Вугілля

Вугілля було першим із використовуваних людиною видів викопного палива. Він дозволив зробити промислову революцію, яка своєю чергою сприяла розвитку вугільної промисловості, забезпечивши її сучаснішою технологією. У 1960 році вугілля давало близько половини світового виробництва енергії, до 1970 року його частка впала до однієї третини.

Вугілля, подібно до нафти і газу, є органічною речовиною, що зазнала повільного розкладання під дією біологічних і геологічних процесів. Основа утворення вугілля – рослинні залишки.

Антрацит

Антрацит - найдавніший з копалин вугілля, вугілля найбільш високого ступеня вуглефікації.

Характеризується великою щільністю та блиском. Містить 95% вуглецю. Застосовується як висококалорійне тверде паливо (теплотворність 6800-8350 ккал/кг).

Кам'яне вугілля

Кам'яне вугілля — осадова порода, що є продуктом глибокого розкладання залишків рослин (деревоподібних папоротей, хвощів і плаунів, а також перших голонасінних рослин). Більшість покладів кам'яного вугілля було утворено в палеозої, переважно у 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 та летких речовин з невеликими кількостями мінеральних домішок, що при спалюванні вугілля утворюють золу. Копалини вугілля відрізняються один від одного співвідношенням їх складових компонентів, що визначає їх теплоту згоряння. Ряд органічних сполук, що входять до складу кам'яного вугілля, має канцерогенні властивості.Вміст вуглецю в кам'яному куті, залежно від його сорту, становить від 75 до 95%.

Буре вугілля

Буре вугілля - тверде викопне вугілля, що утворилося з торфу, містить 65-70% вуглецю, має бурий колір, наймолодший з викопних вугілля. Використовується як місцеве паливо, а також як хімічна сировина.

Освіта вугілля

Для утворення вугілля необхідне рясне накопичення рослинної маси. найдавнішого вугілля оцінюється приблизно 350 мільйонів років.

Вугілля утворюється в умовах, коли гниючий рослинний матеріал накопичується швидше, ніж відбувається його бактеріальне розкладання. кислоти, що виділяються в ході його, запобігають подальшій діяльності бактерій. торф - Вихідний продукт для утворення вугілля. Якщо потім відбувається його поховання під іншими наносами, то торф відчуває стиск і, втрачаючи воду і гази, перетворюється на вугілля.

Під тиском нашарування опадів товщиною в 1 кілометр з 20-метрового шару торфу виходить пласт бурого вугілля товщиною 4 метри.На більшій глибині, близько 6 кілометрів, і за більш високої температури 20-метровий шар торфу стає шаром антрациту завтовшки 1,5 метра.

У результатах руху земної кори вугільні пласти зазнавали підняття та складкоутворення. З часом підняті частини руйнувалися рахунок ерозії чи самозаймання, а опущені зберігалися у широких неглибоких басейнах, де вугілля перебуває лише на рівні щонайменше 900 метрів від земної поверхні.

Видобуток вугілля

Способи видобутку вугілля залежить від глибини його залягання. Розробка проводиться відкритим способом у вугільних розрізах, якщо глибина залягання вугільного пласта не перевищує 100 метрів. Непоодинокі і такі випадки, коли при дедалі більшому поглибленні вугільного кар'єру далі вигідно вести розробку вугільного родовища підземним способом. Для отримання вугілля з великих глибин використовуються шахти. Глибокі шахти на території Російської Федерації добувають вугілля з рівня трохи більше 1200 метрів.

У вугленосних відкладеннях поруч із вугіллям містяться багато видів георесурсів, які мають споживчої значимістю. До них відносяться породи, що вміщають, як сировина для будіндустрії, підземні води, метан вугільних пластів, рідкісні та розсіяні елементи, у тому числі цінні метали та їх сполуки. Наприклад, деякі вугілля збагачені германієм.

Доведені запаси вугілля

Вугілля в Росії

Види вугілля

У Росії залежно від стадії метаморфізму розрізняють: буре вугілля, кам'яне вугілля, антрацити та графіти. Цікаво, що у західних країнах має місце дещо інша класифікація: відповідно, лігніти, суббітумінозне вугілля, бітумінозне вугілля, антрацити та графіти.

