Бурый уголь свойства и применение
Несмотря на то, что в сфере энергетики последнее время наблюдается невероятный технологический прорыв, бурый уголь, который был открыт довольно давно и начал активно использоваться еще в 19 веке, до сих пор остается востребованным и находит широкое применение на практике. Такое положение объясняется оптимальным соотношением цены и качества данного вида топлива. С точки зрения основных характеристик он уступает тому же каменному углю, но благодаря необычным свойствам бурого угля применение его возможно в самых разных областях хозяйственной деятельности современного человека.
Происхождение бурого угля
Характеристики бурого угля обусловлены его происхождением – он представляет собой промежуточное звено в длительном и сложном с химической точки зрения процессе формирования каменного угля. Исходным материалом для этого служат подземные залежи остатков древних папоротников и хвощей, которые под воздействием совокупности факторов были законсервированы на большой глубине. В результате, плотная масса постепенно превращалась в углерод (бурый уголь в среднем на 60 % состоит именно из углерода), где первой стадией превращения был торф, затем бурый уголь, который в процессе различных преобразований становился каменным углем, а в дальнейшем – антрацитом.
Таким образом, бурый уголь представляет собой молодой, «невызревший» каменный уголь. Это обстоятельство во многом объясняет свойства и применение бурого угля. Его залежи расположены на глубине до 600 метров в виде сплошных толстых пластов различной мощности. В среднем глубина угольных наслоений колеблется от 10 до 60 метров, хотя известны месторождения, где толщина слоя достигает 200 м. Все это делает процесс добычи бурого угля простым и малозатратным, а, следовательно, экономически эффективным.
Добыча бурого угля
Общие запасы бурого угля в мире специалисты оценивают примерно в 5 триллионов тонн. Главные месторождения при этом сосредоточены в России, Восточной Европе, а также в Австралии. Больше всего бурого топлива производят в Германии, где его добывают открытым способом на трех крупных месторождениях.
В России география добычи намного шире, хотя большая часть месторождений сосредоточена в азиатской части страны. Один из крупнейших угольных бассейнов в мире — Канско-Ачинский, находится Красноярском крае и, несмотря на то, что он частично захватывает Кемеровскую и Иркутскую области, все же главным поставщиком бурого угля в нашей стране по праву считается Красноярск.
Канско-Ачинский бассейн — это огромная территория, разделенная на десятки отдельных месторождений, каждое из которых способно обеспечить энергетические потребности целого района. Например, крупнейший разрез бассейна – березовский, где добывают так называемый шарыповский уголь, снабжает твердым топливом местную ГРЭС, на энергии которой держится экономика всего района.
Другой крупный угольный бассейн – Тунгусский. Он так же имеет отношение к Красноярскому краю, хотя большая его часть расположена на территории Республики Саха, на так называемой Центрально-Якутской равнине.
Основные характеристики бурого угля
Бурый уголь считается топливом низкой степени углефикации, так как концентрация углерода (вещества, которое и обеспечивает активное горение), в нем ниже, чем в каменном. Этим объясняется и более низкая удельная теплота сгорания – количество тепла, которое выделяется при сгорании 1 кг топлива. Для бурого угля этот показатель в среднем составляет 5,4-5,6 кКал, но отдельные разновидности, например, балахтинский отборный, с точки зрения удельной теплоты сгорания значительно превосходят средний уровень.
Для бурого угля характерно высокое содержание влаги – средний показатель 25 %, а в некоторых случаях влажность топлива может достигать 40 %. Это обстоятельство не лучшим образом сказывается на горючих свойствах бурого угля и его применении. При его сжигании в большом количестве выделяется дым, появляется своеобразный очень устойчивый запах гари, что создает определенные неудобства при использовании угля для отопления частных домов.
Еще одна важная характеристика любого твердого топлива – зольность. Она определяется в процентах и подразумевает объем негорючих отходов, которые остаются в печи после полного сгорания угля. Зольность зависит от наличия в угольной массе влаги и посторонних примесей в виде различных смол. Их содержание может быть различным в зависимости от месторождения, на котором добывается уголь. Таким образом, например, уголь Бородинского месторождения отличает высокий уровень влажности и зольности, которая в отдельных случаях может достигать 20 % и более.
