkovaný v reverzním procesu na rozdíl od přímého procesu neobsahuje produkty pyrolýzy uhlí, takže v reverzním procesu nejsou potřeba složité a drahé systémy čištění plynu. Kromě toho je v opačném procesu možné organizovat neúplné zplyňování (karbonizaci) uhlí. V tomto případě se najednou vyrábějí dva užitečné produkty: středněteplotní koks (karbonizát) a hořlavý plyn. Výhodou procesu přímého zplyňování je naopak jeho vyšší produktivita. Během nej aktivní rozvoj technologie zplyňování uhlí (první polovina 20. století), to vedlo k téměř úplnému nezájmu o zpětný proces zplyňování vrstevního uhlí. V současné době je však situace na trhu taková, že náklady pouze na jeden středoteplotní koks vyrobený zpětným procesem zplyňování uhlí (při karbonizaci) umožňují kompenzovat veškeré náklady na jeho výrobu. Vedlejší produkt – hořlavý plyn vhodný pro spalování v plynových kotlích za účelem získání tepla a/nebo elektrická energie, - v tomto případě má podmíněně nulové náklady. Tato okolnost zajišťuje vysokou investiční atraktivitu této technologie.

Další známou technologií zplyňování hnědého uhlí je energeticko-technologické zpracování uhlí na středoteplotní koks a tepelnou energii v jednotce s fluidním ložem paliva. Nezanedbatelnou výhodou této technologie je možnost její realizace rekonstrukcí standardních uhelných kotlů. Tepelný energetický výkon kotle přitom zůstává na stejné úrovni. Podobný projekt rekonstrukce typického kotle byl realizován například v povrchovém dole Berezovskij (Krasnojarské území, Rusko). Ve srovnání s technologií vrstveného zplyňování uhlí se energeticky technologické zpracování uhlí na středoteplotní koks ve fluidní vrstvě vyznačuje výrazně vyšší (15-20x vyšší) produktivitou.

1. Chemické vlastnosti uhlí

2. Klasifikace černého uhlí

3. Vznik uhlí

4.Zásoby uhlí

Bituminózní uhlí je usazená hornina, což je hluboký rozklad rostlinných zbytků (stromové kapradiny, přesličky a lyry, jakož i 1. nahosemenné rostliny).

Chemické vlastnosti uhlí

Podle chemického složení uhlí je směs vysokomolekulárních aromatických sloučenin s vysokým hmotnostním podílem uhlíku, dále vody a těkavých látek s malým množstvím minerálních nečistot. Takové nečistoty tvoří popel při spalování uhlí. Fosilní uhlí se od sebe liší poměrem jednotlivých složek, který určuje jejich spalné teplo. Řada organických sloučenin, které tvoří uhlí, má karcinogenní vlastnosti.

Většina uhelných ložisek vznikla v paleozoiku, hlavně v období karbonu, asi před 300-350 miliony let. Podle chemického složení uhlí je směs vysokomolekulárních polycyklických aromatických sloučenin s vysokým hmotnostním podílem uhlíku, dále vody a těkavých látek s malým množstvím minerálních nečistot, které při spalování uhlí tvoří popel. Fosilní uhlí se od sebe liší poměrem jednotlivých složek, který určuje jejich spalné teplo. Řada organických sloučenin, které tvoří uhlí, má karcinogenní vlastnosti. Obsah uhlíku v uhlí se v závislosti na jeho kvalitě pohybuje od 75 % do 95 %.

Bituminózní uhlí, tuhé fosilní palivo rostlinného původu; druh fosilního uhlí s vyšším obsahem uhlíku a vyšší hustotou než hnědé uhlí. Je to hustá hornina černé, někdy šedočerné barvy s lesklým, polomatným nebo matným povrchem. Obsahuje 75-97 % nebo více uhlíku; 1,5-5,7 % vodíku; 1,5-15 % kyslíku; 0,5-4 % síry; až 1,5 % dusíku; 45-2 % těkavých látek; množství vlhkosti se pohybuje od 4 do 14 %; popel - obvykle od 2-4% do 45%. Nejvyšší výhřevnost, vypočtená pro mokrou bezpopelnou hmotu uhlí, není nižší než 23,8 MJ/kg (5700 kcal/kg).

Uhlí jsou zbytky rostlin, které zemřely před mnoha miliony let, jejichž rozpad byl přerušen v důsledku zastavení přístupu vzduchu. Z ní odebraný uhlík proto nemohli vypustit do atmosféry. Přístup vzduchu se zastavil zvláště náhle tam, kde močály a bažinaté lesy ustoupily v důsledku tektonických pohybů a změn klimatické podmínky a nahoře pokrytý jinými látkami. Rostlinné zbytky se přitom vlivem bakterií a hub přetvářely (uhelněly) na rašelinu a následně na hnědé uhlí, uhlí, antracit a grafit.

