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
Уголь бурый образуют слои залежей осадочных пород – флецы, часто большой мощности и протяженности. Материалом для формирования бурого угля служат различного рода пяльпы, кониферы, деревья и торфяные растения. Отложения этих веществ постепенно разлагаются без доступа воздуха, под водой, под шапкой смеси глины и песка. Процесс тления сопровождается постоянным выделением летучих веществ и постепенно приводит к обогащению растительных остатков углеродом. Уголь бурый – одна из первых стадий метаморфизма таких растительных отложений, после торфа. Дальнейшие стадии – каменный уголь, антрацит, графит. Чем длительней процесс, тем ближе состояние к чистому углерод-графиту. Так, графит относится к азойской группе, каменный уголь – к палеозойской, бурый уголь — преимущественно к мезозойской и кайнозойской.
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:
- Обычный бурый уголь, консистенция плотная, матового бурого цвета.
- Бурый уголь землистого излома, легко стирающийся в порошок.
- Смолистый, очень плотный, темно-бурый, иногда даже иссиня-черный. В изломе напоминает смолу.
- Лигнит, или битуминозное дерево. Уголь с хорошо сохранившейся растительной структурой. Иногда встречается даже в виде целых стволов деревьев с корнями.
- Дизодил – бурый бумажный уголь в виде истлевшей тонкослоистой растительной массы. Легко разделяется на тонкие листы.
- Бурый торфяной уголь. Напоминающий торф, с большим количеством посторонних примесей, иногда напоминающий землю.
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.
В результате длительного воздействия повышенных температур и давления бурые угли преобразуются в каменные угли, а последние – в антрациты.
Необратимый процесс постепенного изменения химического состава, физических и технологических свойств органического вещества на стадии превращения от бурых углей до антрацитов носит название метаморфизма углей. Структурно-молекулярная перестройка органического вещества при метаморфизме сопровождается последовательным повышением в угле относительного содержания углерода, снижением содержания кислорода, выхода летучих веществ; изменяются содержание водорода, теплота сгорания, твердость, плотность, хрупкость, оптичность, электричность и др. физические свойства. Каменные угли на средних стадиях метаморфизма приобретают спекающие свойства – способность гелифицированных и липоидных компонентов органического вещества переходить при нагревании в определенных условиях в пластическое состояние и образовывать пористый монолит – кокс.
В зонах аэрации и активного действия подземных вод вблизи поверхности Земли угли подвергаются окислению. По своему воздействию на химический состав и физические свойства окисление имеет обратную направленность по сравнению с метаморфизмом : уголь утрачивает прочностные свойства и спекаемость ; в нем возрастает относительное содержание кислорода, снижается количество углерода, увеличивается влажность и зольность, резко снижается теплота сгорания. Глубина окисления ископаемых углей в зависимости от современного и древнего рельефа, положения зеркала грунтовых вод, характера климатических условий, вещественного состава и метаморфизма колеблется от 0 до 100 метров по вертикали.
Наибольшую теплоотдачу получают от антрацитов, меньшую от бурого угля. Каменные угли — выигрывают по соотношению цена — качество. Уголь марок Д, Г и антрациты чаще всего применяются в котельных, т.к. они могут гореть без поддува. Уголь марок СС, ОС, Т применяется для получения электрической энергии, т.к. он имеет большую теплоотдачи при сгорании, но сжигание данного вида углей связано с технологическими трудностями, которые оправданы лишь в случае необходимости большого количества угля. В черной металлургии используются обычно марки Г, Ж, для производства сталей и чугуна. Фракция данной марки угля определяется исходя из меньшего значения самой мелкой фракции и большего значения самой крупной фракции, указанных в названии марки угля. Так, например, фракция марки ДКОМ (К – 50-100, О – 25-50, М – 13-25) составляет 13-100 мм.
Бурый уголь
Бурый уголь является в виде плотной, землистой, деревянистой или волокнистой углистой массы с бурой чертой, со значительным содержанием летучих битуминозных веществ. В нем часто хорошо сохранилась растительная древесная структура; излом раковистый, землистый или деревянный; цвет бурый или смоляно-черный; легко горит коптящим пламенем, выделяя неприятный своеобразный запах гари; при обработке едким калием 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: 50—77% (в среднем 63%) углерода, 26—37% (в среднем 32%) кислорода, 3—5% водорода и 0—2% азота.
На фото ниже — бурый уголь.
От каменного угля бурый уголь, как показываетназвание, отличается цветом (то более светлым, то более темным); есть, правда, и черные разновидности, но они в порошке в таком случае все-таки являются бурыми, между тем как антрацит и каменный уголь всегда дают черную черту на фарфоровой пластинке. Существенное отличие от каменного угля заключается в менее высоком содержании углерода и значительно большем содержании битуминозных летучих веществ. Этим и объясняется, почему бурый уголь легче горит, дает больше дыма, запах, а также и вышеупомянутую реакцию с едким калием. Содержание азота также значительно уступает каменным углям.
