реферат вугілля

Реферат на тему:

1 Освіта вугілля
2 Види вугілля
- 2.1 Антрацит
- 2.2 Кам'яне вугілля
- 2.3 Буре вугілля
3 Видобуток вугілля
4 Доведені запаси вугілля
5 Вугілля вУкаіни
- 5.1 Історія видобутку вугілля вУкаіни
- 5.2 Видобуток і запаси вугілля вУкаіни
  - 5.2.1 Найбільші перспективні родовища
- 5.3 Найбільші українські виробники вугілля
- 5.4 Найбільші вугільні компанііУкаіни
6 Найбільші виробники вугілля (США)
7 Споживання вугілля
8 Застосування вугілля
- 8.1 Вартість вугілля
- 8.2 Газифікація вугілля
- 8.3 Зріджування вугілля
- 8.4 Вугілля як паливо
- 8.5 Питома теплота згоряння вугілля в порівнянні з іншими речовинами
Примітки

Вугілля - вид викопного палива, що утворився з частин древніх рослин під землею без доступу кисню. Міжнародна назва вуглецю відбувається від лат. carbō ( «вугілля»). Вугілля був першим з використовуваних людиною видів викопного палива. Він дозволив зробити промислову революцію, яка в свою чергу сприяла розвитку вугільної промисловості, забезпечивши її більш сучасною технологією.

В середньому, спалювання одного кілограма цього виду палива призводить до виділення 2,93 кг CO2 і дозволяє отримати 6,67 кВт · год енергії або, при ККД 30% - 2,0 кВт · год електроенергії. У 1960 році вугілля давав близько половини світового виробництва енергії, до 1970 року його частка впала до однієї третини. Використання вугілля збільшується в періоди високих цін на нафту та інші енергоносії.

1. Освіта вугілля

Для утворення вугілля необхідно рясне накопичення рослинної маси. У древніх торф'яних болотах, починаючи з девонського періоду (приблизно 416 млн років тому), накопичувалося органічна речовина, з якого без доступу кисню формувалися копалини вугілля. Більшість промислових родовищ викопного вугілля відноситься до цього періоду, хоча існують і більш молоді родовища. Вік найдавніших вугілля оцінюється приблизно в 300-400 мільйонів років [1].

Вугілля утворюється в умовах, коли гниє рослинний матеріал накопичується швидше, ніж відбувається його бактеріальне розкладання. Ідеальна обстановка для цього створюється в болотах, де стояча вода, збіднена киснем, перешкоджає життєдіяльності бактерій і тим самим оберігає рослинну масу від повного руйнування. На певній стадії процесу виділяються в ході нього кислоти запобігають подальшу діяльність бактерій. Так виникає торф - вихідний продукт для утворення вугілля. Якщо потім відбувається його поховання під іншими наносами, то торф відчуває стиснення і, втрачаючи воду і гази, перетвориться на вугілля.

Під тиском нашарувань опадів товщиною в 1 кілометр з 20-метрового шару торфу виходить пласт бурого вугілля товщиною 4 метри. Якщо глибина поховання рослинного матеріалу досягає 3 кілометрів, то такий же шар торфу перетвориться в пласт кам'яного вугілля завтовшки 2 метри. На більшій глибині, близько 6 кілометрів, і при більш високій температурі 20-метровий шар торфу стає пластом антрациту товщиною в 1,5 метра.

У результатах руху земної кори вугільні пласти відчували підняття і складкоутворення. З плином часу підняті частини руйнувалися за рахунок ерозії або самозаймання, а опущені зберігалися в широких неглибоких басейнах, де вугілля знаходиться на рівні не менше 900 метрів від земної поверхні. Освіта найбільш потужних вугільних пластів пов'язане з областями земної кори, які протягом значного часу - протягом мільйонів років - піддавалися поступового тектонічному опускання зі швидкістю накопичення торфу на поверхні. В окремих випадках, як, наприклад, в Хат-Крік (англ.) Рос. (Канада), потужність одного вугільного пласта може досягати 500 м і більше. [2]

2. Види вугілля

Вугілля, подібно нафти і газу, є органічна речовина, що піддалося повільного розкладання під дією біологічних і геологічних процесів. Основа освіти вугілля - рослинні залишки. Залежно від ступеня перетворення і питомої кількості вуглецю в вугіллі розрізняють чотири його типу: буре вугілля (лігніти), кам'яне вугілля, антрациту і графіт. У західних країнах має місце дещо інша класифікація - лігніти, суббітумінозне вугілля, бітумінозні вугілля, антрациту і графіт, відповідно.

2.1. Антрацит

Антрацит - самий глибоко прогрівається при своєму виникненні з викопного вугілля, вугілля найбільш високого ступеня вуглефікації. Характеризується великою щільністю і блиском. Містить 95% вуглецю. Застосовується як тверде висококалорійне паливо (теплотворність 6800-8350 ккал / кг). Мають найбільшу теплоту згоряння, але погано запалюються. Утворюються з кам'яного вугілля при підвищенні тиску і температури на глибинах близько 6 кілометрів.

