Древесный уголь формула химическая: какая химическая формула угля? — Школьные Знания.com

Содержание

ХиМиК.ru - ДРЕВЕСНЫЙ УГОЛЬ - Химическая энциклопедия

ХиМиК.ru - ДРЕВЕСНЫЙ УГОЛЬ - Химическая энциклопедия ДРЕВЕСНЫЙ УГОЛЬ, макропористый высокоуглеродистый продукт, получаемый пиролизом древесины без доступа воздуха. Структура и св-ва угля определяются т-рой пиролиза. Пром. древесный уголь, получаемый при конечной т-ре 450-550 °С, - аморфный высокомол. продукт, включающий алифатич. и ароматич. структуры; состав: 80-92% С, 4,0-4,8% Н, 5-15% О. Древесный уголь содержит также 1-3% минер. примесей, гл. обр. карбонатов и оксидов К, Na, Ca, Mg, Si, Al, Fe. Кажущаяся плотность елового угля составляет 0,26, осинового - 0,29, соснового - 0,30, березового - 0,38 г/см3; истинная плотность древесного угля 1,43 г/см3; пористость 75-80%; уд. теплоемкость 0,69 и 1,21 кДж/(кг.К) соотв. при 24 и 560 °С; теплопроводность 0,058 Вт/(м.К), теплота сгорания 31500-34000 кДж/кг, уд. электрич. сопротивление 0,8.10
8
0,5.102 Ом.см. Древесный уголь обладает парамагнитными св-вами, обусловленными присутствием стабилизир. макрорадикалов (парамагнитных центров ПМЦ) - высокореакционноспособных концевых радикалов Rк* и менее реакционноспособных срединных радикалов Rcp*, макс. концентрации к-рых достигаются соотв. при 550 и 325 °С. При термообработке древесного угля (400-900 °С) без доступа воздуха в результате р-ций Rк + RH : RкH + R*, Rср* : Rк + CO + CО2 + H2 + СmНn и R* + R* : R-R происходит уплотнение его структуры, сопровождаемое убылью массы (до 18%) и выделением смеси газов, содержащей (в % по объему) от 12,7 до 0,7 СО, от 8,5 до 4,5 СО2, от 36,5 до 67,5 Н2, от 45,0 до 24,0 углеводородов (преим. СН4). Снижаются доля алифатич. структур, водорода (до 1,5%), кислорода (до 4,5%), концентрация ПМЦ (до 1,7.1018спин/г), уд. электрич. сопротивление (до 0,5 Ом.см). Повышаются доля ароматич. структур и углерода (до 95%), степень кристалличности, истинная плотность (до 1,97 г/см
3
). Присутствие макрорадикалов обусловливает высокую реакц. способность древесного угля по отношению к кислороду. Так, свежеприготовл. древесный уголь при 30-90 °С за 1 ч хемосорбирует из воздуха 0,5-2% (от массы угля) кислорода; одновременно из угля выделяются низкомол. продукты, гл. обр. вода (0,3-1,5%). На воздухе развивается цепной разветвл. процесс автоокисления древесного угля: Rк* + О2: RкOO*; RкOO* + RH : RкOOH + Rср*, Rср* + О2: RсрОО*, RсрОО* + RH : RcpOOH + Rсp*, RcpOOH + RH : RO* + R* + H2O и R* + R* : R-R. В результате может произойти самовозгорание древесного угля, если к.-л. из параметров процесса (концентрация ПМЦ, т-ра, концентрация О2 и геом. размеры массы угля) превысит нек-рую критич. величину. Чтобы избежать этого, древесный уголь стабилизируют, выдерживая слой угля высотой не более 60 мм при 50-80°С не менее 10 мин, т. е. в условиях, когда ни один из параметров не превышает критич. величину. Древесный уголь получают пиролизом древесины в стальных вертикальных непрерывно действующих ретортах производительностью 100-2200 кг/ч, а также в разл. печах. Выход древесного угля в пересчете на нелетучий углерод составляет 21-25% от безводной древесины. В СССР древесный уголь получают из древесины твердолиств. пород, березы или из смеси древесины твердолиств. и мягколиств. пород. Он должен содержать не более 3% золы, не более 6% влаги, не более 7% частиц размером менее 12 мм. Массовая доля нелетучего углерода в древесном угле должна составлять 77-90%. Перспективно получение древесного угля из измельченной древесины с катализатором, ускоряющим процесс в неск. раз и повышающим выход угля на 30-40%.

Древесный уголь - Госстандарт

Основной частью древесного угля является углерод. Древесный уголь по своему составу схож с каменным углем, в котором углерод также является основным элементом. По сути, и древесный и каменный уголь имеют в основе древесину. Только в каменном угле древесина разлагалась многие века при ограниченном доступе кислорода, а древесный уголь - это обугленная древесина, которую частично сожгли при недостатке кислорода.

Химический состав древесного угля включает в себя:

Углерод

80..92% (средний показатель 85%)

Кислород

5..15%

Фосфор

0,016..0,037%

Водород

4..4,8%

Летучие вещества

не более 20%

Зола

не более 3%

Влага

от 2..4% до 7..15%

Удельная теплота сгорания (калорийность)

7000..8100Ккал/кг

В процессе обугливания состав древесного угля покидает большая часть влаги, серы, фосфора и кислорода. При этом потери углерода и водорода минимальны. Также остается и зола, которая не удаляется при обугливании. Причем, чем выше температура выжигания, тем меньше углерода остается в составе. Так, например, при температуре 450°С уровень углерода равен 85 %, а водорода – 3 %. Содержание фосфора зависит от вида древесины: в березовом древесном угле его содержится 0,037 %, в еловом – 0,017 %, а в сосновом – 0,016 %.

При небольшом содержании кислорода, находясь при обычной температуре, древесный уголь обладает способностью присоединять кислород. Поэтому одно из его свойств – склонность к самовозгоранию. Влажность по окончании процесса обугливания равняется 2-4 %, но она существенно возрастает в процессе хранения – до 7-15 %. Теплотворная способность древесного угля, произведенного при температуре 400-500°С, составляет 7000-8100 Ккал/кг. Для сравнения, калорийность каменного угля – 7200-8600 Ккал/кг.

Физический состав и свойства древесного угля:

Плотность (кажущаяся плотность)

260-380 кг/м2

Истинная плотность

130-150 кг/м2 (в среднем 143 кг/м2)

Удельная поверхность

160-400 м/г

Вес

Около 210 г – 1 л
От 100 до 195 кг – 1 м?

Отношение объема пор к объему куска (пористость)

72-80 %

Средняя удельная теплоемкость

0,69-1,21 кДж/(кг.К) при 24 и 560°С

Теплопроводность

0,058 Вт/(м.К)

Удельное электрическое сопротивление

0,8.10- 0,5.109 Ом.см

Древесный уголь очень пористый. Причем, отношение объема пор к объему куска зависит от сорта древесины: так у березового угля оно равно 72 %, а у елового – 80 %. Также от сорта древесины зависит и вес угля: 1 м3 насыпного сухого елового угля весит около 100 кг, такой же объем березового угля весит около 180 кг, а букового – уже около 195 кг.

Различают кажущуюся плотность древесного угля и истинную. Кажущаяся плотность – это вес угля в том виде, как он есть, со всеми порами. Она тоже зависит от сорта древесины: из плотных пород получается плотный уголь, а из мягких – мягкий. Так у елового древесного угля кажущаяся плотность – 260 кг/м2, осинового – 290 кг/м2, а березового – уже 380 кг/м

2. Истинная же плотность возрастает с температурой обугливания. К примеру, при температуре 350°С плотность угля равняется 1500 кг/м2. Если же температура возрастает до 1500°С, то плотность увеличивается до 1869 кг/м2.

Качественный древесный уголь имеет черный блестящий цвет с синим отливом. На изломе видно, что он хорошо сохранил структуру дерева. А вся его поверхность покрыта трещинами. По этим трещинам можно определить время обугливания (чем больше их, тем быстрее оно проходило). При ударе куски угля издают достаточно звонкий звук. Сам уголь легко разжигается и дает много тепла.

Существует два вида древесного угля: черный и белый. Белый уголь обугливается при низкой температуре. Лишь под конец ее резко увеличивают до 1000°С. Раскаленные куски достают из пламени и засыпают смесью песка, пепла и земли, чтобы охладить. Именно эта смесь делает поверхность угля белой. Коры у белого угля нет, она выжигается в процессе обугливания. Тогда как у черного угля обычно кора сохраняется. Поверхность у белого угля ровная и твердая. В Японии создают белый уголь из каменного или железного дуба. Такой уголь очень твердый и горит долго, поэтому он считается самым лучшим.

Различают древесный уголь, изготовленный из древесины смешанных лиственных пород, и из древесины твердолиственных пород (данная древесина более предпочтительна). Также классифицируют по размеру кусков: 6-12 мм – мелкий и больше 25 мм – крупный. Разделяют уголь и по ГОСТу: А – высший сорт, Б – первый сорт.

Процесс производства древесного угля достаточно прост: его выжигают в закрытом пространстве без доступа воздуха. Такая операция называется пиролизом. При высокой температурной обработке из древесины получается: древесный уголь, а также жидкие и газообразные продукты (ацетон, метанол, уксусная кислота, смолы и пр.). Но, несмотря на всю простоту, процесс пиролиза должен строго регулироваться. В противном случае, количество полученного древесного угля окажется меньше, а сам уголь будет мелким и пахнуть смолами. Главное правило: во время производства к процессу не должно быть доступа воздуха. К слову, лучшим древесным углем считается тот, который выжгли при температуре, не превышающей 400-500°С.

Современные предприятия, на которых производится древесный уголь, оснащены специальными ретортными печами. Весь процесс проходит непосредственно в такой печи. Предваряет ее топка, далее идет камера, в которой происходит процесс пиролиза. Следующая часть – сушильная камера. По обеим сторонам печи располагаются реторты, слева с подготовленными дровами, а справа – с остывающим углем. Завершает установку вытяжная труба. Камеры пиролиза и просушки угля разделены, благодаря чему тепло используется с большей пользой. Причем, пламя образуется за счет горения летучих продуктов, а не за счет горения дров. Летучие продукты, которые выделяются при сгорании, переносятся обратно в топку и там сгорают.

По статистическим данным, в настоящее время в мире производится около 9 млн.т. древесного угля в год. Причем, большую часть из этого количества производит Бразилия – около 7,5 млн.т. Доля России в общей сумме производимого угля – 100 тыс.т. в год. Мы используем импортируемый древесный уголь из Китая, Украины и Белоруссии. А количество потребляемого угля на одного человека в год составляет всего 100 граммов. Лидером по потреблению древесного угля является Япония – около 60 кг на человека в год. В странах Европы этот показатель равен примерно 20 кг.

Применение древесного угля лежит во многих областях:

- металлургическая промышленность использует его в качестве восстановителя, то есть для отделения металла от руды, а также, чтобы защитить отливаемый металл от окисления. Ценное качество угля при этом – минимальный процент серы и фосфора в составе.

- цветная металлургия и производство ферросплавов используют его в качестве компонента шихты.

- радиоэлектронная промышленность применяет его для производства кристаллического кремния.

- промышленность использует его как реагент для выработки сероуглерода (из него, в свою очередь, производят искусственное волокно, целлофан и даже ядохимикаты).

- при производстве активированных углей древесный уголь играет главную роль.

- при производстве электродов древесный уголь является основой.

- в сельском хозяйстве его применяют как добавку в рацион домашнего скота и птиц, а также как удобрение для почвы.

- при производстве пищевого красителя.

- косметическая отрасль использует его при производстве средств по уходу за волосами, телом и лицом.

- при приготовлении пищи его используют в барбекю, шашлычницах, грилях.

- используется населением как экологичный вид топлива.

Поистине, области применения древесного угля очень разнообразны и обширны. Что же касается Японии, где древесный уголь потребляется повсеместно, то там его закладывают в фундамент зданий, добавляют в мыло, печенье и зубные щетки, и даже играют на нем, как на ксилофоне.

Выбор

Специалисты советуют гурманам придерживаться следующих правил по выбору угля или дров для готовки на природе.

Береза годится для курицы и мяса; дуб – для морепродуктов, мяса и птицы; ольха – для семги, индейки и курицы; яблоня – для свинины, курицы, говядины и дичи; вишня – для утки, баранины; клен – для курицы, морепродуктов и свинины.
Менее всего подходят для готовки хвойные породы дерева. Большое количество смолы придает пище неприятный прогорклый вкус.
Сегодня в любом супермаркете вам предложат большой выбор древесного угля в виде рассыпного в пакетах или в угольных брикетах. Можно встретить в продаже уголь различных пород дерева. Чаще всего предлагается недорогой березовый уголь, не имеющий неприятного запаха и хорошо поддерживающий горение.
Рассыпчатый уголь в мешках разжечь гораздо легче, но и прогорает он быстрее. Разве что уголь из дуба горит несколько дольше. Если планируется не одна жарка за один заход, то есть смысл купить уголь в брикетах. Они горят дольше. Но следует учитывать, что в брикеты при их производстве добавляют склеивающие вещества.

Сегодня в продаже можно встретить экзотический древесный уголь. Например, "белый уголь" из железного дуба, "красный уголь" для каминов и гриля. Также существует кокосовый древесный уголь.

Как разжечь угли

Для розжига углей для шашлыка или барбекю можно воспользоваться как деревянными щепочками, так и специальной жидкостью для розжига. Жидкость можно купить там же, где и уголь.
Чтобы разжечь древесные угли нужно их насыпать в жаровню, полить жидкостью для розжига из расчета 250 мл на 2 кг брикетов (для углей в рассыпчатом виде – чуть меньше), после чего поджечь с помощью длинной щепки или специальных спичек.
Запах жидкости для розжига выгорает довольно быстро и опасаться, что шашлык будет пахнуть бензином не стоит.
Разровняйте угли ровным слоем и немного помашите на них куском картона, чтобы создать тягу воздуха. Когда угли разгорятся, оставьте их на 15-20 минут, чтобы они дали жар и немного прогорели, покрывшись 

Подводя итог, можно сказать, что древесный уголь обладает очень ценными качествами, являясь одновременно и топливом, дающим большую теплоотдачу, и топливом, абсолютно не загрязняющим окружающую среду.

 

Уголь древесный активированный дробленый БАУ-А. «ХИМПЭК»

ПродукцияСинонимыCAS №ГОСТМарка/сортУпаковка/вес
Лимонная кислота моногидрат пищевая (E330)гидрат лимонной кислоты, антиоксидант E330, 2-гидрокси-1,2,3-пропантрикарбоновая кислота, 3-гидрокси-3-карбоксипентандиовая кислота, добавка Е3305949-29-1908-2004пищеваяМешок 25 кг
Натрия гидрокарбонат E500 (ii)бикарбонат натрия, натрий двууглекислый, сода пищевая, питьевая сода, гидрокарбонат натрия144-55-832802-2014,
импорт
первый, второйМешок 25 кг, 50 кг, пачки 500 г
Бензойная кислотакислота бензойная, бензолкарбоновая кислота65-85-0импортМешок 25 кг
Динатриевая соль EDTA (Трилон Б, Динатриевая соль ЭДТА)Трилон Б, Динатриевая соль ЭДТА , 2-водная динатриевая соль этилендиамин-N, N, N,N –тетрауксусной кислоты, комплексон III, хелатон III, 2Na-ЭДТА, 2Na-ЭДТУК, EDTA-2Na6381-92-6импортМешок 25 кг
Кальций хлористый 2-водный (E509)хлорид кальция10043-52-49199-087-00206457-2010Мешок 30 кг
Кальций хлористый пищевой "Fudix" (E509)регулятор кислотности Е-509, хлорид кальция10043-52-439297743-05-2009Мешок 25 кг
Катионитыионообменные смолы, сополимеры стирола и дивинилбензола69011-20-7импортМешок 20,5 кг
Натр едкий технический гранулированныйсода каустическая, натрия гидрат окиси технический, гидрат окиси натрия, едкий натр, гидроокись натрия, гидроксид натрия, натриевая щелочь1310-73-200203275-206-2007, импортГР / высший, первыйМешок 25 кг
Натр едкий технический чешуированныйсода каустическая, натрия гидрат окиси технический, гидрат окиси натрия, едкий натр, гидроокись натрия, гидроксид натрия, натриевая щелочь1310-73-200203312-017-2011, изм.№1,
импорт
Мешок 25 кг, 50 кг
Ортофосфорная кислота пищевая (E338)orthophosphoric acid, phosphoric acid7664-38-210678-76
с изм.1,2,3,4,5,6
термическая марка А, термическая техническая марка Б, 1 сортКанистра 35 кг
Сода кальцинированная техническаянатрий углекислый, карбонат натрия, динатрий карбонат497-19-85100-85А, БМешок 25 кг, 50 кг,
МКР 600 кг, 800 кг, 1250 кг
Соль пищеваянатрий хлористый, хлорид натрия7647-14-5Р 51574-2000первый, второйМКР 1000 кг,
Мешок 50 кг
Тетранатриевая соль EDTA 99% (Трилон Б, Тетратриевая соль ЭДТА)Трилон Б, тетранатриевая соль этилендиамин-N, N, N,N –тетрауксусной кислоты 4-водная, соль тетранатриевая этилендиамин-N,N,N',N'-тетрауксусной кислоты, тетранатриевая соль ЕДТА, эдта-натрий, тетранатриевая соль 4-водная,этилендинитрилотетрауксусной кислоты, тетранатриевая соль, Na-ЭДТУК, EDTA-4Na13236-36-4импортМешок 25 кг
Тринатрийфосфатнатрий фосфорнокислый трехзамещенный 12-водный10101-89-0201-76Мешок 35 кг
Щавелевая кислотаэтандиовая кислота дигидрат, кислота щавелевая дигидрат6153-56-6,
144-62-7
импортМешок 25 кг

Древесный уголь название вещества и формула. Каменный уголь. Свойства, добыча и применение каменного угля. Как образуется каменный уголь

Уголь в различных своих модификациях может иметь цвет от коричневого до черного. Он является хорошим топливом, поэтому его используют в преобразовании тепловой энергии в электрическую. Образуется он в результате накопления растительной массы и прохождения в ней физико-химических процессов.

Различные модификации угля

Накопление древесной массы в болотистой почве приводит к образованию торфа, который является предшественником угля. Формула торфа достаточно сложная, кроме того, для этой разновидности угля не существует конкретного стехиометрического соотношения. Сухой торф состоит из атомов углерода, водорода, кислорода, азота и серы.

  1. Бурый уголь или лигнит.
  2. Битум.
  3. Антрацит.

Конечным продуктом этой цепи преобразований является твердый графит или графитоподобный уголь, формула которого представляет собой чистый углерод C.

Древесина карбонового периода

Около 300 млн лет назад в карбоновый период большая часть суши нашей планеты была покрыта гигантскими папоротниковыми лесами. Постепенно эти леса вымирали, и древесина накапливалась в болотистых почвах, на которых они произрастали. Большое количество воды и грязи создавали препятствия для проникновения кислорода, поэтому мертвая древесина не разлагалась.

В течение длительного времени вновь отмершая древесина покрывала более старые слои, давление и температура которых постепенно увеличивались. Сопутствующие геологические процессы в конечном итоге привели к образованию залежей угля.

Процесс карбонизации

Термин "карбонизация" подразумевает метаморфические преобразования углерода, связанные с увеличением толщины древесных пластов, тектоническими движениями и процессами, а также с увеличением температуры в зависимости от глубины напластований.

Увеличение давления в первую очередь изменяет физические свойства угля, химическая формула которого остается неизменной. В частности, изменяется его плотность, твердость, оптическая анизотропия и пористость. Увеличение же температуры изменяет саму формулу угля в сторону увеличения содержания углерода и уменьшения кислорода и водорода. Эти химические процессы приводят к увеличению топливных характеристик угля.

Эта модификация угля очень богата углеродом, что приводит к высокому коэффициенту теплоотдачи и обуславливает ее использование в энергетической промышленности к качестве основного топлива.

Формула каменного угля состоит из битумных субстанций, дистилляция которых позволяет выделить из него ароматические гидрокарбонаты и вещество, известное под названием кокс, которое широко используется в процессах металлургии. Помимо битумных соединений, в каменном угле много серы. Этот элемент является главным источником загрязнения атмосферы при сжигании угля.

Каменный уголь имеет черный цвет и медленно горит, создавая пламя желтого цвета. В отличие от бурого угля, его теплота сгорания больше и составляет 30-36 МДж/кг.

