Дистанционная Обучающая Олимпиада по Географии 2003

Виртуальная библиотека камней.

Уголь

Угли ископаемые, твердое горючее полезное ископаемое; продукт преобразования высших и низших растений, содержащий до 50% минеральных примесей и влагу.

Залегают обычно в виде пластов среди осадочных пород. Подразделяются на гумолиты (бурые, каменные угли и антрациты) и сапропелиты.

Гумолиты (гумусовые), группа ископаемых углей - продукт преобразования остатков высших растений в болотных условиях. Подразделяются на бурые, каменные угли и антрациты.

Бурый уголь, ископаемый уголь наиболее низкой степени углефикации - переходная форма от торфа к каменному углю. Плотность органической массы 1,2-1,5 г/см3. Теплота сгорания горючей массы 22,6-31 МДж/кг (5400-7400 ккал/кг).

Бурые угли делятся по влажности на технологические группы: Б1 (св. 40%), Б2 (30-40%) и Б3 (до 30%). Энергетическое топливо и химическое сырье. Главные бассейны расположены в Российской Федерации, Германии, Польше, Чехии, Австралии.

Каменный уголь, ископаемый уголь средней степени углефикации; содержит в горючей массе от 75 до 92% углерода, от 7 до 42% летучих веществ; теплота сгорания 30,5-36,8 МДж/кг.

Подразделяется по выходу летучих веществ и спекаемости на марки: длиннопламенные (Д), газовые (Г), газово-жирные (ГЖ), жирные (Ж), коксо-жирные (КЖ), коксовые (К), отощенно-спекающиеся ОС), тощие (Т), слабоспекающиеся (СС). Энергетическое топливо, сырье для получения жидкого топлива, марки Г - ОС - коксохимическое сырье.

Антрацит, ископаемый уголь высшей стадии углефикации. Плотность 1500-1700 кг/м3; теплота сгорания 33,8-35,2 МДж/кг. Содержит (в горючей массе) до 9% летучих веществ, 93,5-97% углерода. Высококачественное энергетическое топливо. Используется также при производстве карбидов, электродов и др. Главные месторождения антрацита - в Российской Федерации, на Украине, в США и Китае.

Сапропелиты, группа ископаемых углей - продукт преобразования остатков низших растений и простейших микроорганизмов, накопившихся в условиях озерных или лагунных фаций. Выход летучих веществ 60-90%, первичного дегтя св. 50%. Сырье для получения жидкого топлива.

Мировые запасы свыше 3705 млрд. т (1990). Угли ископаемые составляют 87,5% прогнозных ресурсов ископаемого топлива Земли; в мировом топливно-энергетическом балансе угли ископаемые занимают ок. 25%.

Особенности образованияНаучное исследование состава угля показало, что он образовался из отмерших остатков растений, накапливающихся в торфяных болотах. Высшие растения - деревья, кустарники, травы, а также мхи - дают начало торфу и гумусовым углям (гумус - перегной), а животные и низшие растения, отмирая, образуют сапрпелевые угли (сапрпель - перегнивший ил).

Наиболее широко распространены угли гумусовые. Органическое происхождение угля сегодня считается вполне доказанным. Древние болота то покрывались пышной растительностью, то засыпались илом и песком. Многократная смена природных условий привела к образованию таких многопластовых угольных бассейнов, как Донецкий (200 пластов), Верхнесилезский (450 пластов).

Там, где длительное время существовали благоприятные условия, накопились огромные массы торфа, из которого образовались пласты угля разнообразной формы и местами значительной глубины - до 100 м и более.

Состав Под микроскопом в угле можно увидеть неразличимые невооруженным глазом составные части. Это неокисленные (не подвергшиеся разложению) остатки древесины - витринит; споры, пыльца, кожица, смола дрвних растений - липтинит; окисленные (частично разложившиеся) остатки древесины с хорошо выраженной клеточной структурой - фюзинит или инертинит.

Физические свойства. Наиболее важные физические свойства угля - цвет, блеск, способность отражать свет, плотность, твердость, хрупкость.

Зная основные свойства угля, можно говорить о показателях его качества, поскольку именно качество, в конечном счете, определяет ценность угля как топлива.

В первую очередь важно определить рабочую влажность угля. В бурых углях количество влаги составляет 15-60%, в каменных - 4-15%. Не менее серьезное значение имеет содержание в угле минеральных примесей, или его зольность, которая колеблется в широких пределах - от 10 до 60%.

Зольность углей Донецкого, Кузнецкого и Канско-Ачинского бассейнов равна 10-15%, Карагандинского - 15-30%, Экибастузского - 30-60%. Однако энергетикам нужно знать не только количество золы, остающейся после сжигания топлива, но и ее состав и плавкость (способность плавиться), поскольку от этого зависит выбор режима сжигания топлива.

Одним из главных показателей качества энергетических углей является низшая теплота сгорания рабочего топлива (для бурых углей 6-15 МДж/кг, для каменных (10-30 МДж/кг). Наибольшей теплотой сгорания обладают высококачественные угли Донецкого, Кузнецкого и Южно-Якутского бассейнов.

