Уголь — вид ископаемого топлива, образовавшийся из частей древних растений под землей без доступа кислорода. Международное название углерода происходит от лат. carbф («уголь»).
Уголь был первым из используемых человеком видом ископаемого топлива. Он позволил совершить промышленную революцию, которая в свою очередь способствовала развитию угольной промышленности, обеспечив её более современной технологией.
В среднем, сжигание одного килограмма этого вида топлива приводит к выделению 2,93 кг CO 2 и позволяет получить 6,67 кВт·чэнергии или, при КПД 30 % — 2,0 кВт·ч электричества. В 1960 году уголь давал около половины мирового производства энергии, к1970 году его доля упала до одной трети. Использование угля увеличивается в периоды высоких цен на нефть и другие энергоносители.
1. Образование угля
Для образования угля необходимо обильное накопление растительной массы. В древних торфяных болотах, начиная с девонского периода (примерно 400 млн лет назад), 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 300—400 миллионов лет.
Уголь образуется в условиях, когда гниющий растительный материал накапливается быстрее, чем происходит его бактериальное разложение. Идеальная обстановка для этого создаётся в болотах, где стоячая вода, обеднённая кислородом, препятствует жизнедеятельности бактерий и тем самым предохраняет растительную массу от полного разрушения. На определённой стадии процесса выделяемые в ходе него кислоты предотвращают дальнейшую деятельность бактерий. Так возникает торф — исходный продукт 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 наслоений осадков толщиной 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.
В результатах движения земной коры угольные пласты испытывали поднятие и складкообразование. С течением времени приподнятые части разрушались за счёт эрозии или самовозгорания, а опущенные сохранялись в широких неглубоких бассейнах, где уголь находится на уровне не менее 900 метров от земной поверхности. Образование наиболее мощных угольных пластов связано с областями земной коры, которые на протяжении значительного времени — в течение миллионов лет — подвергались постепенному тектоническому опусканию со скоростью накопления торфа на поверхности. В отдельных случаях, как, например, в Хат-Крик (англ.)русск. (Канада), суммарная мощность пакета угольных пластов достигает 450 м.
Топливо в структуре энергетических ресурсов
... 1. В качестве альтернативы нефтяных топлив рассматривают энергетические аккумуляторы. 1. Для комплексной оценки топлив и смазочных материалов (Т ... часто называют горючее. Понятие топлива более общее, нежели горючее или горючее ископаемое, потому как включает в ... 7000 ккал — что примерно соответствует каменному углю). Печное бытовое топливо предназначено для сжигания в отопительных установках небольшой ...
2. Виды угля
Уголь, подобно нефти и газу, представляет собой органическое вещество, подвергшееся медленному разложению под действием биологических и геологических процессов. Основа образования угля — растительные остатки. В зависимости от степени преобразования и удельного количества углерода в угле различают четыре его типа: бурые угли (лигниты),каменные угли, антрациты и графиты. В западных странах имеет место несколько иная классификация — лигниты, суббитуминозные угли, битуминозные угли, антрациты и графиты, соответственно.
2.1 Антрациты
Антрацит — самый глубоко прогревавшийся при своем возникновении из ископаемых углей, уголь наиболее высокой степени углефикации. Характеризуется большой плотностью и блеском. Содержит 95 % углерода. Применяется как твердое высококалорийное топливо (теплотворность 6800—8350 ккал/кг).
Имеют наибольшую теплоту сгорания, но плохо воспламеняются. Образуются из каменного угля при повышении давления и температуры на глубинах порядка 6 километров.
Антрацимт
Лучший сорт каменного угля, отличающийся черным цветом, сильным блеском, большой теплотворной способностью [2] .
Высшая разновидность угля — твердого горючего полезного ископаемого, образованного из растительных остатков растений в результате гумификации и углефикации.
Уголь чёрно-серого цвета с металлическим блеском, твёрдый, высокой плотности и высокой электропроводности. В западных странах принято следующее деление ископаемых углей на группы: лигниты, суббитуминозные угли, битуминозные угли, антрациты. Иногда к углям относят графит.
Антрацит может рассматриваться как переходная стадия между каменным углем и графитом. Чаще всего месторождения антрацита встречаются в районах, которые подвергались значительным движениям земной коры, таким как отроги горных хребтов. В процессе углефикации захороненный в недрах Земли торф последовательно превращается (при соответствующих условиях) сначала в бурый, затем в каменный уголь и антрацит.
Основные свойства
В CCCP граница между каменными углями и антрацитами была принята по отражательной способности витринита в масляной иммерсии (для антрацита R0 2,5%).
Для антрацита основных бассейнов выход летучих веществ 0,22 мі/кг, объёмный выход летучих веществ менее 8% в Донецком бассейне, менее 9% в Горловском бассейне.