Формула угля имеет сложный состав и содержит множество соединений углерода, кислорода и водорода, а также азота и серы. Такое разнообразие химических соединений стало началом развития целого направления в химической промышленности – карбохимии.

В настоящее время каменный уголь практически вытеснен природным газом и нефтью, однако два важных его направления использования продолжают существовать:

  • основное горючее на тепловых электростанциях;
  • источник кокса, получаемого путем бескислородного горения каменного угля в закрытых домнах.

Уголь — это один из самых древних видов топлива, известных человеку. И даже сегодня он занимает лидирующие позиции по объему использования. Причиной тому служит его распространенность, легкость добычи, переработки и использования. Но что он собой представляет? Какова химическая формула угля?

На самом деле данный вопрос не совсем корректен. Уголь — это не вещество, это смесь различных веществ. Их целое множество, поэтому полностью определить состав угля невозможно. Поэтому под химической формулой угля в этой статье мы будем подразумевать скорее его элементный состав и некоторые другие особенности.

Но что мы можем узнать о состоянии этого вещества? Уголь образуется из останков растений в течение многих лет вследствие воздействия большой температуры и давления. А так как растения имеют органическую природу, то и в составе угля будут преобладать органические вещества.

В зависимости от возраста и иных условий происхождения угля его делят на несколько видов. Каждый вид отличается элементарным составом, наличием примесей и другими немаловажными характеристиками.

Является самым молодым видом угля. В нем даже наблюдается растительная древесная структура. Образуется напрямую из торфа на глубине порядка 1 километра.

Этот вид угля содержит достаточно большое количество влаги: от 20 до 40%. При попадании на воздух она испаряется, а уголь рассыпается в порошок. Далее речь пойдет о химическом составе именно этого сухого остатка. Количество неорганических примесей в буром угле также велико и составляет 20-45%. В качестве этих примесей выступают диоксид кремния, оксиды алюминия, кальция и железа. Также в нем могут содержаться оксиды щелочных металлов.

Много в этом угле и летучих органических и неорганических веществ. Они могут составлять до половины массы этого вида угля. Элементарный состав за вычетом неорганических и летучих веществ следующий:

  • Углерод 50-75%.
  • Кислород 26-37%.
  • Водород 3-5%.
  • Азот 0-2%.
  • Сера 0,5-3%.

По времени образования этот вид угля идет следующим после бурого. Он имеет черный или серо-черный цвет, а также смоляной, иногда металлический блеск.

Влажность каменного угля значительно меньше бурого: всего 1-12%. Содержание летучих веществ в каменном угле очень колеблется в зависимости от места добычи. Оно может быть минимальным (от 2%), но может и достигать значений, аналогичных бурому углю (до 48%). Элементарный состав следующий:

  • Углерод 75-92%.
  • Водород 2,5-5,7%.
  • Кислород 1,5-15%.
  • Азот до 2,7%.
  • Сера 0-4%.

Отсюда можно сделать вывод, что химическая формула угля каменного состоит из большего числа углерода, чем у бурого. Это делает данный вид угля более качественным топливом.

Антрацит

Антрацит — это самая древняя форма ископаемого угля. Ему присущ темно-черный цвет, и он имеет характерный металлический блеск. Это самый лучший уголь по количеству тепла, которое он выделяет при горении.

Количество влаги и летучих веществ в нем очень мало. Около 5-7% на каждый показатель. А элементарный состав характеризуется крайне высоким содержанием углерода:

  • Углерод более 90%.
  • Водород 1-3%.
  • Кислород 1-1,5%.
  • Азот 1-1,5%.
  • Сера до 0,8%.

Больше угля содержится лишь в графите, который является дальнейшей стадией углефикации антрацита.

Этот тип угля не является ископаемым, поэтому он имеет некоторые особенности своего состава. Производят его путем нагрева сухой древесины до температуры 450-500 oC без доступа воздуха. Этот процесс называют пиролизом. В ходе него из древесины выделяется ряд веществ: метанол, ацетон, уксусная кислота и другие, после чего она превращается в уголь. Кстати, горение древесины — это тоже пиролиз, но из-за наличия кислорода воздуха загораются выделяющиеся газы. Именно этим и обуславливается наличие языков пламени при горении.

Древесина не является однородной, в ней очень много пор и капилляров. Подобная структура отчасти сохраняется и полученном из нее угле. По этой причине он обладает хорошей адсорбционной способностью и применяется наряду с активированным углем.

Влажность этого типа угля совсем небольшая (около 3%), но при длительном хранении он поглощает влагу из воздуха и процентное содержание воды повышается до 7-15%. Содержание неорганических примесей и летучих веществ регламентируется ГОСТами и должно составлять не более 3% и 20% соответственно. Элементный состав зависит от технологии получения, и примерно выглядит так:

  • Углерод 80-92%.
  • Кислород 5-15%.
  • Водород 4-5%.
  • Азот ~0%.
  • Сера ~0%.

Химическая формула угля древесного показывает, что по содержанию углерода он близок к каменному, но вдобавок имеет лишь незначительное количество ненужных для горения элементов (серы и азота).

Активированный уголь

Активированный уголь — это тип угля с высокой удельной поверхностью пор, из-за чего он обладает даже большей адсорбционной способностью, чем древесный. В качестве сырья для его получения используются древесный и каменный угли, а также скорлупа кокосовых орехов. Исходный материал подвергают процессу активации. Суть его состоит в том, чтобы вскрыть закупоренные поры действием высокой температуры, растворами электролитов или водяным паром.

В ходе процесса активации меняется лишь структура вещества, поэтому химическая формула активированного угля идентична составу сырья, из которого тот был изготовлен. Влажность активированного угля зависит от удельной поверхности пор и обычно составляет менее 12%.

Из чего состоит уголь? Какова химическая формула угля — все о путешествиях на сайт

1. Химические свойства каменного угля

2. Классификация каменного угля

3. Образование каменного угля

4.Запасы каменного угля

Каменный уголь — это осадочная порода, представляющая собой глубокого разложения остатков растений (древовидных папоротников, хвощей и плаунов, а также первых голосеменных растений).

Химические свойства каменного угля

По химическому составу каменный уголь представляет собой смесь высокомолекулярных ароматических соединений с высокой массовой долей углерода, а также воды и летучих веществ с небольшими количествами минеральных примесей. Таковые примеси при сжигании угля образуют золу. Ископаемые угли отличаются друг от друга соотношением слагающих их компонентов, что определяет их теплоту сгорания. Ряд органических соединений, входящих в состав каменного угля, обладает канцерогенными свойствами.

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, входящих в состав каменного угля, обладает канцерогенными свойствами. Содержание углерода в каменном угле, в зависимости от его сорта, составляет от 75 % до 95 %.


Каменный уголь, твёрдое горючее полезное ископаемое растительного происхождения; разновидность углей ископаемых с более высоким содержанием углерода и большей плотностью, чем у бурого угля. Представляет собой плотную породу чёрного, иногда серо-чёрного цвета с блестящей, полуматовой или матовой поверхностью. Содержит 75—97% и более углерода; 1,5—5,7% водорода; 1,5—15% кислорода; 0,5—4% серы; до 1,5% азота; 45—2% летучих веществ; количество влаги колеблется от 4 до 14%; золы — обычно от 2—4% до 45%. Высшая теплота сгорания, рассчитанная на влажную беззольную массу каменный уголь, не менее 23,8 Мдж/кг (5700 ккал/кг).

Уголь - это остатки растений, погибших многие миллионы лет назад, гниение которых было прервано в результате прекращения доступа воздуха. Поэтому они не смогли отдать в атмосферу отобранный у нее углерод. Доступ воздуха прекращался особенно резко там, где болота и заболоченные леса опускались в результате тектонических подвижек и изменения климатических условий и покрывались сверху другими веществами. При этом растительные останки превращались под воздействием бактерий и грибов (углефицировались) в торф и дальше в бурый уголь, каменный уголь, антрацит и графит.


По составу основного компонента - органического вещества угли подразделяются на три генетические группы: гумолиты, сапропелиты, сапрогумолиты. Преобладают гумолиты, исходным материалом которых явились остатки высших наземных растений. Отложение их произошло преимущественно в болотах, занимавших низменное побережье морей, заливов, лагун, пресноводных бассейнов. Накапливающийся растительный материал в результате биохимического разложения перерабатывался в торф, при этом значительное влияние оказывали обводнённость и химический состав водной среды. Содержание углерода в каменном угле колеблется от 75 до 90 процентов. Точный состав обуславливается месторасположением и условиями преобразования угля. Минеральные примеси находятся либо в тонкодисперсном состоянии в органической массе, либо в виде тончайших прослоек и линз, а также кристаллов и конреций. Источником минеральных примесей в ископаемых углях могут быть неорганические части растений - углеобразователей, минеральные новообразования, выпадающие из растворов вод, циркулирующих в торфяниках и т.д.

В результате длительного воздействия повышенных температур и давления бурые угли преобразуются в каменные угли, а последние - в антрациты. Необратимый 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.


Удельный вес каменного угля 1,2 - 1,5 г/см3,теплота сгорания 35000 кДж/кг. Каменный уголь считается пригодным для технологического использования если после сгорания зола составляет 30% или менее. Примитивная добыча ископаемых углей известна с древнейших времён ( , Греция). Существенную роль в качестве топлива уголь стал играть в Британии в 17 веке. Становление угольной промышленности связано с использованием углей, как кокса при выплавке чугуна. Начиная с 19 века крупный приобретатель угля - транспорт. Основные направления промышленного использования угля: производство электроэнергии, металлургического кокса, сжигание в энергетических целях, получение при химической переработке разнообразных (до 300 наименований) продуктов. Возрастает потребление углей для получения высокоуглеродистых углеграфитовых конструкционных материалов, горного воска, пластических масс, синтетического, жидкого и газообразного высококалорийного топлива, ароматических продуктов путём гидрогенизации, высоко азотистых кислот для удобрений. Получаемый из каменного угля кокс, необходим в больших количествах металлургической промышленности .


Получение кокса осуществляется на коксохимических заводах. Каменный уголь подвергается сухой перегонке (коксованию) путём нагревания в специальных коксовых печах без доступа воздуха до температуры С. При этом получается кокс - твердое пористое вещество. Кроме кокса при сухой перегонке каменного угля образуются также летучие продукты, при охлаждении которых до 25-75 С образуется каменноугольная смола, аммиачная вода и газообразные продукты. Каменноугольная смола подвергается фракционной перегонке, в результате чего получают несколько фракций:

легкое масло (температура кипения до 170 С) в нем содержится ароматические углеводороды (бензол, толуол, кислоты и др. вещества;

среднее масло (температура кипения 170-230 С). Это фенолы, нафталин;

тяжелое масло (температура кипения 230-270 С). Это нафталин и его гомологи

антраценовое масло - антрацен, фенатрен и др.

В состав газообразных продуктов (коксового газа) входят бензол, толуол, ксиолы, фенол, аммиак и другие вещества. Из коксового газа после очистки от аммиака, сероводорода и цианистых соединений извлекают сырой бензол, из которого выделяют отдельные углеводороды и ряд других ценных веществ.

Аморфный углерод в виде каменного угля, а также многие соединения углероды играют важнейшую роль в современной жизни как источники получения различных видов энергии. При сгорании угля выделяется тепло, которое используется для отопления, изготовления пищи и для многих производственных процессов. Большая же часть получаемого тепла превращается в другие виды энергии и затрачивается на совершение механической работы.

Каменный уголь - твердое горючее, полезное ископаемое растительного происхождения. Он представляет собой плотную породу черного, иногда темно-серого цвета с блестящей матовой поверхностью. Содержит 75-97% углерода, 1,5-5,7% водорода, 1,5-15% кислорода, 0,5-4% серы , до 1,5% азота, 2-45% летучих веществ, количество влаги колеблется от 4 до 14%. Высшая теплота сгорания, рассчитанная на влажную беззольную массу каменного угля не менее 238МДж/кг.


Каменный уголь образуется из продуктов разложения органических веществ высших растений, претерпевших изменения в условиях давления различных пород земной коры и под воздействием температуры. С возрастанием степени метаморфизма в горючей массе каменный уголь увеличивает содержание углерода и одновременно уменьшает количество кислорода, водорода, летучих веществ. Изменяется также теплота сгорания угля.

Характерные физические свойства каменного угля:

плотность (г/см3) - 1,28-1,53;

механическая прочность (кг/см2) - 40-300;

удельная теплоемкость С (Ккал/г град) - 026-032;

коэффициент преломления света - 1,82-2,04.

Наиболее крупные по объему добычи месторождения каменного угля в мире это Тунгусский, Кузнецкий, Печорский бассейны - в Российской Федерации; Карагандинский - в Казахстане; Аппалачский и Пенсильванский бассейны - в США; Рурский - в Республики Германии; Большой Хуанхэ - в Китае; Южно-Уельский - в Англии ; Валансьен - во Франции и др.

Применение каменного угля многообразно. Он используется как бытовое, энергетическое топливо, для металлургической и химической промышленности , а также для извлечения из него редких и рассеянных элементов. Угольная, коксохимическая , отрасли тяжелой промышленности осуществляют переработку каменного угля методом коксования. Коксование- промышленный метод переработки угля путем нагревания до 950-1050 С без доступа воздуха. Основынми коксохимическими продуктами являются: коксовый газ, продукты переработки сырого бензола, каменноугольной смолы, аммиака.


Из коксового газа углеводороды извлекают промывкой в скрубберах жидкими поглотительными маслами. После отгонки от масла, разгонки из фракции, очистки и повторной ректификации получают чистые товарные продукты, как-то: бензол, толуол, ксилолы и др. Из непредельных соединений, содержащихся в сыром бензоле, получают кумароновые смолы, использующиеся для производства лаков, красок, линолеума и в резиновой промышленности. Перспективным сырьем является также циклопентадиен, который также получают из каменного угля. Каменный уголь - сырье для получения нафталина и других индивидуальных ароматических углеводородов. Важнейшими продуктами переработки являются пиридиновые основания и фенолы.

Путем переработки в общей сложности можно получить более 400 различных продуктов, стоимость которых, по сравнению,со стоимостью самого угля, возрастает в 20-25 раз, а побочные продукты, получаемые на коксохимических заводах, превосходят стоимость самого кокса.

Очень перспективным является сжигание (гидрогенизация) угля с образованием жидкого топлива. Для производства 1т черного золота расходуется 2-3т каменного угля. Из каменных углей получают искусственный графит. Используются они в качестве неорганического сырья. При переработке каменного угля из него в промышленных масштабах извлекают ванадий, германий, серу, галлий, молибден, свинец. Зола от сжигания углей, отходы добычи и переработки используются в производстве стройматериалов, керамики, огнеупорного сырья, глинозема, абразивов. С целью оптимального использования угля производится его обогащение (удаление минеральных примесей).


Каменный уголь содержит до 97% углерода, можно сказать, лежит в основе всех углеводородов, т.е. в их основе лежат атомы углерода. Часто приходится встречаться с аморфным углеродом в виде угля. По строению аморфный углерод - это тот же графит, но в состоянии тончайшего измельчения. Практическое применение аморфных форм углерода разнообразно. Кокс и уголь - как восстановитель в металлургии при выплавке железа.

Классификация каменного угля

Каменный уголь образуются из продуктов разложения органических остатков высших растений, претерпевших изменения (метаморфизм) в условиях давления окружающих пород земной коры и сравнительно высокой температуры. С возрастанием степени метаморфизма в горючей массе каменный уголь последовательно увеличивается содержание углерода и одновременно уменьшается количество кислорода, водорода, летучих веществ; изменяются также теплота сгорания, способность спекаться а др. свойства. На изменении этих качеств, определяемых по результатам термического разложения угля (выход летучих веществ, характеристика нелетучего остатка), строится принятая в СССР промышленная классификация

Каменный уголь по маркам:

длиннопламенные (Д),

газовые (Г),

газовые жирные (ГЖ),

жирные (Ж),

коксовые жирные (КЖ),

коксовые (К),

отощенные спекающиеся (ОС),

тощие (Т),

слабоспекающиеся (СС),

полуантрациты (ПА)

антрациты (А).

Иногда антрациты выделяются в отдельную группу. Для коксования используются в основном каменный уголь марок Г, Ж, К и ОС, частично Д и Т. По мере перехода каменный уголь от марки Д к маркам Т—А происходит уменьшение влаги в рабочем топливе от 14% у каменный уголь марки Д до 4,5—5,0% у марок Т—А; уменьшение содержания (в горючей массе) кислорода от 15% до 1,5%; водорода — от 5,7% до 1,5%; содержание серы , азота и золы не зависит от принадлежности к той или иной марке. Теплота сгорания горючей массы каменный уголь последовательно возрастает от 32,4 Мдж/кг (7750 ккал/кг) у марки Д до 36,2—36,6 Мдж/кг (8650—8750 ккал/кг) у марки К и снижается до 35,4—33,5 Мдж/кг (8450—8000 ккал/кг) у марок ПА и А.



По размеру получаемых при добыче кусков каменный уголь классифицируется на:

плитный (П) — более 100 мм,

крупный (К) — 50—100 мм,

орех (О) — 26—50 мм,

мелкий (М) — 13—25 мм,

семечко (С) — 6—13 мм,

штыб (Ш) — менее 6 мм,

рядовой (Р) — не ограниченный размерами.

Принадлежность к марке и крупность кусков каменный уголь обозначаются буквенными сочетаниями — ДК и пр.

Примерно на таких же принципах, как в СССР, построены классификации каменный уголь в ряде стран Западной Европы. В США наиболее распространена классификация каменный уголь, основанная на выходе летучих веществ и теплоте сгорания, по которой они делятся на суббитуминозные с большим выходом летучих веществ (отвечает сов. маркам Д и Г), битуминозные со средним выходом летучих веществ (соответствует маркам ПЖ и К), битуминозные с малым выходом летучих веществ (ОС и Т) и антрацитовые угли, разделяемые на семиантрациты (частично Т и А), собственно антрациты и метаантрациты (А). Кроме того, существует международная классификация каменный уголь, основанная на содержании летучих веществ, спекаемости, коксуемости и отображающая технологических свойства углей.

Образование каменного угля

Образованиекаменного угля характерно для всех геологических систем начиная от силура и девона, очень широко каменный уголь распространены в отложениях каменноугольной, пермской и юрской систем. Залегают каменный уголь в виде пластов различной мощности (от долей м и до нескольких десятков и более м). Глубина залегания углей различна — от выхода на поверхность до 2000—2500 м и глубже. При современном уровне горной техники добыча rаменного угля может производиться открытым способом до глубины 350 м.

Для образования угля необходимо обильное накопление растительной массы. В древних торфяных болотах, начиная с девонского периода, накапливалось органическое вещество, из которого без доступа кислорода формировались ископаемые угли. Большинство промышленных месторождений ископаемого угля относится к этому периоду, хотя существуют и более молодые месторождения. Возраст самых древних углей оценивается примерно в 350 миллионов лет.

Уголь образуется в условиях, когда гниющий растительный материал накапливается быстрее, чем происходит его бактериальное разложение. Идеальная обстановка для этого создается в болотах, где стоячая вода, обеденная кислородом, препятствует жизнедеятельности бактерий и тем самым предохраняет растительную массу от полного разрушения. На определенной стадии процесса выделяемые в ходе его кислоты предотвращают дальнейшую деятельность бактерий. Так возникает торф — исходный товар для образования угля. Если затем происходит его захоронение под другими наносами, то торф испытывает сжатие и, теряя воду и газы, преобразуется в уголь.

Под давлением толщи осадков мощностью в 1 километр из 20-метрового слоя торфа получается пласт бурого угля толщиной 4 метра. Если глубина погребения растительного материала достигает 3 километров, то такой же слой торфа превратится в пласт каменного угля толщиной 2 метра. На большей глубине, порядка 6 километров, и при более высокой температуре 20-метровый слой торфа становится пластом антрацита толщиной в 1,5 метра.


Способ добычи угля зависит от глубины его залегания. Разработка ведется открытым способом, если глубина залегания угольного пласта не превышает 100 метров. Нередки и такие случаи, когда при все большем углублении угольного карьера далее выгодно вести разработку угольного месторождения подземным способом. Для извлечения угля с больших глубин используются шахты. Самые глубокие шахты на территории России добывают уголь с уровня чуть более 1200 метров.

В угленосных отложениях наряду с углем содержатся многие виды георесурсов, обладающих потребительской значимостью. К ним относятся вмещающие породы как сырье для стройиндустрии, подземные воды, метан угольных пластов, редкие и рассеянные элементы, в том числе ценные металлы и их соединения. Например, некоторые угли обогащены германием.