2.2. Кам'яне вугілля

Кам'яне вугілля - осадова порода, що представляє собою продукт глибокого розкладання залишків рослин (деревовидних папоротей, хвощів і плаунів, а також перших голонасінних рослин). Більшість покладів кам'яного вугілля було утворено в палеозої, переважно в кам'яновугільному періоді, приблизно 300-350 мільйонів років тому. За хімічним складом кам'яне вугілля представляє суміш високомолекулярних поліциклічних ароматичних сполук з високою масовою часткою вуглецю, а також води і летючих речовин з невеликими кількостями мінеральних домішок, при спалюванні вугілля утворюють золу. Викопні вугілля відрізняються один від одного співвідношенням складають їх компонентів, що визначає їх теплоту згоряння. Ряд органічних сполук, що входять до складу кам'яного вугілля, має канцерогенні властивості.

2.3. Буре вугілля

Буре вугілля - твердий викопне вугілля, що утворився з торфу, містить 65-70% вуглецю, має бурий колір, наймолодший з викопного вугілля. Використовується як місцеве паливо, а також як хімічна сировина. Містять багато води (43%), і тому мають низьку теплоту згоряння. Крім того, містять велику кількість летючих речовин (до 50%). Утворюються з відмерлих органічних залишків під тиском навантаження і під дією підвищеної температури на глибинах близько 1 кілометра.

3. Видобуток вугілля

Способи видобутку вугілля залежать від глибини його залягання. Розробка ведеться відкритим способом в вугільних розрізах, якщо глибина залягання вугільного пласта не перевищує 100 метрів. Непоодинокі й такі випадки, коли при все більшому поглибленні вугільного кар'єру далі вигідно вести розробку вугільного родовища підземним способом. Для добування вугілля з великих глибин використовуються шахти. Найглибші шахти на території Укаїни добувають вугілля з рівня трохи більше 1200 метрів.

У вугленосних відкладеннях поряд з вугіллям містяться багато видів ГЕОРЕСУРСИ, що володіють споживчої значимістю. До них відносяться вміщають породи як сировина для будіндустрії, підземні води, метан вугільних пластів, рідкісні і розсіяні елементи, в тому числі цінні метали та їх сполуки. Наприклад, деякі вугілля збагачені германієм.

4. Доведені запаси вугілля

5. Вугілля вУкаіни

5.1. Історія видобутку вугілля вУкаіни

Петро I вперше познайомився з вугіллям в 1696 році, повертаючись з першого Азовського походу в районі нинішнього м Шахти (до революції Олександрівськ-Грушевський). Під час відпочинку на березі Кальміусу царю показали шматок чорного, добре палаючого мінералу. «Цей мінерал, якщо не нам, то нащадкам нашим зело корисний буде», - сказав Петро I.

В 1722 Берг-колегія запропонувала В. І. Генніну, відав уральськими і сибірськими заводами, «мати старання про копальні кам'яного вугілля як і в інших європейських державах обходяться щоб оним лісах тими вугіллям було підмога».

Становлення вугільної промисловості вУкаіни відноситься до першої чверті XIX ст. коли вже були відкриті основні вугільні басейни.

5.2. Видобуток і запаси вугілля вУкаіни

Видобуток вугілля вУкаіни (РРФСР). млн. тонн [5]

5.2.1. Найбільші перспективні родовища

5.3. Найбільші українські виробники вугілля

СУЕК - 79,5 млн т.
Кузбасрозрізвугілля - 39,3 млн тонн.
Южкузбассуголь - 18,1 млн тонн.
Південний Кузбас - 15,6 млн тонн.
Красноярсккрайуголь - 3,7 млн тонн.

5.4. Найбільші вугільні компанііУкаіни

6. Найбільші виробники вугілля (США)

В Англії в 1735 році навчилися виплавляти чавун на коксі. 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. Дуже перспективним є скраплення (гідрогенізація) вугілля з утворенням рідкого палива. Для виробництва 1 т нафти витрачається 2-3т кам'яного вугілля, в період ембарго ПАР практично повністю забезпечувала себе паливом за рахунок цієї технології. З кам'яного вугілля отримують штучний графіт.

8.1. вартість вугілля

8.2. газифікація вугілля

Даний напрямок утилізації вугілля пов'язано з його так званим «неенергетичних» використанням. Мова йде про переробку вугілля в інші види палива (наприклад, в горючий газ, середньотемпературна кокс і ін.), Що передує або супутньою отримання з нього теплової енергії. Наприклад, в Німеччині в роки Другої світової війни технології газифікації вугілля активно застосовувалися для виробництва моторного палива. У ПАР на заводі SASOL з використанням технології шарової газифікації під тиском, перші розробки якої були також виконані в Німеччині в 30-40-ті роки XX століття, в даний час з бурого вугілля виробляється більше 100 найменувань продукції. (Даний процес газифікації відомий також під назвою «спосіб Lurgi».)

