Полезные свойства каменного угля


где и для чего используется уголь

Главная > Часто задаваемые вопросы > Применение каменного угля

Каменный уголь накапливается в природе в течение миллионов лет. Человечество знает о нем с давних времен. Но активно он начал использоваться всего 270 лет назад. И хватит его еще на 500 лет при современных темпах добычи уже разведанных запасов.

Как топливо каменный уголь использовали еще в древней Греции и Китае, где его добывали примитивными способами. Известно, что в Украине люди добывали и использовали его в качестве топлива для создания бытовых предметов уже в IX-X столетиях. А поиск, разведка и промышленное применение каменного угля в России началось в XVIII столетии.

Каменный уголь имеет различные технологические и генетические характеристики, что дает возможность применять его как в качестве топлива, так и в других сферах. Так, он нашел свое применение в сельском хозяйстве и химической промышленности. Например, из него изготавливают кристаллические решетки и коксовый газ. Из последнего делают углеводороды, которые идут на производство красок, лаков, линолеума и так далее.

Это далеко не все области применения, которыми может похвастаться каменный уголь. С каждым днем добыча и использование этого полезного ископаемого растут, поэтому и увеличиваются возможности его внедрения.

Сферы применения

Около 25% потребляемого объема каменного угля используется для технологических целей на промышленных предприятиях. Его перерабатывают либо применяют как сырье для производства кокса. Остальные 75% идут на выполнение энергетических задач. При этом больше половины этого объема используется в тепловых электрических станциях, а оставшаяся часть – в районных и промышленных котельных, а также для коммунально-бытовых, сельскохозяйственных, строительных и иных нужд.

Каменный уголь востребован во многих странах мира. С каждым годом объемы его использования только возрастают.

Таблица потребления каменного угля согласно последним статистическим данным (за 2015 год)

Таким образом, на первом месте по потреблению находится Китай, а Россия занимает пятую позицию.

Для наглядности, ниже представлены статистические данные о добыче каменного угля по всему миру в миллионах тонн.

Таблица добычи каменного угля согласно последним статистическим данным (за 2015 год)

Как и в таблице по потреблению, первое место по добыче занимает Китай. Россия расположилась на 6 месте.

А теперь перечислим основные сферы применения каменного угля:

  • Для отопления
  • Для удобрения почвы
  • Для получения жидкого топлива
  • Другие области использования

Ниже мы расскажем более подробно о каждом предназначении.

Для отопления

Основное применение каменного угля – это отопление зданий и помещений. Его используют и для печного отопления частных домов, и для промышленных котельных.

У нас вы можете купить каменный уголь для:

Пройдя по ссылкам, вы сможете узнать, какой именно вид топлива подходит для домашнего и промышленного отопления.

В этой сфере каменный уголь обладает массой преимуществ:

  • Одна закладка топлива в котел горит в течение 10-12 часов.
  • Сырье можно использовать и в стационарных печках, и в переносных котлах.
  • У каменного угля высокая теплота сгорания – лучшим считается тот, у которого показатель теплоотдачи выше 4700 ккал/кг.
  • Топливо легко перевозить и хранить.
  • Для отопления каменным углем не нужно сооружать сложные конструкции. Так, например, для газа прокладывают газопровод, для электрического отопления – электрическую сеть. В случае с углем все это не требуется.

Рассматривая преимущества использования каменного угля, нельзя не сказать о том, что при сгорании из него образуются парообразные и газообразные летучие продукты. Они негативно влияют на окружающую среду. При сгорании можно увидеть серовато-желтый, светло-серый или темно-серый дым. У древесного топлива он легкий и поднимается вверх, а у каменного угля он более темный и тяжело рассеивается в атмосферных слоях.

Негативные последствия использования каменного угля проявляются тем, что в почве оседают вредные соединения. Затем они попадают в растительные культуры, а потом по пищевой цепочке в организм животных и человека. Поэтому применение каменного угля низкого качества может негативно сказаться на здоровье людей. По этой причине перед продажей материал проверяются специалистами Роспотребнадзора.

Для того чтобы отопление каменным углем было эффективным, при выборе учитывается много факторов:

  • Площадь объекта
  • Толщина и материал стен
  • Тип и состояние дверей и окон
  • Вид котла или печи
  • Схема закладки сырья
  • Продолжительность холодного периода и температура в регионе

Для удобрения почвы

Для почвы каменный уголь используют в виде золы. Ее вносят при выращивании растений, которые сильно нуждаются в сере.

К культурам, которые можно удобрять золой каменного угля, относятся:

  • Лук
  • Горчица
  • Бобовые
  • Чеснок
  • Капуста
  • Хрен
  • Редька

При внесении угольной золы нужно учитывать, что в глинистые и тяжелые грунты ее вкапывают на глубину 20 см. Из-за вымывания осадками ее вносят в глинистые почвы под зиму, а в песчаные – весной.

Каменноугольное удобрение применяют в виде:

  • Раствора
    Он готовится следующим образом: на 10 л воды добавляют 100 г угольной золы. Им поливают растения под корень. Перед применением раствор обязательно нужно разболтать, так как на дне емкости образуется осадок.
  • Настоя
    10-литровое ведро наполняют на 1/3 золой и до краев наливают горячую воду. Смесь настаивают 2 дня, процеживают и используют для опрыскивания или внекорневой подкормки огородных и садовых культур.
  • Сухого удобрения
    Его вносят не более 3 кг на 100 м2, раскидывая по участку и перекапывая на глубину минимум 10 см.

