Kul

Kul-- sedimentær bjergart, som er et produkt af dyb nedbrydning af planterester (træbregner, padderok og mosser samt de første gymnospermer). Ved kemisk sammensætning kul Det er en blanding af højmolekylære polycykliske aromatiske forbindelser med en høj massefraktion af kulstof samt vand og flygtige stoffer med små mængder mineralske urenheder, som danner aske ved afbrænding af kul. Fossile kul adskiller sig fra hinanden i forholdet mellem deres bestanddele, som bestemmer deres forbrændingsvarme. Række organiske forbindelser, som er en del af kul, har kræftfremkaldende egenskaber.

Brunkul

Subbitominøs umgol, eller boomy umgol (sort lignimt) - et brændbart mineral, fossilt kul af 2. fase af metamorfosen (en overgangsforbindelse mellem brunkul og kul), opnået fra brunkul eller direkte fra tørv.

Klassificeringen af ​​fossile kul er ret forvirrende, så i EU og England bruger de udtrykket brunkul (som betragtes som et synonym brunkul), og i Amerika skelnes brunkul og brunkul separat og meget tydeligt. I Rusland er begrebet brunkul oftest synonymt med brunkul (sidstnævnte udtryk er mere almindeligt) eller et inaktivt begreb, sjældnere dækker begrebet brunkul brunkul med en høj koalificeringsgrad (HCC) og dækker ikke subbituminøs kul fra HCL, er sidstnævnte klassificeret som stenkul.

Indeholder 50-77% kulstof, 20-30% (nogle gange op til 40%) fugt og en stor mængde flygtige stoffer (op til 50%). Den har en sort-brun eller sort farve, sjældnere brun (stregen på porcelænsfliser er altid brun). De er dannet af døde organiske rester under belastningstryk og under påvirkning af forhøjet temperatur i dybder på omkring 1 kilometer. Det bruges som brændsel i små og private kedelhuse, samt kemiske råvarer. De har en lav brændværdi, omkring 26 MJ/kg.

I luften mister brunkul hurtigt fugt, revner og bliver til pulver.

Sammensætning og struktur

Subbituminøst (brunt) kul er en tæt, stenagtig kulholdig masse fra næsten sort til lysebrun farve, altid med en brun stribe. Den udviser ofte en plantelignende træstruktur; bruddet er konkoidformet, jordagtigt eller træagtigt. Det brænder let med en røget flamme og udsender en ubehagelig, ejendommelig brændende lugt.

Når det behandles med kaliumhydroxid, giver det en mørkebrun væske. Tør destillation producerer ammoniak, fri eller bundet til eddikesyre. Specifik vægtfylde 0,5--1,5. Gennemsnit kemisk sammensætning, minus aske og svovl: 50--77% (i gennemsnit 63%) kulstof, 26--37% (i gennemsnit 32%) oxygen, 3--5% brint og 0--2% nitrogen. De vigtigste urenheder i brunkul er de samme som i alle andre fossile kul.

Langt de fleste brunkul er klassificeret som humitter i deres materialesammensætning. Sapropelitter og overgangshumus-sapropel-varianter er af underordnet betydning og findes i form af mellemlag i lag sammensat af humitter. De fleste brunkul er sammensat af mikrokomponenter af vitrinitgruppen (80-98%), og kun i Jurassic er brunkul i Centralasien fremherskende mikrokomponenter af fusinitgruppen (45-82%); Det er typisk for brunkul med lavere kul højt indhold leuptinitis.

Brunkul er karakteriseret ved et højt indhold af phenol-, carboxyl- og hydroxylgrupper, tilstedeværelsen af ​​frie humussyrer, hvis indhold falder med stigende grad af metamorfose fra 64 til 2-3% og harpikser fra 25 til 5%. I nogle aflejringer giver bløde brunkul et højt udbytte af benzenekstrakt (5-15%), indeholdende 50-75% voksarter, og har et højt indhold af uran og germanium.

Klassifikation

Kul er opdelt i kvaliteter og teknologiske grupper; Denne opdeling er baseret på parametre, der karakteriserer kuls adfærd under termisk eksponering. Den russiske klassifikation adskiller sig fra den vestlige.

I Rusland er alle brunkul klassificeret som klasse B:

Kul inddeles i teknologiske grupper efter deres sintringsevne; for at angive den teknologiske gruppe tilføjes et tal til mærkets bogstavbetegnelse, der angiver den laveste værdi af tykkelsen af ​​plastlaget i disse kul, for eksempel G6, G17, KZh14 osv.

Ifølge GOST fra 1976 er brunkul opdelt efter graden af ​​metamorfose (koalificering) i tre stadier: O 1, O 2 og O 3 og klasserne 01, 02, 03. Grundlaget for denne opdeling er vitrinitens reflektivitet i olie R°, dens standardiserede værdi for trin O 1 - mindre end 0,30; O2 - 0,30-0,39; O3 - 0,40-0,49. Ifølge den internationale klassifikation vedtaget af Den Økonomiske Kommission for Europa (1957) er brunkul opdelt i seks klasser baseret på fugt (op til 20, 20-30, 30-40, 40-50, 50-60 og 70 %) og fem grupper baseret på udbyttet af semi-koksende harpikser.

Blandt sorterne, der uformelt skelnes, er bløde, jordagtige, matte, brunkul og tætte (skinnende). Også skelnet:

• § Tæt brunkul - brun i farven med en mat glans, jordagtig brud;
• § Jordagtig brunkul - brun, let slidt til pulver;
• § Harpiksholdigt brunkul - meget tæt, mørkebrun og endda sort, skinnende, når den knækker som harpiks;
• § Papirbrunkul, eller disodil, er en tyndtlagret henfalden plantemasse, let deles i tynde blade;
• § Tørvekul, som om filt, ligner tørv, indeholder ofte mange fremmede urenheder og bliver nogle gange til alunjord.

En anden klassifikation er tysk, baseret på procent elementer:

Forskelle fra kul

Brunkul adskiller sig i udseende fra stenkul i farven på stregen på porcelænstallerkenen – det er altid brunt. Den vigtigste forskel fra stenkul er dets lavere kulstofindhold og betydeligt højere indhold af bituminøse flygtige stoffer og vand. Dette forklarer, hvorfor brunkul brænder lettere, producerer mere røg, lugt, samt den ovennævnte reaktion med kaustisk kalium og producerer lidt varme. På grund af dets høje vandindhold bruges den til forbrænding i pulverform, som den uundgåeligt bliver til, når den tørres. Kvælstofindholdet er væsentligt lavere end i stenkul, men svovlindholdet er højere.

Brug

Som brændstof bruges brunkul i Rusland og mange andre lande meget mindre end stenkul, men på grund af dets lave omkostninger er det mere populært i små og private kedelhuse og tager nogle gange op til 80%. Det bruges til pulveriseret forbrænding (under opbevaring tørrer brunkul ud og smuldrer), og nogle gange helt. På små provinsielle termiske kraftværker bliver det også ofte brændt for at producere varme.

Men i Grækenland og især i Tyskland bruges brunkul i dampkraftværker, hvilket genererer op til 50 % af elektriciteten i Grækenland og 24,6 % i Tyskland.

Produktionen af ​​flydende kulbrintebrændstoffer fra brunkul ved destillation spredes med stor hastighed. Efter destillation er remanensen egnet til at producere sod. Der udvindes brændbar gas, og der opnås carbon-alkali-reagenser og montanvoks (bjergvoks).

Det bruges også i små mængder til håndværk.

Brunkulsproduktion i millioner af tons:

I 60'erne af det 20. århundrede udvindede Ukraine omkring 1 million tons brunkul fra Alexandria-forekomsten - Dnepr-bassinet, som rangerer 10. i verden med hensyn til brunkulsforekomster. I 2008 ophørte produktion og salg praktisk talt. Det forventes, at brunkulsudvinding i Ukraine vil genoptages i 2012 ved Mokrokalygorsky-forekomsten, hvis reserver anslås til 7,76 milliarder tons.

Brunkul-- hårdt fossilt kul, dannet af tørv, indeholder 65-70% kulstof, har en brun farve, det yngste af fossile kul. Det bruges som et lokalt brændstof og også som et kemisk råmateriale. De indeholder meget vand (43%) og har derfor en lav brændværdi. Derudover indeholder de en stor mængde flygtige stoffer (op til 50%). De er dannet af døde organiske rester under belastningstryk og under påvirkning af forhøjet temperatur i dybder på omkring 1 kilometer.

Brunkul omfatter kul med en højere specifik forbrændingsvarme af den våde askefri masse på mindre end 24 MJ/kg og en reflektivitet af vitrinit i olie (R 0) på mindre end 0,50 (GOST 9276-72). En tilsvarende værdi af brændværdi for adskillelse af brune og hårde kul er fastsat af den internationale klassifikation. Brunkul i stykker og pulver (en streg på en porcelænstallerken - "kiks") har en farve fra lys gul til sort; 1200-1500 kg/m3, volumetrisk vægt 1,05-1,4 t/m3, bulkvægt - 0,70-0,97 t/m3. Der er bløde, jordagtige, matte, brunkul og tætte (skinnende) varianter. I luft mister brunkul hurtigt fugt, revner og bliver til fine partikler.