Сфера применения
В зависимости от конкретного сочетания вышеперечисленных свойств, применение бурого угля возможно в самых разных сферах хозяйственной деятельности. Прежде всего, низкая себестоимость делает его привлекательным с точки зрения владельцев частных домов, где отопление строится на работе твердотопливных котлов.
С этой точки зрения сравниться с балахтинским может только черногорский каменный уголь. Его главное достоинство – низкое содержание примесей, а также влажность, которая не превышает 7 %, а в некоторых разновидностях черногорского угля составляет всего 3 %. Соответственно, зольность такого топлива колеблется на уровне 7-8 %, а удельная теплота сгорания находится в пределах 7800-8200 кКал/кг.
Так же бурый уголь может использоваться в небольших котельных и на тепловых электростанциях, где топливо должно соответствовать особым требованиям. Применение каменного угля, а тем более, антрацита в данном случае нерентабельно из-за высокой стоимости. А вот бурый уголь подходят для таких целей практически идеально. В Красноярске, например, для подобных целей используют, главным образом, шарыповский и бородинский бурый уголь.
Таким образом, свойства и применение бурого угля довольно широки, что отмечено в «Энергетической стратегии России на период до 2020 года». В указанном документе подчеркивается несомненная важность данного вида топлива для энергетической независимости страны.
Бурый уголь в целом характеризуется высокой теплотой сгорания при относительно низкой себестоимости. Но при этом большое количество посторонних примесей в виде различных смол, а также высокая влажность снижают эффективность бурого угля как топлива. Конкретные рекомендации по его использованию зависят от характеристик выбранной разновидности. Для отопления частных домов с помощью твердотопливных котлов идеально подходит балахтинский, а если используются установки автоматического или полуавтоматического типа, то лучшим решением станет черногорский каменный уголь
Это интересно:
krastopka.ru
антрацит, каменный уголь, бурый уголь
Виды угля
Уголь, как и нефть и газ, представляет из себя органическое вещество, которое подвергалось медленному разложению под воздействием биологических и геологических процессов. Основой образования угля являются растительные остатки.
В зависимости от того, какие были преобразования и от удельного количества углерода различают четыре типа угля: бурый уголь (лигниты), каменный уголь, антрациты и графиты. В западных странах имеет место несколько иная классификация — лигниты, суббитуминозные угли, битуминозные угли, антрациты и графиты, соответственно.
Антрацит
Этот уголь самый глубоко прогревавшийся из ископаемых углей, имеет наиболее высокую степень углефикации. Выделяется от остольных большой плотностью и блеском. Содержит 95 % углерода. Используется в качестве твердого высококалорийного топлива (теплотворность 6800—8350 ккал/кг). Имеют наибольшую теплоту сгорания, но плохо воспламеняются. Его образование происходит из каменного угля из-за повышения давления и температуры на глубине порядка 6 километров.
Каменный уголь
Представляет собой осадочную породу, это продукт глубокого разложения остатков растений (древовидных папоротников, хвощей и плаунов, а также первых голосеменных растений). По своему химическому составу представляет из себя смесь высокомолекулярных полициклических ароматических соединений с высокой массовой долей углерода, а такжевключает в себя большое количество минеральных примесей, при сжигании угля которые образуют золу. Содержится углерода в каменном угле, в зависимости от его сорта, составляет от 75 % до 95 %.В нем содержится до 12 % влаги (3-4 % внутренней), благодоря этому каменный уголь имеют более высокую теплоту сгорания. Содержит до 32 % летучих веществ, благодоря чему хорошо воспламеняются. Образуются из бурого угля на глубине 3 километров.