Podle složení hlavní složky - organické hmoty se uhlí dělí do tří genetických skupin: humolity, sapropelity, saprohumolity. Převládají humolity, jejichž výchozím materiálem jsou zbytky vyšších suchozemských rostlin. Ukládaly se hlavně v bažinách, které zabíraly nízko položené pobřeží moří, zálivů, lagun a sladkovodních pánví. Nahromaděný rostlinný materiál v důsledku biochemického rozkladu byl zpracován na rašelinu s výrazným vlivem vodního řezu a chemického složení vodní prostředí... Obsah uhlíku v uhlí se pohybuje od 75 do 90 procent. Přesné složení je dáno umístěním a podmínkami přeměny uhlí. Minerální nečistoty jsou buď v jemně rozptýleném stavu v organické hmotě, nebo ve formě nejtenčích mezivrstev a čoček, stejně jako krystalů a konkrementy. Zdrojem minerálních nečistot ve fosilním uhlí mohou být anorganické části rostlin - uhlotvorce, minerální novotvary vypadávající z vodních roztoků cirkulujících v rašeliništích apod.

V důsledku dlouhodobého vystavení vysokým teplotám a tlaku se hnědé uhlí přeměňuje na uhlí a to antracit. Nevratný postupná změna chemické složení, fyzikální a technologické vlastnosti organické hmoty ve fázi přeměny z hnědého uhlí na antracit se nazývá metamorfóza uhlí.

Strukturální a molekulární přeskupení organické hmoty během metamorfózy je doprovázeno postupným zvyšováním relativního obsahu uhlíku v uhlí, snižováním obsahu kyslíku a uvolňováním těkavých látek; změny obsahu vodíku, spalného tepla, tvrdosti, hustoty, křehkosti, optiky, elektřiny a dalších fyzikálních vlastností. Živičné uhlí ve středních fázích metamorfózy získává slinovací vlastnosti - schopnost gelových a lipoidních složek organické hmoty přecházet zahřátím za určitých podmínek do plastického stavu a vytvářet porézní monolit - koks. V zónách provzdušňování a aktivního působení podzemních vod v blízkosti povrchu Země uhlí podléhá oxidaci.

Z hlediska vlivu na chemické složení a fyzikální vlastnosti má oxidace opačný směr než metamorfóza:

uhlí ztrácí své pevnostní vlastnosti a vlastnosti spékání;

zvyšuje se v něm relativní obsah kyslíku, snižuje se množství uhlíku, zvyšuje se vlhkost a obsah popela a prudce klesá spalné teplo.

Hloubka oxidace fosilního uhlí v závislosti na moderní a starověký reliéf, poloha hladiny podzemní vody, povaha klimatických podmínek, materiálové složení a metamorfóza se pohybuje vertikálně od 0 do 100 metrů.

Měrná hmotnost uhlí je 1,2 - 1,5 g / cm3, spalné teplo je 35000 kJ / kg. Živičné uhlí se považuje za vhodné pro technologické využití, pokud po spálení je obsah popela 30 % nebo méně. Primitivní těžba fosilního uhlí je známá již od starověku (Řecko). Uhlí začalo hrát významnou roli jako palivo v Británii v 17. století. Vznik uhelného průmyslu je spojen s používáním uhlí jako koksu při tavení surového železa. Od 19. století byla hlavním odběratelem uhlí doprava. Hlavní oblasti průmyslového využití uhlí: výroba elektřiny, hutního koksu, spalování pro energetické účely, výroba různých (až 300 položek) produktů při chemickém zpracování. Zvyšuje se spotřeba uhlí na výrobu uhlíko-grafitových strukturních materiálů s vysokým obsahem uhlíku, kamenného vosku, plastů, syntetických, kapalných a plynných vysokovýhřevných paliv, aromatických produktů hydrogenací, dusité kyseliny pro hnojiva. Koks získaný z uhlí je vyžadován ve velkém množství v metalurgii průmysl.

Výroba koksu se provádí v koksovnách vedlejších produktů. Bitumenové uhlí se podrobí suché destilaci (koksování) ohřevem ve speciálních koksovacích pecích bez přístupu vzduchu na teplotu C. Vznikne koks - pevná porézní látka. Kromě koksu vznikají při suché destilaci uhlí také těkavé produkty, při ochlazení na 25-75 C vzniká černouhelný dehet, čpavková voda a plynné produkty. Černouhelný dehet se podrobí frakční destilaci, výsledkem je několik frakcí:

lehký olej (bod varu do 170 C) obsahuje aromatické uhlovodíky (benzen, toluen, kyseliny a další látky;

střední olej (bod varu 170-230 C). Jedná se o fenoly, naftalen;

těžký olej (bod varu 230-270 C). Jedná se o naftalen a jeho homology

anthracenový olej - antracen, fenatren atd.