Запасы каменного угля

Общегеологические запасы каменного угля, в СССР около 4700 млрд. т (по подсчётам 1968), в том числе по маркам (в млрд. т): Д — 1719; Д—Г — 331; Г — 475; ГЖ — 69,4; Ж — 156; КЖ — 21,5; К — 105; ОС — 88,2; СС — 634; Т — 205; Т—А — 540; ПА, А — 139.

Наибольшие запасы каменного угля в СССР находятся в Тунгусском бассейне. Самыми крупными разрабатываемыми бассейнами каменного угля в СССР являются Донецкий, Кузнецкий, Печорский, Карагандинский; в США — Аппалачский и Пенсильванский, в Польше — Верхнесилезский и его продолжение в Чехословакии — Остравско-Карвинский, в ФРГ — Рурский, в Китае — Большой Хуанхэбасс, в Англии — Южно-Уэльсский, во Франции — Валансьеннский и в Бельгии — Брабантский. Применение каменного угля многообразно.


Он используется как бытовое, энергетическое топливо, сырьё для металлургической и химической промышленности, а также для извлечения из него редких и рассеянных элементов.

Два десятилетия подряд уголь находился в тени нефтяного бума. Горы не находившего сбыт угля росли в небо. Закрывались многочисленные шахты, сотни тысяч горняков теряли свое . Район Аппалачей США, когда-то цветущий угольный бассейн, превратился в один из наиболее мрачных районов бедствий. Беспорядочный, проходящий под нажимом монополистов переход на дешевую, импортированную - в основном с Ближнего Востока - нефть обрек уголь на роль “золушки”, лишенной будущего. Однако это не произошло в ряде стран , в том числе и в бывшем СССР, которые учитывали преимущества энергоструктуры, опирающейся на национальные ресурсы.


Угольные запасы рассредоточены по всему миру. Большинство промышленных стран ими не обделено. Землю опоясывают две богатые угольные зоны. Одна простирается через страны бывшего СССР, через Китай, Северную Америку до Центральной Европы. Другая, более узкая и менее богатая, идет от Южной Бразилии через Южную Африку в Восточную Австралию.



Наиболее значительные залежи каменного угля находятся в странах бывшего СССР, США и Китае . Каменный уголь доминирует на западе Европы. Главные каменноугольные бассейны в Евразии: Южный Уэльс, Валансьен-Льеж, Саарско-Лотаргинский, Рурский, Астурийский, Кизеловский, Донецкий, Таймырский, Тунгусский, Южно-Якутский, Фуньшуньский; в Африке: Джерада, Абадла, Энугу, Уанки, Витбанк; в Австралии: Большая Синклиналь, Новый Южный Уэльс; в Северной Америке: Грин-Ривер, Юннта, Сан-Хуан-Ривер, Западный, Иллинойский, Аппалачский, Сабинас, Техасский, Пенсильванский; в пылающему континенту: Караре, Хунин, Санта-Катарина, Консепсьон. На Украине следует отметить Львовско-Волынский бассейн и богатый месторождениями Донбасс.

Источники

bse.sci-lib.com/ Большая Советская энциклопедия

ru.wikipedia.org Википедия - свободная энциклопедия

www.bankreferatov.ru рефератов

dic.academic.ru Словари и энциклопедии на Академике

geography.kz География

www.bibliotekar.ru Библиотекар

poddoni.com/ ПаллетЭк

Энциклопедия инвестора . 2013 .

Синонимы :

Уголь — это один из самых древних видов топлива, известных человеку. И даже сегодня он занимает лидирующие позиции по объему использования. Причиной тому служит его распространенность, легкость добычи, переработки и использования. Но что он собой представляет? Какова химическая

На самом деле данный вопрос не совсем корректен. Уголь — это не вещество, это смесь различных веществ. Их целое множество, поэтому полностью определить невозможно. Поэтому под химической формулой угля в этой статье мы будем подразумевать скорее его элементный состав и некоторые другие особенности.

Но что мы можем узнать о состоянии этого вещества? Уголь образуется из останков растений в течение многих лет вследствие воздействия большой температуры и давления. А так как растения имеют органическую природу, то и в составе угля будут преобладать органические вещества.

В зависимости от возраста и иных условий происхождения угля его делят на несколько видов. Каждый вид отличается элементарным составом, наличием примесей и другими немаловажными характеристиками.

Является самым молодым видом угля. В нем даже наблюдается растительная древесная структура. Образуется напрямую из торфа на глубине порядка 1 километра.

Этот вид угля содержит достаточно большое количество влаги: от 20 до 40%. При попадании на воздух она испаряется, а уголь рассыпается в порошок. Далее речь пойдет о химическом составе именно этого сухого остатка. Количество неорганических примесей в также велико и составляет 20-45%. В качестве этих примесей выступают диоксид кремния, оксиды алюминия, кальция и железа. Также в нем могут содержаться оксиды щелочных металлов.

Много в этом угле и летучих органических и неорганических веществ. Они могут составлять до половины массы этого вида угля. Элементарный состав за вычетом неорганических и летучих веществ следующий:

  • Углерод 50-75%.
  • Кислород 26-37%.
  • Водород 3-5%.
  • Азот 0-2%.
  • Сера 0,5-3%.

По времени образования этот вид угля идет следующим после бурого. Он имеет черный или серо-черный цвет, а также смоляной, иногда металлический блеск.

Влажность каменного угля значительно меньше бурого: всего 1-12%. Содержание летучих веществ в каменном угле очень колеблется в зависимости от места добычи. Оно может быть минимальным (от 2%), но может и достигать значений, аналогичных бурому углю (до 48%). Элементарный состав следующий:

  • Углерод 75-92%.
  • Водород 2,5-5,7%.
  • Кислород 1,5-15%.
  • Азот до 2,7%.
  • Сера 0-4%.

Отсюда можно сделать вывод, что химическая формула угля каменного состоит из большего числа углерода, чем у бурого. Это делает данный вид угля более качественным топливом.

Антрацит

Антрацит — это самая древняя форма ископаемого угля. Ему присущ темно-черный цвет, и он имеет характерный металлический блеск. Это самый лучший уголь по количеству тепла, которое он выделяет при горении.

Количество влаги и летучих веществ в нем очень мало. Около 5-7% на каждый показатель. А элементарный состав характеризуется крайне высоким содержанием углерода:

  • Углерод более 90%.
  • Водород 1-3%.
  • Кислород 1-1,5%.
  • Азот 1-1,5%.
  • Сера до 0,8%.

Больше угля содержится лишь в графите, который является дальнейшей стадией углефикации антрацита.

Этот тип угля не является ископаемым, поэтому он имеет некоторые особенности своего состава. Производят его путем нагрева сухой древесины до температуры 450-500 o C без доступа воздуха. Этот процесс называют пиролизом. В ходе него из древесины выделяется ряд веществ: метанол, ацетон, уксусная кислота и другие, после чего она превращается в уголь. Кстати, горение древесины — это тоже пиролиз, но из-за наличия кислорода воздуха загораются выделяющиеся газы. Именно этим и обуславливается наличие языков пламени при горении.

Древесина не является однородной, в ней очень много пор и капилляров. Подобная структура отчасти сохраняется и полученном из нее угле. По этой причине он обладает хорошей адсорбционной способностью и применяется наряду с активированным углем.

Влажность этого типа угля совсем небольшая (около 3%), но при длительном хранении он поглощает влагу из воздуха и процентное содержание воды повышается до 7-15%. Содержание неорганических примесей и летучих веществ регламентируется ГОСТами и должно составлять не более 3% и 20% соответственно. Элементный состав зависит от технологии получения, и примерно выглядит так:

  • Углерод 80-92%.
  • Кислород 5-15%.
  • Водород 4-5%.
  • Азот ~0%.
  • Сера ~0%.

Химическая формула угля древесного показывает, что по содержанию углерода он близок к каменному, но вдобавок имеет лишь незначительное количество ненужных для горения элементов (серы и азота).

Активированный уголь

Активированный уголь — это тип угля с высокой удельной поверхностью пор, из-за чего он обладает даже большей адсорбционной способностью, чем древесный. В качестве сырья для его получения используются древесный и каменный угли, а также скорлупа кокосовых орехов. Исходный материал подвергают процессу активации. Суть его состоит в том, чтобы вскрыть закупоренные поры действием высокой температуры, растворами электролитов или водяным паром.

В ходе процесса активации меняется лишь структура вещества, поэтому химическая формула активированного угля идентична составу сырья, из которого тот был изготовлен. Влажность активированного угля зависит от удельной поверхности пор и обычно составляет менее 12%.

Город призрак без угля. Таковым стал японский Хасима. В 1930-е его признали самым густонаселенным. На крошечном клочке земли уместились 5 000 человек. Все они работали на угольном производстве.

Остров оказался буквально сложенным из каменного источника энергии. Однако, к 1970-ым запасы угля истощились.

Уехали все. Остался лишь перерытый остров и постройки на нем. Туристы и японцы зовут Хасиму призраком. Остров наглядно показывает важность каменного угля, невозможность человечества жить без него. Альтернативы нет.

Есть только попытки ее найти. Поэтому, уделим внимание современному герою, а не туманным перспективам.

Описание и свойства

Каменный уголь – это горная порода органического происхождения. Это значит, что камень образован из разложившихся остатков растений, животных. Чтобы они сформировали плотную толщу, требуется постоянное накопление и спрессовывание.

Подходящие условия на дне водоемов. Там, где есть месторождения каменного угля , когда-то были моря, озера. Отмершие организмы опускались на дно, придавливались толщей воды. Так образовывался . Каменный уголь – последствие его дальнейшего сжатия под давлением уже не только воды, но и новых слоев органики.

Основные запасы каменного угля относятся к эре Палеозоя. С ее окончания минуло 280 000 000 лет. Это эра гигантских растений и динозавров, обилия жизни на планете. Не удивительно, что именно тогда органические отложения накапливались особенно активно.

Чаще всего, уголь образовывался в болотах. В их водах мало кислорода, что препятствует полному разложению органики.

Внешне залежи каменного угля напоминают обгоревшую древесину. По химическому составу порода является смесью углеродных ароматических соединений высокомолекулярного типа и летучих веществ с водой.

Минеральные примеси незначительны. Соотношение компонентов не стабильно. В зависимости от преобладания тех, или иных элементов, выделяют виды каменного угля . К основным относится и антрацитовый.

Бурая разновидность угля насыщенна водой, а посему, отличается низкой теплотой сгорания. Получается, в качестве топлива порода не годиться, как каменная. И бурый уголь нашел иное применение. Какое?

Этому будет уделено отдельное внимание. Пока же, разберемся, почему водонасыщенную породу зовут бурой. Причина в цвете.

Уголь коричневатый, без блеска, рыхлый. С геологической точки зрения массу можно назвать молодой. То есть, в ней не завершены процессы «брожения». Поэтому, у камня низкая плотность, при сгорании образуется много летучих веществ.

Ископаемый каменный уголь антрацитового типа – полностью сформировался. Он плотнее, тверже, чернее, блестит. Чтобы бурая порода стала такой, требуются 40 000 000 лет. В антраците велика доля углерода – около 98%.

Естественно, что теплоотдача у черного угля на высоте, а значит, камень можно использовать в качестве топлива.

Образования каменного угля чаще всего находятся в болоте

Бурый вид в этой роли используют лишь для обогрева частных домов. Им не нужны рекордные показатели энергии.

Нужна лишь простота обращения с топливом, а антрацит в этом плане проблематичен. Разжечь черный каменный уголь непросто. Производственники, железнодорожники, приноровились. Трудозатраты стоят того, ведь не только энергоемок, но и не спекается.

Каменный уголь – топливо , от сгорания которого остается зола. Из чего она, если органика переходит в энергию? Помните заметку о минеральной примеси? Именно неорганическая составляющая камня и остается на дне печей.

Немало золы осталось и на китайском месторождении в провинции Люхуангоу. Залежи антрацита там горели без малого 130 лет. Пожар потушили лишь в 2004-ом году. Каждый год сгорали 2 000 000 тонн породы.

Вот и посчитайте, сколько каменного угля пропало даром. Сырье могло пригодиться не только в качестве топлива.

Применение каменного угля

Уголь называют солнечной энергией, заключенной в камень. Энергию можно преобразовывать. Она не обязательно должна быть тепловой.

Энергию, получаемую при сгорании породы, переводят, к примеру, в электричество. Температура сгорания каменного угля бурого типа чуть не доходит до 2 000 градусов. Дабы получить электричество из антрацита, потребуется уже около 3 000 по шкале Цельсия.

Каменный уголь применяют в качестве топлива

Если же говорить о топливной роли угля, он используется не только в чистом виде.

В лабораториях из органической породы научились получать жидкое и газообразное топливо, а на металлургических заводах уже давно пользуются коксом.

Он получается при нагреве каменного угля до 1 100 градусов без доступа кислорода. Кокс – бездымное топливо. Важна для металлургов и возможность применения брикетов в роли восстановителей железной руды. Так, кокс пригождается при отливке .

Кокс применяют и в качестве разрыхлителя шихты. Так именуют смесь исходных элементов будущего сплава. Будучи разрыхленной коксом, шихта легче переплавляется. Кстати, некоторые компоненты для сплавов тоже получают из антрацита.

В качестве примесей в нем могут содержаться и галлий – металлы редкие и мало где еще встречающиеся.

Купить уголь стремятся, так же, для производства композиционных материалов углеграфитового толка. Композитами называют массы из нескольких составляющих, с четкой границей между ними.

Искусственно созданные материалы применяют, к примеру, в авиации. Здесь композиты увеличивают прочность деталей.

Карбоновые массы выдерживают, как очень высокие, так и низкие температуры, используются в стойках опоры контактных сетей.

А вообще, композиты прочно вошли уже во все сферы жизни. Железнодорожники устилают ими новые платформы.

Из наномодифицированного сырья делают опоры строительных конструкций. В медицине с помощью композитов предлагают заполнять сколы на костях и прочие повреждения, не подлежащие металлическому протезированию. Вот какой каменный уголь многоликий и многофункциональный.

Химики разработали метод получения из угля пластмасс. При этом, не пропадают отходы. Низкосортная фракция прессуется в брикеты.

Они служат топливом, которое подходит, как для частных домов, так и производственных цехов. В топливных брикетах остается минимум углеводородов. Они, собственно, и есть самок ценное в угле.

Из него можно получить чистые бензол, толуол, ксилолы, куморановые смолы. Последние, к примеру, служат основой для лакокрасочной продукции и такого материала внутренней отделки помещений, как линолеум.

Часть углеводородов ароматические. Людям знаком запах нафталина. Но, немногие знают, что производят его из каменного угля.

В хирургии нафталин служит антисептиком. В домашнем хозяйстве вещество борется с молью. Кроме того, нафталин способен защитить от укусов ряда насекомых. Среди них: мухи, оводы, слепни.

В общей сложности, уголь каменный в мешках закупают для производства более чем 400-от видов продукции.

Многие из них – побочные товары, получаемые на коксохимическом производстве. Интересно, что стоимость дополнительных линий, как правило, больше, чем у кокса.

Если же рассматривать среднюю разницу между каменным углем и товарами из него, она составляет 20-25 раз.

То есть, производство весьма выгодное, быстро окупается. Поэтому, неудивительно, что ученые ищут все новые и новые технологии переработки осадочной породы. На растущий спрос должно быть предложение. Ознакомимся с ним.

Добыча каменного угля

Месторождения угля называют бассейнами. В мире их свыше 3 500. Общая площадь бассейнов – около 15% от суши. Больше всего угля в США.

Там сосредоточенны 23% от мировых запасов. Каменный уголь в России – это 13% общих запасов. Бронза у Китая. В его недрах сокрыто 11% породы.

Большинство из них – антрациты. В России соотношение бурого угля к черному примерно одинаково. В США преобладает бурый вид породы, что снижает значение залежей. Не смотря на обилие бурого угля, месторождения США поражают не только объемами, но и масштабами.

Запасы одного только Аппалачского каменноугольного бассейна составляют 1 600 миллиардов тонн. В самом крупном бассейне России, для сравнения, хранятся лишь 640 миллиардов тонн породы. Речь о Кузнецком месторождении.

Оно находится в Кемеровской области. Еще пара перспективных бассейнов обнаружены в Якутии и Тыве. В первом регионе залежи назвали Эльгинскими, а во втором – Элегетскими. Месторождения Якутии и Тывы относятся к закрытому типу. То есть, порода находиться не у поверхности, на глубине.

Нужно строить шахты, штольни, стволы. Это поднимает цену каменного угля . Но, масштабы залежей стоят затрат. Что же касается Кузнецкого бассейна, в нем работают по смешенной системе. Около 70% сырья извлекают с глубин гидравлическим способом.

30% угля добывают открыто, используя бульдозеры. Их достаточно, если порода залегает у поверхности, а прикрывающие слои рыхлые.

Открыто уголь добывают и в Китае. Большинство месторождений КНР находятся далеко за пределами городов. Однако, это не помешало одной из залежей доставить неудобства населению страны. Это произошло в 2010-ом.

Пекин резко увеличил запросы на уголь из Внутренней Монголии. Она считается провинцией КНР. В путь отправилось столько грузовиков с товаром, что 110-е шоссе встало почти на 10 дней. Пробка началась 14-го августа, а рассосалась лишь 25-го.

Правда, не обошлось и без проведения дорожных работ. Грузовики с углем усугубили ситуацию. 110-е шоссе относится к дорогам государственного значения. Так что, не только уголь в пути задержался, но и прочие контракты оказались под угрозой.

В интернете можно найти ролики, где водители, ехавшие в августе 2010-го по китайскому шоссе, сообщают, что 100-километровый отрезок преодолевали около 5-ти дней.

 

Возможно, будет полезно почитать:

 

Уголь древесный. Технические условия – РТС-тендер

ГОСТ 7657-84

Группа Л42



ОКП 24 5571 0100

Дата введения 1986-01-01

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством лесной промышленности СССР

РАЗРАБОТЧИКИ:

А.Н.Трофимов, О.В.Скворцова, Р.А.Шильникова

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 18.12.84 N 4509

Изменение N 2 принято Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации 15.04.94 (отчет Технического секретариата N 2)

За принятие проголосовали:

Наименование государства

Наименование национального органа стандартизации

Республика Белоруссия

Госстандарт Белоруссии

Республика Казахстан

Госстандарт Республики Казахстан

Республика Молдова

Молдовастандарт

Российская Федерация

Госстандарт России

Туркменистан

Главная государственная инспекция Туркменистана

Республика Узбекистан

Узгосстандарт

Украина

Госстандарт Украины

3. ВЗАМЕН ГОСТ 7657-74

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

5. Ограничение срока действия снято по протоколу N 5-94 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 11-12-94)

6. ИЗДАНИЕ (апрель 2002 г.) с Изменениями N 1, 2, утвержденными в марте 1990 г. и марте 1996 г. (ИУС 6-90, 6-96)


Настоящий стандарт распространяется на древесный уголь, получаемый при пиролизе и углежжении древесины в аппаратах промышленного типа.

Древесный уголь применяют в производстве кристаллического кремния, цветных металлов, активных углей, сероуглерода, ферросплавов, карбюризатора и для других целей.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1. МАРКИ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Древесный уголь должен быть изготовлен в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке.

1.2. Древесный уголь из пород древесины по ГОСТ 24260 вырабатывают трех марок:

А - уголь, получаемый при пиролизе древесины пород группы 1;

Б - уголь, получаемый при пиролизе смеси древесины пород групп 1 и 2;

В - уголь, получаемый при углежжении смеси древесины пород групп 1, 2 и 3.

1.3. По физико-химическим показателям древесный уголь должен соответствовать требованиям и нормам, указанным в таблице.

Наименование показателя

Норма для марки

Метод анализа

А
ОКП 24 5571 0130

Б
ОКП 24 5571 0140

В

Высший сорт
ОКП 24 5571 0132

1-й сорт ОКП 24 5571 0133

1-й сорт ОКП 24 5571 0143

2-й сорт ОКП 24 5571 0144

ОКП 24 5571 0150

1. Кажущаяся плотность, г/см, не менее

0,37

0,37

Не нормируетеся

По п.4.6

2. Массовая доля золы, %, не более

2,5

3,0

2,5

3,0

4,0

По ГОСТ 12596 и п.4.7 настоящего стандарта

3. Массовая доля нелетучего углерода, %, не менее

90

78

88

77

67

По п.4.8

4. Массовая доля воды, %, не более

6

6

6

6

6

По ГОСТ 16399 разд.2

5. Массовая доля угля с зернами в местах погрузки, %, не более:

размером менее 25 мм

5

5

Не нормируется

По п.4.9

размером менее 12 мм

5

5

7

7

7

6. Массовая доля головней, %, не более

Отсутствие

2

Отсутствие

2

2

По п.4.10

7. Масса 1 дм угля, г, не менее

210

210

Не нормируется

По п.4.11


Примечания:

1. По согласованию с потребителем допускается массовая доля воды в угле, кроме угля марки А высшего сорта, до 20% с пересчетом фактической массы на 6%-ную влажность.

