Uhlí

Uhlí-- sedimentární hornina, která je produktem hlubokého rozkladu rostlinných zbytků (stromové kapradiny, přesličky a mechy, ale i první nahosemenné rostliny). Podle chemického složení uhlí Jedná se o směs vysokomolekulárních polycyklických aromatických sloučenin s vysokým hmotnostním podílem uhlíku, dále vody a těkavých látek s malým množstvím minerálních nečistot, které při spalování uhlí tvoří popel. Fosilní uhlí se od sebe liší poměrem jednotlivých složek, který určuje jejich výhřevnost. Řádek organické sloučeniny, které jsou součástí uhlí, mají karcinogenní vlastnosti.

Hnědé uhlí

Subbitominózní umgol nebo boom umgol (černý lignimt) - hořlavý nerost, fosilní uhlí 2. stupně metamorfózy (přechodný článek mezi lignitem a uhlím), získaný z lignitu nebo přímo z rašeliny.

Klasifikace fosilních uhlí je značně nepřehledná, proto v Evropské unii a Anglii používají termín lignit (který je považován za synonymum hnědé uhlí), a v Americe se lignit a hnědé uhlí rozlišují odděleně a velmi jasně. V Rusku je pojem lignit nejčastěji synonymem pro hnědé uhlí (druhý termín je častější) nebo neaktivní pojem méně často, pojem hnědé uhlí zahrnuje lignit s vysokým stupněm prouhelnění (HCC) a nezahrnuje subbituminózní uhlí HCL, které je klasifikováno jako černé uhlí.

Obsahuje 50-77% uhlíku, 20-30% (někdy až 40%) vlhkosti a velké množství těkavých látek (až 50%). Má černohnědou nebo černou barvu, méně často hnědou (linka na porcelánových dlaždicích je vždy hnědá). Vznikají z mrtvých organických zbytků pod tlakem zátěže a vlivem zvýšené teploty v hloubkách kolem 1 kilometru. Používá se jako palivo v malých a soukromých kotelnách a také jako chemické suroviny. Mají nízkou výhřevnost, cca 26 MJ/kg.

Na vzduchu hnědé uhlí rychle ztrácí vlhkost, praská a mění se v prášek.

Složení a struktura

Subbituminózní (hnědé) uhlí je hustá, kamenitá uhlíková hmota téměř černé až světle hnědé barvy, vždy s hnědým pruhem. Často vykazuje rostlinnou dřevnatou strukturu; zlom je lasturovitý, zemitý nebo dřevnatý. Snadno hoří kouřovým plamenem a vydává nepříjemný, zvláštní hořící zápach.

Po zpracování s hydroxidem draselným poskytuje tmavě hnědou kapalinu. Suchou destilací vzniká amoniak, volný nebo vázaný octová kyselina. Specifická hmotnost 0,5-1,5. Průměrný chemické složení mínus popel a síra: 50--77 % (v průměru 63 %) uhlíku, 26--37 % (v průměru 32 %) kyslíku, 3--5 % vodíku a 0-2 % dusíku. Hlavní nečistoty v hnědém uhlí jsou stejné jako v jakémkoli jiném fosilním uhlí.

Naprostá většina hnědého uhlí je svým materiálovým složením řazena mezi humity. Sapropelity a přechodné humus-sapropelové odrůdy mají podřadný význam a nacházejí se ve formě mezivrstev ve vrstvách složených z humitů. Většina hnědých uhlí je složena z mikrosložek skupiny vitrinitů (80-98 %) a pouze v jurských hnědých uhlích Střední Asie převažují mikrosložky skupiny fusinitů (45-82 %); Je typický pro hnědá uhlí spodního karbonu vysoký obsah leuptinitida.

Hnědé uhlí se vyznačuje vysokým obsahem fenolových, karboxylových a hydroxylových skupin, přítomností volných huminových kyselin, jejichž obsah klesá s rostoucím stupněm metamorfózy z 64 na 2-3 % a pryskyřic z 25 na 5 %. V některých ložiskách poskytuje měkké hnědé uhlí vysoký výtěžek benzenového extraktu (5-15 %), obsahující 50-75 % vosků, a má vysoký obsah uranu a germania.