Složení plynných produktů (koksárenský plyn) zahrnuje benzen, toluen, xioly, fenol, čpavek a další látky. Po čištění od amoniaku, sirovodíku a sloučenin kyanidu se z koksárenského plynu extrahuje surový benzen, ze kterého se izolují jednotlivé uhlovodíky a řada dalších cenných látek.

Hraje amorfní uhlík ve formě uhlí, stejně jako mnoho uhlíkových sloučenin zásadní role proti moderní život jako zdroje získávání odlišné typy energie. Spalováním uhlí vzniká teplo, které se používá k vytápění, výrobě potravin a mnoha dalším výrobní procesy... Většina přijatého tepla se přemění na jiné druhy energie a spotřebuje se na mechanickou práci.

Bituminózní uhlí je tuhé palivo, minerál rostlinného původu. Je to hustá hornina černé, místy tmavě šedé barvy s lesklým matným povrchem. Obsahuje 75-97 % uhlíku, 1,5-5,7 % vodíku, 1,5-15 % kyslíku, 0,5-4 % síra, do 1,5 % dusíku, 2-45 % těkavých látek, množství vlhkosti se pohybuje od 4 do 14 %. Nejvyšší výhřevnost, vypočtená pro mokrou bezpopelnou hmotu uhlí, ne méně než 238 MJ / kg.

Uhlí vzniká z produktů rozkladu organické hmoty vyšších rostlin, které prošly změnami pod tlakem různých hornin zemské kůry a vlivem teploty. S rostoucím stupněm metamorfózy ve spalitelné hmotě uhlí zvyšuje obsah uhlíku a zároveň snižuje množství kyslíku, vodíku a těkavých látek. Mění se také spalné teplo uhlí.

Typické fyzikální vlastnosti černého uhlí:

hustota (g / cm3) - 1,28-1,53;

mechanická pevnost (kg / cm2) - 40-300;

specifické teplo C (Kcal / g deg) - 026-032;

index lomu světla je 1,82-2,04.

Největší ložiska uhlí na světě z hlediska těžby jsou pánve Tunguska, Kuzněck, Pečora - v Ruské federaci; Karaganda - v Kazachstánu; Apalačské a Pensylvánské pánve – ve Spojených státech amerických; Porúří - v Německé republice; Velká žlutá řeka - v Číně; South Uelsky - in Anglie; Valenciennes - ve Francii atd.

Využití uhlí je různorodé. Používá se jako palivo pro domácnost, energetické palivo, v hutnictví a chemii průmysl, jakož i pro extrakci vzácných a stopových prvků z něj. Uhelný, koksochemický a těžký průmysl zpracovávají uhlí koksováním. Koksování je průmyslový způsob zpracování uhlí ohřevem na 950-1050 C bez přístupu vzduchu. Hlavními koksochemickými produkty jsou: koksárenský plyn, zpracované produkty surového benzenu, černouhelný dehet, čpavek.

Uhlovodíky se získávají z koksárenského plynu praním v pračkách kapalnými absorpčními oleji. Po destilaci z ropy, destilaci z frakce, čištění a rerektifikaci se získávají čisté komerční produkty, jako je benzen, toluen, xyleny atd. Kumaronové pryskyřice se získávají z nenasycených sloučenin obsažených v surovém benzenu, které se používají k výrobě laků, barev, linolea a in gumárenský průmysl... Perspektivní surovinou je také cyklopentadien, který se získává také z uhlí. uhlí - surovina pro výrobu naftalenu a dalších jednotlivých aromatických uhlovodíků. Nejdůležitějšími zpracovanými produkty jsou pyridinové báze a fenoly.

Zpracováním lze získat celkem přes 400 různých produktů, jejichž cena je ve srovnání s náklady uhlí samotného se zvyšuje 20-25krát a vedlejší produkty získané v koksovnách převyšují cena samotný koks.

Velmi perspektivní je spalování (hydrogenace) uhlí za vzniku kapalného paliva. Na výrobu 1 tuny černého zlata se spotřebují 2-3 tuny uhlí. Umělý grafit se získává z uhlí. Používají se jako anorganické suroviny. Při zpracování uhlí se z něj v průmyslovém měřítku získává vanad, germanium, síra, gallium, molybden a olovo. Popel ze spalování uhlí, těžby a zpracování odpadů se využívá při výrobě stavebních materiálů, keramiky, žáruvzdorných surovin, oxidu hlinitého a brusiva. Pro optimální využití uhlí je obohaceno (odstranění minerálních nečistot).