1. Буре вугілля. Містять багато води (43%), тому мають низьку теплоту згоряння. Крім того, містять велику кількість летких речовин (до 50%). Утворюються з відмерлих органічних залишків під тиском навантаження та під дією підвищеної температури на глибинах близько 1 кілометра.
2. Кам'яне вугілля. Містять до 12% вологи (3-4% внутрішньої), тому мають вищу теплоту згоряння. Містять до 32% летких речовин, рахунок чого непогано запалюються. Утворюються із бурого вугілля на глибинах близько 3 кілометрів.
3. Антрацити. Майже повністю (96%) складаються з вуглецю. Мають найбільшу теплоту згоряння, але погано спалахують. Утворюються із кам'яного вугілля при підвищенні тиску та температури на глибинах близько 6 кілометрів. Використовуються в основному в хімічній промисловості
4. Графіти

Історія видобутку вугілля у Росії

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

Рудознавець кріпосний селянин Григорій Капустін у 1721 році відкрив кам'яне вугілля поблизу притоку Сіверського Дінця — річки Курдючої та довів його придатність для використання у ковальському та залізоробному виробництвах.У грудні 1722 року Петро іменним указом послав Капустіна за пробами вугілля, та був наказано спорядження спеціальних експедицій для розвідки вугілля і руди.

У 1722 році Берг-колегія запропонувала В. І. Генніну, який відав уральськими і сибірськими заводами, «мати старання про копання кам'яного вугілля як і в інших європейських країнах обходяться щоб цим лісам тим вугіллям була підмога».

Група С. Костильова в 1720-1721 роках вела пошуки корисних копалин у північних передгір'ях Алтаю. У лютому 1722 року М. Волков зробив заявку на залізну руду, знайдену ним у Томському повіті, та вугілля, виявлене ним у «горілій горі» за сім верст від Верхотомського острогу, на території сучасного міста Кемерово.

Становлення вугільної промисловості, у Росії належить до першої чверті ХІХ ст., коли було відкрито основні вугільні басейни.

Динаміку обсягів видобутку викопного вугілля Російської імперії можна побачити тут.

Запаси вугілля у Росії

У Росії зосереджено 5,5% (чому така різниця з відсотком доведених запасів вугілля на 2006 рік?-тому що більша частина не придатна до розробки-Сибір і вічна мерзлота) світових запасів вугілля, що становить понад 200 млрд тонн. У тому числі 70 % посідає запаси бурого вугілля.

• У 2004 році в Росії було видобуто 283 млн. тонн вугілля. 76,1 млн. тонн було відправлено на експорт.
• У 2005 році в Росії було видобуто 298 млн. тонн вугілля. 79,61 млн. тонн було відправлено на експорт.

• 2006 року - 308,788 млн тонн. У 2006 році видобуток збільшився як підземним способом на 4,4 відсотка порівняно з 2005 роком (у 2006 році видобуток склав 109,28 млн тонн), так і відкритим способом - на 2,3 відсотка [2]

У Росії в 2004 році був дефіцит коксівного вугілля марок «Ж» і «К» у розмірі не менше 10 млн тонн (оцінка ВУХІН), що пов'язано з вибуттям добувних потужностей у Воркуті та Кузбасі.

Найбільші перспективні родовища

Ельгінське родовище (Саха). Належить ВАТ «Мечел». відкладення верхньої юри та нижньої крейди. Основні вугільні пласти приурочені до відкладень нерюнгрінської (6 пластів потужністю 0,7-17 м) і ундиктанської (18 пластів потужністю також 0,7-17 м) Світ. Вугілля в основному напівблискуче. лінзовидно-смужкові з дуже високим вмістом найбільш цінного компонента - вітриніту (78-98%) За ступенем метаморфізму вугілля відносяться до III (жирної) стадії. малосірчисті (0,2%), малофосфористі (0,01%), добре спекаються (Y = 28-37 мм), з високою теплотою згоряння (28 МДж/кг). розкриш — близько 3 куб м на тонну рядового вугілля), що дуже вигідно організації видобутку відкритим способом.