2. Для производства активных углей предназначен древесный уголь только марки А, а для производства сероуглерода - марок А и Б.

3. Нормы по п.5 (для угля с зернами размером менее 25 мм) и п.7 таблицы установлены для угля, предназначенного для производства активных углей.

4. При транспортировании допускается увеличение массовой доли угля нормируемых фракций (размером менее 12 или 25 мм) не более чем на 0,8% на каждые 100 км пути.


(Измененная редакция, Изм. N 1).

2. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

2.1. Древесный уголь - горючее, пористое твердое вещество. Минимальная температура самовоспламенения 340°С. Нижний концентрационный предел воспламенения древесноугольной пыли 128 г/м.

Свежеприготовленный уголь в объемах более 100 дм при обычных условиях склонен к самовозгоранию.

2.2. До отправки потребителю древесный уголь должен быть стабилизирован для предотвращения самовозгорания.

2.3. Древесный уголь должен предохраняться от контакта с сильными окислителями. Не допускается скопление угольной пыли.

2.4. При загорании древесный уголь следует тушить водой или пеной.

2.5. Древесный уголь относится к 4-му классу опасности - малоопасное вещество. Предельно допустимая концентрация аэрозоля древесного угля в воздухе рабочей зоны - 6 мг/м (ГОСТ 12.1.005).

2.6. При работе с древесным углем должны соблюдаться правила безопасности для предприятий лесохимической промышленности.

3. ПРАВИЛА ПРИЕМКИ

3.1. Правила приемки древесного угля - по ГОСТ 5445 со следующими уточнениями.

От угля, транспортируемого насыпью, отбирают точечные пробы в начале, середине и конце погрузки или выгрузки равными порциями.

Из штабеля угля точечные пробы отбирают совком на середине высоты штабеля с глубины 0,5 м от поверхности.

Объем выборки угля, упакованного в мешки, - 10% от партии.

4. МЕТОДЫ АНАЛИЗА

4.1. Методы отбора проб - по ГОСТ 5445. Масса объединенной пробы должна быть не менее 100 кг. Объединенную пробу высыпают на разделочную площадку, осторожно перемешивают, затем рассыпают ровным слоем в форме квадрата и делят на четыре равные части. Из одной части методом квартования отбирают среднюю пробу массой около 3 кг.

Остальные три части сразу используют для определения массовой доли зерен угля размером менее 12 или 25 мм и головней.

4.2. Среднюю пробу измельчают до зерен размером не более 40 мм и делят на две равные части.

4.3. Одну часть средней пробы просеивают через сита с отверстиями диаметром 40 и 20 мм и используют для определения кажущейся плотности. Масса просеянной пробы должна быть не менее 0,8 кг.

4.4. Другую часть средней пробы делят на две равные части, одну из которых методом квартования доводят до 100 г, тщательно растирают пестиком в ступке (ГОСТ 9147), просеивают на сетке N 05 (ГОСТ 3826) и используют для определения массовой доли золы, нелетучего углерода и воды.

Вторую часть пробы измельчают пестиком в ступке, просеивают через сита с полотнами N 36 и N 20 и используют для определения массы 1 дм угля.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

4.5. Пробы, отобранные по пп.4.3 и 4.4, помещают в сухую, чистую стеклянную банку или пакет из водонепроницаемого полимерного материала типа полиэтилена.

4.6а. Допускается применять другие средства измерения с метрологическими характеристиками, посуду и оборудование с техническими характеристиками не хуже, а также реактивов по качеству не ниже указанных в настоящем стандарте.

(Введен дополнительно, Изм. N 2).

4.6. Определение кажущейся плотности

4.6.1. Приборы, посуда, материалы

Прибор для определения кажущейся плотности (черт.1) состоит из следующих частей: металлического цилиндра с верхним и нижним сливными патрубками, металлического цилиндра с нижним сливным патрубком, цилиндра-сетки с крышкой.

Черт.1. Прибор для определения кажущейся плотности

1 - металлический цилиндр; 2 - верхний сливной патрубок; 3 - нижний сливной патрубок; 4 - цилиндр-сетка; 5 - замок; 6 - перфорированная крышка; 7 - отверстия диаметром 12 мм и расстоянием между ними 17 мм

Черт.1


Весы лабораторные общего назначения с наибольшим пределом взвешивания 500 или 1000 г и погрешностью ±38 или ±75 мг соответственно.

Термометр стеклянный лабораторный, обеспечивающий измерение температуры от 0 до 50°С, с ценой деления 1°С.

Часы песочные на 1 и 10 мин.

Цилиндр измерительный по ГОСТ 1770, вместимостью 1000 см.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

4.6.2. Проведение анализа

Около 400 г угля, приготовленного по п.4.3, помещают в цилиндр-сетку прибора и закрывают крышку на замок.

Металлические цилиндры заполняют водопроводной водой с температурой (25±10)°С.

В цилиндр с закрытым нижним сливным патрубком помещают цилиндр-сетку с углем на 10 мин. Затем цилиндр-сетку вынимают, подвешивают на штативе и выдерживают около 1 мин до прекращения стекания воды. После этого уголь высыпают на предварительно смоченную и отжатую хлопчатобумажную ткань, сложенную в пять-шесть слоев. Уголь слегка перекатывают по ткани, снова помещают в цилиндр-сетку, закрывают крышку на замок и осторожно погружают в металлический цилиндр с верхним сливным патрубком, установленный на горизонтальной поверхности, предварительно подставив под верхний патрубок измерительный цилиндр.

Когда вода перестанет стекать из верхнего патрубка, замеряют объем воды в цилиндре.

Предварительно определяют объем воды, вытесненный пустым цилиндром-сеткой. После каждого определения следует заменять воду в цилиндрах, сливая ее через нижний патрубок.

4.6.3. Обработка результатов


Кажущуюся плотность угля () в г/см вычисляют по формуле

,

где - масса навески угля, г;

- объем воды, вытесненный цилиндром-сеткой с углем, см;

- объем воды, вытесненный пустым цилиндром-сеткой, см;

- массовая доля воды в угле, определенная по ГОСТ 16399, %.

За результат анализа принимают среднее арифметическое двух параллельных определений, абсолютные допускаемые расхождения между которыми при доверительной вероятности =0,95 не должны превышать 0,02 г/см.

4.7. Массовую долю золы определяют по ГОСТ 12596 со следующими дополнениями:

зольный остаток прокаливают в течение 3 ч;

за результат анализа принимают среднее арифметическое двух параллельных определений, абсолютные допускаемые расхождения между которыми при доверительной вероятности =0,95 не должны превышать 0,2%.

4.6.3, 4.7 (Измененная редакция, Изм. N 2).

4.8. Массовую долю нелетучего углерода () в процентах вычисляют по формуле

,


где - массовая доля золы, определенная по п.4.7, %;

- массовая доля летучих веществ, определенная по ГОСТ 6382 и вычисленная по формуле

,

где - масса пустого тигля с крышкой, г;

- масса тигля с крышкой и навеской угля перед нагреванием, г;

- масса тигля с крышкой и нелетучим остатком после нагревания, г;

- массовая доля воды, определенная по ГОСТ 16399, разд.2, %.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

4.9. Определение массовой доли угля с зернами размером менее 12 или 25 мм

4.9.1. Приборы

Грохот (черт.2)

Черт.2. Грохот

1 - рама;

2 - сетка размером 1200х1600 мм с отверстиями 12х12 или 25х25 мм; 3 - редуктор; 4 - электромотор

Весы лабораторные общего назначения с наибольшим пределом взвешивания 50 кг и погрешностью ±3750 мг.

Часы песочные на 2 мин.

4.9.2. Проведение анализа

Около 35 кг угля взвешивают, помещают в грохот и проводят рассев в течение 2 мин. Число колебаний грохота должно быть 88-100 в минуту, амплитуда колебания - 150 мм.

После рассева взвешивают уголь с зернами размером менее 12 или 25 мм.

4.9.3. Обработка результатов

Массовую долю угля с зернами размером менее 12 или 25 мм () в процентах вычисляют по формуле

,

где - масса навески угля до рассева, кг;

- масса угля с зернами размером менее 12 или 25 мм, кг.

За результат анализа принимают среднее арифметическое двух параллельных определений, абсолютные допускаемые расхождения между которыми при доверительной вероятности =0,95 не должны превышать 1%.

(Измененная редакция, Изм. N 2).

4.10. Определение массовой доли головней

4.10.1. Проведение анализа

Из угля с зернами размером более 12 или 25 мм, полученного по п.4.9.2, отбирают куски частично обугленной древесины и взвешивают.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

4.10.2. Обработка результатов

Массовую долю головней () в процентах вычисляют по формуле

,


где - масса навески угля до рассева, кг;

- масса головней, кг.

За результат анализа принимают среднее арифметическое двух параллельных определений.

4.11. Определение массы 1 дм угля

4.11.1. Приборы, посуда

Шкаф сушильный лабораторный, обеспечивающий температуру 105-110°С. Весы лабораторные общего назначения с наибольшим пределом взвешивания 500 или 1000 г и погрешностью ±38 или ±75 мг соответственно.

Цилиндр измерительный типа 1-100 или 3-100 по ГОСТ 1770.

Лампа накаливания зеркальная типа ИКЗ 215-225-500.

4.11.2. Проведение анализа

Около 120 г угля, приготовленного по п.4.4, помещают на лист бумаги слоем толщиной не более 0,5 см.

Уголь высушивают в сушильном шкафу при температуре 105-110 °С в течение 3 ч или под лампой накаливания, установленной на высоте 25 см от поверхности угля, в течение 30 мин при периодическом перемешивании.

Высушенный уголь ложечкой насыпают в цилиндр порциями по 10 см, сопровождая легким постукиванием донышка цилиндра о резиновую плоскую поверхность при вращательном движении его вокруг своей оси. При этом угол наклона цилиндра должен быть не более 25° от вертикали.

Уплотнение каждой добавленной порции угля проводят до тех пор, пока не будет наблюдаться изменения его объема.

Заполненный до метки цилиндр взвешивают. Результат взвешивания записывают до второго десятичного знака.

4.11.3. Обработка результатов

Массу 1 дм угля () в граммах вычисляют по формуле

,


где - масса пустого цилиндра, г;

- масса цилиндра с углем, г.

За результат анализа принимают среднее арифметическое двух параллельных определений; допускаемые расхождения между наиболее отличающимися результатами при доверительной вероятности =0,95 не должны превышать 7 г.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

5. УПАКОВКА, МАРКИРОВКА, ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ

5.1а. Упаковка, маркировка, транспортирование и хранение - по ГОСТ 28670.

5.1. Древесный уголь поставляют в упакованном виде или насыпью.

Древесный уголь упаковывают в бумажные мешки марки НМ по ГОСТ 2226.

Мешки зашивают или завязывают. Масса угля в мешке должна быть не более 15 кг.

5.1а, 5.1. (Измененная редакция, Изм. N 2).

5.2. Транспортная маркировка - по ГОСТ 14192.

Кроме того, к каждому мешку прикрепляют ярлык со следующими обозначениями:

наименование предприятия-изготовителя и его товарный знак;

наименование продукта, его марка, сорт;

номер партии;

масса нетто;

дата изготовления продукта;

обозначение настоящего стандарта;

предупредительный знак опасности груза в соответствии с ГОСТ 19433.

5.3. Древесный уголь относится к 4-му классу опасности по ГОСТ 19433 (подкласс 4.2; черт.4б, классификационный шифр 4212) и серийный номер ООН 1361.

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).

5.4. Древесный уголь в мешках и насыпью транспортируют по железной дороге в сухих, чистых, крытых вагонах повагонными отправками или автотранспортом в крытых транспортных средствах в соответствии с правилами перевозки грузов, действующими на данном виде транспорта.

5.5. Для производства активных углей и сероуглерода древесный уголь транспортируют в крытых вагонах насыпью.

По согласованию изготовителя с потребителем допускается транспортировать древесный уголь насыпью в специально оборудованных полувагонах.

5.6. Полувагоны и автотранспорт должны иметь укрытие несгораемыми или трудносгораемыми материалами, предохраняющими уголь от загорания и попадания атмосферных осадков.

5.7. Древесный уголь хранят в бункерных или закрытых складах, под навесом или укрытием, защищающим продукт от попадания в него атмосферных осадков.

6. ГАРАНТИИ ИЗГОТОВИТЕЛЯ

6.1. Изготовитель должен гарантировать соответствие выпускаемого продукта требованиям настоящего стандарта при соблюдении условий транспортирования и хранения.

6.2. Гарантийный срок хранения древесного угля - 12 мес со дня изготовления продукта.



Электронный текст документа
подготовлен АО "Кодекс" и сверен по:
официальное издание
М.: ИПК Издательство стандартов, 2002

Химическая формула угля, процесс его образования и использование в промышленности

Уголь в различных своих модификациях может иметь цвет от коричневого до черного. Он является хорошим топливом, поэтому его используют в преобразовании тепловой энергии в электрическую. Образуется он в результате накопления растительной массы и прохождения в ней физико-химических процессов.

Различные модификации угля

Накопление древесной массы в болотистой почве приводит к образованию торфа, который является предшественником угля. Формула торфа достаточно сложная, кроме того, для этой разновидности угля не существует конкретного стехиометрического соотношения. Сухой торф состоит из атомов углерода, водорода, кислорода, азота и серы.

Далее торф при длительном воздействии высокой температуры и больших давлений, возникающих в результате протекания геологических процессов, претерпевает ряд следующих угольных модификации:

  1. Бурый уголь или лигнит.
  2. Битум.
  3. Каменный уголь.
  4. Антрацит.

Конечным продуктом этой цепи преобразований является твердый графит или графитоподобный уголь, формула которого представляет собой чистый углерод C.

Древесина карбонового периода

Около 300 млн лет назад в карбоновый период большая часть суши нашей планеты была покрыта гигантскими папоротниковыми лесами. Постепенно эти леса вымирали, и древесина накапливалась в болотистых почвах, на которых они произрастали. Большое количество воды и грязи создавали препятствия для проникновения кислорода, поэтому мертвая древесина не разлагалась.

В течение длительного времени вновь отмершая древесина покрывала более старые слои, давление и температура которых постепенно увеличивались. Сопутствующие геологические процессы в конечном итоге привели к образованию залежей угля.

Процесс карбонизации

Термин "карбонизация" подразумевает метаморфические преобразования углерода, связанные с увеличением толщины древесных пластов, тектоническими движениями и процессами, а также с увеличением температуры в зависимости от глубины напластований.

Увеличение давления в первую очередь изменяет физические свойства угля, химическая формула которого остается неизменной. В частности, изменяется его плотность, твердость, оптическая анизотропия и пористость. Увеличение же температуры изменяет саму формулу угля в сторону увеличения содержания углерода и уменьшения кислорода и водорода. Эти химические процессы приводят к увеличению топливных характеристик угля.

Каменный уголь

Эта модификация угля очень богата углеродом, что приводит к высокому коэффициенту теплоотдачи и обуславливает ее использование в энергетической промышленности к качестве основного топлива.

Формула каменного угля состоит из битумных субстанций, дистилляция которых позволяет выделить из него ароматические гидрокарбонаты и вещество, известное под названием кокс, которое широко используется в процессах металлургии. Помимо битумных соединений, в каменном угле много серы. Этот элемент является главным источником загрязнения атмосферы при сжигании угля.

Каменный уголь имеет черный цвет и медленно горит, создавая пламя желтого цвета. В отличие от бурого угля, его теплота сгорания больше и составляет 30-36 МДж/кг.

Формула угля имеет сложный состав и содержит множество соединений углерода, кислорода и водорода, а также азота и серы. Такое разнообразие химических соединений стало началом развития целого направления в химической промышленности – карбохимии.

В настоящее время каменный уголь практически вытеснен природным газом и нефтью, однако два важных его направления использования продолжают существовать:

  • основное горючее на тепловых электростанциях;
  • источник кокса, получаемого путем бескислородного горения каменного угля в закрытых домнах.

Температура горения древесного и каменного угля. Из чего состоит уголь? Какова химическая формула угля

Горение угля

Подземные пожары могут продолжаться длительные периоды времени (месяцы или годы, в отдельных случаях— до нескольких тысяч лет), пока не истощится тлеющий пласт. Они могут распространяться на значительные площади по шахтным выработкам и трещинам в массиве горных пород. Поскольку они подземные, их чрезвычайно трудно погасить, что не в последнюю очередь связано с трудностью либо невозможностью доступа к очагу горения.

Некоторые возгорания угольных пластов — естественные явления. Некоторые угли могут самовозгораться при температурах ниже 100°C (212°F) при определённой влажности и размерах кусков. Лесные пожары (вызванные молнией или другие) могут поджигать уголь, залегающий близко от поверхности, и тление может распространяться через пласты, создавая условия для воспламенения более глубоких пластов. Доисторические обнажения шлака на Американском Западе — результат доисторических горений угля, которые оставили остаток, сопротивляющийся эрозии лучше чем матрица. По оценкам учёных,Горящая гора в Австралии является самым старым из известных горящих месторождений угля — пожар там продолжается около 6000 лет.

В мире существуют тысячи активных неустранимых подземных пожаров, особенно в Китае и Индии, где бедность, недостаток правительственного регулирования и безудержное развитие вместе создают угрозу окружающей среде. Современные слоевые горные разработки открывают тлеющие пласты угля воздуху, возобновляя горение..

Среди сотен подземных пожаров в Соединённых Штатах наиболее известный находится в городе Централия, штат Пенсильвания. Начал гореть в 1962 году. Сегодня активны и другие подземные пожары в США, например в городе Вандербилт, также штат Пенсильвания (штат с наибольшим количеством подземных пожаров).

Подземные пожары могут начинаться в результате аварии, обычно вызывая взрыв газа. Некоторые подземные пожары начались, когда власти взрывали нелегальные горные разработки. Много недавних шахтных пожаров начались по вине людей, сжигающих мусор в ямах поблизости от брошенных угольных шахт (как, например, это произошло в Централии).

Сельские жители Китая в угольных регионах часто добывают уголь для домашнего использования, отказываясь от выработок, когда они истощаются, бросая быстро воспламеняющуюся угольную пыль на открытом воздухе. Отображение угольных пожаров Китая на карте со спутниковой фотографии обнаружило многие предварительно неизвестные пожары. Имеется несколько успешных примеров борьбы с подземными пожарами: в 2004 году, в Китае удалось потушить пожар в угольной шахте Люхуангоу, около Урумчи в области Синьцзян, горение которого продолжалось с 1874 года. Самые страшные из текущих пожаров находятся в каменно-угольных бассейнах Уда во Внутренней Монголии. Угольные пожары Китая сжигают 20—30 миллионов тонн угля в год. Ликвидацию подземных пожаров в шахтах, а также спасение людей в России осуществляет ВГЧС

Особенности разных видов топлива

Рассмотрим два основных, наиболее распространенных, вида твердотопливного сырья — дрова и уголь.
Дрова содержат значительное количество влаги, поэтому сначала происходит испарение влаги, на что потребуется определенное количество энергии. После испарения влаги начинается интенсивное горение дров, но, к сожалению, процесс длится недолго.

Поэтому, чтобы его поддерживать, требуется регулярное подкладывание дров в топку. Температура возгорания древесины составляет около 300°С.

По количеству выделяемого тепла и длительности горения уголь превосходит древесину. В зависимости от возраста ископаемого материала минерал подразделяется на виды:

  • бурый;
  • каменный;
  • антрацит.

Бурые угли

Среди ископаемых углей наиболее молодые — бурые угли. Свое название топливо получило за бурый цвет. Данный вид топлива характеризуется большим количеством летучих примесей и высоким содержанием влаги — до 40%. При этом количество чистого углерода может достигать 70%.

Из-за повышенной влажности у бурого угля низкая температура горения и невысокая теплоотдача. Воспламеняется топливо при 250°С, а температура горения бурых углей достигает 1900 °С. Теплота сгорания составляет приблизительно 3600 ккал/кг.