В СРСР технології газифікації вугілля зокрема активно розроблялися в Науково-дослідному і проектно-конструкторському інституті з проблем розвитку Кансько-Ачинського вугільного басейну (КАТЕКНІІуголь) з метою підвищення ефективності використання Кансько-Ачинський бурого вугілля. Співробітниками інституту було розроблено ряд унікальних технологій переробки нізкозольних бурого і кам'яного вугілля. Дані вугілля можуть бути схильні до енерготехнологічної переробці в такі цінні продукти, як середньотемпературна кокс. здатний служити замінником класичного коксу в ряді металургійних процесів, горючий газ. придатний, наприклад, для спалювання в газових котлах в якості замінника природного газу, і синтез-газ. який може використовуватися при виробництві синтетичних вуглеводневих палив. Спалювання палив, що отримуються в результаті енерготехнологічної переробки вугілля, дає суттєвий виграш в показниках шкідливих викидів щодо спалювання вихідного вугілля.

Слід зазначити деякі характерні відмінності технології шарової газифікації вугілля з зверненим дуттям від прямого процесу газифікації, одна з різновидів якого (газифікація під тиском) використовується на заводі SASOL в ПАР. Вироблений в зверненому процесі горючий газ, на відміну від прямого процесу, не містить продуктів піролізу вугілля, тому в зверненому процесі не потрібні складні і дорогі системи газоочистки. Крім того, в зверненому процесі можливо організувати неповну газифікацію (карбонізацію) вугілля. При цьому виробляються відразу два корисних продукту: середньотемпературна кокс (карбонізат) і горючий газ. Перевагою прямого процесу газифікації, з іншого боку, є його більш висока продуктивність. В період найбільш активного розвитку технологій газифікації вугілля (перша половина XX століття) це зумовило практично повна відсутність інтересу до звернений процесу шарової газифікації вугілля. Однак в даний час ринкова кон'юнктура така, що вартість одного тільки среднетемпературного коксу, виробленого в зверненому процесі газифікації вугілля (при карбонізації), дозволяє компенсувати всі витрати на його виробництво. Попутний продукт - горючий газ, придатний для спалювання в газових котлах з метою отримання теплової та / або електричної енергії, - в цьому випадку має умовно нульову собівартість. Ця обставина забезпечує високу інвестиційну привабливість даної технології.

Ще однією відомою технологією газифікації бурого вугілля, є енерготехнологічна переробка вугілля в середньотемпературна кокс і теплову енергію в установці з псевдозрідженим (киплячим) шаром палива. Важливою перевагою даної технології є можливість її реалізації шляхом реконструкції типових вугільних котлів. При цьому зберігається на колишньому рівні продуктивність котла по тепловій енергії. Подібний проект реконструкції типового котла реалізований, наприклад, на розрізі «Березовський» (Красноярський край, Україна). У порівнянні з технологією шарової газифікації вугілля енерготехнологічна переробка вугілля в середньотемпературна кокс в псевдозрідженому шарі відрізняється істотно вищою (в 15-20 разів вище) продуктивністю. [6]

см. Автомобіль з газогенератором
см. Водовугільне паливо

8.3. скраплення вугілля

см. Синтез Фішера - Тропша

8.4. Вугілля як паливо

Роль вугілля в енергетичному балансі

Труднощі використання вугілля в якості енергетичного палива

Незважаючи на що відбуваються економічні зміни, вартість 1 тонни умовного палива (тут) на вугіллі в більшості випадків є найнижчою в порівнянні з мазутом і газом. Основні труднощі використання вугілля полягає в високому рівні викидів від спалювання вугілля - газоподібних і твердих (зола). У більшості розвинених країн, включно з Україною, діють жорсткі вимоги по рівню викидів, допустимих при спалюванні вугілля. У країнах ЄС використовуються жорсткі штрафні санкції до ТЕЦ, що перевищує норми (аж до 50 євро за кожен вироблений МВт * год електроенергії). Виходом із ситуації є використання різних фільтрів (наприклад, електрофільтрів) в газоходах котлів, або спалювання вугілля у вигляді водовугільних суспензій (Водовугільне паливо). В останньому випадку через більш низьку температуру горіння вугілля істотно (до 70%) знижуються викиди оксидів NOx (температурний NOx). Зола, що отримується від спалювання вугілля, в ряді випадків може бути використана в будівельній індустрії. Ще в СРСР були розроблені ГОСТи, що передбачають добавку золи в шлакопортландцемент. Труднощами використання золи є те, що видалення золи відбувається в більшості випадків шляхом гидрозолоудаления, що ускладнює її навантаження для подальшого транспортування та використання.

8.5. Питома теплота згоряння вугілля в порівнянні з іншими речовинами

Питома теплота згоряння, МДж / кг

Схожі статті

Попередня ◈ Наступна