Živičné uhlí obsahuje až 97 % uhlíku, dá se říci, že je základem všech uhlovodíků, tzn. jsou založeny na atomech uhlíku. S amorfním uhlíkem se často setkáváme ve formě uhlí. Strukturou je amorfní uhlík stejný grafit, ale ve stavu nejjemnějšího mletí. Praktické použití amorfní formy uhlíku jsou různé. Koks a uhlí - jako redukční činidlo v metalurgii při tavbě železa.

Klasifikace uhlí

Uhlí vzniká z produktů rozkladu organických zbytků vyšších rostlin, které prošly změnami (metamorfózami) pod tlakem okolních hornin zemské kůry a poměrně vysokou teplotou. S rostoucím stupněm metamorfózy ve spalitelné hmotě uhlí se postupně zvyšuje obsah uhlíku a současně klesá množství kyslíku, vodíku a těkavých látek; mění se také spalné teplo, schopnost slinování a další vlastnosti. Průmyslová klasifikace přijatá v SSSR je založena na změně těchto kvalit, určovaných výsledky tepelného rozkladu uhlí (výtěžnost těkavých látek, charakteristika netěkavého zbytku).

Bituminózní uhlí podle značek:

dlouhý plamen (D),

plyn (G),

plynaté mastné kyseliny (GZh),

mastné (F),

pece na tučný koks (KZh),

koksárenská pec (K),

chudé slinuté (OS),

hubená (T),

mírně slinuté (SS),

poloantracity (PA)

antracit (A).

Někdy se antracit rozlišuje jako samostatná skupina. Pro koksování se používá především uhlí třídy G, Zh, K a OS, částečně D a T. S přechodem uhlí ze třídy D do třídy T — A klesá vlhkost v pracovním palivu ze 14 % u uhlí třídy D na 4 , 5-5,0 % pro stupně TA; snížení obsahu (v hořlavé hmotě) kyslíku z 15 % na 1,5 %; vodík - od 5,7 % do 1,5 %; obsah síra, dusík a popel nezávisí na příslušnosti ke konkrétní značce. Spalné teplo spalitelné hmoty uhlí se postupně zvyšuje z 32,4 MJ / kg (7750 kcal / kg) pro stupeň D na 36,2-36,6 MJ / kg (8650-8750 kcal / kg) pro stupeň K a klesá na 35 , 4 -33,5 MJ / kg (8450-8000 kcal / kg) pro třídy PA a A.

Podle velikosti hrudek získaných při těžbě se uhlí dělí na:

deska (P) - více než 100 mm,

velký (K) - 50-100 mm,

matice (O) - 26-50 mm,

malý (M) - 13-25 mm,

semena (C) - 6-13 mm,

kolík (W) - méně než 6 mm,

private (P) - neomezená velikost.

Příslušnost ke značce a velikost kusů uhlí jsou označeny kombinacemi písmen - DK atd.

Klasifikace černého uhlí jsou v řadě západoevropských zemí založeny na přibližně stejných principech jako v SSSR. PROTI USA nejrozšířenějším tříděním je černé uhlí, podle výtěžnosti těkavých látek a spalného tepla, podle kterého se dělí na podbituminózní s vysokou výtěžností těkavých látek (odpovídá sovětským značkám D a G), živičné s průměrnou výtěžností těkavých látek (odpovídá stupnům PZh a K), živičné s nízkou výtěžností těkavých látek (OC a T) a antracitové uhlí, dělené na poloantracitové (částečně T a A), vlastně antracitové a metaantracitu (A). Kromě toho existuje mezinárodní klasifikace bituminózní uhlí na základě obsahu těkavých látek, slinovací kapacity, koksovací kapacity a zobrazení technologické vlastnosti uhlí.

Tvorba uhlí

Vznik uhlí je typický pro všechny geologické systémy od siluru a devonu, uhlí je velmi rozšířeno v sedimentech soustavy karbonu, permu a jury. Uhlí se vyskytuje ve formě slojí různé tloušťky (od zlomků m až po několik desítek a více m). Hloubka uhlí je různá - od vynoření na povrch až po 2000-2500 m a hlouběji. S moderní úrovní těžební techniky lze těžit uhlí otevřenou cestou až do hloubky 350 m.

Pro tvorbu uhlí je nutná hojná akumulace rostlinné hmoty. Ve starověkých rašeliništích se počínaje devonským obdobím hromadila organická hmota, ze které bez přístupu kyslíku vznikalo fosilní uhlí. Většina komerčních ložisek fosilního uhlí pochází z tohoto období, i když existují i ​​mladší ložiska. Stáří nejstarších uhlí se odhaduje na 350 milionů let.

Uhlí vzniká, když se hnijící rostlinný materiál hromadí rychleji, než dojde k bakteriálnímu rozkladu. Ideální prostředí pro to je vytvořeno v bažinách, kde stojatá voda, ochuzená o kyslík, narušuje životně důležitou činnost bakterií, a tím chrání rostlinnou hmotu před úplným zničením. V určité fázi proces kyseliny uvolňované v jejím průběhu zabraňují další bakteriální aktivitě. Tak se objevuje rašelina – originál produkt pro tvorbu uhlí. Pokud je pak pohřbena pod jinými sedimenty, pak se rašelina stlačí a za ztráty vody a plynů se přemění na uhlí.

Pod tlakem vrstvy sedimentu o tloušťce 1 km se z 20 metrové vrstvy rašeliny získá 4 metry silná sloj hnědého uhlí. Pokud hloubka zasypání rostlinného materiálu dosáhne 3 kilometrů, pak se stejná vrstva rašeliny změní na vrstvu uhlí o tloušťce 2 metry. Ve větší hloubce, asi 6 kilometrů, a při vyšší teplotě se z 20metrové vrstvy rašeliny stane antracitová vrstva o tloušťce 1,5 metru.

Způsob těžby uhlí závisí na hloubce jeho výskytu. Povrchová těžba se provádí, pokud hloubka uhelné sloje nepřesahuje 100 metrů. Nezřídka dochází k případům, kdy se stále větším prohlubováním uhelné poruby je dále výhodné rozvíjet uhelné ložisko. podzemní cesta... K těžbě uhlí z velkých hloubek se používají doly. Nejhlubší doly v území z Ruska uhlí se těží z výšky něco málo přes 1200 metrů.

Spolu s uhlím obsahují uhlonosná ložiska mnoho typů geozdrojů, které mají spotřebitelskou hodnotu. Patří sem hostitelské horniny jako např surovina pro stavebnictví, Podzemní voda, uhelný metan, vzácné a stopové prvky, včetně cenných kovů a jejich sloučenin. Některá uhlí jsou například obohacena o germanium.

Zásoby uhlí

Všeobecné geologické zásoby uhlí v SSSR jsou asi 4700 miliard tun (podle odhadů z roku 1968), včetně značek (v miliardách tun): D - 1719; D - G - 331; G - 475; GZh - 69,4; F - 156; KZh - 21,5; K - 105; OS - 88,2; SS - 634; T - 205; T - A - 540; PA, A - 139.

Největší zásoby uhlí v SSSR se nacházejí v Tunguzské pánvi. Největší rozvinuté uhelné pánve v SSSR jsou Doněck, Kuzněck, Pečora, Karaganda; proti USA- Apalačské a Pensylvánské, v Polsku - Hornoslezské a jeho pokračování v ČSR - Ostrava-Karvinskij, v r. NSR- Porúří, dovnitř Čína- Greater Huanghebass, dovnitř Anglie- Jižní Wales, v Francie- Valenciennes a v Belgii - Brabant. Využití uhlí je různorodé.

Používá se jako energetické palivo v domácnostech, surovina pro hutní a chemický průmysl a také pro získávání vzácných a stopových prvků z něj.

Už dvě desetiletí po sobě bylo uhlí ve stínu ropného boomu. Do nebe vyrostly hory neprodejného uhlí. Četné doly byly uzavřeny, statisíce horníků o své přišly. Oblast Appalachian ve Spojených státech, kdysi vzkvétající uhelná pánev, se stala jednou z nejtemnějších oblastí katastrofy. Nevybíravý přechod pod tlakem od monopolů k levnému, dováženému – především ze Středního východu – olej odsouzené uhlí k roli „Popelky“, zbavené budoucnosti. K tomu však v řadě z nich nedošlo zemí, včetně v bývalém SSSR, který zohlednil výhody energetické struktury založené na národních zdrojích.

Zásoby uhlí jsou roztroušeny po celém světě. Většina průmyslových zemí nejsou zbaveni. Pozemek je obklopen dvěma bohatými uhelnými zónami. Jedna se táhne přes země bývalého SSSR, přes Čínu, Severní Ameriku až po střední Evropu. Další, užší a méně bohatý, pochází z Jižní Brazílie přes Jižní Afrika do východní Austrálie.

Nejvýznamnější vklady uhlí se nacházejí v zemích bývalého SSSR, USA a Čína... V západní Evropě dominuje černé uhlí. Hlavní uhelné pánve v Eurasii: Jižní Wales, Valenciennes-Liege, Saar-Lotharginsky, Ruhr, Asturian, Kizelovsky, Doněck, Taimyr, Tungusky, South Yakutsky, Funshunsky; v Africe: Gerada, Abadla, Enugu, Uanki, Witbank; v Austrálii: Great Sinclinal, Nový Jižní Wales; proti Severní Amerika: Green River, Yunta, San Juan River, Western, Illinois, Appalachian, Sabinas, Texas, Pennsylvania; na planoucím kontinentu: Carare, Junin, Santa Catarina, Concepcion. Na Ukrajině je třeba poznamenat Lvovsko-volyňskou pánev a bohatý na naleziště Donbass.