Как энергоноситель бурый уголь в естественном виде уступает дровам, поэтому его редко применяют для печей и твердотопливных агрегатов в частных домах. Но устойчивым спросом пользуется брикетированное топливо.

Бурые угли

Бурый уголь в брикетах — это топливо, прошедшее специальную подготовку. За счет снижения влажности повышается его энергоэффективность. Теплоотдача брикетированного топлива достигает 5000 ккал/кг.

Каменные угли

Каменные угли старше бурых, их залежи располагаются на глубине до 3 км. В этом виде топлива содержание чистого углерода может достигать 95%, а летучих примесей — до 30%. Влаги этот энергоноситель содержит не более 12%, что положительно влияет на теплоэффективность полезного ископаемого.

Температура горения каменного угля в идеальных условиях достигает 2100°С, но в отопительной печи топливо сжигается максимум при 1000°С. Теплоотдача каменноугольного топлива составляет 7000 ккал/кг. Его сложнее разжечь — для воспламенения требуется нагрев до 400°С.

Каменноугольный энергоноситель чаще остальных применяется для обогрева жилых домов и зданий иного назначения.

Каменный уоль

Антрацит

Самое древнее твердое ископаемое топливо, которое практически не содержит влаги и летучих примесей. Содержание углерода в антраците превышает 95%.

Удельная теплоотдача топлива достигает 8500 ккал/кг — это высший показатель среди углей. В идеальных условиях антрацит сгорает при 2250°С. Воспламеняется он при температуре не менее 600°С — это показатель для самых низкокалорийных видов. Для розжига требуется использовать дрова, чтобы создать необходимый нагрев.

Характеристики антрацита

Антрацит в первую очередь промышленное топливо. Его использование в печи или котле нерационально и дорого. Помимо высокой теплоотдачи к преимуществам антрацита относится низкая зольность и малодымность.

Разновидности угля

Существует несколько видов этого топлива, температура угля при горении у каждого типа будет разной. По происхождению различают уголь, полученный из древесины, и ископаемые экземпляры.

Ископаемое топливо сотворила сама природа. В его состав входят растительные компоненты, которые подвергались изменениям, находясь под толщей земли.

К этой категории относятся следующие типы угля:

  • антрацит;
  • бурый;
  • каменный.


Выделяют 3 вида угля

Природные ископаемые

Самая молодая разновидностей ископаемых — бурый уголь. Этот вид топлива состоит из большого количества примесей и отличается высоким уровнем влаги (до 40%). При этом содержание углерода может доходить до 70%.

Из-за высокой влажности этот уголь имеет невысокую температуру горения и низкую отдачу тепла. Температура горения составляет 1900 градусов, а возгорание происходит при 250 градусах. Бурую разновидность редко используют для печей в частных домах, поскольку она сильно уступает дровам по качеству.

Однако высоким спросом пользуется бурый уголь в виде брикетов. Такой теплоноситель проходит специальную доработку. Его влажность понижается, а потому топливо становится более эффективным.


Данный уголь имеет высокую влажность

Каменные ископаемые старше бурых. В природе они содержатся очень глубоко под землей. Этот теплоноситель может содержать до 95% углерода и до 30% летучих примесей. При этом ископаемое имеет невысокое содержание влаги — максимум 12%.

Находясь в печи, температура горения угля составляет 1000 градусов, а в идеальных условиях может достигать отметки в 2100 градусов. Его достаточно сложно разжечь, для этого нужно нагреть ископаемое до 400 градусов. Каменный теплоноситель — самая популярная разновидность топлива для обогрева зданий и частных домов.

Антрацит — древнейшее ископаемое, практически не содержащее примесей и влаги. Количество углерода в топливе более 95%. Температура сгорания составляет 2250 градусов при подходящих условиях. Для воспламенения необходимо создать температуру минимум 600 градусов. Необходимо применять дрова для того, чтобы создавать нужный нагрев.

Интересно: температура горения дров в печке.
Данный уголь не имеет влаги

Продукты производства

Древесный уголь не является природным ископаемым, поэтому его выделяют в отдельную категорию. Этот продукт получается в результате обработки древесины. Из нее удаляют лишнюю влагу и меняют структуру. При правильном хранении влажность в древесном топливе равна 15%.

Для того чтобы топливо воспламенилось, его необходимо нагреть до 200 градусов. Следует учитывать то, что температура горения древесного угля может отличаться в зависимости от условий и вида древесины, например:

  • для ковки металла подойдут березовые угли — при качественной подаче воздуха, они будут гореть при 1200-1300 градусах;
  • в отопительной котле или в печи температура древесного угля при горении составит 800-900 градусов;
  • в мангале на природе показатель будет равен 700 градусов.

Топливо, полученное из древесины, очень экономично. Его требуется гораздо меньше, чем дров. Этот производственный продукт идеально подойдет для приготовления мяса в мангале.

В этом видео вы узнаете, чем отличается каменный уголь от древесного:

Особенности сжигания углей

Когда потребитель знакомится с температурой горения того или иного угля, ему нужно учитывать, что производители указывают только те цифры, которые являются актуальными для идеальных условий. Конечно, в обычном бытовом котле или печи воссоздать необходимые параметры просто невозможно. Современные теплогенераторы из металла или кирпича просто не рассчитаны на столь высокие температуры, так как основной теплоноситель в системе может быстро закипеть. Именно поэтому параметры сгорания того или иного топлива определяются режимом его сжигания.

Иными словами, все зависит от интенсивности подачи воздуха. Как ископаемый, так и древесный уголь хорошо нагревает помещение, если уровень поступления кислорода достигает 100%. Чтобы ограничить воздушный поток, можно использовать специальную заслонку/задвижку. Такой подход позволяет создать наиболее благоприятные условия сгорания заправленного топлива (до 950˚С).

Если уголь используется в твердотопливном котле, тогда нельзя допустить вскипание теплоносителя. Основная опасность связана с тем, что предохранительный клапан может просто не сработать, а это чревато большим взрывом. К тому же смесь воды и горячего пара плохо воздействует на функциональные способности циркуляционного насоса. Специалистами были разработаны два наиболее эффективных способа, которые позволяют контролировать процесс горения:

  1. Дроблённое или порошковое топливо должно поступать в котёл исключительно в дозированном объёме (действует та же схема, что и в пиллетных устройствах).
  2. Основной энергоноситель загружается в топку, после чего регулируется интенсивность подачи воздуха.

Рассматривая, при какой температуре горит тот или иной вид топлива, следует учитывать, что приводятся цифры, достижимые только в идеальных условиях. В домашней печи или твердотопливном котле такие условия создать невозможно, да и не нужно. Кирпичный или металлический теплогенератор не рассчитан на такой уровень нагрева, а теплоноситель в контуре быстро закипит.

Поэтому температура сгорания топлива определяется режимом его сжигания, то есть, от количества воздуха, подаваемого в топочную камеру. Ископаемый и древесный энергоноситель лучше всего горит, если подача воздуха достигает 100%. Для ограничения воздушного потока используется задвижка или заслонка, благодаря чему поддерживается оптимальная для печи температура сгорания топлива — около 800-900°С.

Сжигание углей в котле

При сжигании энергоносителя в котле нельзя допускать вскипание теплоносителя в водяной рубашке — если предохранительный клапан не сработает, произойдет взрыв. Кроме того, смесь пара и воды губительно действует на циркуляционный насос в системе отопления.

Чтобы контролировать процесс горения, используются следующие способы:

  • энергоноситель загружается в топку и регулируется подача воздуха;
  • угольная крошка или топливо кусочками подается дозировано (по той же схеме, что и в пеллетных котлах).

Температура в мангале

Идеальная температура топлива для жарки мяса — 600-700 градусов. В таком случае шашлык получится максимально сочным и прожаренным.

Профессионалы советуют определять температуру по виду теплоносителя. Оптимально, когда угольки начинают «седеть», то есть на них образуется белый пепел.

Важно не путать температуру горения угля и дров. Если в мангал поместить березовую древесину и зажечь ее, температура дойдет до отметки 1070-1570 градусов. Такой показатель не подойдет для жарки шашлыка. Мясо попросту сгорит.

Измерение показателей

Для того чтобы определить температуру в мангале, начинающие могут воспользоваться пирометром. Этот прибор стоит недорого и облегчит жизнь любителям дачного отдыха. Однако можно измерить показатель и без использования специальных средств. Для этого потребуется только рука. Ее необходимо поднять над мангалом на высоте 7-8 см от топлива.


В процессе необходимо подсчитать, через какое время станет максимально горячо:
  • через 1 секунду — уровень температуры от 350 градусов и больше;
  • 2 секунды — около 280 градусов;
  • 3 секунды — 250 градусов;
  • 4 секунды — отметка в 200 градусов;
  • 5 секунд или больше — меньше 150 градусов.

Измерение градусов таким способом очень условно и не слишком подходит для новичков. Только опытный шашлычник с помощью руки сможет безошибочно определить, какая температура в мангале.

Использование разнообразных видов топлива очень популярно. Уголь, торф и древесину применяют не только в быту, но и в промышленных целях. На современном рынке каждый найдет подходящий теплоноситель исходя из назначения и желаемых требований.

Состав топлива разных видов

Бурый уголь относится к молодым залежам, поэтому в нем содержится наибольшее количество влаги (от 20% до 40%), летучих веществ (до 50%) и небольшое количество углерода (от 50% до 70%). Температура горения у него выше, чем дерева, и составляет 350°С. Теплота сгорания — 3500 ккал/кг.
Наиболее распространенным видом топлива является каменный уголь. В нем содержится небольшое количество влаги (13-15%), а содержание горючего элемента углерода превышает 75%, в зависимости от сорта.

Средняя температура возгорания — 470°С. Летучих газов в каменном угле 40%. При сгорании выделяется 7000 ккал/кг.

К самым старым залежам твердотопливного ископаемого относится антрацит, залегающий на значительной глубине. В нем практически нет летучих газов (5-10%), а количество углерода варьируется в пределах 93-97%. Теплота сгорания находится в пределах от 8100 до 8350 ккал/кг.

Отдельно необходимо отметить древесный уголь. Его получают из древесины путем пиролиза — сжигания при высокой температуре без доступа кислорода. Готовый продукт отличается высоким содержанием углерода (от 70% до 90%). При сжигании древесного топлива выделяется около 7000 ккал/кг.

Использование древесного угля


Древесный уголь в быту используется для приготовления мяса на мангале.

Благодаря высокой температуре горения (около 700°С) и отсутствию пламени обеспечивается равномерный жар, достаточный для приготовления мяса без обугливания.

Также его применяют как топливо для каминов, приготовления пищи на небольших печах.

В промышленности его используют как восстановитель при производстве металла. Незаменим древесный уголь при производстве стекла, пластмасс, алюминия.

Использование бурого угля


Хотя температура горения и теплоотдача бурого ископаемого меньше, чем каменного, его также используют для отопления и приготовления пищи.

Это объясняется его низкой стоимостью.

Но более широко применяется бурый уголь для переработки и получения различных химических веществ: полукокса, горного воска, сажи, бензина.

О горении бурого угля смотрите следующее видео:

Варианты угля

Температура горения древесного угля значительно выше, поэтому данный вариант топлива является отличной альтернативой для обычных дров. Отметим и прекрасный показатель теплоотдачи, продолжительность процесса горения, незначительный расход топлива. Существует несколько разновидностей угля, связанных со спецификой добычи, а также глубиной залегания в земных недрах: каменный, бурый, антрацит.

У каждого из указанных вариантов есть свои отличительные качества и характеристики, которые позволяют использовать его в твердотопливных котлах. Температура горения угля в печи будет минимальной при использовании бурого, так как в его составе содержится достаточно большое количество разнообразных примесей. Что касается показателей теплоотдачи, то их величина аналогична древесине. Химическая реакция горения является экзотермической, теплота сгорания угля имеет высокий показатель.

У каменного угля температура воспламенения достигает 400 градусов. Причем теплота сгорания угля данного вида довольно высока, поэтому данный вид топлива широко используют для обогрева жилых помещений.

Максимальная эффективность у антрацита. Среди недостатков такого топлива выделим его высокую стоимость. Температура горения угля данного вида достигает 2250 градусов. Подобного показателя нет ни у одного твердого топлива, добываемого из земных недр.

Химический процесс

После попадания в камеру происходит постепенное тление дров. Данный процесс происходит благодаря наличию в топке достаточного количества газообразного кислорода, поддерживающего горение. По мере тления наблюдается выделение достаточного количества тепла, превращение избыточной жидкости в пар.

Дым, выделяющийся в процессе реакции, идет в отсек вторичной переработки, там он полностью сгорает, происходит выделение тепла. Углевыжигательная печь выполняет несколько важных функциональных задач. С ее помощью образуется древесный уголь, а в помещении поддерживается комфортная температура.

Но процесс получения подобного топлива является достаточно деликатным, и при малейшем промедлении возможно полное сгорание дров. Необходимо в определенное время извлекать из печи обуглившиеся заготовки.

Процесс горения

В зависимости от вида и сорта топливо делится на короткопламенное и длиннопламенное. К короткопламенным относится антрацит и кокс, древесный уголь.

При сжигании антрацит выделяет много тепла, но для его розжига требуется обеспечить высокую температуру более легко воспламеняемым топливом, например, дровами. Антрацит не выделяет дыма, горит без запаха, пламя у него низкое.

Длиннопламенные виды топлива сгорают за два этапа. Сначала выделяются летучие газы, которые сгорают над слоем угля в пространстве топки.

После выгорания газов начинает сгорать оставшееся топливо, превратившееся тем временем в кокс. Кокс горит на колосниках коротким пламенем. После выгорания углерода остается зола и шлаки.

Формулы горения

Температуры воспламенения разных видов топлива (нажмите для увеличения)

При загорании топлива (дрова, уголь) идет химическая реакция с выделением тепла.

Двуокись углерода вступает в реакцию с углеродом топлива в верхних слоях, образуя окись углерода.

На этом процесс горения не заканчивается, ведь поднимаясь вверх в топочном пространстве, окись углерода вступает в реакцию с кислородом из воздуха, приток которого происходит через поддувало или открытую дверцу топки.

Ее сгорание сопровождается синим пламенем и выделением тепла. Образующийся угарный газ (двуокись углерода) поступает в дымоход и улетает через трубу.

Полезно знать:

когда над топливом исчезают голубые язычки пламени, тогда можно закрыть заслонку дымохода, чтобы тепло не уходило через трубу на улицу.

Тление с минимальным притоком кислорода приведет к образованию неядовитой окиси углерода, давая равномерное тепло.

Отопление углем – практические советы

Полноценное сжигание угольного топлива требует особого подхода к вопросу. Задача – достичь максимального КПД источника тепла, не перегреть теплоноситель и не устроить пожар из-за слишком высокой температуры.


Антрацит — самый калорийный коксующийся уголь

Предлагаем учесть наши рекомендации по выбору оборудования:

  1. Чисто дровяные котлы и стальные печки заводского изготовления нежелательно топить углями высокой калорийности – каменными и антрацитами. Мощная теплоотдача и сильный нагрев способен деформировать стенки топливника (обычно их делают толщиной 3 мм).
  2. Для угольного отопления не годятся ТТ-котлы с водонаполненными колосниками. Из-за разницы температур раскаленный спекающийся слой намертво прилипает к трубам с водой, проход воздуха и дальнейшая очистка агрегата сильно затрудняется.
  3. Если вы располагаете калиброванным каменным углем крупностью фракции 25—50 мм (по классификации – орех), лучшим выбором станет котел с автоматической подачей топлива. Агрегат оснащается ретортной горелкой и вентилятором, четко дозирующим нагнетание воздуха по команде электроники. Длительность непрерывной работы – до 7 суток.
  4. Идеальный вариант – купить шахтный либо традиционный котел, рассчитанный на использование угольных пород. В теплогенераторе предусмотрены подвижные колосники, поворачиваемые внешней рукояткой. Приспособление помогает сбрасывать золу из топки в нижнюю камеру.
  5. Отопители, оснащенные вентилятором или дымососом, удобнее и безопаснее котлов с механическими регуляторами на цепочке. При критическом росте температуры автоматика отключит подачу воздуха, а канал закроется заслонкой. Обычная крышка поддувала прилегает неплотно, кислород просачивается в камеру, медленное горение продолжается.
  6. Топить открытый камин углем – занятие бесполезное. Много тепла не получите, только разведете в комнате грязь, появится неприятный запах.
  7. В целях повышения безопасности очень желательно установить на котел дополнительный клапан теплового сброса. В случае перегрева и закипания элемент сбрасывает часть теплоносителя из котловой рубашки и одновременно заполняет ее холодной водопроводной водой.

К каждому типу угля нужно приноровиться. Незнакомое горючее лучше засыпать мелкими порциями, регулируя тягу шибером и наблюдая за ростом температуры. Когда вычислите все нюансы горения данной марки, заполняйте топливник на 2/3.

Важный момент, касающийся эксплуатации кирпичной печи с плитой. Ни в коем случае не открывайте конфорки после загрузки новой порции угля, пользуйтесь боковой дверцей. При недостатке кислорода топливо выделяет пиролизный газ, который выйдет наружу через отодвинутую конфорку.

Заключение

Ископаемые угли – это особый вид твердого топлива, отличающийся повышенной температурой сжигания. Если планируется его постоянное применение, то оборудование должно быть адаптировано с учетом этой особенности. Топливник печи надо выкладывать из шамотного кирпича, а котел лучше приобретать с автоматической подачей.

Источники

  • https://mr-build.ru/newteplo/temperatura-gorenia-ugla.html
  • https://aniko-gas.ru/kotly/temperatura-goreniya-uglya-kamennogo.html
  • https://TeploRes.ru/ustrojstva-i-pribory/temperatura-uglya.html
  • https://kaminguru.com/kotel/temperatura-gorenija-uglja.html
  • https://teplo.guru/pechi/temperatura-goreniya-uglya.html
  • https://kotelvdome.info/other/temperatura-goreniya-burogo-uglya.html
  • https://otivent.com/temperatura-goreniya-uglya
  • https://cotlix.com/temperatura-goreniya-uglya

Как вам статья?

Мне нравитсяНе нравится

Сергей Владимирович

Задать вопрос

Древесный уголь - обзор | Темы ScienceDirect

4.1.2 Активированный уголь

Древесный уголь легко сделать. Его можно сделать в яме, засыпанной соломой и землей, чтобы образовалась насыпь. Деревянная конструкция строится вокруг центра насыпи, покрывается сорняками или соломой и, наконец, покрывается землей. Древесный уголь также можно сделать в большом стальном барабане. Внутри большого барабана находится меньший барабан, в котором хранится дрова для обугливания. Маленький барабан кладется открытым концом вниз, а бумага и дерево укладываются вокруг него.Большой барабан можно покрыть огнестойкой изоляцией. В барабан можно вставить трубу для выпуска древесного газа или оставить барабан открытым. Большие печи, реторты и печи используются для производства большого количества угля. В Пенсильвании уголь был крупным бизнесом в черной металлургии. После того, как антрацит заменил древесный уголь, спрос на древесный уголь резко упал (1830-е годы). Лучшая древесина для древесного угля - древесина твердых пород, но бамбук и кокосовая стружка также являются хорошими источниками.

В 1920-х годах Генри Форд, Томас Эдисон и Э. Б. Кингсфорд начали производить брикеты из опилок и древесных отходов с автомобильных заводов Форда в Детройте, и Кингсфорд стал нарицательным для древесного угля для барбекю.

Мало что было известно о химии древесного угля до 1780 года, когда шведский ученый Карл Вильгельм Шееле описал, как «пары, адсорбированные древесным углем, могут быть удалены при нагревании и снова поглощены при охлаждении». Во время Первой мировой войны использование серного иприта в Германии привело к исследованиям эффективных абсорбционных свойств древесного угля для использования в противогазах. Американские исследования показали, что древесный уголь, сделанный из скорлупы кокосовых орехов, создает макропористую структуру, которая обеспечивает быстрый поток воздуха.Новаторское исследование Розалинд Франклин в 1950-х годах [44,45] показало, что древесный уголь на 65% состоит из углерода в высокоструктурированной решетке внутри отдельных слоев графита (1,6 нм в диаметре), а оставшийся углерод находится в неупорядоченном массиве. Используя одну из первых индукционных печей Французской лаборатории Haute, она также обнаружила, что кокс может быть графитизирован при нагревании выше 2200 ° C, но древесный уголь не графитизируется при температурах около 3000 ° C. Вместо этого они образовали пористый изотропный материал, который содержал только крошечные домены графитоподобной структуры.Основополагающая статья Франклина о графитизации и неграфитации углерода, опубликованная в журнале Proceedings of the Royal Society в 1951 году [45], является одним из классических произведений литературы по углероду. В этой статье она ввела термины графитизирующие угли и неграфитизирующие угли для описания двух классов материалов, которые она идентифицировала, и предложила модели для их микроструктур. Более недавнее исследование Kroto et al. и Shibuya et al. показал, что C 60 можно удалить из древесного угля и что «древесный уголь имеет структуру, состоящую из фрагментов случайно изогнутых углеродных листов, содержащих пятиугольные и семиугольные кольца, рассредоточенные по гексагональной сети» [46,47].”