Бурый уголь
Это твердый ископаемый уголь, образовавшийся из торфа, он содержит 65—70 % углерода, окрашен в бурый цвет, самый молодой из ископаемых углей. Его используют в качестве местное топливо и как химическое сырье. Содержат в себе много воды (43 %), и из-за этого имеют низкую теплоту сгорания. По мимо этого, содержат большое кол-во летучих веществ (до 50 %). Образуются из отмерших органических остатков под давлением нагрузки и под действием повышенной температуры на глубинах порядка 1 километра.
nvph.ru
Бурый уголь | Учебный кабинет геологии
Характерные признаки:
Структура аморфная. Отличается хорошей сохранностью фрагментов растений, обычно очень мелких, различимых лишь под микроскопом, но иногда и невооруженным глазом. Текстура однородная либо слоистая, полосчатая. Состоит главным образом из гуминовых кислот с примесью углеводородов и высокомолекулярных углеродистых веществ. Содержание углерода – 67–75 %, водорода – около 5 %, суммы кислорода и азота – от 17 до 30 %. Естественная влажность – 10–25 % (иногда до 40 % и более). Цвет коричневый, от светлого (рыхлые разности) до весьма темного оттенка, также черный (плотные разности). Черта светло-бурая до буровато-черной. Блеск тусклый, полуматовый. Бурый уголь рыхлый, землистый, кусковатый (слабо связанный) либо плотный, прочно связанный. Твердость низкая или средняя; излом землистый, редко полураковистый. Уд. вес 1,1–1,2. Горит. Теплотворная способность 5–6 тыс. ккал/кг на горючую массу. Разновидность
Условия образования и нахождения:
Залегает слоями, пластообразными залежами, линзами. Происхождение биогенное. В ряду ископаемых углей бурый уголь представляет сравнительно низкую ступень метаморфизма растительных остатков, следующую за образованием торфа. Бурый уголь занимает переходное положение между торфом и каменным углем. Черные плотные разности бурого угля близки по составу и свойствам к каменному, но еще сохраняют бурый оттенок черты и окрашивают раствор горячей щелочи и азотной кислоты, т.е. в отличие от каменного угля содержат гуминовые кислоты. Лигнит образуется при подводном разложении древесины. В ходе дальнейшей углефикации бурые угли превращаются в каменные угли. На долю бурых углей приходится около 35 % суммарных запасов ископаемых углей в СНГ. Главные буроугольные бассейны: Ленский, Канско-Ачинский, Тунгусский, Кузнецкий, Тургайский, Таймырский, Подмосковный, Донецкий и др.
Диагностика:
Отличается от каменных углей бурым цветом самого угля и особенно его черты, а также бурым окрашиванием кипящего раствора едкой щелочи и интенсивно-желтым до красно-бурого (чайного) окрашиванием нагретого разбавленного раствора HNO3.
Практическое значение:
Энергетическое топливо местного значения и ценное химическое сырье. При переработке бурых углей методом сухой перегонки получают полукокс, до 20 % первичных смол (дегтя), горючий газ. Из буроугольной смолы вырабатывают горный воск.
geology.brsu.by
📌 Бурый уголь — это… 🎓 Что такое Бурый уголь?
