Реферат - кам'яне вугілля
Два десятиліття поспіль вугілля знаходився в тіні нафтового буму. Гори не знаходила збут вугілля росли в небо. Закривалися численні шахти, сотні тисяч гірників втрачали своє робоче місце. Район Аппалачів США, колись квітучий вугільний басейн, перетворився в один з найбільш похмурих районів лих. Безладний, що проходить під натиском монополій перехід на дешеву, імпортовану - в основному з Близького Сходу - нафта прирік вугілля на роль "попелюшки", позбавленої майбутнього. Однак це не відбулося в ряді країн, у тому числі і в колишньому СРСР, які враховували переваги енергоструктури, що спирається на національні ресурси.
Вугільні запаси розосереджені по всьому світу. Більшість промислових країн ними не обділений. Землю оперізують дві багаті вугільні зони. Одна простягається через країни колишнього СРСР, через Китай, Північну Америку до Центральної Європи. Інша, більш вузька і менш багата, йде від Південної Бразилії через Південну Африку в Східну Австралію. Найбільш значні поклади кам'яного вугілля знаходяться в країнах колишнього СРСР, США і Китаї. Кам'яне вугілля домінує на заході Європи. Головні кам'яновугільні басейни в Євразії: Південний Уельс, Валансьєн-Льєж, Саарського-Лотаргінскій, Рурський, Астурійський, Кизеловский, Донецький, Таймирський, Тунгуський, Південно-Якутський, Фуньшуньскій; в Африці: Джерада, Абадла, Енугу, Уанки, Вітбанк; в Австралії: Велика Синкліналь, Новий Південний Уельс; в Північній Америці: Грін-Рівер, Юннта, Сан-Хуан-Рівер, Західний, Іллінойський, Аппалачский, Сабінас, Техаський, Пенсільванський; в Південній Америці: Карара, Хунін, Санта-Катаріна, Консепсьон. На Україні слід відзначити Львівсько-Волинський басейн і багатий родовищами Донбас.
Питома вага кам'яного вугілля 1,2 - 1,5 г / см3. теплота згоряння 35000 кДж / кг. Кам'яне вугілля вважається придатним для технологічного використання якщо після згоряння зола становить 30% або менше. Примітивна видобуток копалин вугілля відома з найдавніших часів (Китай, Греція). Істотну роль в якості палива вугілля стало грати в Англії в 17 столітті. Становлення вугільної промисловості пов'язане з використанням вугілля, як коксу при виплавці чавуну. Починаючи з 19 століття великий споживач вугілля - транспорт. Основні напрямки промислового використання вугілля: виробництво електроенергії, металургійного коксу, спалювання в енергетичних цілях, отримання при хімічної переробки різноманітних (до 300 найменувань) продуктів. Зростає споживання вугілля для отримання високовуглецевих вуглеграфітових конструкційних матеріалів, гірського воску, пластичних мас, синтетичного, рідкого і газоподібного висококалорійного палива, ароматичних продуктів шляхом гідрогенізації, високо азотистих кислот для добрив. Одержуваний з кам'яного вугілля кокс, необхідний у великих кількостях металургійної промисловості.
Отримання коксу здійснюється на коксохімічних заводах. Кам'яне вугілля піддається сухий перегонці (коксування) шляхом нагрівання в спеціальних коксових печах без доступу повітря до температури С. При цьому виходить кокс - тверде пористе речовина. Крім коксу при сухій перегонці кам'яного вугілля утворюються також леткі продукти, при охолодженні яких до 25-75 С утворюється кам'яновугільна смола, аміачна вода і газоподібні продукти. Кам'яновугільна смола піддається фракційної перегонці, в результаті чого отримують кілька фракцій:
- легке масло (температура кипіння до 170 С) в ньому міститься ароматичні вуглеводні (бензол, толуол, кислоти та ін. Речовини;
- середнє масло (температура кипіння 170-230 С). Це феноли, нафталін;
- важке масло (температура кипіння 230-270 С). Це нафталін і його гомологи
- антраценовое масло - антрацен, фенатрен і ін.
До складу газоподібних продуктів (коксового газу) входять бензол, толуол, ксіоли, фенол, аміак та інші речовини. З коксового газу після очищення від аміаку, сірководню та ціаністих з'єднань витягують сирий бензол, з якого виділяють окремі вуглеводні і ряд інших цінних речовин.
Аморфний вуглець у вигляді кам'яного вугілля, а також багато з'єднань вуглеці грають найважливішу роль в сучасному житті як джерела отримання різних видів енергії. При згорянні вугілля виділяється тепло, яке використовується для опалення, виготовлення їжі та для багатьох виробничих процесів. Більша ж частина одержуваного тепла перетворюється в інші види енергії і витрачається на вчинення механічної роботи.