От других видов угля антрацит отличается высоким содержанием связанного углерода (91-98%), низким содержанием влаги, серы, летучих веществ, высокой удельной теплотой сгорания. Антрацит горит быстро, без дыма и пламени, с высокой теплоотдачей, не спекается. Обладает высокой плотностью органической массы (1500-1700 кг/мі) и высокой электропроводностью. Твёрдость по минералогической шкале 2,0-2,5 [6] .
Классификации
Наибольшее количество антрацита образовалось в результате регионального метаморфизма при погружении угленосных толщ в область повышенных температур и давлений. Температура при формировании антрацита в условиях регионального метаморфизма находилась в интервале 350-550°С, что наряду с изменением давления, особенностями исходного материала и другими причинами привело к образованию антрацита с различными свойствами [6] .
В зависимости от содержания углерода и по своему технологическому применению антрацит также принято подразделять на следующие градации — стандартное качество (SG), высокое качество (HG) и сверхвысокое качество (UHG).
Классификационные свойства антрацита:
|
SG антрацит |
HG антрацит |
UHG антрацит |
Кокс |
||
|
Влага (max, %) |
15 |
15 |
13 |
5 |
|
|
Зола (max, %) |
20 |
15 |
12 |
14 |
|
|
Летучие вещества (max, %) |
10 |
10 |
5 |
2 |
|
|
Связанный углерод (min, %) |
73 |
75 |
80 |
84 |
|
|
Сера (max, %) |
1 |
1 |
0.6 |
0.8 |
|
|
Фосфор (%) |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
0.04 |
|
В ряде ранее действующих классификаций антрациты подразделялись на марки ПА (полуантрациты) и А (антрациты).
Во вновь введённых государственных стандартах на классификации углей и антрацит основных бассейнов и месторождений марка ПА не предусмотрена. [6]
Запасы антрацита
Мировые запасы антрацита (т.н. извлекаемые ресурсы) по данным 2009 года (включая Канаду, не ведущую пока разработку запасов) составляют порядка 24 млрд тонн.
В 1980 году мировые запасы насчитывали 28,2 млрд тонн, в России было 14 млрд тонн антрацита.
Общие запасы антрацита составляют 1% от мировых запасов угля (по данным 2006 года) [7] .
Антрацит залегает в пластах разной мощности обычно на средней и малой глубинах, в отложениях многих геологических систем. Запасы антрацита имеются в Китае, Южной и Северной Корее, Вьетнаме, России, Украине, Польше, Германии, Великобритании, Испании, США, Свазиленде и ЮАР. По объёму запасов (2009 г.) Россия находится на 1 месте, за ней следуют Китай, Украина и Вьетнам. Крупнейший производитель антрацита — Китай, другие значимые производители — Северная Корея (в основном для внутреннего потребления), Россия, Украина, Вьетнам, Польша, Англия, Австралия, США.
Основные страны-производители антрацита, 2009 г.
|
Оставшиеся оцененные извлекаемые запасы (млн т) |
Номинальный уровень добычи (млн т / год) |
Оставшийся срок разработки (лет) |
||
|
Китай |
6 080 |
275 |
22 |
|
|
Россия |
6 870 |
9 |
763 |
|
|
Украина |
5 790 |
20 |
290 |
|
|
Вьетнам |
2 260 |
40 |
57 |
|
|
Северная Корея |
1 530 |
22,5 |
68 |
|
|
Южная Африка |
710 |
2,5 |
284 |
|
|
Южная Корея |
240 |
2,8 |
86 |
|
|
Испания |
200 |
3,5 |
57 |
|
|
США |
60 |
1,6 |
38 |
|
|
Польша |
63 |
0,25 |
253 |
|
Основные угленосные бассейны: Пенсильванский (США), Альберта (Канада), Витбанк (ЮАР); на Украине — восточная часть Донецкого бассейна.
В России и СНГ антрациты выявлены в Донецком, Горловском, Кузнецком, Таймырском, Тунгусском бассейнах, а также в угольных бассейнах и на месторождениях Урала и Магаданской области РСФСР. Наличие высокометаморфизованных углей, в т.ч. антрацита, известно в Кузнецком, Печорском, Узгенском бассейнах, на месторождении Кугитанг (бывш. Туркменская CCP).
Сейчас основные запасы антрацита в России приходятся на юг России (Донбасс) и Сибирь (Горловский угольный бассейн) [9] .
Применение антрацита
До 1980-х гг. антрацит относительно редко употребляли для технологических целей, в основном же антрацит разновидности standardgrade использовался как топливо для коммунальных и бытовых нужд в энергетике. В настоящее время антрацит, помимо использования в энергетике, применяется для черной и цветной металлургии, а также для производства адсорбентов, электродов, электрокорунда, микрофонного порошка.
Антрациты UHG используются в качестве заменителя кокса и коксовой мелочи (в составе смеси с коксом) в доменных печах при пылеугольном вдувании (PCI), в производстве агломератов железной руды, железорудного окатыша, электродов.
Требования к качеству антрацита по сравнению с топливно-энергетическим использованием являются наиболее высокими. Даже сравнительно небольшое ухудшение некоторых свойств антрацита часто отрицательно влияет на качество промышленной продукции [10] .
Согласно принятым в России и СНГ межгосударственным стандартам на угли и антрациты, (классификация по генетическим и технологическим параметрам), антрациты используются в производстве водяного газа, термоантрацита, карбида кальция, электрокорунда, в пылевидном сжигании, слоевом сжигании в стационарных котловых установках и кипящем слое, топках судов, паровозов, для коммунальных и бытовых нужд, производстве извести, цемента, в агломерации руд, производстве электродов.
2.2 Каменный уголь
Каменный уголь — осадочная порода, представляющая собой продукт глубокого разложения остатков растений (древовидных папоротников, хвощей и плаунов, а также первых голосеменных растений).
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 канцерогеннымисвойствами.
Содержание углерода в каменном угле, в зависимости от его сорта, составляет от 75 % до 95 %. Содержат до 12 % влаги (3-4 % внутренней), поэтому имеют более высокую теплоту сгорания по сравнению с бурыми углями. Содержат до 32 % летучих веществ, за счёт чего неплохо воспламеняются. Образуются из бурого угля на глубинах порядка 3 километров.
2.3 Бурый уголь
бумрый умголь
Классификация ископаемых углей довольно запутана, так в Евросоюзе и Англии пользуются термином лигнит (которой считается синонимом бурого угля), а в Америке лигнит и бурый уголь выделяются отдельно, причем очень четко. В России понятие лигнит чаще всего является синонимом бурого угля (последний термин более распространен) либо понятием недействующим, реже понятие бурый уголь охватывает лигнит высокой степени углефикации (ВСУ) и не захватывает суббитуминозный уголь ВСУ, последний относят к каменному.
Содержит 50-77 % углерода, 20-30 % (иногда до 40 %) влаги и большое кол-во летучих веществ (до 50 %).
Имеет черно-бурый или черный цвет, реже бурый (черта на фарфоровой плитке всегда бурая).
Образуются из отмерших органических остатков под давлением нагрузки и под действием повышенной температуры на глубинах порядка 1 километра. Используется как топливо в мелких и частных котельных, а также как химическое сырьё. Имеют низкую теплоту сгорания, около 26 МДж/кг.
На воздухе бурый уголь быстро теряет влагу, растрескивается и превращается в порошок.
Состав и строение
Суббитуминозный (бурый) уголь является плотной, камнеподобной углистой массой от почти черного до светло-бурого цвета, всегда с бурой чертой. В нём нередко заметна растительная древесная структура; излом раковистый, землистый или деревянный. Легко горит коптящим пламенем, выделяя неприятный своеобразный запах гари.
При обработке гидроксидом калия дает темно-бурую жидкость. При сухой перегонке образует аммиак, свободный или связанный с уксусной кислотой. Удельный вес 0,5—1,5. Средний химический состав, за вычетом золы и серы: 50—77 % (в среднем 63 %) углерода, 26—37 % (в среднем 32 %) кислорода, 3—5 % водорода и 0—2 % азота. Основные примеси вбуром угле те же, что и в любом другом ископаемом угле.
Подавляющее большинство бурых углей по вещественному составу относятся к гумитам. Сапропелиты и переходные гумусово-сапропелевые разности имеют подчинённое значение и встречаются в виде прослоев в пластах, сложенных гумитами. Большинство бурых углей слагается микрокомпонентами витринита группы (80-98%) и только в юрских бурых углях Средней Азии преобладают микрокомпоненты группы фюзинита (45-82%); для нижнекарбоновых бурых уголь характерно высокое содержание лейптинита.
Бурые угли характеризуются повышенным содержанием фенольных, карбоксильных и гидроксильных групп, наличием свободных гуминовых кислот, содержание которых снижается с повышением степени метаморфизма от 64 до 2-3% и смол от 25 до 5%. На некоторых месторождениях мягкие бурые угли дают высокий выход бензольного экстракта (5-15%), содержащего 50-75% восков, и имеют повышенное содержание урана и германия.
Классификация
Угли подразделяются на марки и технологические группы; в основу такого подразделения положены параметры, характеризующие поведение углей в процессе термического воздействия на них. Российская классификация отличается от западной.
В России все бурые угли относят к марке Б:
|
Марки угля |
Буквенное обозначение марок |
Выход летучих веществ Vг, % |
Содержание углерода Сг, % |
Теплота сгорания Qгб, ккал/кг |
Отражательная способность в масляной иммерсии, % |
|
|
Бурые |
Б |
41 и более |
76 и менее |
6900-7500 |
0,30-0,49 |
|
Угли подразделяются на технологические группы по спекающей способности; для указания технологической группы к буквенному обозначению марки прибавляется цифра, указывающая низшее значение толщины пластического слоя в данных углях, например Г6, Г17, КЖ14 и т.п.