Каменный уголь
Каменный угольУголь каменный, является сырьем для получения нафталина. Уголь и кокс применяется, как восстановитель в металлургии при выплавке железа. В зависимости от сорта, каменный уголь на 75% — 97% состоит из углерода, воды и летучих соединений. Уголь каменный является основой почти всех углеводородов. По строению уголь каменный, является мелко измельченным графитом.
Характеристики угля каменного различны и зависят от места добычи. Для выбора подходящей марки и вида угля необходимо ознакомиться с характеристиками.
Основными характеристиками, которые определяют качество угля каменного, являются: влажность, теплота сгорания, содержание серы, зольность и выход летучих веществ.
Сорт угля определяется размером куска и марки. Известно более 14 технологических марок угля.
Каменный уголь — осадочная порода, представляющая собой продукт глубокого разложения остатков растений (древовидных папоротников, хвощей и плаунов, а также первых голосеменных растений). Большинство залежей каменного угля было образовано в палеозое, преимущественно в каменноугольном периоде, примерно 300-350 миллионов лет тому назад. По химическому составу каменный уголь представляет смесь высокомолекулярных полициклических ароматических соединений с высокой массовой долей углерода, а также воды и летучих веществ с небольшими количествами минеральных примесей, при сжигании угля образующих золу. Ископаемые угли отличаются друг от друга соотношением слагающих их компонентов, что определяет их теплоту сгорания. Ряд органических соединений, входящие в состав каменного угля, обладает канцерогенными свойствами.
Применение каменного угля многообразно. Он используется как бытовое, энергетическое топливо, сырье для металлургической и химической промышленности, а также для извлечения из него редких и рассеянных элементов. Очень перспективным является сжижение (гидрогенизация) каменного угля с образованием жидкого топлива. Для производства 1т нефти расходуется 2-3т каменного угля, в период эмбарго ЮАР практически полностью обеспечивала себя топливом за счёт этой технологии. Из каменных углей получают искусственный графит.
Каменный уголь исторически использовался человеком, для получения энергии и тепла, при его сгорании. Принцип превращения растительных останков в каменных уголь основан на том, что за за многие миллионы лет, в условиях повышенного давления и отсутствия кислорода, торф не перегнивал и а соответственно и не возвращал в атмосферу полученный ранее углерод. В результате этого длительного процесса и образовывался каменный уголь, в состав которого, помимо углерода (75-97%) так же входит водород (1,5-5,7%), кислород (5-15%), сера (0,5-4%), азот (
Меню регистрации
Полезная информация
Чем бурый уголь отличается от каменного?
Бурый уголь (лигнит) — твердый ископаемый уголь, образовавшийся из торфа, содержит 65—70 % углерода, имеет бурый цвет, наиболее молодой из ископаемых углей. Используется как местное топливо, а также как химическое сырье.
Строение бурого угля
Бурый уголь является в виде плотной, землистой, деревянистой или волокнистой углистой массы с бурой чертой, со значительным содержанием летучих битуминозных веществ. В нем часто хорошо сохранилась растительная древесная структура; излом раковистый, землистый или деревянный; цвет бурый или смоляно-черный; легко горит коптящим пламенем, выделяя неприятный своеобразный запах гари; при обработке едким калием 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: 50—77% (в среднем 63%) углерода, 26—37% (в среднем 32%) кислорода, 3—5% водорода и 0—2% азота.
Залежи и происхождение.
Мы давно понимаем, что есть разные виды твердого топлива, какие именно и в чем разница между ними – на эти вопросы будут даны ответы ниже.
Существуют следующие виды твердого топлива:
— древесина (дрова, щепа, опилки, пеллеты, брикеты, кора);
— уголь (бурый, каменный);
Все перечисленные выше виды топлива являются органическими, то есть происходят из растительного мира. Различие состоит в химическом возрасте — биомасса в болотах преобразуется в торф, далее в бурый уголь и в конце концов становится каменным углем.
Древесина как топливо характеризуется высоким выходом летучих горючих веществ – до 85% и незначительным содержанием золы – в среднем до 1%, а также отсутствие серы (основного коррозионного компонента дымовых газов). Теплота сгорания равна в среднем 18,67 МДж/кг (4460 ккал/кг). Этот факт весьма выгоден как с точки зрения эффективности эксплуатации, так и с экологической.