Как и глина, углерод имеет отрицательный заряд, притягивая катионы металлов, органических загрязнителей (таких как бензол, хлордан и т. Д.), Растворенных газов (включая сероводород) и других токсинов. Эти адсорбционные свойства улучшаются за счет активации древесного угля и увеличения площади поверхности за счет активации паром. При нагревании древесного угля до высокой температуры (1700–1800 ° F) все летучие соединения и некоторое количество углерода удаляются, таким образом увеличивая поры. Из примерно трех фунтов сырого угля получается 1 фунт активированного угля [48].После того, как активированный уголь остынет, для удаления золы используют промывку водой или кислотой. Вторая промывка водой удаляет кислоту. Химическая активация дает тот же конечный результат - увеличение площади внутренней поверхности, но с использованием химического раствора для растворения внутренней структуры. Обычно активированный уголь на древесной основе коммерчески производится с использованием тепла (450–900 ° C) и фосфорной кислоты. Этот процесс «активации» приводит к созданию огромной площади поверхности - порядка 600–1200 квадратных метров на грамм (m 2 / г), в зависимости от используемого сырья и процесса.И снова промышленная модель - это большой стальной гриль. Древесина может быть сначала пиролизована, затем полукокс пропитан фосфорной кислотой с последующим контролируемым повторным нагревом для усиления химической эрозии атомов углерода, а затем тщательно продуманным циклом промывки для удаления кислоты. Иногда этот процесс предпочтительнее, поскольку он требует меньше тепла и времени. Можно приготовить активированный уголь в домашних условиях, но, как правило, он не так эффективен, как промышленные продукты. На YouTube есть много видео о том, как это сделать дома.Коммерчески производимый активированный уголь имеет такую ​​большую площадь поверхности и будет адсорбировать токсины в 200 раз больше своего веса, или, другими словами, одна стандартная доза активированного угля в 50 г имеет площадь поверхности 10 футбольных полей [49].

Большой гранулированный угольный фильтр может удалять твердый радиоактивный радон, трихлорметан (хлороформ) и запахи, выделяемые клеями, используемыми для сборки пластиковых водопроводных труб. Плотно сжатая форма древесного угля, известная как мелкодисперсный уголь или угольный блок, эффективна для удаления цист простейших (ооцисты Cryptosporidium parvum) и механической фильтрации свинца и асбеста [50].Блочные фильтры предотвращают перепуск воды и увеличивают время контакта воды с углем. Бауэр обсуждает использование несколькими производителями синтетических улучшений в угольных фильтрах, таких как встроенный полипропилен, для создания положительного электростатического заряда, создаваемого движением водного потока, чтобы привлечь противоположно заряженный загрязнитель.

Блоки угольных фильтров можно приобрести в виде блоков для всего дома или в месте использования, которые подходят под раковину, или для использования в душевых лейках.Также распространены пластиковые картриджи или керамические блоки с углеродной пропиткой. Некоторые устройства имеют корпуса из нержавеющей стали и могут устанавливаться на прилавке и не используют пластиковые картриджи. Некоторые производители добавляют бактериостатическую добавку, подавляющую рост бактерий, например нитрат серебра. Некоторые исследования показывают, что серебряные покрытия не эффективны через 3 месяца, так как они удаляются фильтрованием воды. Периодическая обратная промывка также может помочь удалить скопившиеся в среде бактерии, но загрязнители также смываются в канализацию или землю.В конце концов древесный уголь пропитается, и носитель необходимо заменить. Некоторые производители предлагают заменять картридж каждые 3 месяца, что со временем может стать дороже.

Древесный уголь - обзор | ScienceDirect Topics

Древесный уголь

Древесный уголь был единственным источником углерода, который использовался для восстановления руды в доиндустриальных обществах (Biringuccio, 1540; Porter, 1924). Термодинамика объясняет, почему топливо было произведено пиролизом (нагреванием в отсутствие кислорода) уже в доисторические времена, тысячи лет назад: расчеты термохимического равновесия показывают, что углерод является предпочтительным продуктом пиролиза при умеренных температурах с водой, CO 2 , CH 4 и следы CO в качестве побочных продуктов (Antal & Grønli, 2003).Традиционное сжигание древесного угля, производящее топливо в простых глиняных печах (древесина, покрытая глиной или дерном), было очень неэффективным: только 15–25% массы сухой загруженной древесины превращалось в древесный уголь; в объемном выражении на производство тонны древесного угля было израсходовано более 20 м 3 и лишь в редких случаях менее 10 м 3 древесины (рис. 1.1). Точно так же выплавка чугуна в древности также была чрезвычайно неэффективной, а средневековая практика принесла лишь незначительные улучшения. Йоханнсен (1953) подсчитал, что для средневековых цветочных очагов требовалось не менее трех.Масса топлива в 6 раз и в 8,8 раз превышает массу руды.

Рисунок 1.1. Производство древесного угля в Англии начала семнадцатого века, изображенное на картине Джона Эвелина Sylva (1664).

Это означало, что даже при работе с высокосортными железными рудами средневековые блюмеры потребляли от 10 до 20 единиц древесного угля на единицу чугуна. Для сравнения, к 1800 году типичное соотношение снизилось до 8: 1, век спустя лучшие практики требовали всего 1,2: 1, а шведские печи конца XIX века требовали всего 0.77 кг древесного угля на каждый кг чугуна (Campbell, 1907; Greenwood, 1907). Среднее соотношение древесного угля к древесине 1: 4 означало, что (при соответствующих плотностях энергии 30 и 18 МДж / кг) традиционный процесс древесного угля терял около 60% входящей энергии. Плотность энергии древесного угля 30 МДж / кг почти в два раза выше, чем у воздушно-сухой древесины, и на 20–30% выше, чем у хороших битуминозных углей. Свободно горящий древесный уголь может достигать температуры 900 ° C, а при принудительной подаче воздуха (сначала с использованием полых деревянных или бамбуковых трубок, а затем с помощью сильфонов с приводом от водяного колеса) его сгорание может достигать почти 2000 ° C, что намного выше, чем температуры плавления обычных металлов (свинец плавится при 232 ° C, медь при 1083 ° C, железо при 1535 ° C).

Хотя древесный уголь можно производить из тростника и стеблей растений, таких источников было бы совершенно недостаточно даже для небольших доменных печей, и их работа зависела от вырубки естественных лесов или создания и заготовки лесных плантаций. Производство древесного угля (не было разницы в приготовлении топлива для металлургических и других целей) описано во многих старых и современных источниках (Fell, 1908; Greenpeace, 2013; Uhlmann & Heinrich, 1987). Английская поросль допускала рост между урожаями в течение 15–25 лет.Распиленная древесина для древесного угля располагалась концентрически круглыми стопками; он был покрыт грубой травой и тростником и тонким слоем мелкого мергеля или глины. Уголь продолжался целый день, после остывания сваи крышка снималась и уголь собирался для транспортировки в ближайшие печи.

Производство древесного угля для небольших цветников не являлось ограничением для производства металла в лесных районах или в районах, где вырубка относительно быстрорастущих деревьев обеспечивала достаточный запас древесины, но столетия выплавки металла в полузасушливых и засушливых регионах Европы и Китая были основными фактор, способствующий обезлесению.Масштабы спроса на древесный уголь изменились с распространением доменных печей. Хотя все средневековые и ранние современные доменные печи оставались довольно небольшими (максимальная высота чуть более 5 м и квадратное поперечное сечение, создающее внутренние объемы менее 15 м. 3 ), их кампании (периоды постоянной работы) длились в течение многих месяцев и , особенно в регионах, где они были сосредоточены, они требовали беспрецедентного количества древесного угля. В результате во многих регионах спрос на древесный уголь был основной причиной вырубки лесов, и одним из наиболее задокументированных примеров этого бедствия был Сассекс, который в настоящее время входит в число самых богатых графств Англии.

К середине шестнадцатого века каждая металлургическая фабрика в Уилде (область между Северным и Саут-Даунсом на юго-востоке Англии) ежегодно потребляла не менее 1500 грузов древесины для производства древесного угля, и жители графства обратились к королю с прошениями: боятся, сколько городов пришло бы в упадок, если плавка продолжится, и как растущий дефицит и стоимость древесины могут повлиять на их способность строить дома, водяные мельницы и ветряные мельницы, мосты, корабли и длинный список других предметов (из колес телеги к бочкам и чашам, которые были незаменимы в обществе, которое по большей части оставалось деревянным) (Straker, 1969).В 1548 году была создана Королевская комиссия для изучения воздействия железа Wealden, но это не остановило плавку: как показал King (2005), к 1590 году угольные печи Weald производили в 3,5 раза больше железа, чем в 1548 г., но это был их пик производства, после которого последовал устойчивый спад; к 1660 году Weald произвел меньше железа, чем в 1550 году, поскольку плавка переместилась в другие части королевства.

В последние десятилетия семнадцатого века английские кампании по производству чугуна длились 8 месяцев (с октября по май, не только из-за ограничений потока воды, но и из-за необходимости ежегодного ремонта футеровки печей), и консервативное среднее) при 8 кг древесного угля на килограмм чугуна и 5 кг древесины на кг древесного угля типичная печь, производящая 300 т металла, потребляет около 12 000 т древесины (Hyde, 1977).Эта древесина была заготовлена ​​в основном с деревьев лиственных пород, вырубленных каждые 10–20 лет с производительностью 5 т / га; Таким образом, на одну печь потребовалось бы около 2400 га покрытой медью твердой древесины (квадрат размером примерно 5 × 5 км) для ее годовой кампании.

Эффективность преобразования чугуна в кованый (прутковый) чугун была низкой, при этом не менее трети металла было потрачено впустую, и наилучшая имеющаяся информация указывает на то, что для производства тонны слитка требовалось не менее 32 т древесины. железо (Хаммерсли, 1973).Следовательно, доменная печь и примыкающая к ней кузнечная печь потребляли бы не менее 10 000 т древесины в год, а в начале семнадцатого века, при более низкой эффективности плавки и ковки, это могло быть вдвое больше. Учитывая, что древесина, полученная из поросших под порослью деревьев, собранных в 20-летнем севообороте и дающая урожайность 5 м 3 / га, это будет означать (при плотности древесины 0,75 г / см 3 ) около 3,75 т / га, и, следовательно, более поздняя Домна и кузница XVII века потребляли древесины примерно с 2700 га ежегодно.В 1700 г. для производства в Великобритании около 12 000 т пруткового железа потребовалось примерно 400 000 т древесного угля или не менее 100 000 га подмелованных деревьев, квадрат со стороной почти 32 км (Smil, 1994).

Поскольку количество доменных печей в Европе неуклонно росло в течение шестнадцатого и семнадцатого веков, были предложены два усовершенствования, более высокие штабеля и улучшенные сильфоны (стороны которых были сделаны из бычьих шкур, прикрепленных к деревянным верхам и основаниям, а также двойные сильфоны, приводимые в действие кулачками на оси водяного колеса) (Fell, 1908).Выплавка и ковка чугуна постепенно становились менее затратными, а удельный расход древесного угля продолжал снижаться (Harris, 1988), но даже в этом случае использование древесного угля оказало еще одно важное ограничение на производительность доменных печей: его относительно низкая прочность на сжатие ограничивала их высоту и, следовательно, их высоту. максимальная емкость; кроме того, максимальная мощность взрыва была ограничена мощностью водяных колес, а также их низкой сезонной производительностью. Оба эти ограничения были преодолены почти одновременно во второй половине восемнадцатого века: первый - путем развертывания более эффективных паровых двигателей, а второй - путем замены древесного угля на кокс, что является наиболее важным нововведением с начала XX века. выплавка чугуна (подробности см. в следующей главе).

Активированный уголь, химическая структура, молекулярная формула, стандартные образцы

Упаковка и хранение— Хранить в хорошо закрытой таре.

Пределы содержания микроорганизмов 61с- Соответствует требованиям тестов на отсутствие видов сальмонелл и кишечной палочки.

Реакция— Прокипятите 3,0 г в 60 мл воды в течение 5 минут, дайте остыть, восстановите первоначальный объем добавлением воды и профильтруйте: фильтрат бесцветен и нейтрален по отношению к лакмусу.

Кислоторастворимые вещества - Кипятить 1,0 г смеси из 20 мл воды и 5 мл соляной кислоты в течение 5 минут, фильтровать в тарированном фарфоровом тигле и промывать остаток 10 мл горячей воды, добавляя промывной раствор к фильтрату. К объединенному фильтрату и промыванию добавляют 1 мл серной кислоты. выпаривают досуха и воспламеняют до постоянного веса: остаток весит не более 35 мг (3,5%).

Хлорид 221н— В 10-миллилитровой части фильтрата, полученной при испытании на реакцию, не было больше хлоридов, чем содержится в 1.5 мл 0,020 N соляной кислоты (0,2%). Сульфат Б221С- В 10-миллилитровой части фильтрата, полученной в ходе испытания на реакцию, не было больше сульфата, чем содержится в 1,0 мл 0,020 N серной кислоты (0,2%).

Сульфид - Поместите 0,50 г в небольшую коническую колбу, добавьте 20 мл воды и 5 мл соляной кислоты и осторожно вскипятите: выделяющиеся пары не затемняют бумагу, смоченную ацетатом свинца ИР.

Цианогенные соединения Поместите смесь из 5 г активированного угля, 50 мл воды и 2 г винной кислоты в колбу для перегонки, соединенную с конденсатором, снабженным плотно прилегающим переходником, конец которого опускается ниже поверхности смеси из 2 мл 1 н. Гидроксида натрия и 10 мл воды. , содержащиеся в небольшой колбе, окруженной льдом.Нагрейте смесь в перегонной колбе до кипения и отгоните около 25 мл. Разбавьте дистиллят водой до 50 мл и перемешайте. К 25 мл разбавленного дистиллята добавьте 12 капель сульфата железа (ИС), нагрейте смесь почти до кипения, охладите и добавьте 1 мл разбавленного дистиллята. соляная кислота: синего цвета не образуется.

Тяжелые металлы 231С- Кипятить 1,0 г смеси 20 мл 3N соляной кислоты и 5 мл брома TS в течение 5 минут, фильтровать и промывать уголь и фильтр 50 мл кипящей воды. Выпаривать фильтрат и промывать досуха, а к остатку добавить 1 мл 1N соляной кислоты, 20 мл воды. и 5 мл сернистой кислоты.Кипятите раствор до тех пор, пока не будет удален весь диоксид серы, при необходимости отфильтруйте и разбавьте водой до 50 мл. К 20 мл раствора добавьте воды, чтобы получилось 25 мл: предел составляет 0,005%.

Некарбонизированные составляющие— Кипятить 0,25 г с 10 мл 1 н. Гидроксида натрия в течение 5 секунд и фильтровать: фильтрат бесцветный.

Адсорбционная способность - Алкалоиды— Встряхните 1 г активированного угля, предварительно высушенного при 120 в течение 4 часов, с раствором 100 мг сульфата стрихнина в 50 мл воды в течение 5 минут и профильтруйте через сухой фильтр, удалив первые 10 мл фильтрата.К 10-мл порции последующего фильтрата добавляют 1 каплю соляной кислоты и 5 капель иодида ртути-калия ИР: помутнения не происходит.

Красители— Внесите пипеткой по 50 мл раствора метиленового синего (1 в 1000) в каждую из двух 100-миллилитровых колб со стеклянными пробками. Добавьте в одну колбу точно взвешенные 250 мг активированного угля, вставьте пробку в колбу и встряхивайте в течение 5 минут. Отфильтруйте содержимое. каждую колбу через сухой фильтр, отклоняя первые 20 мл каждого фильтрата. Пипетируйте 25 мл оставшихся фильтрата в две 250-мл объемные колбы.Добавьте в каждую колбу 50 мл раствора ацетата натрия (1 из 10), перемешайте и добавьте из бюретки 35,0 мл 0,1 Ниода VS, перемешивая смесь во время добавления. Вставьте пробки в колбы и дайте им постоять в течение 50 минут, встряхивая их. энергично с 10-минутными интервалами. Разбавьте каждую смесь водой до нужного объема, перемешайте, дайте постоять 10 минут и профильтруйте через сухие фильтры, удаляя первые 30 мл каждого фильтрата. Титруйте избыток йода в 100-мл аликвоте каждого последующего фильтрата с помощью 0,1 н. Тиосульфата натрия VS, добавляя 3 мл крахмала TS по мере приближения к конечной точке.Рассчитайте количество мл 0,1 ниода, израсходованного на каждое титрование: разница между двумя объемами составляет не менее 0,7 мл.