По ГОСТ от 1976 г бурый уголь подразделяются по степени метаморфизма (углефикации) на три стадии: О1 , О2 , и О3 и классы 01, 02, 03. Основой такого подразделения принята отражательная способность витринита в масле R°, нормируемая величина её для стадии О1 — менее 0,30; О2 — 0,30-0,39; О3 — 0,40-0,49. По международной классификации, принятой Европейской экономической комиссией (1957), бурые угли подразделяются на шесть классов по влажности (до 20, 20-30, 30-40, 40-50, 50-60 и 70 %) и пять групп по выходу смол полукоксования[5] .
Среди разновидностей неофициально различают мягкие, землистые, матовые, лигнитовые и плотные (блестящие).
Выделяют также:
§ Плотный бурый уголь — бурого цвета с матовым блеском, землистым изломом;
- § Землистый бурый уголь — бурый, легко истирающийся в порошок;
§ Смолистый бурый уголь — очень плотный, темно-бурый и даже черный, в изломе блестящий наподобие смолы;
§ Бумажный бурый уголь, или дизодил, представляет тонкослоистую истлевшую растительную массу, легко делящуюся на тонкие листики;
§ Торфяной уголь, как бы войлочный, похожий на торф, часто содержит много посторонних примесей и иногда переходит в квасцовую землю.
Другая классификация — немецкая, основана на процентном содержании элементов:
|
Российский аналог |
Немецкое название |
Летучие вещества % |
Углерод % |
Водород % |
Кислород % |
Сера % |
Теплота сгорания Qгб, КДж/кг |
|
|
Бурые (лигниты) |
Braunkohle |
45-65 |
60-75 |
6,0-5,8 |
34-17 |
0,5-3 |
<28470 |
|
Отличия от каменного угля
От каменного угля бурый уголь внешне отличается цветом черты на фарфоровой пластинке — она всегда бурая. Самое важное отличие от каменного угля заключается в меньшем содержании углерода и значительно большем содержании битуминозных летучих веществ и воды. Этим и объясняется, почему бурый уголь легче горит, даёт больше дыма, запах, а также и вышеупомянутую реакцию с едким калием и выделяет мало тепла. Из-за высокого содержания воды для сжигания его используют в порошке, в который он неминуемо превращается при сушке. Содержание азота значительно уступает каменным углям, но повышенно содержание серы.
Использование
Как топливо бурый уголь в России и многих других странах употребляется значительно меньше, чем каменный уголь, однако из-за низкой стоимости в мелких и частных котельных он более популярен и занимает иногда до 80 %. Используется для пылевидного сжигания (при хранении бурый уголь высыхает и рассыпается), а иногда и целиком. На небольших провинциальных ТЭЦ он также нередко сжигается для получения тепла.
Однако в Греции и особенно в Германии бурый уголь используется в паровых электростанциях, вырабатывая до 50 % электроэнергии в Греции и 24,6 % в Германии.
С большой скоростью распространяется получение жидких углеводородных топлив из бурого угля перегонкой. После перегонки остаток годится для получения сажи. Из него извлекают горючий газ, получают углещелочные реагенты и монтан-воск (горный воск).
В мизерных количествах он применяется и для поделок.
Добыча
Добыча бурого угля, в миллионах тонн [16] :
|
Добыча на 2010, в млн т |
|||
|
Германия |
169 |
||
|
Индонезия |
163 |
||
|
Россия |
76 |
||
|
Турция |
69 |
||
|
Австралия |
67 |
||
|
США |
65 |
||
|
Греция |
56 |
||
|
Польша |
56 |
||
|
Чехия |
44 |
||
|
Сербия |
37 |
||
|
Всего: |
1042 |
||
Украина
В 60-ые годы 20 столетия Украина добывала порядка 1 млн. тонн бурого угля из Александрийского месторождения — Днепровского бассейна, которые по залежам бурого угля занимает 10 место в мире. В 2008 году добыча и реализация практически прекратилась. Ожидается, что добыча бурого угля на Украине возобновится в 2012 году на Мокрокалыгорском месторождении, запасы которого оцениваются в 7,76 млрд.т.
Бурый уголь
Российская классификация
|
Марки угля |
Буквенное обозначение марок |
Выход летучих веществ Vг, % |
содержание углерода Сг, % |
теплота сгорания Qгб, ккал/кг |
Отражательная способность в масляной иммерсии, % |
|
|
Бурые |
Б |
41 и более |
76 и менее |
6900-7500 |
0,30-0,49 |
|
|
Длиннопламенные |
Д |
39 и более |
76 |
7500-8000 |
0,50-0,64 |
|
|
Газовые |
Г |
36 |
83 |
7900-8600 |
0,65-0,84 |
|
|
Жирные |
Ж |
30 |
86 |
8300-8700 |
0,85-1,14 |
|
|
Коксовые |
К |
20 |
88 |
8400-8700 |
1,15-1,74 |
|
|
Отощённо-спекающиеся |
ОС |
15 |
89 |
8450-8780 |
1,75-2,04 |
|
|
Тощие |
Т |
12 |
90 |
7300-8750 |
2,05-2,49 |
|
|
Антрациты |
А |
менее 8 |
91 и более |
8100-8750 |
2,50-6,00 |
|
Кроме указанных в таблице, в некоторых бассейнах выделяются промежуточные марки:
§ газовые жирные (ГЖ)
§ коксовые жирные (КЖ)
§ коксовые вторые (K2)
§ слабоспекающиеся (СС)
Угли подразделяются на технологические группы по спекающей способности; для указания технологической группы к буквенному обозначению марки прибавляется цифра, указывающая низшее значение толщины пластического слоя в данных углях, например Г6, Г17, КЖ14 и т.п.[1]
По размеру получаемых при добыче кусков каменный уголь классифицируется на П — (плита) более 100 мм К — (крупный) 50- 100 мм О — (орех) 25- 50 мм М — (мелкий) 13- 25 мм С — (семечка) 6- 13 мм Ш — (штыб) 0- 6 мм Р — (рядовой) шахтный 0- 200 мм, карьерный 0-300мм
Марки угля Д и Г могут гореть без поддува, эта их особенность позволяет использовать уголь в котельных. А уголь СС, Т или ОС может использоваться для получения электроэнергии. Марки Г и Ж, как правило, применяют в черной металлургии.
Другие классификации
Немецкая классификация на основании процентного содержания элементов
|
Российский аналог |
Немецкое название |
Летучие вещества % |
C Углерод % |
H Водород % |
O Кислород % |
S Сера % |
теплота сгорания Qгб, КДж/кг |
|
|
Бурые (лигниты) |
Braunkohle |
45-65 |
60-75 |
6,0-5,8 |
34-17 |
0,5-3 |
<28470 |
|
|
Длиннопламенные |
Flammkohle |
40-45 |
75-82 |
6,0-5,8 |
>9,8 |
~1 |
<32870 |
|
|
Длиннопламенно-газовые |
Gasflammkohle |
35-40 |
82-85 |
5,8-5,6 |
9,8-7,3 |
~1 |
<33910 |
|
|
Газовые |
Gaskohle |
28-35 |
85-87,5 |
5,6-5,0 |
7,3-4,5 |
~1 |
<34960 |
|
|
Жирные |
Fettkohle |
19-28 |
87,5-89,5 |
5,0-4,5 |
4,5-3,2 |
~1 |
<35380 |
|
|
Коксовые |
Esskohle |
14-19 |
89,5-90,5 |
4,5-4,0 |
3,2-2,8 |
~1 |
<35380 |
|
|
Тощие |
Magerkohle |
10-14 |
90,5-91,5 |
4,0-3,75 |
2,8-3,5 |
~1 |
35380 |
|
|
Антрациты |
Anthrazit |
7-12 |
>91,5 |
<3,75 |
<2,5 |
~1 |
<35300 |
|
|
Процентное содержание по весу |
||||||||
Средние шесть строк в английской классификации представляют собой переход от суббитуминозного к битуминозному (каменному) углю. В США антрацитом считается уголь с содержанием летучих веществ менее 6%.
4. Угольная промышленность
Умгольная промымшленность — Включает добычу (обогащение) и переработку (брикетирование) бурого и каменного угля. 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 привсе большем углублении угольного карьера далее выгодно вести разработку угольного месторождения подземным способом. В России в 2005 году доля угля в энергобалансе страны составляла около 18 процентов (в среднем по миру 39 %), в производстве электроэнергии — немногим более 20 процентов. Доля угля в топливном балансеРАО ЕЭС составила в 2005 году 26 %, а газа — 71 %.
Шахты
Для извлечения угля с больших глубин используются
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.
Угольный карьер, горное предприятие предназначенное для разработки открытым способом.
Гидравлическая добыча угля , Применение струй в качестве инструмента разрушения в исполнительных органах очистных и
Газификация угля
Современные газогенераторы имеют мощность для твёрдого топлива до 80000 м
Проводились опыты по подземной газификации углей, добыча которых по различным причинам экономически не выгодна.
Сжижение угля
К 1945 г в мире имелось 15 заводов синтеза Фишера-Тропша (в Германии, США, Китае и Японии) общей мощностью около 1 млн.т углеводородов в год. Они выпускали в основном синтетические моторные топлива и смазочные масла.