Klasifikace

Uhlí se dělí na jakostní a technologické skupiny; Toto rozdělení je založeno na parametrech charakterizujících chování uhlí při tepelné expozici. Ruská klasifikace se liší od západní.

V Rusku je veškeré hnědé uhlí klasifikováno jako třída B:

Uhlí se dělí do technologických skupin podle spékací schopnosti; pro označení technologické skupiny se k písmennému označení značky přidává číslo označující nejnižší hodnotu tloušťky plastové vrstvy u těchto uhlí, například G6, G17, KZh14 atd.

Podle GOST z roku 1976 se hnědé uhlí dělí podle stupně metamorfózy (prouhelnění) na tři stupně: O 1, O 2, a O 3 a třídy 01, 02, 03. Základem tohoto dělení je odrazivost vitrinitu. v oleji R° jeho normovaná hodnota pro stupeň O 1 - menší než 0,30; 02-0,30-0,39; O3 - 0,40-0,49. Podle mezinárodní klasifikace přijaté Hospodářskou komisí pro Evropu (1957) se hnědé uhlí dělí do šesti tříd podle vlhkosti (do 20, 20-30, 30-40, 40-50, 50-60 a 70 %). a pět skupin na základě výtěžku polokoksovacích pryskyřic.

Mezi odrůdami se neformálně rozlišují měkké, zemité, matné, lignitové a husté (lesklé). Také se rozlišuje:

§ Husté hnědé uhlí - hnědé barvy s matným leskem, zemitý lom;
§ Zemité hnědé uhlí - hnědé, snadno se obrušuje na prášek;
§ Pryskyřičné hnědé uhlí - velmi husté, tmavě hnědé až černé, při rozbití lesklé jako pryskyřice;
§ Papírové hnědé uhlí, neboli disodil, je tenkovrstvá rozpadlá rostlinná hmota, snadno se dělí na tenké listy;
§ Rašelinové uhlí jakoby plstěné, podobné rašelině, často obsahuje mnoho cizích nečistot a někdy se mění v kamencovou půdu.

Další klasifikace je německá, založená na procento prvky:

Rozdíly od uhlí

Hnědé uhlí se vzhledově od černého liší barvou linky na porcelánovém talíři – je vždy hnědé. Nejdůležitějším rozdílem od černého uhlí je jeho nižší obsah uhlíku a výrazně vyšší obsah živičných těkavých látek a vody. To vysvětluje, proč hnědé uhlí snáze hoří, produkuje více kouře, zápachu a také výše zmíněnou reakci s žíravým draslíkem a produkuje málo tepla. Pro svůj vysoký obsah vody se ke spalování používá v práškové formě, do které se při sušení nevyhnutelně mění. Obsah dusíku je výrazně nižší než u černého uhlí, ale obsah síry je vyšší.

Používání

Jako palivo se hnědé uhlí v Rusku a mnoha dalších zemích používá mnohem méně než černé uhlí, ale vzhledem ke své nízké ceně je oblíbenější v malých a soukromých kotelnách a někdy zabírá až 80 %. Používá se k práškovému spalování (během skladování hnědé uhlí vysychá a drolí se), někdy i celé. V malých provinčních tepelných elektrárnách se také často spaluje k výrobě tepla.

V Řecku a zejména v Německu se však hnědé uhlí využívá v parních elektrárnách, kde se vyrábí až 50 % elektřiny v Řecku a 24,6 % v Německu.

Obrovskou rychlostí se šíří výroba kapalných uhlovodíkových paliv z hnědého uhlí destilací. Po destilaci je zbytek vhodný pro výrobu sazí. Získává se z něj hořlavý plyn a získávají se uhlíkově alkalická činidla a montánní vosk (horský vosk).

Používá se také v malých množstvích pro řemesla.

Těžba hnědého uhlí v milionech tun:

Ukrajina v 60. letech 20. století vytěžila asi 1 milion tun hnědého uhlí z alexandrijského ložiska - povodí Dněpru, které je v ložiscích hnědého uhlí na 10. místě na světě. V roce 2008 se výroba a prodej prakticky zastavily. Očekává se, že těžba hnědého uhlí na Ukrajině bude obnovena v roce 2012 na ložisku Mokrokalygorskij, jehož zásoby se odhadují na 7,76 miliardy tun.