Елегестське родовище (Тива) має запаси близько 1 млрд т коксівного вугілля дефіцитної марки «Ж» (загальний обсяг запасів оцінюється в 20 млрд т).80% запасів знаходиться в одному пласті завтовшки 6,4 м (кращі шахти Кузбасу працюють у пластах завтовшки 2-3 м, у Воркуті вугілля видобувають із пластів тонше 1 м). Після виходу на проектну потужність до 2012 року на Елегесті очікується видобуток 12 млн т вугілля щорічно. Ліцензія на розробку елегестського вугілля належить Єнісейській промисловій компанії, яка входить до структури «Об'єднаної промислової корпорації» (ОПК). Урядова комісія з інвестиційних проектів РФ 22 березня 2007 року схвалила реалізацію проектів з будівництва залізничної лінії «Кизил-Курагіно» у зв'язку з освоєнням мінерально-сировинної бази Республіки Тува.

Найбільші російські виробники вугілля

У 2004 році видобуток становив:

• СУЕК - 74,5 млн тонн.
• Кузбасрозрізвугілля - 39,3 млн тонн.
• Південкузбасвугілля — 18,1 млн тонн.
• Південний Кузбас — 15,6 млн. тонн.
• Красноярськкрайвугілля - 3,7 млн ​​тонн.

Найбільші вугільні компанії Росії

Найбільші виробники вугілля (США)

У 2004 році видобуток становив:

• Peabody Energy - 198 млн тонн.
• Arch Coal - 123 млн тонн.
• Consol Energy - 67 млн ​​тонн.
• Foundation - 61 млн тонн.
• Massey - 42 млн тонн.

Споживання вугілля

Споживання вугілля в мільйон тонн.

Застосування вугілля

В Англії в 1735 навчилися виплавляти чавун на коксі. Застосування кам'яного вугілля різноманітне. Він використовується як побутове, енергетичне паливо, сировина для металургійної та хімічної промисловості, а також для вилучення з нього рідкісних та розсіяних елементів. Дуже перспективним є зрідження (гідрогенізація) вугілля з утворенням рідкого палива.Для виробництва 1т нафти витрачається 2-3т кам'яного вугілля, під час ембарго ПАР майже повністю забезпечувала себе паливом рахунок цієї технології. З кам'яного вугілля отримують штучний графіт.

Вартість вугілля

Вартість сильно відрізняється, оскільки сильний вплив надають якість вугілля та вартість транспортування. У цілому нині по Росії ціни коливаються від 60-400 рублів за тонну (2000 р.) до 600-1300 рублів за тонну (2008 р.). На світовому ринку ціна досягла 300 доларів за тонну (2008).

Газифікація вугілля

Цей напрямок утилізації вугілля пов'язаний з його так званим "неенергетичним" використанням. Йдеться про переробку вугілля в інші види палива (наприклад, горючий газ, середньотемпературний кокс та ін.), що передує або супроводжує отримання з нього теплової енергії. Наприклад, у Німеччині у 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 роки XX століття, в даний час з бурого вугілля виробляється більше 100 найменувань продукції. (Цей процес газифікації відомий також під назвою "способ Lurgi".)

У СРСР технології газифікації вугілля зокрема активно розроблялися в Науково-дослідному та проектно-конструкторському інституті з проблем розвитку Кансько-Ачинського вугільного басейну (КАТЕКНДвугілля) з метою підвищення ефективності використання кансько-ачинського бурого вугілля. Співробітниками інституту було розроблено низку унікальних технологій переробки низькозольного бурого та кам'яного вугілля. Дані вугілля можуть бути піддані енерготехнологічної переробки у такі цінні продукти, як середньотемпературний кокс, здатний служити замінником класичного коксу в ряді металургійних процесів, горючий газ, придатний, наприклад, для спалювання в газових котлах як замінник природного газу, та синтез-газякий може використовуватися при виробництві синтетичних вуглеводневих палив. Спалювання палив, одержуваних у результаті енерготехнологічної переробки вугілля, дає суттєвий виграш у показниках шкідливих викидів щодо спалювання вихідного вугілля.

Після розвалу СРСР КАТЕКНДвугілля було ліквідовано, а співробітники інституту, які займалися розробкою технологій газифікації вугілля, створили власне підприємство. У 1996 році було збудовано завод з переробки вугілля в сорбент та горючий газ у м. Київ. Красноярське (Красноярський край, Росія). В основу заводу лягла запатентована технологія шарової газифікації вугілля зі зверненим дуванням (або звернений процес шарової газифікації вугілля). Цей завод працює і зараз. Через виключно низькі (у порівнянні з традиційними технологіями спалювання вугілля) показники шкідливих викидів він вільно розташовується неподалік центру міста. Надалі на основі цієї технології був побудований також демонстраційний завод з виробництва побутових брикетів у Монголії (2008 р.).

Слід зазначити деякі характерні відмінності технології шарової газифікації вугілля зі зверненим дуванням від прямого процесу газифікації, один із різновидів якого (газифікація під тиском) використовується на заводі SASOL в ПАР. Горючий газ, що виробляється в зверненому процесі, на відміну від прямого процесу, не містить продуктів піролізу вугілля, тому в зверненому процесі не потрібні складні і дорогі системи газоочищення.Крім того, у зверненому процесі можна організувати неповну газифікацію (карбонізацію) вугілля. При цьому виробляються відразу два корисні продукти: середньотемпературний кокс (карбонізат) та горючий газ. Перевагою прямого процесу газифікації, з іншого боку, є більш висока продуктивність. У період найактивнішого розвитку технологій газифікації вугілля (перша половина XX століття) це зумовило практично повну відсутність інтересу до наверненого процесу шарової газифікації вугілля. Проте в даний час ринкова кон'юнктура така, що вартість одного тільки середньотемпературного коксу, що виробляється в наверненому процесі газифікації вугілля (при карбонізації), дозволяє компенсувати всі витрати на його виробництво. Попутний продукт - горючий газ, придатний для спалювання в газових котлах з метою одержання теплової та/або електричної енергії - у цьому випадку має умовно нульову собівартість. Ця обставина забезпечує високу інвестиційну привабливість цієї технології.

Ще однією відомою технологією газифікації бурого вугілля є енерготехнологічна переробка вугілля в середньотемпературний кокс і теплову енергію в установці з псевдозрідженим (киплячим) шаром палива. Важливою перевагою даної технології є можливість реалізації шляхом реконструкції типових вугільних котлів. При цьому зберігається на колишньому рівні продуктивність котла теплової енергії. Подібний проект реконструкції типового котла реалізовано, наприклад, на розрізі "Березівський" (Красноярський край, Росія).У порівнянні з технологією шарової газифікації вугілля енерготехнологічна переробка вугілля в середньотемпературний кокс у псевдозрідженому шарі відрізняється значно вищою (в 15-20 разів вище) продуктивністю. [3]

Зрідження вугілля

Вугілля як паливо

Роль вугілля в енергетичному балансі

У Росії у 2005 році частка вугілля в енергобалансі країни становила близько 18 відсотків (в середньому у світі 39%), у виробництві електроенергії – трохи більше 20 відсотків. Частка вугілля у паливному балансі РАВ ЄЕС становила 2005 року 26 %, а газу — 71 %. У зв'язку з високими світовими цінами на газ російський уряд має намір збільшити частку вугілля в паливному балансі РАВ ЄЕС до 34% до 2010 року.

Труднощі використання вугілля як енергетичне паливо

Незважаючи на економічні зміни, вартість 1 тонни умовного палива (тут) на вугіллі в більшості випадків є найнижчою в порівнянні з мазутом і газом. Основна труднощі використання вугілля полягає у рівні викидів від спалювання вугілля — газоподібних і твердих (зола). Більшість розвинених країн, включаючи Росію, діють жорсткі вимоги щодо рівня викидів, допустимих при спалюванні вугілля. У країнах ЄС використовуються жорсткі штрафні санкції до ТЕЦ, що перевищує норми (до 50 євро за кожен вироблений МВт*год електроенергії). Виходом із ситуації є використання різних фільтрів (наприклад, електрофільтрів) у газоходах котлів або спалювання вугілля у вигляді водовугільних суспензій (Водовугове паливо). В останньому випадку через нижчу температуру горіння вугілля суттєво (до 70 %) знижуються викиди оксидів NO_x (температурний NO_x). Зола, що отримується від спалювання вугілля, часом може бути використана в будівельній промисловості.Ще в СРСР були розроблені ГОСТи, що передбачають добавку золи до шлакопортландцементів. Труднощами використання золи є те, що видалення золи відбувається в більшості випадків шляхом гідрозоловидалення, що ускладнює її навантаження для подальшого транспортування та використання.

Питома теплота згоряння речовин

Вугілля у харчовій промисловості

Вугілля зареєстроване як харчова добавка Е153, як барвник.

Значення слова "вугілля"

Біле вугілля - Вода як джерело енергії. [Забєлін:] Я беруся вказати вам десяток місць, де ми можемо зараз, у природних умовах, будувати електростанції на білому вугіллі. Погодін, Кремлівські куранти.

Блакитне вугілля вітер як джерело енергії. — Вітер — його ми називаємо блакитним вугіллям — найкраща енергія для пустелі. Паустовський, Кара-Бугаз.

Деревне вугілля - Твердий пористий високовуглецевий продукт, що утворюється при нагріванні деревини без доступу (або при незначному доступі) повітря.

Джерело (друкована версія): Словник російської: У 4-х т. / РАН, Ін-т лінгвістич. досліджень; За ред. А. П. Євгенєвої. - 4-те вид., Стер. - М: Рус. яз.; Поліграфресурси, 1999; (електронна версія): Фундаментальна електронна бібліотека

вугілля

1. корисна копалина, горюча тверда речовина рослинного походження ◆ Кам'яний вугілля. ◆ Бурий вугілля. ◆ Лише в порту лебідок вереск звичайний // Новий деррик над вугілля кряхтить - / / У трюми пароплавів закордонних / / Грузять ліс і камінь-апатит. А. В. Підстаницький, «Мурманськ увечері», 1940 // «Полярна правда» 2. шматок перепаленого дерева або іншого пального матеріалу ◆ Вигрібати вугілля із печі. 3. матеріал для малювання, виготовлений з випалу тонких деревних гілок або обструганих паличок (в 19 ст також з вугільного порошку з рослинним клеєм) ◆ Малювати вугілля.

Фразеологізми та стійкі поєднання

• В'ГОЛЬ, вугілля, м.1.мн. (спец.) вугілля, їй. Тверда горюча речовина, зазвичай чорна, органічного походження. Дерев'яний у. (З перепаленого дерева). Кам'яний у. (Викопний). Буре вугілля. Донецький у.2.мн. вугілля, ей, і (простореч.) вугілля, їв. Шматок деревного вугілля. Вигреб вугілля з печі. Вугілля, що горить. Малювати вугіллям. ◊

Джерело: «Тлумачний словник російської» під редакцією Д. Н. Ушакова (1935-1940); (електронна версія): Фундаментальна електронна бібліотека

Робимо Карту слів краще разом

Привіт! Мене звуть Лампобот, я комп'ютерна програма, яка допомагає робити Карту слів. Я чудово вмію вважати, але поки що погано розумію, як влаштований ваш світ. Допоможи мені розібратися!

Дякую! Я став трохи краще розуміти світ емоцій.

Запитання: пушкінізм — це щось нейтральне, позитивне чи негативне?

Асоціації до слова «вугілля»

Синоніми до слова «вугілля»

Пропозиції зі словом «вугілля»

• З краю вогнище, у розпечених вугіллі стояв великий глиняний горщик, з якого піднімалася пара, і, тільки-но впіймавши запах носом, я раптом зрозумів, наскільки голодний.

Цитати з російської класики зі словом «вугілля»

• — Дивись, щоб цапа [«Посадити цапа» на заводському жаргоні означає остудити доменну піч, коли в ній утворюється застигла маса з чавуну, шлаків і вугілля. (Прим. Д. Н. Мамина-Сибиряка.)] у домну для свята не посадити.

Поєднання слова «вугілля»

Яким буває «вугілля»

Поняття зі словом «вугілля»

Вугілля - корисна копалина, вид палива, що утворився як з частин древніх рослин, так і значною мірою з бітумних мас, що вилилися на поверхню планети, що зазнали метаморфізму внаслідок опускання на великі глибини під землю під високими температурами і без доступу кисню. Міжнародна назва вуглецю походить від латів. carbō («вугілля»). Вугілля було першим із використовуваних людиною видів викопного палива. Він дозволив здійснити промислову революцію, яка у свою чергу.

Суббітомінозний вугілля, або бурий вугілля (чорний лігніт) - горюча корисна копалина, викопне вугілля 2-ї стадії метаморфізму (перехідна ланка між лігнітом і кам'яним вугіллям), утворюється з лігніту або безпосередньо з торфу.

Афоризми російських письменників зі словом «вугілля»

• Беззахисне людське серце. А захищене — воно позбавлене світла, і мало в ньому гарячого вугілля, не вистачить навіть, щоб зігріти руки.