Как используется бурый уголь человеком
С каждым годом увеличивается сфера применения такого вида полезного ископаемого, как бурый уголь. Это обуславливается низкой себестоимостью, а также обширными запасами разведанных и еще неразведанных месторождений бурого угля. По сравнению с каменным углем, данный вид топлива сейчас менее популярен, однако в силу своей низкой стоимости все больше людей используют бурый уголь как средство отопления частных домов. Кроме того, это топливо используют и некоторые мелкие теплоэлектростанции.
При помощи перегонки бурый уголь перерабатывается в углеводородное топливо жидкой консистенции. Остатки переработанного угля используют для получения сажи. Кроме того, при переработке из него получают горный воск и горячий газ. Горный воск используется в таких сферах, как бумажная, текстильная и деревообрабатывающая промышленность.
Также бурый уголь используется для получения газа, состоящего из водорода, метана и окиси углерода. При газификации угля бурый уголь нагревается в газогенераторах при высоких температурах (до 1000°С). Затем полученное топливо перерабатывается в синтетический газ, который служит аналогом природного газа. Специалисты по добыче полезных ископаемых изобрели достаточно эффективный способ по добыче такого газа, не требующий прямого извлечения угля. Суть его заключается в том, что сверлится вертикальное отверстие, к залежам бурого угля проводится труба, по которой пропускаются высокие температуры. Соответственно, по другой трубе выходит уже газ, являющийся продуктом подземной переработки бурого угля.
Еще одна сфера применения бурого угля – получение высококачественного бензина посредством гидрогенизации. Этот процесс происходит следующим образом: уголь смешивается с тяжелым маслом, и при высокой температуре (450 °С) соединяется с водородом при помощи катализатора. В результате, на выходе получаются жидкие фракции топлива и синтетические газовые продукты. Далее проходит еще один процесс гидрогенизации, и как результат – получают качественный бензин.
Кроме того, бурый уголь используется и для получения полукокса (это топливо применяется при получении фосфатов, ферросплавов и карбида кальция). Полукокс вырабатывают при нагревании угля до температуры в 600 °C, при полной изоляции поступления кислорода.
Также бурый уголь применяется и в сельском хозяйстве. Содержание гуминовых кислот позволяет использовать его при удобрении почв.
Уголь бурый: способы добычи
Низкая себестоимость и обширные запасы – главные факторы, обуславливающие увеличение количества сфер применения бурого угля. Этот вид ископаемого твердого топлива, самый ранний вид угля, добывается человеком уже не одну сотню лет. Уголь бурый – продукт метаморфизма торфа, в стадии между лигнитом и каменным углем. По сравнению с последним, данный вид топлива менее популярен, тем не менее в силу своей низкой себестоимости довольно широко применяется для производства электроэнергии, отопления и получения иных видов топлива.
Строение
Уголь бурый – плотная, землистая или волокнистая углистая масса бурого или смоляно-черного цвета с большим содержанием летучих битуминозных веществ. Как правило, в нем хорошо сохраняются растительная структура, раковистые изломы, древесные массы. Горит легко, пламя коптящее, при этом выделяется своеобразный неприятный запах гари. Вступая в реакцию с гидроксидом калия, образует жидкость темно-бурого цвета. При сухой перегонке бурый уголь образует аммиак с уксусной кислотой. Химический состав (в среднем), за вычетом золы: углерод – 63%, кислород – 32%, водород 3-5%, азот 0-2%.
Происхождение
Каменный и бурый уголь: отличия
Как можно заметить из самого названия, бурый уголь отличается от каменного цветом (более светлым или более темным). Существуют и черные разновидности, но в порошкообразном виде оттенок такого угля все равно бурый. Цвет каменного и антрацита всегда остается черным. Характерные свойства бурого угля заключаются в большем содержании углерода, по сравнению с каменными углями, и меньшем содержании битуминозных веществ. Это объясняет то, почему бурый уголь горит легче и при этом образуется большое количество дыма. Большое содержание углерода также объясняет упомянутую реакцию с гидроксидом калия и своеобразный неприятный запах во время горения. Содержание азота, по сравнению с каменными углями, также значительно ниже. При долгом пребывании на воздухе бурый уголь стремительно теряет влагу, рассыпаясь в порошок.