Кам'яне вугілля - тверде пальне, корисна копалина рослинного походження. Він являє собою щільну породу чорного, іноді темно-сірого кольору з блискучою матовою поверхнею. Містить 75-97% вуглецю, 1,5-5,7% водню, 1,5-15% кисню, 0,5-4% сірки, до 1,5% азоту, 2-45% летких речовин, кількість вологи коливається від 4 до 14%. Вища теплота згоряння, розрахована на вологу беззольную масу кам'яного вугілля не менше 238МДж / кг.
Характерні фізичні властивості кам'яного вугілля:
- щільність (г / см3) - 1,28-1,53;
- механічна міцність (кг / см2) - 40-300;
- питома теплоємність С (Ккал / г град) - 026-032;
- коефіцієнт заломлення світла - 1,82-2,04.
Найбільші за обсягом видобутку родовища кам'яного вугілля в світі це Тунгуський, Кузнецький, Печорський басейни - вУкаіни; Карагандинський - в Казахстані; Аппалачский і Пенсільванський басейни - в США; Рурський - в Німеччині; Великий Хуанхе - в Китаї; Південно-уельскою - у Великобританії; Валансьєн - у Франції та ін.
Застосування кам'яного вугілля різноманітне. Він використовується як побутове, енергетичне паливо, сировину для металургійної та хімічної промисловості, а також для вилучення з нього рідкісних і розсіяних елементів. Вугільна, коксохімічна промисловість, галузі важкої промисловості здійснюють переробку кам'яного вугілля методом коксування. Коксованіе- промисловий метод переробки вугілля шляхом нагрівання до 950-1050 С без доступу повітря. Основинмі коксохімічні продуктами є: коксовий газ, продукти переробки сирого бензолу, кам'яновугільної смоли, аміаку.
З коксового газу вуглеводні витягують промиванням в скрубберах рідкими поглинальні маслами. Після відгону від масла, разгонки з фракції, очищення і повторної ректифікації отримують чисті товарні продукти, як-то: бензол, толуол, ксилоли та ін. З ненасичених сполук, що містяться в сирому бензолі, отримують кумаронові смоли, які використовуються для виробництва лакофарбових матеріалів, лінолеуму і в гумової промисловості. Перспективним сировиною є також циклопентадієн, який також отримують з кам'яного вугілля. Кам'яне вугілля - сировина для отримання нафталіну та інших індивідуальних ароматичних вуглеводнів. Найважливішими продуктами переробки є пірідіновиє підстави і феноли.
Шляхом переробки в загальній складності можна отримати більше 400 різних продуктів, вартість яких, в порівнянні, з вартістю самого вугілля, зростає в 20-25 разів, а побічні продукти, одержувані на коксохімічних заводах, перевершують вартість самого коксу.
Дуже перспективним є спалювання (гідрогенізація) вугілля з утворенням рідкого палива. Для виробництва 1 т нафти витрачається 2-3т кам'яного вугілля. З кам'яного вугілля отримують штучний графіт. Використовуються вони в якості неорганічного сировини. При переробці кам'яного вугілля з нього в промислових масштабах витягають ванадій, германій, сірку, галій, молібден, цинк, свинець. Зола від спалювання вугілля, відходи видобутку і переробки використовуються у виробництві будматеріалів, кераміки, вогнетривкої сировини, глинозему, абразивів. З метою оптимального використання вугілля виробляється його збагачення (видалення мінеральних домішок).
Кам'яне вугілля містить до 97% вуглецю, можна сказати, лежить в основі всіх вуглеводнів, тобто в їх основі лежать атоми вуглецю. Часто доводиться зустрічатися з аморфним вуглецем у вигляді вугілля. За будовою аморфний вуглець - це той же графіт, але в стані найтоншого подрібнення. Практичне застосування аморфних форм вуглецю різноманітно. Кокс і вугілля - як відновник в металургії при виплавці заліза.
Як видно з наведеного реферативного огляду кам'яне вугілля є невід'ємною частиною нашої життєдіяльності. Вельми різноманітне застосування практично у всіх галузях народного господарства кам'яного вугілля передбачає і подальше його видобуток і переробку.
Список використаної літератури:
1. Н.Л.Глінка. Загальна хімія. Вид-во «Хімія», 1972.-712 с.
3. Коротка хімічна енциклопедія. М. Сов.енціклопедія, 1967. - +1184 с.
4. Е.Гроссе, Х.Вайсмантель. Хімія для допитливих. Л. Хімія, 1987. - 392с.