Подкормка каменным углем содержит сульфиты, которые могут негативно повлиять на растения. Но сульфиты под воздействием кислорода окисляются, и отрицательное воздействие нивелируется. По этой причине золу после сгорания сразу не вносят, а просеивают и просушивают в сухом месте около 7-10 дней. После этого ее нужно или сразу вносить, или хранить в герметично закрытой таре.

В золе каменного угля содержатся окислы кремния, благодаря которым можно разрыхлить тяжелые глинистые и мокрые земли. Они усиливают структуру однородного грунта, увеличивая его влагопропускную способность и плодородие. Еще одной важной особенностью считается практически полное отсутствие хлора, который в больших количествах губительно воздействует на растения.

Каменноугольное удобрение не используется в песчаных грунтах и земле с высокой кислотностью. Дело в том, что в нем много серы, которая преобразуется в соли серной кислоты и способствует повышению кислотности. Рекомендуется сочетать золу с органическими (навоз, помет, перегной), аммониевыми и содержащими кальций подкормками.

Стоит отметить, что вносить золу каменного угля нужно в объеме не больше 5% от общей массы земли. Дело в том, что после сгорания в ней образуются тяжелые металлы и радиоактивные элементы.  Избыточное внесение может привести к накоплению этих веществ, которые поглотят растения. Таким образом, только соблюдая пропорции, можно повысить плодородность грунта без вреда для растений.

О том, как еще можно улучшить плодородность земли, читайте на странице Плодородие почвы: как его сохранить и повысить.

Для получения жидкого топлива

Главная проблема при использовании каменного угля – это много остаточных продуктов горения. Это привело к тому, что ученые создали способы получения жидкого топлива из угля. Такой синтетический топливный продукт имеет более удобную форму сжигания и не содержит много вредных компонентов.

Есть два проверенных способа:

  • Гидрогенизация
  • Газификация

Далее мы рассмотрим каждый способ.

Гидрогенизация

Для получения 800 кг топлива берут 1 т каменного угля. Для процесса главное, чтобы в угле содержалось 35% летучих элементов. Процесс гидрогенизации предполагает, что в уголь добавляют недостающий водород. С этой целью сырье помещают в автоклав и нагревают. Внутри температура составляет 500°С, а давление – 200 Бар. При такой методике получения жидкого топлива сырье проходит в автоклаве две фазы – жидкую и паровую. Уголь насыщается водородом, и происходит распад сложных органических соединений на простые. На выходе получается синтетический бензин или дизельное топливо. Теперь можно понять, насколько сложно такое производство. Самостоятельно наладить его не получится.

Газификация

Она представляет собой разложение твердотопливной продукции на газы. Для получения топлива их потом трансформируют в жидкий вид. Есть несколько способов газификации угля.

Первый метод – Фишера-Тропша. Он трудоемок и требует наличия сложного оборудования. Это нерентабельно, потому как тратится много каменного угля. И получается, что готовый бензин купить куда дешевле. К тому же, в процессе газификации выделяется огромное количество углекислого газа, а это небезопасно.

Второй способ – термический. Он подразумевает нагрев сырья без кислорода. Для него тоже нужно специальное оборудование, поскольку температура трансформации угля в газ равна 1200°С. Главное преимущество термической газификации состоит в том, что одна часть газа идет на подогрев сырья, а другая на синтезирование топлива. Это минимизирует затраты, ведь каменный уголь подогревает себя сам.

Все способы получения топлива из каменного угля организуются только в промышленных условиях. Дома это сделать невозможно и совсем небезопасно.

Другие области использования

Каменный уголь нашел свое применение и в других областях.

После первичной переработки из него получают:

  • Кокс
  • Каменноугольную смолу
  • Аммиак

Затем на основе этого сырья изготавливают толуол, бензол, карбид кальция, нафталин, антрацен. В свою очередь эти компоненты входят в состав такой продукции как парфюмерные средства, растворители, пластмассы, лекарственные препараты, уксусная кислота, краски, взрывчатые вещества. То есть даже такие привычные нам духи, столовый уксус и некоторые лекарства – это производное каменного угля.

В остальных сферах жизни использовать каменный уголь нужно крайне осторожно. В некоторых случаях применять его нежелательно. Так, этот материал не подходит для мангала, на нем нельзя жарить шашлык, его не используют для розжига обычных костров, не добавляют в кальян. С чем это связано?

Дело в том, что у каменного угля высокая температура горения и большое содержание летучих веществ. А чтобы его разжечь своими силами, надо сильно постараться. К тому же, в материале есть примеси тяжелых металлов и опасных веществ. Да, их процент крайне мал, но он есть. По этой причине, кстати, не стоит давать золу каменного угля в качестве подкормки животным. В этом случае лучше использовать золу безопасного древесного угля.

Также каменный уголь не применяется в строительных и дорожных работах, в благоустройстве территории.

Каменный уголь – неотъемлемая часть нашей жизнедеятельности. Его использование оправдано в самых разных сферах, начиная от отопления, и заканчивая народным хозяйством и медициной.

Хотите узнать больше?

О том, что такое каменный уголь, какие у него есть виды и свойства, читайте на странице Каменный уголь.

Другие полезные статьи и советы по этому материалу вы найдете в разделе Все о каменном угле.

Хотите узнать, какой материал подойдет для ваших целей?

Тогда рекомендуем изучить нижеуказанные страницы. На них вы найдете подробную информацию о том, как выбрать каменный уголь для тех или иных работ.

Уголь | Факты, использование и типы

Уголь , одно из важнейших первичных ископаемых видов топлива, твердое богатое углеродом вещество, обычно коричневого или черного цвета и чаще всего встречается в слоистых осадочных отложениях.

каменный уголь

каменный уголь.

Институт минеральной информации

Уголь определяется как содержащий более 50 процентов по массе (или 70 процентов по объему) углеродистого вещества, образующегося в результате уплотнения и твердения измененных растительных остатков, а именно, отложений торфа.Различные разновидности угля возникают из-за различий в видах растительного материала (тип угля), степени углефикации (сорт угля) и диапазоне примесей (сорт угля). Хотя большинство углей находится в слоистых осадочных отложениях, они могут позже подвергнуться повышенным температурам и давлениям, вызванным вулканическими интрузиями или деформациями во время орогенеза (то есть процессами горообразования), что приведет к развитию антрацита и даже графита. Хотя концентрация углерода в земной коре не превышает 0.1 процент по весу, он необходим для жизни и является основным источником энергии человечества.

Расположение важнейших угольных месторождений на Земле.

Encyclopædia Britannica, Inc.

В этой статье рассматриваются геологическое происхождение, структура и свойства угля, его использование на протяжении всей истории человечества и текущее распространение в мире. Для обсуждения процесса добычи угля, см. статью «Добыча угля». Для более полного описания процессов сжигания угля см. статью «Утилизация угля».

История использования угля

В древности

Открытие использования огня помогло отличить людей от других животных. Первыми видами топлива были древесина (и полученный из нее древесный уголь), солома и высушенный навоз. Ссылки на раннее использование угля скудны. Аристотель говорил о «телах, в которых больше земли, чем дыма», и называл их «углеподобными веществами». (Следует отметить, что библейские ссылки на уголь относятся к древесному углю, а не к каменному углю.) Уголь использовался китайцами в коммерческих целях задолго до того, как он стал использоваться в Европе. Хотя достоверных данных нет, уголь из шахты Фушунь на северо-востоке Китая, возможно, использовался для плавки меди еще в 1000 году до нашей эры. Говорят, что камни, используемые в качестве топлива, производились в Китае во времена династии Хань (206–220 гг. До н. Э.).

Получите эксклюзивный доступ к контенту нашего 1768 First Edition с подпиской. Подпишитесь сегодня

Уголь, найденный среди римских руин в Англии, предполагает, что римляне были знакомы с использованием угля до 400 г. н. Э.Первое документальное доказательство того, что уголь добывался в Европе, был предоставлен монахом Рейнером из Льежа, который написал (около 1200 г.) чернозем, очень похожий на древесный уголь, используемый мастерами по металлу. Многие упоминания о добыче угля в Англии, Шотландии и на европейском континенте стали появляться в трудах 13 века. Уголь, однако, использовался только в ограниченном масштабе до начала 18 века, когда Авраам Дарби из Англии и другие разработали методы использования в доменных печах и кузницах кокса, сделанного из угля.Последовательные металлургические и инженерные разработки - прежде всего изобретение Джеймсом Ваттом паровой машины, работающей на угле, - породили почти ненасытный спрос на уголь.

В Новом Свете

До американской революции большая часть угля, используемого в американских колониях, поступала из Англии или Новой Шотландии. Однако нехватка во время войны и потребности производителей боеприпасов стимулировали небольшие операции по добыче угля в США, например, в Вирджинии на реке Джеймс недалеко от Ричмонда.К началу 1830-х годов горнодобывающие компании появились вдоль рек Огайо, Иллинойса и Миссисипи, а также в регионе Аппалачей. Как и в европейских странах, появление паровоза дало огромный импульс американской угольной промышленности. Продолжающееся расширение промышленной деятельности в США и Европе еще больше способствовало использованию угля.

Современное использование

Уголь как источник энергии

Уголь - богатый природный ресурс, который можно использовать как источник энергии, как химический источник, из которого поступают многочисленные синтетические соединения (например,(например, красители, масла, воски, фармацевтические препараты и пестициды) могут быть получены и при производстве кокса для металлургических процессов. Уголь является основным источником энергии при производстве электроэнергии с использованием пара. Кроме того, газификация и сжижение угля производят газообразное и жидкое топливо, которое можно легко транспортировать (например, по трубопроводу) и удобно хранить в резервуарах. После колоссального роста использования угля в начале 2000-х годов, который в первую очередь был вызван ростом экономики Китая, мировое использование угля достигло пика в 2012 году.С тех пор использование угля неуклонно сокращалось, что в значительной степени компенсировалось увеличением использования природного газа.

Преобразование

В целом уголь можно рассматривать как углеводород с дефицитом водорода с отношением водорода к углероду около 0,8 по сравнению с отношением жидких углеводородов около 2 (для пропана, этана, бутана и других форм природного газа) и соотношение газообразных углеводородов около 4 (для бензина). По этой причине любой процесс, используемый для преобразования угля в альтернативное топливо, должен добавлять водород (непосредственно или в виде воды).

Газификация означает преобразование угля в смесь газов, включая монооксид углерода, водород, метан и другие углеводороды, в зависимости от условий. Газификация может осуществляться на месте или на перерабатывающих предприятиях. Газификация на месте осуществляется путем контролируемого неполного сжигания угольного пласта под землей с добавлением воздуха и пара. Газы отводятся и могут сжигаться для производства тепла или выработки электроэнергии, или они могут использоваться в качестве синтез-газа при косвенном сжижении или производстве химикатов.

Сжижение угля, то есть любой процесс превращения угля в жидкие продукты, напоминающие сырую нефть, может быть прямым или косвенным (т. Е. С использованием газообразных продуктов, полученных в результате разрушения химической структуры угля). Для сжижения используются четыре основных метода: (1) пиролиз и гидрокарбонизация (уголь нагревают в отсутствие воздуха или в потоке водорода), (2) экстракция растворителем (угольные углеводороды селективно растворяются, а водород добавляется для получения желаемого жидкости), (3) каталитическое сжижение (гидрирование происходит в присутствии катализатора, например, хлорида цинка) и (4) непрямое сжижение (окись углерода и водород объединяются в присутствии катализатора).

.

1.3 Свойства угля - Скачать PDF бесплатно

1. ТОПЛИВО И СГОРАНИЕ

1. ТОПЛИВО И СГОРАНИЕ 1. Топливо и программа сжигания Введение в топливо, свойства мазута, угля и газа, хранение, обращение и приготовление топлива, принципы сжигания, сжигание

Дополнительная информация

Как сделать карбид кальция

11.4 Производство карбида кальция 11.4.1 Общие положения Карбид кальция (CaC 2) получают нагреванием смеси извести и углерода до температуры от 2000 до 2100 ° C (от 3632 до 3812 ° F) в электродуговой печи. При таких температурах

Дополнительная информация

Глава 2.2: Котлы

Глава 2.2: Котлы Часть I: Тип цели Вопросы и ответы 1. Минимальная вместимость любого закрытого сосуда, вырабатывающего пар, в соответствии с индийским Законом о регулировании котлов составляет.а) 2,275 литра б) 22,75 кг

Дополнительная информация

РУКОВОДСТВО ДЛЯ ОПЕРАТОРОВ КОТЛА

СПРАВОЧНИК ДЛЯ ОПЕРАТОРОВ КОТЛА подготовлен National Industrial Fuel Efficiency Service Ltd. Graham & Trotman Впервые опубликовано в 1959 году как «Руководство нового Стокера» и в 1969 году как «Справочник оператора котла». Дополнительная информация

УГОЛЬ, НЕФТЬ СЛАНЦЕВ, БИТУМ ПРИРОДНЫЙ, НЕФТЬ И ТОРФ Vol.I - Сжигание угля и продукты сгорания - Сянлинь Шэнь

СГОРАНИЕ И ПРОДУКТЫ СГОРАНИЯ УГЛЯ Научно-исследовательский институт теплоэнергетики, Юго-Восточный университет, Нанкин, Китай Ключевые слова: уголь, горение, бурый уголь, суббитуминозные, битуминозные, антрацит, летучие,

Дополнительная информация

ПРОИЗВОДСТВО АММИАКА И МОЧИНЫ

ПРОИЗВОДСТВО АММИАКА И МОЧИНЫ Мочевина (NH 2 CONH 2) имеет большое значение для сельского хозяйства как удобрение, богатое азотом.В Капуни Petrochem производит аммиак, а затем перерабатывает большую часть

Дополнительная информация

Уголь в газ и уголь в жидкости

Расположенный в Энергетическом центре в парке Дискавери, файл основных фактов CCTR по производству угля и угля в жидкости Университета Пердью № 3 Брайан Х. Боуэн, Марти У. Ирвин Энергетический центр в парке Дискавери, Университет Пердью,

Дополнительная информация

Лекция 35: Атмосфера в печах

Лекция 35: Атмосфера в печах Содержание: Выбор атмосферы: Газы и их поведение: Подготовленные атмосферы Применение в защитных атмосферах Требования к объему атмосферы Датчики атмосферы

Дополнительная информация

Производство чугуна и стали

Справочник по предотвращению и уменьшению загрязнения ГРУППА ВСЕМИРНОГО БАНКА Действует с июля 1998 г. Описание и методы производства черной металлургии Сталь производится путем химического восстановления железа

Дополнительная информация

Хорошая позиция для будущего

Dominion Generation Центр гибридной энергетики Вирджиния-Сити: хорошие перспективы для будущего Угольный институт 13 июля 2015 г. Рик Бойд Менеджер по производству и эксплуатации топлива 1 Профиль Dominion Операционные сегменты

Дополнительная информация

УКАЗАТЕЛЬ 9-7-100 ОБЩЕЕ

ПРАВИЛО 9 НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ГАЗОВЫЕ ЗАГРЯЗНИТЕЛИ ПРАВИЛО 7 ОКИСЛИ АЗОТА И ОКИСЬ УГЛЕРОДА ИЗ ПРОМЫШЛЕННЫХ, ИНСТИТУЦИОНАЛЬНЫХ И КОММЕРЧЕСКИХ КОТЛОВ, ПАРОВОЙ ГЕНЕРАТОРОВ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ НАГРЕВАТЕЛЕЙ ИНДЕКС 9-7-100 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ 9-7-101

Дополнительная информация

SLMA Встреча.Котел MACT и соответствующие правила. Атланта, Джорджия, 2 марта 2011 г. Мартин Роллинз, П. Э. Х. М. Роллинз Company, Inc. Галфпорт, Миссисипи

Заседание SLMA Атланта, Джорджия, 2 марта 2011 г. MACT для котлов и соответствующие правила Мартин Роллинз, П. Э. Х. М. Роллинз Company, Inc. Галфпорт, штат Миссисипи MACT для котлов и соответствующие правила EPA запросило задержку на 15 месяцев

Дополнительная информация

6 РАССМОТРЕНИЕ АЛЬТЕРНАТИВ

6 РАССМОТРЕНИЕ АЛЬТЕРНАТИВ 6.1.1 В Приложении 4 к Правилам 2011 года о городском и сельском планировании (оценка воздействия на окружающую среду) (Шотландия) содержится информация для включения в Экологические отчеты

. Дополнительная информация

Описание термических окислителей

Описание термических окислителей NESTEC, Inc. - поставщик оборудования с полным спектром услуг, специализирующийся на решениях проблем с выбросами на предприятиях. Преимущество работы с NESTEC, Inc.приносим 25+ лет

Дополнительная информация

Руководство по настройке котла

Руководство по настройке котла Национальные стандарты выбросов опасных загрязнителей воздуха для зон: промышленных, коммерческих и институциональных котлов Что такое переналадка котла? 40 CFR, часть 63, подраздел JJJJJJ

Дополнительная информация

Проблемы сажи и накипи

ДокторAlbrecht Kaupp Page 1 Проблемы сажи и накипи Проблема Сажа и накипь не только увеличивают потребление энергии, но также являются основной причиной выхода труб из строя. Цели обучения Понимание значения

Дополнительная информация

Это уголь Род Хэтт

Это уголь Rod Hatt 859-873-0188 [email protected] Молекулярная структура газового угля CAPP - самый простой в использовании уголь: легко снизить выбросы NOx практически нет шлака Почти нет коррозии Легко для операторов

Дополнительная информация

Основы анализа горения

Анализ горения Основы анализа горения Обзор измерений, методов и расчетов, используемых при анализе горения ОСНОВЫ АНАЛИЗА ГОРЕНИЯ Обзор измерений, методов и расчетов

Дополнительная информация

Установки для сжигания отходов

Установки для сжигания отходов Современные технологии для улучшения окружающей среды Добро пожаловать в Hafner! Мы производим системы для рекуперации энергии из отходов и биомассы, а также для обработки опасных отходов.

Дополнительная информация

Стремление сделать мир лучше

Стремление сделать мир лучше 1. Более высокая доступность и надежность 2. Наивысшая эффективность установки 3. Более низкая тепловая мощность 4. Минимальное потребление вспомогательной энергии 5. Минимальные выбросы загрязняющих веществ Соответствует

Дополнительная информация

Введение в калориметрию бомбы

Нет.483M Введение в калориметрию бомбы Представленная здесь информация предназначена для того, чтобы дать пользователям калориметра Парра обзор основных принципов измерения теплоты сгорания (теплотворная способность

Дополнительная информация

Основы парогенерации

Хельсинкский технологический университет Факультет машиностроения Энергетика и охрана окружающей среды Электронная книга Технология паровых котлов Эспоо 2002 Основы производства пара Себастьян

Дополнительная информация

Электростанция Университета Айовы

Электростанция Университета Айовы Содержание Цель... 2 История ... 3 Когенерация ... 6 Котлы ... 7 Воздействие на окружающую среду ... 10 Паротурбинные генераторы ... 12 Модернизация ... 14 Инициатива по топливу на биомассе ...

Дополнительная информация

Как запустить электростанцию ​​в Целье

ВРАНСКО, май 2009 г. Стратегия управления отходами Стратегия управления отходами в соответствии с европейской директивой 91/156 / EEC: 1. Сокращение в источнике 2. Повторное использование 3. Рециркуляция 4. Рекуперация энергии 5. Утилизация Целе региональный

Дополнительная информация .

Антрацит, битуминозный, кокс, изображения, формация, использование

Битуминозный уголь: Битуминозный уголь обычно представляет собой полосчатую осадочную породу. На этой фотографии вы можете видеть яркие и тусклые полосы угольного материала, ориентированные горизонтально по образцу. Яркие полосы представляют собой хорошо сохранившийся древесный материал, например ветки или стебли. Тусклые полосы могут содержать минеральный материал, смытый потоками в болото, древесный уголь, образовавшийся в результате пожаров на болоте, или деградированный растительный материал. Этот образец имеет диаметр около трех дюймов (7.5 сантиметров). Фотография сделана Геолого-экономической службой Западной Вирджинии.

Что такое уголь?

Уголь - это органическая осадочная порода, которая образуется в результате накопления и сохранения растительного материала, обычно в болотистой среде. Уголь - горючая порода, и наряду с нефтью и природным газом он входит в тройку наиболее важных ископаемых видов топлива. Уголь имеет широкий спектр применения; наиболее важное использование - для производства электроэнергии.

Угледобывающая среда: Обобщенная диаграмма болота, показывающая, как глубина воды, условия сохранения, типы растений и продуктивность растений могут различаться в разных частях болота.Эти вариации дадут разные типы угля. Иллюстрация Геолого-экономической службы Западной Вирджинии.

Торф: Масса недавно накопленных частично обугленных растительных остатков. Этот материал постепенно превращается в уголь, но его растительный мусор все еще легко узнаваем.

Наборы камней и минералов: Получите набор камней, минералов или окаменелостей, чтобы узнать больше о материалах Земли. Лучший способ узнать о камнях - это иметь образцы для тестирования и изучения.

Как образуется уголь?

Уголь образуется в результате скопления растительных остатков, обычно на болотах. Когда растение умирает и падает в болото, стоячая вода болота защищает его от гниения. В болотных водах обычно не хватает кислорода, который вступает в реакцию с растительными остатками и вызывает их разложение. Этот недостаток кислорода позволяет растительным остаткам сохраняться. Кроме того, насекомые и другие организмы, которые могут потреблять растительные остатки на суше, плохо выживают под водой в условиях дефицита кислорода.

Для образования толстого слоя растительных остатков, необходимого для образования угольного пласта, скорость накопления растительных остатков должна быть больше, чем скорость разложения. После образования толстого слоя растительных остатков его необходимо засыпать отложениями, такими как ил или песок. Обычно они смываются в болото при разливе реки. Вес этих материалов уплотняет растительный мусор и способствует его превращению в уголь. Около десяти футов растительных остатков превратятся в один фут угля.

Растительный мусор накапливается очень медленно. Итак, накопление десяти футов растительных остатков займет много времени. Пятидесяти футов растительного мусора, необходимого для образования угольного пласта толщиной пять футов, потребуются тысячи лет, чтобы накопиться. В течение этого времени уровень воды в болоте должен оставаться стабильным. Если вода станет слишком глубокой, растения на болоте утонут, а если не поддерживать водный покров, растительные остатки разложатся. Для формирования угольного пласта идеальные условия идеальной глубины воды должны поддерживаться в течение очень долгого времени.

Если вы проницательный читатель, вы, вероятно, задаетесь вопросом: «Как могут пятьдесят футов растительных остатков накапливаться в воде глубиной всего несколько футов?» Ответ на этот вопрос - основная причина того, что образование угольного пласта является крайне необычным явлением. Это может происходить только при одном из двух условий: 1) повышение уровня воды, которое идеально соответствует скорости накопления растительных остатков; или 2) оседающий ландшафт, который идеально соответствует скорости накопления растительных остатков.Считается, что большинство угольных пластов образовались в условиях № 2 в дельте. В дельте большое количество речных отложений откладывается на небольшом участке земной коры, и вес этих отложений вызывает проседание.

Для формирования угольного пласта необходимы идеальные условия для накопления растительных остатков и идеальные условия оседания на ландшафте, который поддерживает этот идеальный баланс в течение очень долгого времени. Легко понять, почему условия для образования угля возникали лишь небольшое количество раз на протяжении всей истории Земли.Формирование угля требует совпадения маловероятных событий.

Рейтинг
(С самого низкого
к высшему)

Недвижимость

Торф

Масса недавно накопившихся частично обугленных растительных остатков. Торф - это органический осадок. Захоронение, уплотнение и углефикация превратят его в каменный уголь.Он имеет содержание углерода менее 60% в пересчете на сухую беззольную основу.

Бурый уголь

Бурый уголь - это уголь самого низкого сорта. Это торф, превращенный в скалу, и эта порода представляет собой коричнево-черный уголь. Лигнит иногда содержит узнаваемые структуры растений. По определению, его теплотворная способность составляет менее 8300 британских тепловых единиц на фунт без содержания минеральных веществ. Он имеет содержание углерода от 60 до 70% в пересчете на сухую беззольную основу.В Европе, Австралии и Великобритании некоторые лигниты с низким уровнем активности называют «бурым углем».

Полубитуминозный

Полубитуминозный уголь - это лигнит, который подвергся повышенному уровню органического метаморфизма. Этот метаморфизм вытеснил часть кислорода и водорода из угля. В результате этих потерь образуется уголь с более высоким содержанием углерода (от 71 до 77% в пересчете на сухую беззольную основу). Полубитуминозный уголь имеет теплотворную способность от 8300 до 13000 британских тепловых единиц на фунт без содержания минеральных веществ.По теплотворной способности он подразделяется на полубитуминозный A, полубитуминозный B и суббитумный C.

Битумные

Битуминозный - самый распространенный вид угля. На его долю приходится около 50% угля, добываемого в США. Битуминозный уголь образуется, когда полубитуминозный уголь подвергается повышенному уровню органического метаморфизма. Он имеет содержание углерода от 77 до 87% в пересчете на сухую беззольную основу и теплотворную способность, которая намного выше, чем у бурого угля или полубитуминозного угля.По содержанию летучих угли битуминозные угли подразделяются на битуминозные с низким содержанием летучих, битуминозные со средними летучими и битуминозные с высокой летучестью. Битуминозный уголь часто называют «мягким углем»; однако это обозначение - термин непрофессионала и имеет мало общего с твердостью породы.

Антрацит

Антрацит - высший сорт угля. В отличие от других видов угля, он обычно считается метаморфической породой.Он имеет содержание углерода более 87% на сухой беззольной основе. Антрацитовый уголь обычно имеет самую высокую теплотворную способность на тонну без содержания минеральных веществ. По содержанию углерода его часто подразделяют на полуантрацит, антрацит и метаантрацит. Антрацит часто называют «каменным углем»; однако это термин непрофессионала и не имеет ничего общего с твердостью породы.

Уголь антрацит: Антрацит - уголь высшего сорта.Он имеет яркий блеск и изломан полуконхоидальным изломом.

Что такое «ранг» угля?

Растительный мусор - хрупкий материал по сравнению с минеральными материалами, из которых состоят другие породы. Поскольку растительные остатки подвергаются воздействию тепла и давления при захоронении, они меняют свой состав и свойства. «Класс» угля - это показатель того, сколько изменений произошло. Иногда для обозначения этого изменения используется термин «органический метаморфизм».

В зависимости от состава и свойств угли относятся к рангу, соответствующему их уровню органического метаморфизма.Базовый прогресс в рангах представлен в таблице.

Бурый уголь: Уголь самого низкого сорта - это бурый уголь. Это торф, который был сжат, обезвожен и литифицирован в горную породу. Он часто содержит узнаваемые растительные конструкции.

Какие виды использования угля?

Производство электроэнергии - это основное использование угля в Соединенных Штатах. Большая часть угля, добываемого в Соединенных Штатах, транспортируется на электростанцию, измельчается до очень мелких частиц и сжигается.Тепло от горящего угля используется для производства пара, который превращает генератор в электричество. Большая часть электроэнергии, потребляемой в Соединенных Штатах, производится путем сжигания угля.

Угольная электростанция: Фотография электростанции, на которой уголь сжигается для производства электроэнергии. Три больших дымовых трубы представляют собой градирни, в которых вода, используемая в процессе производства электроэнергии, охлаждается перед повторным использованием или выбросом в окружающую среду. Выбросы, вытекающие из самой правой трубы, представляют собой водяной пар.Продукты сгорания угля выбрасываются в высокую тонкую штабель справа. Внутри этой трубы находятся различные химические сорбенты для поглощения загрязняющих газов, образующихся в процессе сгорания. Правообладатель иллюстрации iStockphoto / Майкл Ютех.

Уголь имеет много других применений. Он используется как источник тепла для производственных процессов. Например, кирпичи и цемент производятся в печах, нагретых за счет сжигания струи угольной пыли. Уголь также используется в качестве источника энергии для заводов.Там он используется для нагрева пара, а пар используется для привода механических устройств. Несколько десятилетий назад большая часть угля использовалась для отопления помещений. Некоторое количество угля все еще используется таким образом, но вместо него теперь используются другие виды топлива и электричество, произведенное из угля.

Производство кокса остается важным видом использования угля. Кокс получают путем нагрева угля в контролируемых условиях при отсутствии воздуха. Это вытесняет некоторые летучие материалы и концентрирует содержание углерода. Затем кокс используется в качестве высокоуглеродистого топлива для обработки металлов и других применений, где требуется особенно горячее пламя.

Уголь также используется в производстве. При нагревании угля образующиеся газы, смолы и остатки могут быть использованы в ряде производственных процессов. Пластмассы, кровля, линолеум, синтетический каучук, инсектициды, лакокрасочные материалы, лекарства, растворители и синтетические волокна - все это включает некоторые соединения, полученные из угля. Уголь также можно перерабатывать в жидкое и газообразное топливо; однако эти виды использования угля в основном экспериментальные и осуществляются в небольших масштабах.

.

Уголь | Факты, использование и типы

Уголь , одно из важнейших первичных ископаемых видов топлива, твердое богатое углеродом вещество, обычно коричневого или черного цвета и чаще всего встречается в слоистых осадочных отложениях.

каменный уголь

каменный уголь.

Институт минеральной информации

Уголь определяется как содержащий более 50 процентов по массе (или 70 процентов по объему) углеродистого вещества, образующегося в результате уплотнения и твердения измененных растительных остатков, а именно, отложений торфа.Различные разновидности угля возникают из-за различий в видах растительного материала (тип угля), степени углефикации (сорт угля) и диапазоне примесей (сорт угля). Хотя большинство углей находится в слоистых осадочных отложениях, они могут позже подвергнуться повышенным температурам и давлениям, вызванным вулканическими интрузиями или деформациями во время орогенеза (то есть процессами горообразования), что приведет к развитию антрацита и даже графита. Хотя концентрация углерода в земной коре не превышает 0.1 процент по весу, он необходим для жизни и является основным источником энергии человечества.

Расположение важнейших угольных месторождений на Земле.

Encyclopædia Britannica, Inc.

В этой статье рассматриваются геологическое происхождение, структура и свойства угля, его использование на протяжении всей истории человечества и текущее распространение в мире. Для обсуждения процесса добычи угля, см. статью «Добыча угля». Для более полного описания процессов сжигания угля см. статью «Утилизация угля».

История использования угля

В древности

Открытие использования огня помогло отличить людей от других животных. Первыми видами топлива были древесина (и полученный из нее древесный уголь), солома и высушенный навоз. Ссылки на раннее использование угля скудны. Аристотель говорил о «телах, в которых больше земли, чем дыма», и называл их «углеподобными веществами». (Следует отметить, что библейские ссылки на уголь относятся к древесному углю, а не к каменному углю.) Уголь использовался китайцами в коммерческих целях задолго до того, как он стал использоваться в Европе. Хотя достоверных данных нет, уголь из шахты Фушунь на северо-востоке Китая, возможно, использовался для плавки меди еще в 1000 году до нашей эры. Говорят, что камни, используемые в качестве топлива, производились в Китае во времена династии Хань (206–220 гг. До н. Э.).

Получите эксклюзивный доступ к контенту нашего 1768 First Edition с подпиской. Подпишитесь сегодня

Уголь, найденный среди римских руин в Англии, предполагает, что римляне были знакомы с использованием угля до 400 г. н. Э.Первое документальное доказательство того, что уголь добывался в Европе, был предоставлен монахом Рейнером из Льежа, который написал (около 1200 г.) чернозем, очень похожий на древесный уголь, используемый мастерами по металлу. Многие упоминания о добыче угля в Англии, Шотландии и на европейском континенте стали появляться в трудах 13 века. Уголь, однако, использовался только в ограниченном масштабе до начала 18 века, когда Авраам Дарби из Англии и другие разработали методы использования в доменных печах и кузницах кокса, сделанного из угля.Последовательные металлургические и инженерные разработки - прежде всего изобретение Джеймсом Ваттом паровой машины, работающей на угле, - породили почти ненасытный спрос на уголь.

В Новом Свете

До американской революции большая часть угля, используемого в американских колониях, поступала из Англии или Новой Шотландии. Однако нехватка во время войны и потребности производителей боеприпасов стимулировали небольшие операции по добыче угля в США, например, в Вирджинии на реке Джеймс недалеко от Ричмонда.К началу 1830-х годов горнодобывающие компании появились вдоль рек Огайо, Иллинойса и Миссисипи, а также в регионе Аппалачей. Как и в европейских странах, появление паровоза дало огромный импульс американской угольной промышленности. Продолжающееся расширение промышленной деятельности в США и Европе еще больше способствовало использованию угля.

Современное использование

Уголь как источник энергии

Уголь - богатый природный ресурс, который можно использовать как источник энергии, как химический источник, из которого поступают многочисленные синтетические соединения (например,(например, красители, масла, воски, фармацевтические препараты и пестициды) могут быть получены и при производстве кокса для металлургических процессов. Уголь является основным источником энергии при производстве электроэнергии с использованием пара. Кроме того, газификация и сжижение угля производят газообразное и жидкое топливо, которое можно легко транспортировать (например, по трубопроводу) и удобно хранить в резервуарах. После колоссального роста использования угля в начале 2000-х годов, который в первую очередь был вызван ростом экономики Китая, мировое использование угля достигло пика в 2012 году.С тех пор использование угля неуклонно сокращалось, что в значительной степени компенсировалось увеличением использования природного газа.

Преобразование

В целом уголь можно рассматривать как углеводород с дефицитом водорода с отношением водорода к углероду около 0,8 по сравнению с отношением жидких углеводородов около 2 (для пропана, этана, бутана и других форм природного газа) и соотношение газообразных углеводородов около 4 (для бензина). По этой причине любой процесс, используемый для преобразования угля в альтернативное топливо, должен добавлять водород (непосредственно или в виде воды).

Газификация означает преобразование угля в смесь газов, включая монооксид углерода, водород, метан и другие углеводороды, в зависимости от условий. Газификация может осуществляться на месте или на перерабатывающих предприятиях. Газификация на месте осуществляется путем контролируемого неполного сжигания угольного пласта под землей с добавлением воздуха и пара. Газы отводятся и могут сжигаться для производства тепла или выработки электроэнергии, или они могут использоваться в качестве синтез-газа при косвенном сжижении или производстве химикатов.

Сжижение угля, то есть любой процесс превращения угля в жидкие продукты, напоминающие сырую нефть, может быть прямым или косвенным (т. Е. С использованием газообразных продуктов, полученных в результате разрушения химической структуры угля). Для сжижения используются четыре основных метода: (1) пиролиз и гидрокарбонизация (уголь нагревают в отсутствие воздуха или в потоке водорода), (2) экстракция растворителем (угольные углеводороды селективно растворяются, а водород добавляется для получения желаемого жидкости), (3) каталитическое сжижение (гидрирование происходит в присутствии катализатора, например, хлорида цинка) и (4) непрямое сжижение (окись углерода и водород объединяются в присутствии катализатора).

.

Смотрите также