Разновидности
Сортов и разновидностей бурого угля достаточно много, среди которых выделяют несколько основных:
Процентное соотношение золы и горючих элементов у различных видов бурого угля варьируется в широких пределах, что и определяет достоинства горючего материала той или иной разновидности.
Добыча
Способы добычи бурого угля аналогичны для всех ископаемых углей. Различают открытый (карьерный) и закрытый. Наиболее старый метод закрытой добычи – штольни, наклонные скважины до угольного пласта небольшой мощности и неглубокого залегания. Применяется в случае финансовой неэффективности устройства карьера.
Шахта – вертикальная или наклонная скважина в толще породы от поверхности до угольного пласта. Данный способ используется при глубоком залегании угленосных пластов. Характеризуется высокой себестоимостью добываемых ресурсов и высокой аварийностью.
Добыча открытым способом ведется при относительно небольшой (до 100 м) глубине залегания угольного пласта. Открытая или карьерная добыча наиболее экономичная, на сегодняшний день таким способом добывается примерно 65% всего угля. Главный минус карьерной выработки – большой урон окружающей среде. Добыча бурого угля преимущественно ведется открытым способом ввиду небольшой глубины залегания. Первоначально осуществляется удаление вскрыши (слоя пород над угольным пластом). После этого производится отбойка угля буровзрывным методом и его транспортировка специализированным (карьерным) автотранспортом с места добычи. Вскрышные работы, в зависимости от величины и состава слоя, могут осуществляться бульдозерами (при рыхлом слое незначительной толщины) или роторными экскаваторами и драглайнами (при более толстом и плотном слое породы).
Применение
В качестве топлива уголь бурый используется значительно реже, чем каменный. Применяется для отопления частных домов и на мелких электростанциях. Путем т. н. сухой перегонки из бурого угля получают горный воск для деревообрабатывающей, бумажной и текстильной промышленности, креозот, карболовую кислоту и другие подобные продукты. Также он перерабатывается в жидкое углеводородное топливо. Гуминовые кислоты в составе бурого угля позволяют использовать его в сельском хозяйстве в качестве удобрения.
Современные технологии позволяют производить из бурого угля синтетический газ, который выступает аналогом природного газа. Для этого уголь нагревают до 1000 градусов Цельсия, вследствие чего происходит газообразование. На практике применяется довольно эффективный способ: по просверленной скважине к залежам бурого угля через трубу подается высокая температура, а по другой трубе уже выходит готовый газ – продукт подземной переработки.
Продажа каменного угля антрацита
У нас Вы можете купить уголь с доставкой по Киеву и области. Для котлов и печей. Фасованный в мешки и навалом.
Бурый уголь и его особенности
Тем, кто отапливает загородный дом при помощи котла или печи, известны различные виды топлива, например, дрова, торф и бурый уголь. А все ли мы знаем о сферах применения этих различных видов древесины. Ведь уголь – по сути те же деревья, только истлевшие в древние времена. Чем бурый уголь отличается от других видов угля, таких как, лигнит, уголь антрацит или графит? Можно ли его использовать не только для обогрева жилищ, но и для других целей?
Происхождение угля
Остатки растений и деревьев в доисторические времена подвергались необычному способу разложения, особенно в болотистых местностях. Листья, ветки и хвоя падали в воду, покрывались слоями грунта, песка и мусора, практически лишаясь доступа кислорода. На процесс гниения практически не влияли бактерии, процесс разложения сопровождался воздействием высоких температур магматических масс и давления слоев грунта. Таким образом, образовывался лигнит (в переводе с латинского – древесина). Он стал прародителем торфа, из которого в дальнейшем образовался бурый уголь, каменный уголь и уголь антрацит.
Качество угля определяют по глубине его залегания. Залежи бурого угля находят обычно на глубине до полукилометра. Толщина пласта составляет от 10 до 60 метров, хотя иногда разработки ведутся на глубине более ста метров. Каменный уголь и уголь антрацит залегают на больших глубинах. Бурый уголь добывают открытым и более безопасным способом, что влияет на его себестоимость.