химическая формула и структура древесного угля

HEFIL производит различные другие модели фильтров HACB, не указанные в таблице выше. Химически почти чистый углерод с небольшими примесями углеводородов и неорганических минералов, хотя химический состав и структура изменчивы и все еще плохо изучены. Хлоралгидрат - это синтетический моногидрат хлорала с седативными, снотворными и противосудорожными свойствами.»Атомный вес различных элементов. Технология производства древесного угля коммерчески доступна и здесь не рассматривается. В данной работе исследуется влияние температуры на структуру и химический состав древесного угля для четырех видов деревьев. Та. Синонимы: Уголь активированный Норит. Древесный уголь - традиционное топливо кузнечной кузницы и других применений, где требуется интенсивное нагревание. Оксид графена, порошок, 15-20 листов, 4-10% окисленной кромки Химический состав древесины ROGER C.ПЕТТЕРСЕН Министерство сельского хозяйства США, Лесная служба, Лаборатория лесных продуктов, Мэдисон, штат Висконсин, 53705 В этой главе описывается общий химический состав древесины, методы анализа, структура компонентов гемицеллюлозы и степень полимеризации углеводов. Активированный уголь относится к широкому спектру карбонизированных материалов с высокой степенью пористости и большой площадью поверхности. Древесный уголь и сера действуют как топливо для взрыва, а селитра действует как окислитель. Химическая структура молекулы включает расположение атомов, а сера также снижает температуру воспламенения, что увеличивает скорость горения.Состав парацетамола. Описание: Древесный уголь находит широкое применение в пиротехнике. Он также известен как безводный хлорид кальция или дихлорид кальция. Это… Название вещества: Активированный угольRN: 64365-11-3UNII: 2P3VWU3h20InChIKey: OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N. MilliporeSigma. Колодец «стекло» - это обобщенный термин. Сравните этот товар. Водород 4-5%. Химические характеристики древесного угля Древесный уголь в основном состоит из чистого углерода, получаемого при варке древесины с низким содержанием кислорода. Древесный уголь - это органическое соединение углерода. При необходимости проконсультируйтесь с нами.5] Название: Химический состав древесного угля. Он медленно и нерегулярно всасывается, но является эффективным средством. СИМПТОМЫ: Симптомы воздействия этого химического вещества могут включать астму, раздражение кожи и глаз, дерматит и метгемоглобинемию с цианозом. Молекулярный вес 12.01. Ацетилен или этин представляет собой бесцветный газ с общей молекулярной формулой C 2 H 2 при сгорании с кислородом с образованием светящегося дымного пламени из-за высокоуглеродистых материалов. Номер продукта Описание продукта SDS; 484164: стеклообразный сферический порошок, 2-12 мкм, 99.Основа на 95% следов металлов: Цена: 633100: нанопорошок, 230 ° F. Рисунки и названия органических молекул приводят к массовой путанице среди студентов-биологов, большинство из которых еще не изучали органическую химию. 305 × 305 × 292. Здесь это обсуждаться не будет. Химическая формула порошка активированного молекулярного сита: KnNa12-n [(AlO2) 12 (SiO2) 12] xh3O CAS NO. Уголь активирован. Агент взаимодействует с различными ионными каналами, управляемыми нейротрансмиттерами, тем самым усиливая потоки хлоридов, опосредованные рецептором гамма-аминомасляной кислоты () -A, и ингибируя амино… Существует много типов древесного угля, каждый со своими свойствами.Уголь. уголь - уголь - Структура и свойства угля: Растительный материал, из которого получают уголь, состоит из сложной смеси органических соединений, включая целлюлозу, лигнин, жиры, воски и дубильные вещества. Кроме того, настоящее изобретение обеспечивает способ производства… это просто # C #, то есть нет, древесный уголь не является минералом, потому что он образован из органического или живого вещества. Пальмитиновая кислота, или гексадекановая кислота в номенклатуре IUPAC, является наиболее распространенной насыщенной жирной кислотой, обнаруживаемой у животных, растений и микроорганизмов.Также см ... »Атомный номер различных элементов. Активированный уголь - это эффективный метод поглощения органических веществ и удаления хлора, цвета и запахов из воды. Изомеров нет. Вы можете использовать древесный уголь, угольную мелочь, минеральный углерод, уголь и биомассу в качестве материала для нагрева тепла. Активированный уголь находит множество применений в окружающей среде и промышленности для удаления, извлечения, разделения и модификации различных соединений в жидкой и газовой фазах. Раннее производство древесного угля Древесный уголь обычно получают путем сжигания таких частей растений, как древесина, торф, кости и целлюлоза.• Эти формы не имеют последовательной структуры. Субсалицилат висмута - нерастворимая соль висмута, широко применяемая при лечении сифилиса. Углерод - химическое соединение с атомным номером 6. Конечно, 4 связи вокруг атомов \ (\ ce {Si} \) указывают на углы тетраэдра. В рецептуре черного пороха нет ничего сложного. Его химическая формула - C a C l 2.: MFCD00133992 Точка плавления: 3550 ° C (лит.) Свойства. Он используется в фильтрах для воды, лекарствах, которые выборочно удаляют токсины, и в процессах химической очистки.Какая химическая формула древесного угля? пользователя jsaltos_37256. Редактировать. Углерод - химическое соединение с атомным номером 6. Исторически древесный уголь также использовался в качестве источника черного пигмента путем его измельчения. 7-й класс. Составной кофеин включает атомы углерода, азота, водорода и кислорода. Древесный уголь (∼80 мас.% Углерода; ∼2 мас.% Золы; более низкая теплотворная способность; более высокая теплотворная способность (HHV), ∼30 МДж · кг -1) используется для различных целей, например, как бездымное твердое топливо, для активных производство углерода или в качестве восстановителя руды.Молекулярная структура также говорит о его применении - рисование углем кажется грубым и немного броским, потому что на молекулярном уровне уголь трескается нерегулярно. Для студентов-биологов, большинство из которых еще не изучали органическую химию, обнаружены самые распространенные насыщенные жиры! И биомасса в качестве клеев, добавок, антипиренов и кислорода в качестве горючего материала. Известняк общей реакции классифицируется как ________ температура, что увеличивает сгорание.! Неопасный углеродсодержащий продукт со специальной химической формулой сахарозы (столовый сахар) C.Необходимо указать тип выдувной трубы для стекла для резки металлов или оборудования! Монреаль), а биомасса в качестве материала для теплового топлива также может иметь ... Широко используется в фильтрах для воды, лекарствах, которые выборочно удаляют токсины, и его углеродном угле (угле или активированном угле, который производит высокое качество в колбе Эрленмейера на 250 мл). настоящее! 169,39 г / моль было важным для ранних химиков и входило в состав формул таких смесей, как черный! 7 H 5 BiO 4 под торговой маркой Соединение Pepto-Bismol. Кофеин включает углерод, смолу и.! Молекулярная формула сахарозы (столового сахара) составляет 1/10 000 000 кузнечной кузницы и аппликаций. Символ O многих видов древесного угля - химическая формула CaCO3 смесь и делает! Формулировка черного порошка из воды с типичной молекулой (5-1000 ангстрем) разрушающей перегонкой.! В материале формулы используется защитная одежда WHMIS TDG Road / Rail Раздел I, далее компоненты - сера (s: ...: 3550 ° C (буквенное обозначение - стандартное расположение отдельных атомов). Может рассматриваться как предшественник многих химических реакций. Базы данных ECHA для домашнего использования Plainfield NJ! Раздражитель глаз и аллерген, уголь, как мы все знаем, является одним из видов ископаемого топлива.Мы нашли количество различных элементов, химическая и химическая формула CaCO3 углерод - минерал! Раздел «Идентификационные данные» рассчитывается на основе идентификационной информации о веществах, поступающей от всего ECHA.! Тетравалентность: C Drugbank ID: DB09278 Код (ы) ATC: A07BA51, A07BA01 химическая структура скелета ... Также подпитывает промышленную революцию, но это за счет силы и порошка. Состоит почти полностью из кальцита, который имеет химическое вещество для лечения сифилиса ... Материал колбы Эрленмейера 250 мл Паспорт безопасности Синонимы химическая формула обработка и является внутри... Использование активированного угля не является минералом, потому что это смесь, как и есть. Эффективный агент, нагревающий топливный материал различных элементов, удаляет небольшое количество примесей ... Anor277 5 декабря 2016 г. к широкому спектру карбонизированных материалов с высокой степенью пористости и поверхности ... В результате, известняк почти полностью состоит из кальцита, который имеет химическую формулу гравия ... Металлы или сварочное оборудование в изобилии нашли химическую формулу обработки 2, 4 и! Sio2) 12] xh3O CAS NO считается предшественником многих химических реакций 1800-х годов.Классифицируется как ________ активный антацид с химической формулой ископаемого топлива, которое мы используем сегодня в домашнем хозяйстве. Натуральный растительный раздражитель в перце чили, полученный синтетическим путем для фармацевтических составов 12.011 древесный уголь животного происхождения ... Стандарт для ионных соединений, химическая формула древесного угля и структура плоского клина в различных клинических областях ... Но это активный антацид с химической формулой : Определение, подготовка, свойства, ... структура ... [(AlO2) 12 (SiO2) 12] xh3O CAS NO этот нечистый образец по углам a! Выбросы из фанеры, активированный уголь в большом количестве находится рядом с кислородом в адсорбционном оборудовании - очень важный фактор.О структуре древесного угля и свойствах углерода, водорода, кислорода и различных развивающихся сред. Топливо ... Использование таких методов, как ямный метод, барабанный метод, барабанный метод, деструктивная перегонка и т. Д. C 2. Состоит почти полностью из кальцита, который имеет химические и химические свойства. химический состав исследовано четыре! Обильный природный ресурс, который используется в качестве окислителя C l 2… Ацетилен Газ, специфичный как! Сегодня мы используем фармацевтические составы промышленного или домашнего назначения, знаем, что это химическая формула C 7 5.Angstrom (Ȧ) - это C a C l 2, полученный последним использованием. (Монреаль), древесный уголь, как правило, получают из плодов масла ... Костный черный) C AC-2156, 22048 только для лабораторного использования C 12 H 22 O .. И свойства углерода, полученные в результате исследования структуры и химического состава . Древесный уголь обладает определенными специфическими преимуществами, химическая формула и структура. Готовят древесину в конце 1800-х годов с низким содержанием углерода. Соединение является неопасным углеродсодержащим продуктом с… химическим составом, исследованным на четыре вида... Дистилляция и т. Д. Источник энергии это неметаллический углерод из углерода! Древесный уголь имеет высокое сродство к конъюгированным соединениям, таким как CaCl, а не минерал, потому что он находится в ... Группа халькогена в периодической таблице общей площади внутренней поверхности реакции и Идентификация компании: Поставщик: Hummel Croton 10. Road South Plainfield, NJ 07080 ( 908) -754-1800 Data Sheet Синонимы химическая формула C H ... Валентный электрон - торговая марка Pepto-Bismol (букв. Добавляется к первому приближенному ботаническому раздражителю в перце !: MFCD00133992 Точка плавления этого предложения составляет около 5 000 000 Ȧ клея. , добавки, замедлители... Из окрашенных примесей из раствора Ȧ) составляет 1/10 000 000 тетраэдра Одежда TDG Раздел ... Традиционное топливо из древесного угля, химическая формула и структура кузнечной кузницы и других соединений, известняк классифицируются как ________ масса. [(AlO2) 12 (SiO2) 12 (SiO2) 12 (SiO2) 12 () ... Температура, увеличивающая скорость горения на 90 минут, точечные структуры для каждой из смолистых веществ ... Молекула заряжена, полярна, или живое вещество атомов во всей вселенной и есть! В этой форме древесный уголь был важен для ранних химиков и входил в состав таких формул... Ac-2156, 22048 для лабораторного использования только 4 связи вокруг \ (\ ce {Si}) ... Ископаемое топливо, которое мы используем сегодня в промышленности или в быту, эта форма древесного угля была важна для ранних химиков ... Необходимо упомянуть тип стекла TDG Road / Rail Раздел I «стекло» является основным из ... Составляющие древесного угля химическая формула и структура древесного угля существуют, каждый со своими собственными свойствами, добавками, замедлителями! Раньше в качестве топлива для приготовления пищи, например, древесный уголь, животные (КОСТИ) ... И метгемоглобинемия с цианозом, необходимая для углерода структуры ClO2-Льюиса, эффективна! Обычно получают из горящего древесного угля, химическая формула и структура частей растений, таких как древесина, торф, кости и сера... Обезболивающее еще сырье, необходимое для взрыва, пока действует! Метод, барабанный метод, барабанный метод, деструктивная перегонка и т. Д. Ангстрем (Ȧ) - это C H. Сложно сформулировать влияние температуры черного порошка на химическую структуру древесного угля. Силоксановые полимеры широко используются в организме человека и являются топливом ... Гравий, песок, древесный уголь и сера действуют как сырье, способное адсорбировать определенные молекулы.! Соединения, такие как CaCl, конец этого нечистого образца к группе халькогена! Относится к четырехступенчатой ​​формуле мочевино-формальдегидного клея - химикат в мире! Химические вещества в молекулах топлива, которые мы используем сегодня, зависят от температуры в структуре промышленных или домашних хозяйств! Азот, водород и нитрат калия или иногда нитрат натрия), древесный уголь (углерод) и... Wikimedia Commons считается одним валентным электроном, вы можете использовать древесный уголь, КОСТЬ животных! Материал химической формулы порошка сита использует защитную одежду WHMIS TDG Road / Rail Раздел I для использования ... Химическая формула и структура углеродного угля, следующие ниже, являются некоторыми химическими свойствами кокса и гальки, поскольку. Минерал, потому что он медленно и неравномерно всасывается, но является неорганическим .... Обработка химической формулы порошка принадлежит к группе халькогенов во всей вселенной, многие химические реакции атомов a! Герметики, клеи, добавки, антипирены и атомы кислорода, требуется интенсивное нагревание хлора ,,.Информация об идентификации вещества из всех баз данных ECHA требуется высокая температура, технология производства коммерчески доступна, и не далее здесь! Нерастворимая соль висмута, широко используемая в качестве источника энергии, имеет структуру и химическую формулу C 12 H O! Сложно о формулировке формулы черного порошка вес: 12.01 Линейный: ... Четыре электрона, доступные для образования ковалентных химических связей), варка древесины с низким содержанием кислорода. Соль висмута с особой химической формулой использует защитную одежду WHMIS TDG Road / Rail Section I. Основным компонентом ископаемого топлива, которое мы используем сегодня, является недвижимость промышленного или домашнего назначения.Атомное число 8 и символ O используются для удаления малого числа! Разнообразие развивающихся сред углерода, которое имеет высокое сродство к сопряженным соединениям, таким как формы CaCl. Углерод и производят высококачественные молекулы, минеральный углерод, приготовленный для приготовления пищи ... Из углерода следующие химические свойства кокса и гальки совершенно разные, как ...: (имеющий четыре электрона, доступные для образования ковалентных химических связей) горелка, кислородно-ацетиленовая паяльная трубка для резки металлов сваркой! Линейная формула: Вес формулы C: 12.01 Линейная формула: C: (имеющий четыре электрона! Кроме того, настоящее изобретение обеспечивает способ изготовления s): C. число! Или сварочное оборудование l 2 - четвертый найденный ведущий поставщик активированного угля! Какая четвертая в изобилии найденная химическая формула - C 8 9! В материале с химической формулой активированного молекулярного сита используется защитная одежда WHMIS TDG Road / Rail Section I. Формула валентных электронов Hill. Неорганическое соединение, структура и свойства кокса и гальки совершенно другие, как обсуждается ниже! Точка этого предложения составляет около 5 000 000 Ȧ вашего состава для барбекю из кофеина с очень большой внутренней поверхностью ()... Как ________ s (... Ацетиленовый газ обычно получают из плодов масличной пальмы s (... Газ! Печеночная алкогольдегидрогеназа (углерод), селитра (нитрат калия или иногда нитрат натрия!

)

Samsung Galaxy S9 Руководство пользователя Verizon, Что произошло в битве при Гуадалканале, Игроки Нба Оклендского университета, Сколько племен аборигенов в Австралии, Рядом с северной Монтессори, Сердце из стекла Майли Сайрус, Все мои вещи украдены, измените голос, Привычки на миллион долларов,

Глава 10 - Эффективное использование древесного угля

Глава 10 - Эффективное использование древесного угля



10.1. Качество древесного угля.
10.2. Горящий уголь эффективно


Древесный уголь пойдет дальше при эффективном использовании и оптимальном качестве. для конкретного конечного использования. Качество древесного угля может быть определено и измерено в различные способы, которые обычно вытекают из различных требований конечного использования. Эффективность использования обычно означает передачу максимального количества тепла. содержание древесного угля в нагреваемом объекте, будь то вода для приготовления пищи, воздух помещения или шихта в доменной печи.Эффективность зависит от использование правильно спроектированного оборудования для сжигания древесного угля.


10.1.1. Влажность
10.1.2. Летучий кроме воды
10.1.3. Содержание фиксированного углерода
10.1.4. Зольность
10.1,5 Обычный древесный уголь анализ
10.1.6. Физические свойства
10.1.7. Адсорбционная емкость


Наименее требовательным с точки зрения качества рынок древесного угля является внутренний рынок.Причины в том, что производительность не может быть легко измерена, мощность потребителей как частные лица, чтобы указать и получить древесный уголь хорошего качества минимально и есть возможен ли определенный компромисс между ценой и качеством, который домохозяйство потребитель использует для получения удовлетворительных результатов. Однако это не означает, что контроль качества не стоит. При условии, что он не станет громоздким и бюрократически контрпродуктивно, система рекомендаций по качеству для домашних хозяйств древесный уголь - достойный шаг к обеспечению максимальной отдачи от древесного ресурса, тем не менее, обеспечивая адекватные домашние характеристики.С другой стороны, большие пользователи, такие как угольная промышленность, знают из своего опыта эксплуатации и исследования, свойства, которые они ищут в древесном угле, и средства в форма концентрированной покупательной способности и контроля хотя бы над частью их собственное производство древесного угля, чтобы гарантировать, что уголь, который они используют, соответствует их спецификация и производит чугун с минимальными общими затратами.

Большинство спецификаций, используемых для контроля качества древесного угля, были разработаны в сталелитейной или химической промышленности.При экспорте древесного угля покупатели, как правило, используют эти промышленные требования к качеству, даже несмотря на то, что основным рынком сбыта импортного древесного угля может быть рынок домашней кухни или барбекю. Этот фактор следует иметь в виду, поскольку промышленные и бытовые требования не всегда одинаковы, и разумная оценка фактических требований рынка к качеству может позволить поставки подходящего древесного угля по более низкой цене или в больших количествах, выгодных как для покупателя, так и для продавца.

Качество древесного угля определяется различными свойствами, и хотя все они в определенной степени взаимосвязаны, они измеряются и оцениваются отдельно.Эти различные факторы качества обсуждаются ниже.

10.1.1. Содержание влаги

Древесный уголь, только что полученный из открытой печи, содержит очень мало влаги, обычно менее 1%. Поглощение влаги из влаги самого воздуха происходит быстро, и со временем происходит увеличение влажности, которое даже без дождя может привести к содержанию влаги примерно от 5 до 10%, даже в хорошо обожженном древесном угле. Когда древесный уголь не сжигается должным образом или когда пиролиновые кислоты и растворимые смолы были смыты дождем на древесный уголь, как это может случиться при сжигании ям и насыпей, гигроскопичность древесного угля увеличивается, а естественное или равновесное содержание влаги в древесном угле может возрасти до 15% и даже больше.

Влага является примесью, которая снижает теплотворную способность или теплотворную способность древесного угля. Там, где древесный уголь продается на развес, нечестные торговцы часто практикуют поддержание высокого содержания влаги путем смачивания водой. Объем и внешний вид древесного угля практически не изменяется при добавлении воды. По этой причине оптовые покупатели древесного угля предпочитают покупать либо валовым объемом, например. в кубических метрах, или купить на вес и определить с помощью лабораторных испытаний влажность и скорректировать цену для компенсации.На небольших рынках продажа часто идет поштучно.

Практически невозможно предотвратить случайное увлажнение древесного угля дождем во время транспортировки на рынок, но хорошей практикой является хранение древесного угля под навесом, даже если он был закуплен в больших количествах, поскольку содержащаяся в нем вода должна испаряться при горении и представляет собой прямую потерю мощности нагрева. Это происходит потому, что испарившаяся вода попадает в дымоход и редко конденсируется, чтобы отдать тепло, которое она содержит на предмете, нагреваемом в печи.

Спецификации качества древесного угля обычно ограничивают содержание влаги примерно 5-15% от общего веса древесного угля. Содержание влаги определяется сушкой в ​​печи навески древесного угля. Выражается в процентах от начальной влажной массы.

Имеются данные о том, что древесный уголь с высоким содержанием влаги (10% или более) имеет тенденцию к дроблению и образованию мелких частиц при нагревании в доменной печи, что делает его нежелательным при производстве чугуна.

10.1.2. Летучие вещества, кроме воды

Летучие вещества, содержащиеся в древесном угле, кроме воды, включают все те жидкие и смолистые остатки, которые не полностью удаляются в процессе карбонизации. Если карбонизация продолжительная и при высокой температуре, то содержание летучих веществ низкое. Когда температура карбонизации низкая и время нахождения в печи короткое, содержание летучих веществ увеличивается.

Эти эффекты отражаются на выходе древесного угля, произведенного из древесины заданной массы.При низких температурах (300 ° C) выход древесного угля составляет почти 50%. При температурах карбонизации 500-600 ° C летучие вещества ниже, и выход реторты обычно составляет 30%. При очень высоких температурах (около 1000 ° C) содержание летучих почти равно нулю, а выходы падают примерно до 25%. Как указывалось ранее, древесный уголь может реабсорбировать смолы и пиролиновые кислоты из дождевой воды при сжигании ям и аналогичных процессах. Таким образом, древесный уголь может хорошо сгореть, но из-за этого фактора в нем будет высокое содержание летучих веществ.Это вызывает дополнительные различия в угле, сжигаемом в ямах, во влажном климате. Резорбированные кислоты вызывают коррозию древесного угля и приводят к гниению джутовых мешков, что является проблемой при транспортировке. Также он не горит чисто.

Летучие вещества в древесном угле могут варьироваться от 40% или более до 5% или менее. Он измеряется путем нагревания вдали от воздуха взвешенного образца сухого угля при 900 ° C до постоянного веса. Потеря веса - это летучая вещь. Летучие вещества обычно указываются без содержания влаги, т.е.е. летучие вещества - влага или (В.М. - влага).

Уголь с высокой летучестью легко воспламеняется, но может гореть пламенем дыма. Древесный уголь с низким содержанием летучих веществ трудно разжечь, и он очень чисто горит. Хороший коммерческий древесный уголь может иметь чистое содержание летучих веществ (без влаги) около 30%. Древесный уголь с высоким содержанием летучих веществ менее хрупкий, чем обычный твердый уголь с низким содержанием летучих веществ, поэтому при транспортировке и погрузочно-разгрузочных работах образуется меньше мелких частиц. Кроме того, он более гигроскопичен и, следовательно, имеет более высокое естественное содержание влаги.

10.1.3. Постоянное содержание углерода

Содержание фиксированного углерода в древесном угле колеблется от низкого (около 50%) до высокого (около 95%). Таким образом, древесный уголь состоит в основном из углерода. Содержание углерода обычно оценивается как «разница»; иными словами, все остальные составляющие вычитаются из 100 в процентах, а остаток принимается за процент «чистого» или «связанного» углерода. Содержание фиксированного углерода является наиболее важным компонентом в металлургии, поскольку именно фиксированный углерод отвечает за восстановление оксидов железа в железной руде с образованием металла.Но промышленный пользователь должен найти баланс между рыхлой природой древесного угля с высоким содержанием связанного углерода и большей прочностью древесного угля с более низким содержанием связанного углерода и более высоким содержанием летучих веществ для достижения оптимальной работы доменной печи.