Hnědé uhlí-- tvrdé fosilní uhlí, vzniklé z rašeliny, obsahuje 65-70% uhlíku, má hnědou barvu, nejmladší z fosilních uhlí. Používá se jako místní palivo a také jako chemická surovina. Obsahují hodně vody (43 %), a proto mají nízkou výhřevnost. Navíc obsahují velké množství těkavých látek (až 50 %). Vznikají z mrtvých organických zbytků pod tlakem zátěže a vlivem zvýšené teploty v hloubkách kolem 1 kilometru.

Hnědé uhlí zahrnuje uhlí s vyšším měrným spalným teplem mokré bezpopelové hmoty menším než 24 MJ/kg a odrazivostí vitrinitu v oleji (R 0) menší než 0,50 (GOST 9276-72). Obdobnou hodnotu výhřevnosti pro oddělování hnědého a černého uhlí stanoví mezinárodní klasifikace. Hnědé uhlí v kusech a prášku (čára na porcelánovém talíři - „sušenka“) má barvu od světle žluté po černou; 1200-1500 kg/m3, objemová hmotnost 1,05-1,4 t/m3, objemová hmotnost - 0,70-0,97 t/m3. Existují měkké, zemité, matné, lignitové a husté (lesklé) odrůdy. Hnědé uhlí na vzduchu rychle ztrácí vlhkost, praská a mění se na jemné.

Naprostá většina hnědého uhlí je svým materiálovým složením řazena mezi humity. a přechodné humus-sapropelické rozdíly mají podřadný význam a vyskytují se ve formě mezivrstev ve vrstvách složených z humitů. Většina hnědých uhlí je složena z mikrosložek (80-98 %) a pouze v jurských hnědých uhlích středního středu převažují mikrosložky skupiny fusinitů (45-82 %); Hnědé uhlí spodního karbonu se vyznačuje vysokým obsahem leuptinitu. V SSSR (GOST 21489-76) se hnědé uhlí dělí podle stupně (prouhelnění) na tři stupně: O1, O2, a O3 a třídy 01, 02, 03. Základem tohoto dělení je odrazivost vitrinitu v oleji R0 ; jeho normalizovaná hodnota pro stupeň O1 je menší než 0,30; O2 - 0,30-0,39; O3 - 0,40-0,49. Podle průmyslové klasifikace SSSR (GOST, skupina A 10) se hnědé uhlí dělí do tří technologických skupin podle vlhkosti pracovního paliva (Wr) (tabulka). Hnědé uhlí (GOST 9280-75) se dělí do čtyř skupin podle výtěžnosti primárního polokoksovatelného dehtu (Tsk daf nad 25 %; 20-25 %; 15-20 %; 15 % nebo méně) a čtyř podskupin podle měrné spalné teplo (Qs daf nad 31,5; 31-31,5; 29-31 a méně než 26 MJ/kg). Podle mezinárodní klasifikace přijaté Hospodářskou komisí pro Evropu (1957) se hnědé uhlí dělí do šesti tříd podle vlhkosti (do 20; 20-30; 30-40; 40-50; 50-60; 70-70) a pět skupin podle polokoksování výtěžku dehtu.

S rostoucím stupněm metamorfózy v hnědém uhlí se zvyšuje obsah a měrné spalné teplo a obsah klesá. Hnědé uhlí se vyznačuje vysokým obsahem fenolových, karboxylových a hydroxylových skupin, přítomností volných huminových kyselin, jejichž obsah klesá s rostoucím stupněm metamorfózy z 64 na 2-3 % a pryskyřic z 25 na 5 %. V některých ložiskách poskytuje měkké hnědé uhlí vysoký výtěžek benzenového extraktu (5-15 %), obsahující 50-75 % vosků, a má vysoký obsah a.

Podle klasifikace USA hnědé uhlí odpovídá subbituminóznímu uhlí B a C, lignitům A a B.

Hnědé uhlí - jedná se o nejmladší druh uhlí, vzniklý z rašeliny v hloubce ne větší než 1 kilometr pod vlivem vysoké teploty a tlak. Hnědé uhlí je v obsahu uhlíku výrazně horší než černé uhlí a antracit (podíl uhlíku v hnědém uhlí se pohybuje od 65 % do 70 %). Má poměrně porézní strukturu a vysoký obsah vlhkosti (43 % vody), díky čemuž má nízkou výhřevnost. Vysoce hořlavý díky vysoká úroveň obsah těkavých látek. Hnědé uhlí obsahuje poměrně významný podíl huminových kyselin, díky čemuž je citlivé na alkálie.