Zdroje

bse.sci-lib.com/ Velká sovětská encyklopedie

ru.wikipedia.org Wikipedie – bezplatná encyklopedie

Abstrakty www.bankreferatov.ru

dic.academic.ru Slovníky a encyklopedie o akademikovi

geography.kz Geografie

www.bibliotekar.ru Knihovník

poddoni.com/ PalletEk

Investorská encyklopedie. 2013 .

Synonyma:

Podívejte se, co je „Coal“ v jiných slovnících:

Uhlí- Uhlí Uhlí bylo prvním fosilním palivem používaným lidmi. To umožnilo průmyslovou revoluci, která zase přispěla k rozvoji uhelného průmyslu a poskytla mu modernější technologie. V roce 1960 ... ... Wikipedie

„Jak vzniklo bituminózní uhlí“ krátká zpráva popsané v tomto článku vám pomohou připravit se na lekci a rozšířit vaši oblast znalostí na toto téma.

Zpráva „Jak vzniklo černé uhlí“

Bituminózní uhlí je nenahraditelný, vyčerpatelný pevný nerost, který člověk využívá k výrobě tepla při jeho spalování. Patří mezi sedimentární horniny.

Co je potřeba pro vznik uhlí?

Za prvé, hodně času. Při tvorbě rašeliny z rostlin na dně bažin vznikají chemické sloučeniny: rostliny se rozpadají, částečně rozpouštějí nebo se přeměňují na metan, oxid uhličitý.

Za druhé, všechny druhy hub a bakterií. Díky nim dochází k rozkladu rostlinné tkáně. V rašelině se začne hromadit perzistentní látka zvaná uhlík, které se postupem času stává stále více.

Za třetí, nedostatek kyslíku. Pokud by se nahromadilo v rašelině, pak by se živičné uhlí nemohlo tvořit a jednoduše by se vypařilo.

Jak v přírodě vzniká černé uhlí?

Ložiska uhlí vznikla z obrovského množství rostlinné hmoty. Ideální podmínky jsou, když se všechny tyto rostliny nashromáždily na jednom místě a nestihly se úplně rozložit. Bažiny jsou pro tento proces jako stvořené: voda je chudá na kyslík, a proto je životně důležitá aktivita bakterií pozastavena.

Poté, co se rostlinná hmota nahromadí v rašeliništích, je stlačena nánosy půdy, než může úplně uhnít. Tak vzniká výchozí surovina uhlí – rašelina. Vrstvy půdy ji utěsní v zemi bez kyslíku a vody. Rašelina se časem promění v uhelnou sloj. Tento proces je dlouhý – významná část zásob uhlí vznikla před více než 300 miliony let.

A čím déle v čase leží uhlí ve vrstvách země, tím více je fosilie vystavena působení a tlaku hlubinného žáru. V bažinách, kde se hromadí rašelina, se do vody dostává písek, jíl a rozpuštěné látky, které se ukládají v uhlí. Tyto nečistoty tvoří v minerálu vrstvy a rozdělují jej do vrstev. Při čištění uhlí z nich zůstává pouze popel.

Existuje několik druhů uhlí – černé uhlí, hnědé uhlí, lignit, bahenní, antracit. Dnes je na světě 3,6 tisíce uhelných pánví, které zabírají 15 % zemské půdy. Spojené státy vlastní největší procento světových fosilních zdrojů (23 %), následované Ruskem (13 %) a Čínou na třetím místě (11 %).

Doufáme, že vám reportáž „Jak vznikalo černé uhlí“ pomohla připravit se na lekci. A zprávu na téma "Jak vzniklo černé uhlí" můžete přidat prostřednictvím formuláře pro komentáře.

Město duchů bez uhlí. To byla Japonka Hasima. Ve 30. letech 20. století byl uznán jako nejlidnatější.

Na malinký kousek země se vejde 5000 lidí. Všichni pracovali v uhelném průmyslu.

Ukázalo se, že ostrov byl doslova postaven z kamenného zdroje energie. V 70. letech však byly zásoby uhlí vyčerpány.

Všichni odešli. Byl tam jen rozkopaný ostrov a budovy na něm. Hashima je turisty a Japonci nazýván duchem.

Ostrov jasně ukazuje důležitost uhlí, nemožnost lidstva bez něj žít. Neexistuje žádná alternativa.

Existují pouze pokusy o jeho nalezení. Věnujme proto pozornost modernímu hrdinovi, a ne vágním perspektivám.

Popis a vlastnosti uhlí

Uhlí- tohle je Skála organického původu. To znamená, že kámen vzniká z rozložených zbytků rostlin a živočichů.

Aby vytvořily hustou vrstvu, je nutné neustálé hromadění a zhutňování. Vhodné podmínky na dně nádrží.