В годы после второй мировой войны синтезу ФТ уделяли большое внимание во всём мире, поскольку считалось, что запасы нефти подходят к концу, и надо искать ей замену. В 1950 г был пущен завод в Браунсвилле (Техас) на 360 тыс. т/г. В 1955 г южноафриканская компания SasolLimited построила собственное производство, существующее и развивающееся до сих пор. В Новочеркасске с 1952 работала установка мощностью около 50 тыс. т/г, использующий вывезенное из Германии оборудование. Сырьем служил сначала уголь донецкого бассейна, а затем природный газ. Немецкий Co-Th катализатор был со временем заменён на оригинальный, Co-Zr. На заводе была установлена колонна точной ректификации, так что в ассортимент продукции завода входили индивидуальные углеводороды высокой чистоты, в том числе б-олефины с нечетным углеродным номером. Установка работала на Новочеркасском заводе синтетических продуктов вплоть до 1990-х годов и была остановлена по экономическим причинам.
Все эти предприятия в значительной степени заимствовали опыт немецких химиков и инженеров, накопленный в 30-40-е годы.
Открытие обширных месторождений нефти в Аравии, Северном море, Нигерии, Аляске резко снизило интерес к синтезу ФТ. Почти все существующие заводы были закрыты, единственное крупное производство сохранилось в ЮАР. Активность в этой области возобновилась к 1990-м годам.
В 1990 г компания Exxon запустила опытную установку на 8 тыс. т/г с Co катализатором. В 1992 г южноафриканская компания Mossgas построила завод мощностью 900 тыс. т/г. В отличие от технологии Sasol, в качестве сырья здесь использовался природный газ с шельфового месторождения. В 1993 году компания Shell запустила завод в Бинтулу (Малайзиия) мощностью 500 тыс. т/г, используя Co-Zr катализатор и оригинальную технологию «средних дистиллятов». Сырьем служит синтез-газ, получаемый парциальным окислением местного природного газа. В настоящее время Shell строит завод по той же технологии, но на порядок большей мощности в Катаре. Свои проекты в области синтеза ФТ разной степени проработки имеют также компании Chevron, Conoco, BP, ENI, Statoil, Rentech, Syntroleum и другие.
Крупнейшие угледобывающие страны
Производство угля в год (млн. тонн)
|
2003 |
2004 |
2005 |
2006 |
2007 |
2008 |
2009 |
Доля |
Насколько хватит разведанных запасов (лет) |
||
|
Китай |
1722.0 |
1992.3 |
2204.7 |
2380.0 |
2526.0 |
2782.0 |
3050.0 |
45.6 % |
38 |
|
|
США |
972.3 |
1008.9 |
1026.5 |
1053.6 |
1040.2 |
1062.8 |
973.2 |
15.8 % |
245 |
|
|
Индия |
375.4 |
407.7 |
428.4 |
447.3 |
478.4 |
521.7 |
557.6 |
6.2 % |
105 |
|
|
ЕС |
638.0 |
628.4 |
608.0 |
595.5 |
593.4 |
587.7 |
536.8 |
4.6 % |
55 |
|
|
Австралия |
351.5 |
366.1 |
378.8 |
385.3 |
399.0 |
401.5 |
409.2 |
6.7 % |
186 |
|
|
Россия |
276.7 |
281.7 |
298.5 |
309.2 |
314.2 |
326.5 |
298.1 |
4.3 % |
500+ |
|
|
Индонезия |
114.3 |
132.4 |
146.9 |
195.0 |
217.4 |
229.5 |
252.5 |
3.6 % |
17 |
|
|
ЮАР |
237.9 |
243.4 |
244.4 |
244.8 |
247.7 |
250.4 |
250.0 |
3.6 % |
122 |
|
|
Германия |
204.9 |
207.8 |
202.8 |
197.2 |
201.9 |
192.4 |
183.7 |
2.6 % |
37 |
|
|
Польша |
163.8 |
162.4 |
159.5 |
156.1 |
145.9 |
143.9 |
135.1 |
1.7 % |
56 |
|
|
Казахстан |
84.9 |
86.9 |
86.6 |
96.2 |
97.8 |
111.1 |
101.5 |
1.5 % |
308 |
|
|
Мировое производство |
5,187.6 |
5,585.3 |
5,886.7 |
6,195.1 |
6,421.2 |
6,781.2 |
6,940.6 |
100 % |
119 |
|
После начала «рыночных реформ» добыча угля в России неуклонно снижалась, упав к 1998 году почти на 1/3. С 2001 года наметился рост (исключая спад в 2009 году).
В 2008 году в России добыто 329 млн. тонн угля.
Крупнейшие российские производители угля
В 2004 году добыча составляла:
§ СУЭК — 74,5 млн тонн.