Для определения качества углей важно знать их спекаемость и коксуемость - свойства угля при нагревании без доступа воздуха расплавляться, а также образовывать пористый остаток - кокс, являющийся основным топливом для доменных печей при производстве чугуна и выплавке стали.

Лучшей спекаемостью и коксуемостью обладают угли Донецкого, Кузнецкого, Печорского и Улугхемского бассейнов. Некоторые виды бурого угля содержат большое количество смолы и горного воска.

Запасы ископаемого угля огромны. Даже по самым скромным оценкам его не менее 15 трлн. т, а по некоторым данным - даже до 30 трлн. т. Это в 10 раз больше, чем нефти и газа вместе взятых.

Если сложить весь этот уголь, получится куб со стороной 22 км. Он будет почти в 2,5 раза выше Эвереста, а объем этого куба превысит 10 тыс. км2, что равно объему 20 млн. пирамид Хеопса в Египте! Разведанные запасы угля (1,6 трлн. т) составляют немногим больше 10% общих ресурсов угля.

Запасы особенно ценных коксующихся (т.е. способных превращаться в кокс) углей превышает 1 трлн. т. Для разработки наиболее дешевым открытым способом пригодны 1,3 трлн. т угля.

Месторождения. Основные угольные бассейны сосредоточены в Северном полушарии - в Европе, Азии, и Северной Америке. Угли обнаружены и под ледяным покровом Антарктиды, где в пермском периоде образовались миллиарды тонн угля. Насколько же иным был климат на этом ныне ледяном континенте 250 млн лет назад!

В России из общих ресурсов угля на долю каменных углей приходится 3230 млрд. т, бурых - 1616 млрд. т и антрацитов - 39 млрд. т. Запасы коксующихся углей оцениваются в 441 млрд. т. В европейской части России находится всего 2% углей, остальные - в азиатской.

Применения. Трудно найти отрасль народного хозяйства, где бы не использовались уголь или продукты его переработки. Основные потребители - энергетика и промышленность. 2\3 угля сжигается на электростанциях и в котельных.

Кусковый уголь сжигается в обычных топках, а угольная пыль - в факельных, куба уголь вдувается из форсунок. Перспективным является метод сжигания угля в "кипящем слое": слой мелкого угля толщиной 1-2 м продувается снизу горячим воздухом и находится во взвешенном состоянии, что обеспечивает полноту его сгорания.

Важно подчеркнуть, что на крупных электростанциях топливо используется на 90%, в промышленных котельных - на 70%, а индивидуальными потребителями - только на 45%.

Ископаемый уголь, обработанный особым образом, служит надежной преградой всем вредным примесям в воде, воздухе, различных растворах. Такие вещества, поглощающие вредные примеси, называются адсорбентами. Они используются для очистки воды, газов и растворов, а также электродов, пластмасс, смазочных масел и сотен других продуктов.

На основе ископаемого угля создан гемосорбент для очистки крови, который широко используется. Очень перспективным является получение из угля синтетического, жидкого топлива, а также химических веществ, которые не могут быть произведены из нефти и природного газа. Это, например, углеродные материалы - волокна, пластмассы повышенной прочности (с введенными в них углеродными волокнами), алмазоподобные пленки и др.

В настоящее время широко используется и такой продукт переработки угля, как сажа. Когда речь заходит о саже, сразу же возникает образ андерсоновского трубочиста. В наше время эта профессия стала редкой, а сажа из вредного осадка в трубах превратилась в весьма ценный продукт. Без нее нельзя изготовить резину, типографские краски, тушь, различные виды пластмасс, электроды и многое другое.

Сажу получают так. Мелко раздробленный уголь быстро нагревают до 1200-1300 градусов С. Образующиеся при этом летучие вещества, сгорая, дают высококачественную сажу. Лучшая сажа образуется при переработке специальных газовых и жирных углей. Сажу также можно производить, сжигая нефть или природный газ.

Всего в мире производится более 3 млн. т сажи в год. Многие бурые угли содержат в большом количестве гуминовые кислоты, столь необходимые для повышения плодородия почв. Такие кислоты содержат и залегаюие неглубоко каменные угли, которые подвержены окислению.

Гуминовые удобрения творят чудеса: урожайность овощей и зерновых культур они повышают в несколько раз.

Источник информации: Энциклопедия для детей" том 4 - "Геология"(Москва, "Аванта+", 1995), Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия"(2001, 2 CD).

Web-версия:
http://www.ivanovo.ac.ru/school20/doog/podarok.htm

Подарок команды id 016, Иванов

Пожелания к Новому 2003 году

У англичан (и в особенности у шотландцев) есть интересная традиция. В новогоднюю ночь первый, кто переступит порог дома, должен быть высокий черноволосый мужчина с серебряной монеткой и кусочком угля. И тогда в доме в новом году никогда не будет недостатка в еде, всегда будет тепло и уютно.

Вот и мы хотим, чтобы вы в ваших домах не замерзали, хорошо себя чувствовали и приятно проводили время - мы дарим вам уголёк. Будьте счастливы!

Cписок камней