Минералы и горные породы России и СССР
Часть 2. Горные породы
Отдел II. ОСАДОЧНЫЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ
Подотдел 5. ОРГАНОГЕННЫЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ
ГРУППА ИСКОПАЕМЫХ УГЛЕЙ
ПОДГРУППА ГУМУСОВЫХ УГЛЕЙ, ИЛИ ГУМИТОВ
Каменный уголь и антрацит
Происхождение названия породы. Назван по каменистому облику и сравнительно высокой (для угля) твердости.
Морфологические признаки. Структура аморфная. Текстура полосчатая, слоистая, часто тонкослоистая, обусловленная многократным чередованием блестящих и матовых разновидностей. Иногда однородная.
Состав — сложное сочетание аморфной гелифицированной массы с так называемыми форменными элементами углей (спорами, пыльцой, смоляными телами, фрагментами лигнинно-целлюлозных растительных тканей, кутикулой ) в любых пропорциях — от доминирующей роли гелифицированной массы до заметного преобладания форменных элементов. В отличие от бурого угля не содержит гуминовых.
ГРУППА ИСКОПАЕМЫХ УГЛЕЙ
Под ископаемыми углями понимают твердые каустобиолиты, являющиеся продуктами изменения (метаморфизма) остатков высших растений, в меньшей мере — простейших организмов и используемые в промышленности в качестве энергетического топлива, технологического и химического сырья. По происхождению и составу растительных остатков ископаемые угли делятся на три подгруппы: гумусовые угли, липто- биолиты и сапропелиты (сапропелевые угли). Здесь описываются только наиболее практически важные и распространенные гумусовые угли и сапропелиты’.
ПОДГРУППА ГУМУСОВЫХ УГЛЕЙ, ИЛИ ГУМИТОВ
Название от лат. humus — земля.
Подавляющая масса каменных и бурых углей, используемых в промышленности, представлена гумусовыми углями, которые поэтому называют также обычными углями.
Гумусовые угли состоят в основном из переработанных частей высших растений (стволов, стеблей и ветвей), т. е. из продуктов разложения.
Залегающий в большинстве случаев глубоко в недрах земли уголь является основой топливного бюджета СССР. Уголь, как говорил В. И. Ленин, «это настоящий хлеб промышленности». Добыча угля производится под землей, в тяжелых условиях. Чтобы, с одной стороны, облегчить работу, а с другой, — поднять выработку, процессы добычи угля максимально механизируются.
При добыче угля обращается внимание на его обогащение, чтобы в нем было меньше породы, повышающей зольность. Обогащение производится как под землей (причем следят, чтобы порода не попадала в уголь), так и на поверхности земли путем применения углемоек, сепараторов и пр. При использовании обогащенных углей облегчаются условия сжигания, уменьшаются расходы по перевозкам, повышается к. п. д. котельных установок.
Одновременно с внедрением механизации успехам в развитии угледобычи способствует правильная организация трудовых процессов: внедряется работа по цикличному графику, широко развертывается социалистическое .
Добрый день друзья!
Я долгое время занимаюсь каменным углем. И за долгие годы работы с физическими лицами пришел к выводу, что многие потребители каменного угля в России, мало, что знают про каменный уголь. Поэтому хочу поведать Вам то, что сам знаю! Итак, начнем с общих преимуществ каменного угля перед другими видами топлива:
Нет необходимости организовывать место хранения угля, так как по сути каменный уголь может хранится под открытым небом, без каких либо физических и химических разрушений. Каменный уголь не возможно разжечь случайной искрой или непотушенным бычком сигареты, поэтому каменный уголь можно считать безопасным, и что более важно не взрывоопасным. Каменный уголь стоит не дорого и это делает его доступным для потребителя. Различные варианты фасовки каменного угля, позволяют сократить количество "мусора" от угля. Высокие показатели теплотворности, обеспечивают качественное отопление дома в любую погоду.
За 15 лет работы, я выделил 3 основных вида угля.
Существуют следующие виды твердого топлива:
древесина (дрова, щепа, опилки, пиллеты, брикеты, кора);уголь ( бурый, каменный);торф;горючие сланцы;
Все перечисленные выше виды топлива являются органическими, то есть происходят из растительного мира. Различие состоит в химическом возрасте – биомасса в болотах преобразовуется в торф, далее в бурый уголь и в конце концов становится каменным углем.
Наиболее простым и быстро возобновляемым видом топлива есть древесина: дрова, горбыли, опилки, щепа, кора, пиллеты, топливные брикеты.
Древесина как топливо характеризуется высоким выходом летучих горючих веществ – до 85% и незначительным содержанием золы – в среднем до 1%, а также отсутствием серы (основного корозионного компонента дымовых газов).
Теплота сгорания равна в среднем 18,67 МДж/кг (4460 ккал/кг).