§ Кузбассразрезуголь — 39,3 млн тонн.
§ Южкузбассуголь — 18,1 млн тонн.
§ Южный Кузбасс — 15,6 млн тонн.
В странах бывшего СССР одним из известных месторождений угля является Донбасс (Украина).
Украина 1880-2003г
Угольная промышленность на Украине, млн. т
|
год |
1880 |
1890 |
1900 |
1910 |
1913 |
1920 |
1925 |
1929 |
1935 |
|
|
угля, млн. т |
1,3 |
2,9 |
10,7 |
16,3 |
23,5 |
4,1 |
18,2 |
30,5 |
59,7 |
|
|
год |
1940 |
1945 |
1950 |
1955 |
1959 |
1961 |
1963 |
1965 |
1967 |
|
|
угля, млн. т |
83,3 |
30,1 |
76,4 |
116,3 |
167,3 |
171,5 |
179,7 |
194,3 |
199,0 |
|
|
год |
1969 |
1971 |
1973 |
1975 |
1976 |
1977 |
1979 |
1981 |
1983 |
|
|
угля, млн. т |
204,4 |
209,4 |
212,6 |
215,7 |
218,1 |
217,2 |
204,7 |
191,1 |
190,9 |
|
|
год |
1985 |
1987 |
1990 |
1996 |
1999 |
2000 |
2001 |
2002 |
2003 |
|
|
угля, млн. т |
189 |
191,9 |
164,8 |
75,4 |
81 |
81,1 |
83,4 |
81,8 |
79,3 |
|
5. Угольная промышленность Украины
Угольная промышленность Украины представлена главным образом предприятиями Донецкого, Львовско-Волынского каменноугольных и Днепровского буроугольного бассейна. Основной базой каменного угля Украины по-прежнему остаётся Донбасс. Уголь добывают в Донецкой области.
Добыча угля
61,756 млн т.
§ 37,0 млн т. энергетика
§ 28,9 млн т. металлургия
§ 6,9 млн т. экспорт
§ 3,0 млн т. другие расходы (в том числе внутренние потребности угледобывающих предприятий)
Проданы, а также отданы в долгосрочную аренду частным лицам следующие угледобывающие компании Украины (в скобках — добыча угля в 2011 году; доля в общеукраинской добыче):
- § Павлоградуголь (15 414,2 тыс. т.;
- 24,9 %;
- 10 шахт;
- энергетические и коксующие угли;
- Днепропетровская область) — ДТЭК (Ринат Ахметов)
§ Свердловантрацит (7 324,4 тыс. т.; 11,9 %; 5 шахт, 3 ЦОФ, шахтоуправление; энергетические угли; Луганская область) — ДТЭК (Ринат Ахметов)
§ Красноармейская-Западная №1 (6 900 тыс. т.; 11,2 %; 1 шахта; энергетические и коксующиеся угли; Донецкая область)
§ Ровенькиантрацит (6 559 тыс. т.; 10,6 %; 6 шахт, 3 ЦОФ; энергетические угли; Луганская область) — ДТЭК (Ринат Ахметов)
§ Краснодонуголь (5 647 тыс. т.; 9,1 %; коксующие угли; Луганская область) — Метинвест (Ринат Ахметов)
§ Комсомолец Донбасса (4 257,2 тыс. т.; 6,9 %; энергетические угли; Донецкая область) — ДТЭК (Ринат Ахметов)
§ Добропольеуголь (3 265,3 тыс. т.; 5,3 %; 6 шахт, энергетические и коксующиеся угли; Донецкая область) — ДТЭК (Ринат Ахметов)
§ Макеевуголь (2 900 тыс. т.; 4,7 %; Донецкая область) — крупнейшее неприватизированное и неарендованное угледобывающее предприятие Украины
§ Шахта имени Засядько (1 288,3 тыс. т.; 2,1 %; Донецкая область) — Организация арендаторов (Ефим Звягильский)
Таким образом, 6 угледобывающих предприятий Украины, приватизированных или переданных в аренду двум компаниям Рината Ахметова: ДТЭК и Метинвест, производят добычу 42 467,1 тыс. тонн угля, то есть 68,7 % от общеукраинской добычи.
Добыча угля Украиной по годам
|
Добыча каменного угля Украиной по годам (тыс. т) |
||
|
Год |
Добыча, тыс. т |
|
|
2011 |
81 800 |
|
|
2010 |
54 450 |
|
|
2009 |
54 800 |
|
|
2008 |
59 312 |
|
|
2007 |
58 800 |
|
|
2006 |
61 631 |
|
|
2005 |
60 400 |
|
|
2004 |
||
|
2003 |
79 300 |
|
|
2002 |
81 800 |
|
|
2001 |
83 400 |
|
|
2000 |
81 100 |
|
|
1999 |
81 000 |
|
|
1996 |
75 400 |
|
|
1990 |
164 800 |
|
6. Министерство угольной промышленности Украины, Минуглепром Украины
25 июля 2005 года Президент Украины Виктор Ющенко подписал Указ «Про заходи щодо вдосконалення державного управління вугільною промисловістю», согласно которому Министерство топлива и энергетики Украины реорганизовано путем выделения из его состава Министерства угольной промышленности Украины.