БУРЫЙ УГОЛЬ — ископаемый уголь наиболее низкой степени углефикации переходная форма от торфа к каменному углю. Плотность органической массы 1,2 1,5 г/см³. Теплота сгорания горючей массы 22,6 31 МДж/кг (5400 7400 ккал/кг). Бурые угли делятся по влажности на … Большой Энциклопедический словарь
БУРЫЙ УГОЛЬ — БУРЫЙ УГОЛЬ, см. ЛИГНИТ … Научно-технический энциклопедический словарь
бурый уголь — Волокнистые отложения бурого цвета, содержащие остатки растений, превратившиеся в аморфную массу, используется в основном в качестве топлива на местных теплоэлектростанциях … Словарь по географии
Бурый уголь — У этого термина существуют и другие значения, см. Уголь (значения). См. также: Ископаемый уголь Бурый уголь ? … Википедия
бурый уголь — ископаемый уголь наиболее низкой степени углефикации переходная форма от торфа к каменному углю. Плотность органической массы 1,2 1,5 г/см3. Теплота сгорания горючей массы 22,6 31 МДж/кг (5400 7400 ккал/кг). Бурые угли делятся по влажности на… … Энциклопедический словарь
Бурый уголь — 17. Бурый уголь D. Braunkohle Е. Brown coal F. Charbon brun Уголь низкой стадии метаморфизма с показателем отражения витринита (гуминита) менее 0,60 % при условии, что высшая теплота сгорания (на влажное беззольное состояние угля) составляет… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
бурый уголь — rusvosios anglys statusas T sritis chemija apibrėžtis Rudos ir juodos spalvos, rudo brėžio uoliena, turinti iki 70% C. atitikmenys: angl. brown coal rus. бурый уголь … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
бурый уголь — rusvosios anglys statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Iš augalų liekanų susidariusi degioji uoliena, turinti 55–78 % grynos anglies. Slūgso tarp nuosėdinių uolienų, turi molio priemaišų, todėl yra gana peleningos. Kartais savaime … Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas
бурый уголь — бурый угол Уголь низкой стадии метаморфизма с показателем отражения витринита (гуминита) менее 0,6 % при условии, что высшая теплота сгорания (на влажное беззольное состояние угля) составляет менее 24 МДж/кг. [ГОСТ 17070 87] Тематики угли… … Справочник технического переводчика
Бурый уголь — (лигнит) в серии ископаемых углей Б. уголь занимает самую низкую ступень, составляя промежуточное звено между каменным углем и торфом. Б. уголь является в виде плотной, землистой, деревянистой или волокнистой углистой массы с бурой чертой, с 55… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
dic.academic.ru
Бурый уголь свойства — Справочник химика 21
Первые попытки применения положений коллоидной химии для объяснения происхождения и свойств твердых топлив относятся к концу прошлого и началу текущего столетия. Винтер [1] в своей работе ссылается на ряд авторов прошлого столетия, предполагавших, что угли, образовавшиеся из растений, являются необратимыми коллоидами. В результате сложных процессов, происходящих с отмершей растительностью, образуется сначала гидрозоль, а затем гидрогель торфа. Бурый уголь является сложной системой, состоящей из многих веществ, и в то же время мицел-лярным гелем (рис. 73). Безводные частички сухого вещества, имеющие коллоидные размеры, можно назвать ядром, водную оболочку этого ядра — лиосферой. Вода лиосферы связана с ядром посредством лиосорбции. Лиосфера является носителем электрических двойных слоев. Из-за своеобразия расположения этих слоев коллоидные частички ведут себя как многовалентные ионы [2, с. 261]. [c.212]Конкретная область применения того или иного углеродного материала в конечном итоге определяется его свойствами, на которые определяющее влияние оказывают условия осуществления процесса термолиза. В связи с этим бьш проведен активный планируемый эксперимент, в котором независимыми входными переменными служили технологические параметры процесса начальная температура греющей поверхности печи со стороны, обращенной к засыпи перерабатываемого материала, скорость подъема температуры, конечная температура нагрева, время выдерживания при конечной температуре. Объектами исследования служили бурый уголь разреза Константиновский (Днепровский бассейн), и длиннопламенные угли концентрат шахты им. Челюскинцев (Центральный Донбасс) и шахты Благодатная (Западный Донбасс). В результате реализации на каждом из типов сырья матрицы планирования 2 и обработки полученных экспериментальных данных были построены адекватно описывающие опытные данные уравнения регрессии, которые могут служить для определения рациональных технологических параметров, необходимых для получения углеродного материала с заданными свойствами, исходя из направления его дальнейшего использования. В частности, для газификации, где требуется выход летучих веществ не более 10 % и реакционная способность не менее 2 см /(г с), начальная температура греющей поверхности не должна превышать 600 °С, скорость подъема температуры — не более I °С/мин, конечная температура — 6(Ю-700 °С. Полученные результаты использованы при предпроектных проработках для опытной установки термолиза производительностью 10 тыс т сырья в год. [c.210]