Historie těžby uhlí

Počátek průmyslového využití uhlí se datuje do 11. století. Koncem 17. století se ve vyspělých zemích stala těžba uhlí důležitý prvek těžební průmysl.

V Rusku byla ložiska uhlí objevena v 15. století. Poté na konci 17. a začátek XVIII století byla na Sibiři objevena velká ložiska uhlí. Dlouho domácí ložiska nebyla rozvinuta a uhlí se dováželo ze zahraničí, především z Anglie.

První pokusy organizovat těžbu uhlí v Rusku se datují do r konce 19. století století však tyto pokusy byly neúspěšné. Ještě v roce 1913 se většina průmyslového uhlí do Ruska dovážela z vyspělých evropských zemí a pro potřeby domácnosti lidé používali archaická paliva, jako je palivové dřevo a sláma.
Jeden z nejdůležitějších v těžebním průmyslu, voj ložiska uhlí stal v sovětských dobách (20. léta 20. století). SSSR se stal nejen jedním z lídrů v těžbě uhlí, ale také byl po dlouhou dobu lídrem v zásobách prozkoumaných ložisek

V současné době má Rusko značné zásoby uhlí v prozkoumaných ložiskách.

Objemy těžby hnědého uhlí v Rusku

Obecně v letech 2006-2011. Lze zaznamenat pozitivní dynamiku objemu těžby hnědého uhlí (nárůst o 1,1 %).
Po výrazném poklesu objemů těžby v roce 2009 (o 16 %) došlo v roce 2010 k nárůstu a rok 2011 vykázal stagnaci těžby hnědého uhlí.
Podle analytiků Intesco Research Group dojde v roce 2012 k nárůstu těžby hnědého uhlí o 5 %, objem bude asi 80 milionů tun.

První polovina roku 2011 byla charakterizována rychlým poklesem výroby (o více než 40 % v červnu oproti lednu). Ve druhé polovině roku došlo ke stejně rychlému nárůstu těžby hnědého uhlí (téměř zdvojnásobení v prosinci oproti červnu).

Dynamika indikátoru podle měsíců v 1. pololetí 2012 je v zásadě podobná dynamice stejného období předchozího roku. V lednu 2012 se vytěžilo o 10 % hnědého uhlí méně než v lednu 2011. V červenci 2012 byla v dynamice 2011 července 2012 zaznamenána minimální hodnota objemu těžby hnědého uhlí v Rusku. - více než 4 miliony tun.

Více než polovina ruského hnědého uhlí byla vytěžena na území Krasnojarska. Asi desetina ruských výrobků v tomto segmentu byla vyrobena na území Primorsky a Trans-Baikal. Na třetím místě z hlediska objemu výroby byla Irkutská oblast.

Uhelný průmysl se zabývá těžbou a prvotním zpracováním (obohacováním) černého a hnědého uhlí a je největším průmyslovým odvětvím co do počtu pracovníků a nákladů na výrobu dlouhodobého majetku.

Ruské uhlí

Rusko má různé druhy uhlí – hnědé, tvrdé, antracitové – a zaujímá jedno z předních míst na světě z hlediska zásob. Celkové geologické zásoby uhlí jsou 6421 miliard tun, z toho 5334 miliard tun standardních Více než 2/3 celkových zásob tvoří černé uhlí. Technologické palivo - koksovatelné uhlí - tvoří 1/10 z celkového množství černého uhlí.

Distribuce uhlí přes území země nerovnoměrně. 95% rezervy účtují východní regiony , z nichž více než 60 % míří na Sibiř. Převážná část všeobecných geologických zásob uhlí je soustředěna v povodí Tunguska a Lena. Povodí Kansk-Achinsk a Kuzněck se vyznačují zásobami průmyslového uhlí.

Těžba uhlí v Rusku

V těžbě uhlí je Rusko na pátém místě na světě (po Číně, USA, Indii a Austrálii), 3/4 vyrobeného uhlí se využívá na výrobu energie a tepla, 1/4 v hutnictví a chemickém průmyslu. Malá část se vyváží, především do Japonska a Korejské republiky.