Состав бурого угля
Бурый уголь считается ископаемым не высокого качества, в отличие от такого, как каменный уголь. Каменный уголь не содержит гуминовых кислот, а в буром угле их достаточно много, иногда более шестидесяти процентов. Это влияет на количество смол, которое составляет от 25% до 5%. Бурый уголь иногда содержит редкие вещества, такие как уран и германий.
Классификация угля
Любой вид угля, будь то, каменный уголь или бурый уголь, его разделяют по различным показателям. Маркируют уголь буквой Б, и различают по тому, как на него воздействует термическая обработка. Различные группы идентифицируют по толщине пласта, например: Г7, Г15 и так далее.
Еще во времена Советского Союза были приняты такие классификации бурого угля:
Сферы применения бурого угля
Бурым углем часто топят печи и котлы дачных жилых домов и коттеджей. Цена на уголь в Украине, особенно, каменный уголь или уголь антрацит, достаточно высока. Стоимость угля более низкого качества, такого, как бурый уголь или торф, соответственно гораздо ниже. Теплоотдача бурого угля намного ниже, чем у каменного угля, сгорает намного быстрее и выделяет летучие вещества, золу и гарь. Поэтому, для полноценного отопительного сезона понадобится купить уголь в большом количестве.
Пригодился бурый уголь и в промышленности. Углеводородное топливо получается в результате перегонки. При перегонке получают различные вещества, в том числе, горный воск, применяемый во многих сферах производства.
Уголь подвергают воздействию высоких температур, порядка 1000°С, с ограниченной подачей кислорода. В настоящее время применяется способ подземной газификации бурого угля, непосредственно в местах его залегания. Для этого пробивают специальные каналы, по одним из которых в месторождение подаются высокие температуры, а по другим выходит полученный газ.
В результате гидрогенизации получают искусственные газовые вещества, а также жидкое топливо. Если этот процесс провести повторно, можно получить бензин высокого качества.
Подвергается бурый уголь и процессу полукоксования, в результате которого получают полукокс и другие полезные продукты переработки, используемые в химической и металлургической промышленности.
Бурый уголь без обработки может служить отличным удобрением, благодаря содержанию гуминовых кислот.
Бурый уголь
Суббитомино́зный у́голь, или бу́рый у́голь (чёрный лигни́т [1] ) — горючее полезное ископаемое, ископаемый уголь 2-ой стадии метаморфизма (переходное звено между лигнитом и каменным углем), получается из лигнита или напрямую из торфа.
Классификация ископаемых углей довольно запутана, так в Евросоюзе и Англии пользуются термином лигнит (которой считается синонимом бурого угля), а в Америке лигнит и бурый уголь выделяются отдельно, причем очень четко. В России понятие лигнит чаще всего является синонимом бурого угля (последний термин более распространен) либо понятием недействующим, реже понятие бурый уголь охватывает лигнит высокой степени углефикации (ВСУ) и не захватывает суббитуминозный уголь ВСУ, последний относят к каменному.
Содержание
Состав и строение
При обработке гидроксидом калия дает темно-бурую жидкость. При сухой перегонке образует аммиак, свободный или связанный с уксусной кислотой. Удельный вес 0,5—1,5. Средний химический состав, за вычетом золы и серы: 50—77 % (в среднем 63 %) углерода, 26—37 % (в среднем 32 %) кислорода, 3—5 % водорода и 0—2 % азота. Основные примеси в буром угле те же, что и в любом другом ископаемом угле.
Бурые угли характеризуются повышенным содержанием фенольных, карбоксильных и гидроксильных групп, наличием свободных гуминовых кислот, содержание которых снижается с повышением степени метаморфизма от 64 до 2-3% и смол от 25 до 5%. На некоторых месторождениях мягкие бурые угли дают высокий выход бензольного экстракта (5-15%), содержащего 50-75% восков, и имеют повышенное содержание урана и германия.
Классификация
В России все бурые угли относят к марке Б:
Виды и марки ископаемых углей