Kde je ložiska uhlí, kdysi byla moře, jezera. Mrtvé organismy klesly ke dnu, stlačeny vodním sloupcem.

Tak to vzniklo rašelina. Uhlí- následek jeho dalšího stlačování pod tlakem nejen vody, ale i nových vrstev organické hmoty.

Hlavní zásoby uhlí patří do paleozoické éry. Od jeho konce uplynulo 280 000 000 let.

Toto je éra obřích rostlin a dinosaurů, hojnosti života na planetě. Není divu, že právě tehdy se organické usazeniny hromadily obzvláště aktivně.

Častěji se uhlí tvořilo v bažinách. V jejich vodách je málo kyslíku, což brání úplnému rozkladu organické hmoty.

Navenek ložiska uhlí připomínají spálené dřevo. Z hlediska chemického složení je hornina směsí vysokomolekulárních sloučenin aromatického uhlíku a těkavých látek s vodou.

Minerální nečistoty jsou zanedbatelné. Poměr složek není stabilní.

Podle převahy určitých prvků rozlišují druhy uhlí... Hlavní jsou hnědá a antracitová.

Hnědý druh uhlí nasycený vodou, a proto má nízkou výhřevnost.

Ukazuje se, že plemeno není vhodné jako palivo, as kámen. A hnědé uhlí našli jinou aplikaci. Který?

Tomu bude věnována zvláštní pozornost. Mezitím pojďme zjistit, proč se hornina nasycená vodou nazývá hnědá. Důvod je v barvě.

Uhlí je nahnědlé, bez, sypké. Z geologického hlediska lze hmotu nazvat mladou. To znamená, že v něm nejsou dokončeny procesy „kvašení“.

Kámen má proto nízkou hustotu, při spalování vzniká mnoho těkavých látek.

Fosilní uhlí antracitový typ - plně tvarovaný. Je hutnější, tvrdší, černější, lesklejší.

Trvá 40 000 000 let, než se hnědá skála stane takovou. Antracit obsahuje vysoký podíl uhlíku – asi 98 %.

Přenos tepla černého uhlí je přirozeně ve výšce, což znamená, že kámen lze použít jako palivo.

Hnědý vzhled v této roli se používá pouze pro vytápění soukromých domů. Nepotřebují rekordní úrovně energie.

Stačí snadná manipulace s palivem a antracit je v tomto ohledu problematický. Zapálit uhlí není snadné.

Výrobci, železničáři, si zvykli. Mzdové náklady se vyplatí, protože antracit je nejen energeticky náročný, ale také se nespéká.

Černé uhlí - palivo, z jehož spalování zůstává popel. Co to je, když se organická hmota mění na energii?

Pamatujete si poznámku o minerálních nečistotách? Je to anorganická složka kamene, která zůstává na dně.

V čínském nalezišti v provincii Liuhuangou zůstalo mnoho popela. Antracitová ložiska tam hořela téměř 130 let.

Požár se podařilo uhasit až v roce 2004. Každý rok bylo spáleno 2 000 000 tun horniny.

Tak si to spočítejte, kolik uhlí promarněné. Suroviny by mohly být užitečné nejen jako palivo.

Aplikace černého uhlí

Uhlí se nazývá solární energie uzavřený v kameni. Energii lze transformovat. Nemusí to být tepelné.

Energie získaná spalováním horniny se přeměňuje například na elektřinu.

Teplota spalování uhlí hnědý typ téměř dosahuje 2000 stupňů. Získání elektřiny z antracitu bude trvat asi 3000 Celsia.

Pokud mluvíme o palivové roli uhlí, používá se nejen v čisté formě.

V laboratořích se učili získávat kapalná a plynná paliva z organické horniny a koks se v hutních provozech používá odedávna.

Získává se zahřátím uhlí na 1100 stupňů bez kyslíku. Koks je bezdýmné palivo.

Pro metalurgy je důležitá i možnost použití briket jako redukčních činidel rud. Takže koks přijde vhod při lití železa.

Koks se také používá jako dezintegrační činidlo. Tak se nazývá směs počátečních prvků budoucnosti.

Po uvolnění koksem se vsázka snadněji přetaví. Mimochodem, některé komponenty pro jsou také získávány z antracitu.

Jako nečistoty může obsahovat germanium a gallium – kovy jsou vzácné a jen zřídka se vyskytují jinde.

Kupte si černé uhlí usilovat také o výrobu kompozitních materiálů uhlík-grafit.

Kompozity jsou hmoty několika složek s jasnou hranicí mezi nimi.

Uměle vytvořené materiály se používají například v letectví. Zde kompozity zvyšují pevnost dílů.

Uhlíkové hmoty snesou jak velmi vysoké, tak i nízké teploty, se používají v nosných stojanech kontaktních sítí.