Povrchová těžba uhlí v Rusku je 2/3 celkového objemu. Tato metoda extrakce je považována za nejproduktivnější a nejlevnější. To však nezohledňuje těžké narušení přírody s tím spojené – vytváření hlubokých lomů a rozsáhlých výsypek skrývky. Důlní těžba je dražší a má vysokou nehodovost, která je do značné míry dána znehodnocováním důlních zařízení (40 % z nich je zastaralé a vyžaduje okamžitou modernizaci).

Uhelné pánve Ruska

Role konkrétní uhelné pánve v teritoriální dělbě práce závisí na kvalitě uhlí, velikosti zásob, technicko-ekonomických ukazatelích produkce, stupni připravenosti zásob pro průmyslové využití, velikosti produkce a vlastnostech uhlí. dopravy a zeměpisné polohy. Na základě souhrnu těchto podmínek vynikají následující: meziokresní uhelné základny— pánve Kuzněck a Kansk-Achinsk, které dohromady představují 70 % těžby uhlí v Rusku, a také pánve Pečora, Doněck, Irkutsko-Čeremchovo a Jižní Jakutsk.

Kuzněcká pánev, ležící na jihu západní Sibiře v oblasti Kemerovo, je hlavní uhelnou základnou země a zajišťuje polovinu celoruské produkce uhlí. Tady leží uhlí vysoká kvalita včetně koksování. Téměř 12 % výroby se realizuje otevřená metoda. Hlavními centry jsou Novokuzněck, Kemerovo, Prokopyevsk, Anzhero-Sudzhensk, Belovo, Leninsk-Kuznetsky.

Kansko-Achinská pánev se nachází na jihu východní Sibiř v Krasnojarském území podél Transsibiřské magistrály a představuje 12 % produkce uhlí v Rusku. Hnědé uhlí z této pánve je nejlevnější v zemi, neboť se těží povrchovou těžbou. Uhlí je pro svou nízkou kvalitu špatně přepravitelné, a proto výkonné tepelné elektrárny fungují na bázi největších povrchových dolů (Irša-Borodinskij, Nazarovskij, Berezovskij).

Povodí Pechora je největší v evropské části a tvoří 4 % těžby uhlí v zemi. Je vzdálená od nejdůležitějších průmyslových center a nachází se v Arktidě, těžba je prováděna pouze těžbou. V severní části pánve (ložiska Vorkutinskoye, Vorgashorskoye) se těží koksovatelné uhlí, v jižní části (ložisko Intinskoye) - především energetické uhlí. Hlavními spotřebiteli uhlí Pechora jsou Cherepovets metallurgical Plant, podniky v severozápadní, střední a centrální černozemské oblasti.

Doněcká pánev PROTI Rostovská oblast je východní část uhelné pánve nacházející se na Ukrajině. Jedná se o jednu z nejstarších oblastí těžby uhlí. Stanoven způsob těžby dolu vysoké náklady uhlí Těžba uhlí každým rokem klesá a v roce 2007 zajišťovala pánev pouze 2,4 % celoruské produkce.

Irkutsko-Čeremchovská pánev PROTI Irkutská oblast zajišťuje nízkou cenu uhlí, neboť těžba je prováděna povrchovou těžbou a produkuje 3,4 % uhlí v zemi. Vzhledem k velké vzdálenosti od velkoodběratelů se využívá u místních elektráren.

Jižní Jakutská pánev(3,9 % celoruské produkce) je at Dálný východ. Má značné zásoby energie a technologického paliva a veškerá výroba je realizována povrchovou těžbou.

Mezi nadějné uhelné pánve patří Lensky, Tungussky a Taimyrsky, které se nacházejí za Jenisejem severně od 60. rovnoběžky. Zabírají obrovské prostory ve špatně rozvinutých a řídce osídlených oblastech východní Sibiře a Dálného východu.

Paralelně s vytvářením meziokresních uhelných základen docházelo k plošnému rozvoji lokálních uhelné pánve, což umožnilo přiblížit těžbu uhlí oblastem jeho spotřeby. Současně v západních oblastech Ruska těžba uhlí klesá (moskevská pánev) a ve východních oblastech prudce roste (ložiska Novosibirské oblasti, Trans-Bajkalské území, Primorye.