18 декабря 2007 года постановлением Верховной Рады Украины на должность Министра угольной промышленности Украины был назначен Полтавец Виктор Иванович.
9 декабря 2010 г. реорганизовано в министерство энергетики и угольной промышленности Украины.
Основные задачи
Основными задачами Минуглепрома являлись:
- § участие в формировании и обеспечении проведения государственной политики Украины в угольной отрасли;
- § осуществление структурной перестройки угольной отрасли и повышение эффективности управления ею;
- § создание благоприятных условий для осуществления приватизации предприятий угольной отрасли;
- § формирование баланса угля и угольной продукции;
- § изучение текущей и перспективной потребности угля (по маркам и сортам) на внутреннем и внешнем рынке;
- § прогнозирование направлений развития угольной отрасли относительно добычи угля и его переработки;
- § участие в формировании, регулировании и усовершенствования рынка угольной продукции;
- § проведение единой научно-технической политики в отношении охраны труда на предприятиях угольной отрасли.
Структура центрального аппарата
§ департамент аналитическо-информационного и организационого обеспечения
§ департамент кадровой и социальной политики
§ департамент координации производства
§ департамент финансово-экономических вопросов
§ департамент перспективного развития и координации подготовительных работ
§ департамент охраны труда и чрезвычайных ситуаций
§ департамент контрольно-ревизионной работы и борьбы с коррупцией
§ управление реструктуризации
§ управление капитального строительства и инвестиций
§ управление координации вспомогательных производств
§ управление имущественных отношений и тендерных закупок
§ управление бухгалтерского учёта, отчётности и бюджетного финансирования
§ управление юридического обеспечения
§ отдел режимно-секретной и мобилизационной работы
§ сектор по использованию газа метана
§ государственная инспекция по контролю качества угольной продукции
7. Донемцкий каменноумгольный бассемйн
угольный бассейн антрацит суббитуминозный
Донемцкий каменноумгольный бассемйн (Донбамсс) образовался на заливах и лиманах давно несуществующего моря. Это море занимало всю восточную половину Европейской России и западную Азиатской, разделяясь между ними сплошным массивом Уральского хребта и врезаясь на запад узким, сильно вытянутым Донецким заливом в материк.
Как памятники давно исчезнувшего моря, до нашей эпохи сохранились сравнительно небольшие резервуары, наполненные морской водой, моря Каспийское и Аральское.
В обнажившихся местах образовалась мощная толща известняка из обитавших на дне моря раковин. Берега моря были покрыты пышной растительностью, свойственной каменноугольному периоду: чудовищными сигилляриями, гигантскимих вощами, древовидными папоротниками, стройными лепидодендронами и каламитами. Остатки этих растений, весьма богатых клетчаткой, устилали дно мелководного залива, перемежаясь с песком и илом, начинали гнить и в результате тления, продолжавшегося тысячелетия, превращались в торф, каменный уголь и антрацит.
Со времени выхода из под вод каменноугольного моря толща Донецких отложений три раза была снова заливаема волнами моря — в течение юрского, мелового и триасового периодов. Наступление каждого моря уничтожало размывом высоко поднимающиеся места и заполняло своими отложениями впадины, содействуя, таким образом, постепенному нивелированию поверхности.
В конце концов, от горных цепей, перерезывавших местность, остались только их широкие основания в виде кряжей. Ряд этих кряжей пересекает весь бассейн с северо-запада на юго-восток, ясно свидетельствуя о прежнем положении размытых горных цепей. Самый значительный из этих кряжей, так называемый главный перелом, или Донецкий кряж. Совместной деятельностью в течение целых геологических периодов кряжеобразовательного и нивелирующего процесса площадь Донбасса приведена к своему современному виду, представляя собой тип рельефа, известный под названием «Плато размыва».
Список используемой литературы
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/referat/mestorojdenie-uglya/
1. Н.Л.Глинка. Общая химия. Изд-во «Химия», 1972.-712 с.
2. Химическая энциклопедия. Даф-Мед. Изд-во «Сов.энциклопедия», 1990. — 671с.
3. Краткая химическая энциклопедия. М. Сов.энциклопедия,1967. — 1184
4. Геология месторождений угля и горючих сланцев СССР, том 1, редактор издательства Г. А. Израилева, И. Е. Колтова, Ленинград, 1963 г., 1210 с.
5. Методика разведки угольных месторождений Донецкого бассейна. — М.: Недра, 1972. — 340 с.