Obecně se kompozity již pevně usadily ve všech sférách života. Železničáři ​​jimi zakrývají nová nástupiště.

Podpěry jsou vyrobeny z nanomodifikovaných surovin stavební konstrukce... V medicíně se pomocí kompozitů navrhuje vyplnit kostní třísky a jiná poranění, která nepodléhají kovové protetice. Tady jaké uhlí mnohostranné a multifunkční.

Chemici vyvinuli způsob výroby plastů z uhlí. Odpad přitom nezmizí. Nízkohodnotná frakce se lisuje do briket.

Slouží jako palivo, které je vhodné jak do soukromých domů, tak do výrobních hal.

PROTI palivové brikety zůstává minimum uhlovodíků. Ve skutečnosti jsou to ženy, které mají v uhlí hodnotu.

Lze jej použít k získání čistého benzenu, toluenu, xylenů, kumoranových pryskyřic. Posledně jmenované například slouží jako základ pro barvy a laky a takový materiál. vnitřní dekorace prostory jako linoleum.

Některé z uhlovodíků jsou aromatické. Lidé znají vůni naftalínu. Málokdo však ví, že se vyrábí z uhlí.

V chirurgii slouží naftalen jako antiseptikum. V domácnosti látka bojuje s moly.

Kromě toho je naftalen schopen chránit před kousnutím řady hmyzu. Mezi nimi: mouchy, gadflies, horseflies.

Celkový, uhlí v pytlích nákup pro výrobu více než 400 druhů výrobků.

Mnohé z nich jsou vedlejšími produkty získanými v koksárenském průmyslu.

Je zajímavé, že náklady na další linky jsou obvykle vyšší než náklady na koks.

Pokud vezmeme v úvahu průměrný rozdíl mezi uhlím a zbožím z něj vyrobeným, je to 20-25krát.

To znamená, že výroba je velmi zisková, rychle se vyplatí. Proto není divu, že vědci hledají stále více technologií pro zpracování usazených hornin. Pro rostoucí poptávku musí existovat nabídka. Pojďme se s tím seznámit.

Těžba uhlí

Ložiska uhlí se nazývají bazény. Na světě jich je více než 3 500. Celková plocha bazénů je asi 15 % rozlohy země. Nejvíce uhlí je v USA.

Je tam soustředěno 23 % světových zásob. Bituminózní uhlí v Rusku- to je 13 % z celkových rezerv. z Číny. V jeho hlubinách je ukryto 11 % horniny.

Většina z nich jsou antracitové. V Rusku je poměr hnědého a černého uhlí přibližně stejný. Ve Spojených státech převládá hnědý typ horniny, což snižuje hodnotu ložisek.

Navzdory hojnosti hnědého uhlí jsou americká ložiska pozoruhodná nejen objemem, ale i rozsahem.

Jen Apalačská uhelná pánev má zásoby 1600 miliard tun.

V největší pánvi Ruska je pro srovnání uloženo pouze 640 miliard tun horniny. Jde o vklad Kuzněck.

Nachází se v regionu Kemerovo. V Jakutsku a Tuvě bylo objeveno několik slibnějších pánví. V první oblasti se ložiska nazývala Elga a ve druhé - Elegets.

Ložiska Jakutska a Tuvy jsou uzavřeného typu. To znamená, že skála není na povrchu, v hloubce.

Je potřeba budovat doly, štoly, šachty. Zvyšuje se cena uhlí... Velikost nádrže však stojí za to.

Pokud jde o Kuzněckou pánev, fungují na smíšeném systému. Zhruba 70 % surovin se těží z hlubin hydraulicky.

30 % uhlí se těží otevřeně pomocí buldozerů. Jsou dostatečné, pokud hornina leží blízko povrchu a nadložní vrstvy jsou volné.

V Číně se také těží uhlí. Většina polí v ČLR se nachází daleko za městy.

To však nezabránilo tomu, aby jedno z ložisek způsobilo nepříjemnosti obyvatelům země. To se stalo v roce 2010.

Peking prudce zvýšil svou poptávku po uhlí z Vnitřního Mongolska. Je považována za provincii ČLR.

Na silnici vyrazilo tolik kamionů se zbožím, že 110. dálnice stála skoro 10 dní. Dopravní zácpa začala 14. srpna a vyřešila se až 25. srpna.

Pravda, neobešlo se to bez prací na silnici. Situaci zhoršovaly kamiony na uhlí.

Dálnice 110 je státní silnice. Takže nejen uhlí bylo zpožděno v tranzitu, ale byly ohroženy další smlouvy.

Ve videích najdete videa, kde řidiči, kteří jeli v srpnu 2010 po dálnici, hlásí, že 100kilometrový úsek ujeli asi 5 dní.