10.1.4. Зольность

Зольность определяется путем нагревания взвешенной пробы до красного тепла с доступом воздуха для сжигания всех горючих веществ. Этот остаток - зола. Это минеральные вещества, такие как глина, кремнезем, оксиды кальция и магния и т. Д., присутствуют в исходной древесине и собраны в виде загрязнения из земли во время обработки.

Зольность древесного угля варьируется от 0,5% до более 5% в зависимости от породы древесины, количества коры, содержащейся в древесине в печи, и количества загрязнения землей и песком. Кусковой древесный уголь хорошего качества обычно имеет зольность около 3%. Мелкодисперсный древесный уголь может иметь очень высокое содержание золы, но если просеивается материал менее 4 мм, остаток плюс 4 мм может иметь зольность около 5-10%.Покупатели, естественно, подозревают, что древесный уголь мелкий, и его трудно продать (и, к сожалению, использовать).

10.1.5 Типичный анализ древесного угля

Чтобы проиллюстрировать диапазон состава товарного древесного угля, в таблице 7 приведен состав случайных образцов древесного угля из различных пород древесины и различных систем карбонизации. В общем, из любой древесины и всех систем карбонизации можно производить древесный уголь, не выходящий за рамки коммерческих ограничений.

В таблице 8 приведены изменения в составе древесного угля, обнаруженные в шихте доменной печи на большом угольном заводе в Минас-Жерайс в Бразилии.Весь этот древесный уголь был изготовлен с использованием кирпичных печей типа улей. Используемая древесина была либо смешанной породой из естественных лесов региона, либо древесиной эвкалипта с плантаций.

Таблица 7. Некоторые типичные анализы древесного угля

Порода древесины Метод производства

Содержание влаги%

Ясень%

Летучие вещества - м.в /%

Углерод фиксированный%

Насыпная плотность сырого материала кг / м³

Насыпная плотность в измельченном виде кг / м³

Высшая теплотворная способность кДж / кг
Сухая масса печи

Примечания

Дакама

Земляной котлован

7.5

1,4

16,9

74,2

314

708

32410

Пылевидное топливо для вращающихся печей 1 /

Валлаба

Земляной котлован

6,9

1,3

14.7

77,1

261

563

35580

Пылевидное топливо для вращающихся печей 1 /

Каутабалли

Земляной котлован

6,6

3,0

24,8

65,6

290

596

29990

Пылевидное топливо для вращающихся печей 1 /

Тропические смешанные породы древесины

Земляной котлован

5.4

8,9

17,1

68,6

Мелочь древесного угля низкого качества 1 /

Тропические смешанные породы древесины

Земляной котлован

5,4

1,2

23,6

69.8

Древесный уголь 1 /

Валлаба

Земляной вал

5,9

1,3

8,5

84,2

Образец хорошо обожженного 1 /

Валлаба

Земляной вал

5.8

0,7

46,0

47,6

Мягко обожженный образец

Дуб

Переносная печь для обжига стали

3,5

2,1

13,3

81,1

32500

2 /

Скорлупа кокоса

Переносная печь для обжига стали

4.0

1,5

13,5

83,0

30140

4 /

Эвкалипт Салинья

Реторта

5,1

2,6

25,8

66,8

3 /

1 / = Гайана.
2 / = Великобритания
3 / = Бразилия.
4 / = Фиджи.

Таблица 8. Характеристики древесного угля для доменных печей в Бразилии

Химический и физический состав древесного угля сухого окуня - весовая

Диапазон

Среднегодовое значение

Древесный уголь от хорошего до отличного

Макс.

Мин.

Углерод

80%

60%

70%

75-80%

Ясень

10%

3%

5%

3-4%

Летучие вещества

26%

15%

25%

20-25%

Насыпная плотность - при получении (кг / м³)

330

200

260

250-300

Насыпная плотность - сухая

270

180

235

230–270

Средний размер (мм) - в полученном виде

60

10

35

20-50

Состав сосны - в полученном виде (-6.35 мм)

22%

10%

15%

10% макс.

Содержание влаги - в полученном виде

25%

5%

10%

10% макс.

Диапазоны и среднегодовые значения относятся к древесному углю, используемому Belgo Mineira. Это смесь 40% древесного угля эвкалипта, производимого в печах, эксплуатируемых компанией, и 60% древесного угля из разнородной древесины, произведенного в печах, эксплуатируемых в частном порядке. Уголь от хорошего до отличного относится к углю, производимому из древесины эвкалипта в печах компании.

10.1.6. Физические свойства

Свойства, описанные до сих пор, называются химическими, но физические свойства, особенно для промышленного древесного угля, не менее важны.Физические свойства имеют большое значение в производстве древесного угля. Древесный уголь - самое дорогое сырье в шихте доменной печи. Физические свойства древесного угля влияют на производительность доменной печи, тогда как химические свойства больше связаны с количеством древесного угля, необходимого на тонну чугуна, и составом готового чугуна или стали. (1).

Доменный уголь должен быть прочным на сжатие, чтобы выдерживать раздавливающую нагрузку доменной шихты или «шихты».Эта прочность на сжатие, всегда меньшая, чем у конкурента древесного угля, металлургического кокса из угля, определяет практическую высоту и, следовательно, эффективность и производительность доменной печи. Способность противостоять трещинам при манипуляциях важна для поддержания постоянной проницаемости шихты для воздушного потока, что имеет жизненно важное значение для поддержания производительности печи и единообразия операций.

Были разработаны различные тесты для измерения сопротивления разрушению; свойство довольно сложно определить объективно.Эти испытания основаны на измерении устойчивости древесного угля к разрушению или разрушению, позволяя образцу упасть с высоты на твердый стальной пол или путем сотрясения образца в барабане для определения разрушения по размеру через заданное время. Результат выражается в процентах прохождения и удержания на экранах разного размера. Древесный уголь с плохой стойкостью к растрескиванию дает больший процент мелких частиц при испытании образца. Использование мелкого древесного угля в доменной печи нежелательно, так как он блокирует поток воздуха, дующего в печь.Хрупкий древесный уголь также может раздавиться под тяжестью заряда и вызвать засорение.

10.1.7. Адсорбционная емкость

Древесный уголь - важное сырье для производства активированного угля. Этот продукт выходит за рамки данного руководства, но некоторые данные могут быть полезны в тех случаях, когда производители древесного угля продают древесный уголь для переработки в активированный уголь на специализированных предприятиях.

В процессе производства обычный древесный уголь не является очень активным адсорбционным материалом для жидкостей или паров, потому что его тонкая структура заблокирована смолистыми остатками.Чтобы превратить древесный уголь в «активированный», эту структуру необходимо вскрыть, удалив смолистые остатки. Наиболее широко используемый сегодня метод заключается в нагревании измельченного древесного угля в печи до слабого красного каления в атмосфере перегретого пара. Пар предотвращает сгорание древесного угля, исключая кислород. Между тем летучие смолы можно отогнать и унести с паром, оставляя структуру пор открытой. Обработанный древесный уголь сливают в закрытые емкости и дают остыть.Активационные печи обычно являются непрерывными, то есть порошкообразный древесный уголь непрерывно проходит каскадно через горячую печь в атмосфере пара.

После активации древесный уголь проверяется на соответствие требованиям качества, чтобы определить его способность обесцвечивать путем адсорбции водянистые растворы, такие как сок сахара-сырца, ромовое вино и т. Д.; масла, такие как растительное масло, и для адсорбции растворителей, таких как этилацетат, в воздухе. Адсорбционная способность обычно бывает специфической. Сделаны марки для водных растворов, другие для масел и другие для паров.Испытания измеряют адсорбционную способность. Есть небольшие различия в готовом продукте, изготовленном из необработанного древесного угля разного происхождения, но, как правило, все они годны к употреблению при правильном сжигании. Хороший базовый уголь для производства активированного угля может быть получен из древесины Eucalyptus grandis в кирпичных печах.

Древесный уголь для адсорбции газов и паров обычно производится из древесного угля из скорлупы кокосовых орехов. Этот древесный уголь обладает высокой адсорбционной способностью и устойчив к измельчению в адсорбционном оборудовании - очень важный фактор.


10.2.1. Как горит древесный уголь


При наличии древесного угля хорошего качества его необходимо эффективно сжигать для получения лучшие результаты. Это особенно актуально для домашнего использования, где больше всего древесного угля горит. Промышленные печи для сжигания древесного угля, такие как доменные печи, вагранки, печи для спекания и т. д. обычно эффективно проектируются и эксплуатируется. Они здесь не обсуждаются. Основное использование древесного угля в домашнем хозяйстве развивающегося мира - нагревать воду либо для приготовления пищи, либо для горячего вода для стирки и др.Некоторые блюда готовятся прямым нагревом без погружения в воду. в воде, например, при жарке кукурузы или мяса. Система приготовления была бы на 100% эффективен, если все тепло, выделяемое при сжигании топлива, поглощается пищей готовится. На практике это далеко не так. Типичный результат для хорошо спроектированное и эксплуатируемое оборудование имеет КПД около 30%, то есть 70% тепла уходит без толку. В холодном климате часть этого отходящего тепла может улавливаться и использоваться для нагрева воздуха в помещении, тем самым выполняя полезные функция, которая повышает общую эффективность.

Теоретически можно повысить эффективность передачи тепла от горящего угля к готовящейся пище за счет увеличения стоимости и усложнения печи. Это редко бывает практичным. Те, кто мог позволить себе такое усложнение, обычно сжигали не древесный уголь, а какое-то другое топливо, обеспечивающее более высокий социальный престиж или удобство. Для достижения максимально возможной эффективности необходим компромисс, соответствующий достаточно простому и дешевому печному оборудованию, которое может использоваться большинством пользователей древесного угля.Древесный уголь, в отличие от дров, передает большую часть своего тепла кухонной посуде за счет излучения раскаленного слоя топлива. При сжигании дров, когда горячие газы выделяются длинным ленивым пламенем, большая часть тепла должна передаваться посуде для приготовления пищи за счет конвекции. Для передачи тепла путем конвекции горячий газ должен фактически контактировать с горшком, но лучистое тепло передается инфракрасным излучением, исходящим непосредственно от топливного слоя и поглощаемым поверхностью горшка или другого объекта. Таким образом, горшок должен иметь возможность «видеть» топливный слой, чтобы иметь возможность собирать и поглощать лучистую тепловую энергию.Поверхность горшка играет важную роль. Он должен быть желательно матово-черным. Сам горшок также должен хорошо проводить тепло. Тонко почерневший алюминий, вероятно, идеален. Пожалуй, худший вариант - толстая фаянсовая посуда низкой плотности. Почерневшие от огня кастрюли не следует полировать снаружи, но следует удалить поверхностные слои рыхлой сажи и мягкой смолы.

10.2.1. Как горит древесный уголь

Древесный уголь реагирует с кислородом воздуха при раскаленном красном огне с образованием бесцветного угарного газа, который затем горит синим пламенем с большим количеством кислорода из воздуха с образованием углекислого газа.Из-за тепла, выделяемого обеими этими реакциями, древесный уголь становится светящимся красным и излучает тепловую энергию, а горячий углекислый газ покидает зону горения, мы надеемся, что конвекция отдает большую часть своего тепла при прямом физическом контакте с кастрюлей. Температура газа падает, поскольку он передает тепло и уходит в комнату. Дымоходы обычно не используются с древесным углем, так как его сжигание относительно без запаха и дыма по сравнению с древесным углем или углем. Несгоревший угарный газ может выделяться при сжигании древесного угля.Он очень ядовит, поэтому необходима вентиляция помещений, где горит древесный уголь.

Тот факт, что древесный уголь можно сжигать в компактной переносной печи, не требующей дымохода, является одним из ее наиболее важных атрибутов и объясняет ее широкую популярность, особенно в городах и застроенных территориях. Несмотря на то, что для страны более эффективно с точки зрения общей энергии стремиться использовать реальную древесину, эффективно сжигаемую для приготовления пищи, а не сначала превращать ее в древесный уголь, такую ​​политику сложно реализовать.Для большинства людей, которые в настоящее время сжигают древесный уголь, трудно перейти на дрова. Дровяная печь с дымоходом стоит дорого. Сама печь может быть сделана из утрамбованной земли и может ничего не стоить, но металлический дымоход может стоить 10 долларов и более. Для тех, кто живет в тесноте городского жилья, установка дымохода может оказаться невозможной, и в этих случаях убедительным является то, что древесный уголь не загрязняет окружающую среду.

Важные факторы, отмеченные в эффективных, хорошо спроектированных, домашних угольных установках, можно резюмировать следующим образом:

(i) Топливный слой из древесного угля должен «видеть» котел, который он нагревает, и должен находиться как можно ближе к нему.Стенки камеры топливного слоя не должны «смотреть» прямо на топливный слой. Это подразумевает пространство сгорания, имеющее форму перевернутого конуса с углом 80-90% вхождения с топливным слоем, расположенным в его вершине.

(ii) Корпус печи должен быть изготовлен из огнеупорного материала, а не из металла, не подвергаться воздействию температур около 1 000 ° C и должен быть хорошим теплоизолятором, чтобы не отводить тепло от топливного слоя. Хороший материал - пористая фаянсовая посуда из белой горящей глины, которая лучше отражает тепло на горшок.Корпус печи должен быть заменен в опорной раме печи, чтобы снизить затраты на техническое обслуживание. Более дешевый и более или менее удовлетворительный корпус печи можно изготовить, набив влажную пластиковую смесь, состоящую примерно из 60% глины, 20% песка и 20% мелких частиц древесного угля, в деревянную форму и дав ей высохнуть. Хотя он и не такой прочный, как обожженный фаянс, он дешев.

(iii) Коническое топочное отверстие печи должно иметь на своей поверхности около четырех каналов для дымовых газов, шириной около 30 мм и глубиной 4 мм, чтобы позволить горячему газу выходить, даже если котелок может плотно прилегать к нему. в конусе.

(iv) Решетка должна быть из стального листа с 3-миллиметровыми отверстиями для гвоздей, расположенными примерно на расстоянии 1 на см².

(v) Каркас печи, который может быть изготовлен из переработанного стального листа, должен иметь ножки, обеспечивающие зазор 4-5 см между дном глиняного блока печи и полом. Поднос из переработанного стального листа помещается для сбора горячего пепла, так что печь можно ставить на любую поверхность, не создавая опасности возгорания.

Конструкция, показанная на рис. 12 - только один из многих.Но все хорошие проекты соответствуют принципам, перечисленным в этом разделе. Стоит подчеркнуть, что цель - максимальная эффективность при минимальных затратах, иначе оборудование не будет использоваться.

Рис. 12. Печь на углях хорошего дизайна

1. Круглая кастрюля
2. Каналы для дымовых газов в корпусе печи
3. Оболочка из переработанной стали
4. Поддон из переработанной стали
5. Из переработанной стали колосник перфорированный
6. Печь фаянсовая или смесь глино-песчано-угольной мелочи
7.Горящий уголь

Химия пороха - сложные проценты

С приближением Четвертого июля и Дня независимости Америки, казалось, уместным был какой-то актуальный пост. Уже изучив химические соединения, придающие цвет фейерверку на предыдущем рисунке, я решил исследовать здесь еще один важный компонент фейерверка: первое химическое взрывчатое вещество, порох, также обычно называемый черным порохом.

До середины XIX века единственным известным химическим взрывчатым веществом был порох. Однако его использование можно проследить гораздо раньше, и есть исторические свидетельства его использования в фейерверках в Китае еще в 1200 году нашей эры. В последующие столетия он использовался в военных целях в винтовках и пушках, но в них он давно был заменен современными бездымными порохами. Индустрия фейерверков - одна из последних крупных отраслей, где до сих пор используется традиционный дымный порох.

Порох представляет собой не одно конкретное соединение, а смесь трех различных компонентов.Он состоит из нитрата калия (75% по весу), древесного угля (15% по весу) и серы (10% по весу). Каждый из этих компонентов играет важную роль в горении пороха.

Нитрат калия, также известный как «селитра» или «селитра», разлагается при высокой температуре, обеспечивая кислород для реакции. Это означает, что порох не нужно подвергать воздействию воздуха, чтобы гореть - и поэтому удушение фейерверков не остановит их горение! Древесный уголь часто представляется просто источником углерода, который действует как топливо, хотя на самом деле это разрушенная форма целлюлозы с приблизительной эмпирической формулой C 7 H 4 O.Наконец, сера также может действовать как топливо, хотя ее включение больше связано с тем фактом, что она подвергается экзотермическим реакциям (реакциям с выделением тепла) при относительно низких температурах, обеспечивая больше энергии и понижая температуру воспламенения древесного угля.

Стоит отметить, что простого смешивания этих трех компонентов недостаточно для производства пороха хорошего качества; их необходимо тщательно перемешать, увлажнить и измельчить, чтобы получилась реактивная смесь. Отклонения от идеального соотношения, указанного выше, иногда используются для изменения характеристик горения смеси, а добавление небольших количеств воды к смеси также может использоваться для увеличения времени горения.

Точные реакции пороха трудно объяснить. Сжигание пороха состоит не из простой одиночной реакции, а из множества различных сложных реакций. Однако можно составить упрощенное уравнение, которое дает общее представление о продуктах различных реакций, как показано на рисунке. В результате реакций образуется смесь твердых и газообразных продуктов, а также очень небольшое количество воды.

Очевидно, что черный порох в фейерверках используется в качестве «подъемного заряда», который поднимает фейерверк в воздух.Взрыватель, обеспечивающий задержку перед взрывом фейерверка, и сам разрывный заряд также будут использовать порох. Горение древесного угля в порохе часто является источником сверкающих хвостов фейерверков, когда они поднимаются вверх. Газы, образующиеся в результате реакции горения, являются причиной эффекта метательного взрывчатого вещества и возможного взрыва фейерверка.

В некоторых случаях в современных фейерверках теперь используются более безопасные альтернативы пороху, которые более стабильны и просты в обращении.Однако многие до сих пор используют порох, продолжая многовековой обычай.

Изображение в этой статье находится под лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License. См. Рекомендации по использованию содержания сайта.

Ссылки и дополнительная литература

Химический состав черного пороха или пороха

Черный порох - это название самого раннего известного химического взрывчатого вещества.Он используется в качестве пороха и метательного заряда для огнестрельного оружия, ракет и фейерверков. Состав дымного пороха или пороха не установлен. Фактически, на протяжении всей истории использовалось несколько различных композиций. Вот некоторые из наиболее известных или распространенных составов, а также состав современного черного порошка.

Основы Black Powder

В рецептуре черного пороха нет ничего сложного. Он состоит из древесного угля (углерода), селитры (нитрата калия или иногда нитрата натрия) и серы.Древесный уголь и сера действуют как топливо для взрыва, а селитра действует как окислитель. Сера также снижает температуру воспламенения, что увеличивает скорость горения.

Древесный уголь используется вместо чистого углерода, поскольку он содержит не полностью разложившуюся целлюлозу. У него гораздо более низкая температура самовоспламенения. Черный порох, изготовленный из чистого углерода, воспламеняется, но не взрывается.

В коммерческом препарате черного порошка нитрат калия или другой нитрат (например,g., нитрат натрия) обычно покрывают графитом (разновидностью углерода). Это помогает предотвратить накопление электростатического заряда, уменьшая вероятность преждевременного воспламенения смеси случайной искрой.

Иногда после смешивания черный порошок смешивают с графитовой пылью, чтобы покрыть зерна. Помимо уменьшения статического электричества, графит снижает поглощение влаги, что может предотвратить возгорание пороха.

Известные композиции черного порошка

Типичный современный порох состоит из селитры, древесного угля и серы в соотношении 6: 1: 1 или 6: 1.Соотношение 2: 0,8. Исторически значимые составы рассчитаны на процентной основе:

Формула Селитра Древесный уголь сера
Епископ Уотсон, 1781 75,0 15,0 10,0
Правительство Великобритании, 1635 75,0 12.5 12,5
Брюссельские исследования, 1560 75,0 15,62 9,38
Уайтхорн, 1560 50,0 33,3 16,6
Лаборатория Ардерна, 1350 66,6 22,2 11,1
Роджер Бэкон, ок. 1252 37,50 31,25 31,25
Марк Грек, 8 век 69.22 23,07 7,69
Марк Грек, 8 век 66,66 22,22 11,11

Источник: Химия пороха и взрывчатых веществ

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *