Два десятиліття поспіль вугілля перебував у тіні нафтового буму. Гори не котра 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 сталося 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 обділена. 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 та 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, Южно-
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, Аппалачський, Сабінас,
Техаський, Пенсільванський; в Південній Америці: КАРАРА, Хунін, Санта-Катаріна,
Консепсьон. На Україні слід відзначити Львівсько-Волинський басейн і багатий родовищами Донбас.
Вугілля — це залишки рослин, загиблих багато мільйонів років тому, гниття яких було перервано в результаті припинення доступу повітря.
Тому вони не змогли віддати в атмосферу відібраний у неї вуглець. Доступ повітря припинявся особливо різко там, де болота і заболочені ліси опускалися в результаті тектонічних зрушень і зміни кліматичних умов і покривалися зверху іншими речовинами. При цьому рослинні останки перетворювалися під впливом бактерій і грибів (углефіцірованная) в торф і далі в буре вугілля, кам’яне вугілля, антрацит і графіт. По складу основного компонента — органічної речовини вугілля поділяються на три генетичні групи: гумоліти, сапропеліти, сапрогумоліти.
Поверхневий натяг і адсорбція на кордоні вода повітря
... поверхневий натяг трьома різними способами Значення динамічного поверхневого натягу Динамічний поверхневий натяг - це зміна поверхневого натягу до моменту досягнення рівноваги. У момент утворення поверхні рідина-повітря ... поверхневого натягу від часу представлена на рис. 4, б. Поверхневий натяг в початковий момент часу близько до поверхневого натягу чистої води. Динамічний поверхневий натяг грає ...
Переважають гумоліти, вихідним матеріалом яких з’явилися залишки вищих наземних рослин. Відкладення їх сталося переважно в болотах, які займали нице узбережжі морів, заток, лагун, прісноводних басейнів. Накопичується рослинний матеріал в результаті біохімічного розкладання перероблявся в торф, при цьому значний вплив надавали обводненность і хімічний склад водного середовища.
Зміст вуглецю в кам’яному вугіллі коливається від 75 до 90 відсотків.
Точний склад обумовлюється місцем розташування і умовами перетворення вугілля. Мінеральні домішки знаходяться або в тонкодисперсном стані в органічній масі, або у вигляді найтонших прошарків і лінз, а також кристалів і конрецій. Джерелом мінеральних домішок в копалин вугіллі можуть бути неорганічні частини рослин — углеобразователей, мінеральні новоутворення, що випадають з розчинів вод, циркулюючих в торфовищах і т.д. Склад мінеральних домішок — кварц, глинисті мінерали, польові шпати, пірит, марказит, карбонати та інші сполуки, що містять
Велика частина мінеральний домішок при спалюванні перетворюється на золу.
В результаті тривалого впливу підвищених температур і тиску буре вугілля перетворюються в кам’яні вугілля, а останні — в антрациту.
Необоротний процес поступової зміни хімічного складу, фізичних і технологічних властивостей органічної речовини на стадії перетворення від бурого вугілля до антрацитів носить назву метаморфізму вугілля. Структурно-молекулярна перебудова органічної речовини при метаморфізмі супроводжується послідовним підвищенням у вугіллі відносного вмісту вуглецю, зниженням вмісту кисню, виходу летких речовин; змінюються зміст водню, теплота згоряння, твердість, щільність, крихкість, оптичні, електрично і ін. фізичні властивості. Кам’яні вугілля на середніх стадіях метаморфізму набувають спекающие властивості — здатність геліфіцірованних і ліпоїдних компонентів органічної речовини переходити при нагріванні в певних умовах в пластичний стан і утворювати пористий моноліт — кокс. В зонах аерації та активної дії підземних вод поблизу поверхні Землі вугілля піддаються окислювання. За своїм впливом на хімічний склад і фізичні властивості окислювання має зворотну спрямованість порівняно з метаморфізмом: вугілля втрачає властивості міцності і спекаемость; в ньому зростає відносний вміст кисню, знижується кількість вуглецю, збільшується вологість і зольність, різко знижується теплота згоряння.
Глибина окислення копалин вугілля залежно від сучасного і древнього рельєфу, положення дзеркала грунтових вод, характеру кліматичних умов, речового складу та метаморфізму коливається від 0 до 100 метрів по вертикалі.
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 прадавніх часів (Китай,
Греція).
Істотну роль в якості палива вугілля стало грати в Англії в
Газова й парова турбіни. Двигун внутрішнього згоряння
... Газова турбіна - одна з основних частин головним чином газотурбінних двигунів (газотурбінних установок). Газовий двигун - двигун внутрішнього згоряння, ... а потім на механічну (енергію обертового вала). Парова турбіна складаеться з: Статора оснащеного напрямними апаратами (соплами); ... двигун — тепловий двигун, що перетворює енергію стиснутого і нагрітого газу на механічну енергію обертового вала ...
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 переробці різноманітних
(до 300 найменувань) продуктів. Зростає споживання вугілля для отримання високовуглецевих углеграфітових 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 (коксованию) 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 та 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 сполук витягають сирої бензол, з якого виділяють окремі вуглеводні і ряд інших цінних речовин.
Аморфний вуглець у вигляді кам’яного вугілля, а також багато сполуки вуглеці грають найважливішу роль сучасного життя як джерела отримання різних видів енергії. При згорянні вугілля виділяється тепло, яке використовується для опалення, виготовлення їжі і 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% летючих речовин, кількість вологи коливається від 4 до 14%. Вища теплота згоряння, розрахована на вологу беззольную масу кам’яного вугілля не менше
238МДж / кг.
Кам’яне вугілля утворюється з продуктів розкладання органічних речовин вищих рослин, що зазнали змін в умовах тиску різних порід земної кори і під впливом температури. Зі зростанням ступеня метаморфізму в горючій масі кам’яне вугілля збільшує вміст вуглецю і одночасно зменшує кількість кисню, водню, летких речовин.
Вплив хімічної промисловості на екологію в Україні
... промисловості, і від газовидобувної промисловості. Джерела забруднюючих речовин різноманітні, також багаточисельні види відходів і характер їхнього впливу на ... людство на грань екологічної катастрофи. Сучасний ... кажучи, хімічна переробка природи є ... промисловості стає вугілля. Виникає коксохімічна промисловість. Однак із розвитком хімічної промисловості ... на біосферу. Тому є потреба в аналізі хіміко ...
Змінюється також теплота згоряння вугілля.
Характерні фізичні властивості кам’яного вугілля:
- вміст вуглецю (С,%) — 75-97;
- 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.
Найбільш великі за обсягом видобутку родовища кам’яного вугілля в світі це Тунгуський, Кузнецький, Печорський басейни — в Росії; Карагандинський — в Казахстані; Аппалачський і Пенсільванський басейни — в США; Рурський — у
Німеччині; Великий Хуанхе — у Китаї; Южно-уельскою — у Великобританії;
- Валансьєн — у Франції та ін.
Застосування кам’яного вугілля різноманітне. Він використовується як побутове, енергетичне паливо, сировина 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 коксохімічними продуктами є: коксовий газ, продукти переробки сирого бензолу, кам’яновугільної смоли, аміаку.
З коксового газу вуглеводні витягають 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. Із неграничних сполук, що містяться в сирому бензолі, отримують кумаронові смоли, що використовуються для виробництва лаків, фарб, лінолеуму і в гумовій промисловості.
Перспективним сировиною є також циклопентадієн, який також отримують з кам’яного вугілля. Кам’яне вугілля — сировину для отримання нафталіну та інших індивідуальних ароматичних вуглеводнів. Найважливішими продуктами переробки є пірідіновиє підстави і феноли.
Шляхом переробки в загальній