Органические и неорганические высокомолекулярные соединения. Органические высокомолекулярные соединения являются основой живой природы. Важнейшие соединения, входящие в состав растений, — полисахариды, лигнин, белки, пектиновые вещества — высокомолекулярны. Ценные механические свойства древесины, хлопка, льна обусловлены значительным содержанием в них высокомолекулярного полисахарида— целлюлозы. Главной составной частью картофеля, пшеницы, ржи, овса, риса, кукурузы, ячменя является другой высокомолекулярный полисахарид — крахмал. Торф, бурый уголь, каменные угли представляют собой продукты геологического превращения растительных тканей, главным образом целлюлозы и лигнина, и также должны быть отнесены к высокомолекулярным соединениям. [c.11]
Не следует, однако, думать, что это превращение торфа бурые угли, бурых углей в каменные, а последних в антрациты приведет к образованию ископаемых, вполне аналогичных добываемым в настоящее время, так как различные исходные материалы, подвергаясь превращениям в различных условиях, образуют разные по составу и свойствам ископаемые материалы. Поэтому под понятием торф, бурый уголь, каменный уголь следует понимать не определенные вещества, обладающие определенными свойствами, а только различные стадии превращения исходных растительных материалов. [c.28]
Гофман и Дамм [28] заметили, что при достаточно длительной обработке кускового угля холодным пиридином экстрагируется почти столько же вещества, как и при обработке горячим пиридином. При обработке холодным пиридином для определенных типов углей наблюдается заметное набухание. Майер [29] погружал наполовину куски угля в холодный пиридин во взвешенном сосуде и измерял во времени процесс поглощения и экстрагирования. После 18 час. обработки многие образцы сильно набухали. В общем, степень набухания уменьшается с увеличением степепи обуглероживания. Пригодность данного угля для коксования, на основе его способности набухать в холодном пиридине, может быть определена лишь ориентировочно. Угли низкой степени обуглероживания, как, папример, саксонский бурый уголь, обнаруживают на начальной стадии весьма заметное набухание, затем они быстро сокращаются в объеме, в то время как жирные угли, обладающие лучшими коксующими свойствами, менее быстро набухают вначале и мало или вовсе не сокращаются в объеме в дальнейшем. [c.130]
Угли являются осадочными породами, состоящими главным образом из окаменелых остатков растительного мира. Каменный уголь отличается от бурого только по своим физико-химическим свойствам, а не геологическим возрастом. Превращение древесины в уголь—медленно развивающийся химико-физический процесс, протекающий в следующем порядке дерево — торф — бурый уголь — каменный уголь — антрацит. Образование торфа сопровождается обугливанием, которое проявляется в увеличении содержания углерода, быстром уменьшении кислорода и медленном уменьшении водорода наряду с незначительным изменением содержания азота. В процессе углеобразования выделяются вода, окись углерода, метан и другие углеводороды. Состав органической массы некоторых видов топлива по процентному содержанию в ней углерода С, кислорода О, азота N и водорода Н изменяется следующим образом [c.25]
Известно несколько способов получения жидкого топлива из бурого угля. По одному из них бурый уголь подвергают сухой перегонке при температуре 400—500 °С образовавшаяся каменноугольная смола содержит смесь углеводородов, по свойствам близкую к бензинам. По другому способу измельченный уголь, смешанный [c.46]
Многие природные вещества обладают ионообменными свойствами (например, органическая составная часть почв, торф, бурый уголь). Однако лучшими являются синтетические органические ионообменники — смолы, которые отвечают следующим основным требованиям обладают высокой ионообменной емкостью, химической устойчивостью, механической прочностью. Они нерастворимы в воде и органических растворителях. По структуре — это высокомолекулярная пространственная сетка углеводородных цепей, в которой закреплены ионогенные группы кислотного или основного характера. [c.48]
При метаморфизме изменяются состав и свойства вещества топлив с увеличением их возра
www.chem21.info