Langt de fleste brunkul er klassificeret som humitter i deres materialesammensætning. og overgangshumus-sapropel forskelle er af underordnet betydning og forekommer i form af mellemlag i lag sammensat af humitter. De fleste brunkul er sammensat af mikrokomponenter (80-98%), og kun i Jurassic er brunkul i Mellemøsten fremherskende mikrokomponenter af fusinitgruppen (45-82%). Nedre karbonholdigt brunkul er kendetegnet ved et højt indhold af leuptinit. I USSR (GOST 21489-76) er brunkul opdelt efter grad (koalificering) i tre faser: O1, O2 og O3 og klasserne 01, 02, 03. Grundlaget for denne opdeling er reflektiviteten af ​​vitrinit i olie R0 ; dens normaliserede værdi for trin O1 er mindre end 0,30; O2 - 0,30-0,39; O3 - 0,40-0,49. I henhold til de industrielle klassifikationer af USSR (GOST, gruppe A 10) er brunkul opdelt i tre teknologiske grupper i henhold til fugtindholdet i arbejdsbrændstoffet (Wr) (tabel). Brunkul (GOST 9280-75) inddeles i fire grupper efter udbyttet af primær halvkoksende tjære (Tsk daf over 25%; 20-25%; 15-20%; 15% eller mindre) og fire undergrupper iflg. specifik forbrændingsvarme (Qs daf over 31,5; 31-31,5; 29-31 og mindre end 26 MJ/kg). Ifølge den internationale klassifikation vedtaget af Den Økonomiske Kommission for Europa (1957) er brunkul opdelt i seks klasser efter fugtighed (op til 20; 20-30; 30-40; 40-50; 50-60; 70-70) og fem grupper efter tjæreudbytte semi-forkoksning.

Med en stigning i graden af ​​metamorfose i brunkul stiger indholdet og den specifikke forbrændingsvarme, og indholdet falder. Brunkul er karakteriseret ved et højt indhold af phenol-, carboxyl- og hydroxylgrupper, tilstedeværelsen af ​​frie humussyrer, hvis indhold falder med stigende grad af metamorfose fra 64 til 2-3% og harpikser fra 25 til 5%. I nogle aflejringer giver bløde brune kul et højt udbytte af benzenekstrakt (5-15%), indeholdende 50-75% voksarter, og har et højt indhold af og.

Ifølge den amerikanske klassifikation svarer brunkul til subbituminøse kul B og C, brunkul A og B.

Brunkul - dette er den yngste type kul, dannet af tørv i en dybde på ikke mere end 1 kilometer under påvirkning høje temperaturer og tryk. Brunkul er væsentligt ringere i kulstofindhold i forhold til stenkul og antracit (andelen af ​​kulstof i brunkul varierer fra 65% til 70%). Det har en ret porøs struktur og højt fugtindhold (43% vand), på grund af hvilket det har en lav brændværdi. Meget brandfarlig pga højt niveau indhold af flygtige stoffer. Brunkul indeholder en ret betydelig andel af humussyrer, hvilket gør det sårbart over for alkalier.

Kulminedriftens historie

Begyndelsen af ​​den industrielle brug af kul går tilbage til det 11. århundrede. I slutningen af ​​det 17. århundrede, i udviklede lande, blev kulminedrift vigtigt element mineindustrien.

I Rusland blev kulforekomster opdaget i det 15. århundrede. Så i slutningen af ​​det 17. og tidlig XVIIIårhundrede blev store kulforekomster opdaget i Sibirien. I lang tid indenlandske forekomster blev ikke udviklet, og kul blev importeret fra udlandet, hovedsagelig fra England.

De første forsøg på at organisere kulminedrift i Rusland går tilbage til slutningen af ​​det 19. århundredeårhundrede var disse forsøg imidlertid mislykkede. Tilbage i 1913 blev det meste industrikul importeret til Rusland fra udviklede europæiske lande, og for husholdningsbehov folk brugte arkaiske brændstoffer som brænde og halm.
En af de vigtigste i mineindustrien, udviklingen kulforekomster blev i sovjettiden (1920'erne). USSR blev ikke kun en af ​​lederne inden for kulproduktion, men var også i lang tid førende inden for reserver i udforskede forekomster

I øjeblikket har Rusland betydelige kulreserver i udforskede forekomster.

Brunkulsproduktionsmængder i Rusland

Generelt i 2006-2011. Man kan bemærke den positive dynamik i mængden af ​​brunkulsproduktion (en stigning på 1,1%).
Efter et markant fald i produktionsmængderne i 2009 (med 16%) var der en stigning i 2010, og 2011 viste stagnation i brunkulsproduktionsmængderne.
Ifølge analytikere hos Intesco Research Group vil der i 2012 være en stigning i brunkulsproduktionen med 5%, volumen vil være omkring 80 millioner tons.

Første halvår af 2011 var præget af et hurtigt fald i produktionen (med mere end 40 % i juni i forhold til januar). I andet halvår var der en lige så hurtig stigning i brunkulsproduktionen (næsten en fordobling i december i forhold til juni).

Indikatorens dynamik pr. måned i første halvdel af 2012 svarer generelt til dynamikken i samme periode året før. I januar 2012 blev der produceret 10 % mindre brunkul end i januar 2011. I juli 2012 blev minimumsværdien af ​​mængden af ​​brunkulsproduktion i Rusland registreret i dynamikken i 2011 juli 2012. - mere end 4 millioner tons.

Mere end halvdelen af ​​det russiske brunkul blev udvundet i Krasnoyarsk-territoriet. Omkring en tiendedel af russiske produkter i dette segment blev produceret i Primorsky- og Trans-Baikal-territorierne. På tredjepladsen med hensyn til produktionsvolumen var Irkutsk-regionen.

Kul industri beskæftiger sig med udvinding og primær forarbejdning (berigelse) af stenkul og brunkul og er den største industri med hensyn til antallet af arbejdere og produktionsomkostningerne anlægsaktiver.

Ruslands kul

Rusland har en række forskellige typer kul - brun, hård, antracit - og indtager en af ​​de førende steder i verden med hensyn til reserver. De samlede geologiske reserver af kul er på 6421 milliarder tons, hvoraf 5334 milliarder tons er standard Over 2/3 af de samlede reserver består af stenkul. Teknologisk brændsel - kokskul - udgør 1/10 af den samlede mængde stenkul.

Kul distribution på tværs af landets territorium ujævnt. 95% reserver står for østlige egne , hvoraf mere end 60 % går til Sibirien. Hovedparten af ​​de generelle geologiske kulreserver er koncentreret i Tunguska- og Lena-bassinerne. Kansk-Achinsk- og Kuznetsk-bassinerne er kendetegnet ved industrielle kulreserver.

Kulminedrift i Rusland

Med hensyn til kulproduktion ligger Rusland på en femteplads i verden (efter Kina, USA, Indien og Australien), 3/4 af det producerede kul bruges til energi- og varmeproduktion, 1/4 i metallurgi og den kemiske industri. En lille del eksporteres, hovedsageligt til Japan og Republikken Korea.

Kulminedrift i åbent brud i Rusland er 2/3 af det samlede volumen. Denne ekstraktionsmetode anses for at være den mest produktive og billigste. Dette tager dog ikke højde for de alvorlige naturforstyrrelser, der er forbundet med det - skabelsen af ​​dybe stenbrud og omfattende lossepladser af overbelastning. Minedrift er dyrere og har en høj ulykkesrate, som i høj grad bestemmes af forringelsen af ​​mineudstyr (40 % af det er forældet og kræver en hurtig modernisering).

Kulbassiner i Rusland

Rollen af ​​et bestemt kulbassin i den territoriale arbejdsdeling afhænger af kulkvaliteten, størrelsen af ​​reserver, tekniske og økonomiske indikatorer for produktionen, graden af ​​beredskab af reserver til industriel udnyttelse, størrelsen af ​​produktionen og egenskaberne af transporten og geografisk placering. Baseret på alle disse forhold skiller følgende sig ud: kulbaser mellem distrikterne— Kuznetsk- og Kansk-Achinsk-bassinerne, som tilsammen tegner sig for 70 % af kulproduktionen i Rusland, samt Pechora-, Donetsk-, Irkutsk-Cheremkhovo- og South Yakutsk-bassinerne.

Kuznetsk bassinet, der ligger i den sydlige del af det vestlige Sibirien i Kemerovo-regionen, er landets vigtigste kulbase og står for halvdelen af ​​den al-russiske kulproduktion. Kul ligger her høj kvalitet, herunder koksning. Næsten 12% af produktionen udføres åben metode. De vigtigste centre er Novokuznetsk, Kemerovo, Prokopyevsk, Anzhero-Sudzhensk, Belovo, Leninsk-Kuznetsky.

Kansk-Achinsk bassinet beliggende i syd Østsibirien i Krasnoyarsk-territoriet langs den transsibiriske jernbane og står for 12 % af kulproduktionen i Rusland. Brunkul fra dette bassin er det billigste i landet, da det udvindes ved åbne minedrift. På grund af dets lave kvalitet er kul dårligt transportabelt, og derfor opererer kraftfulde termiske kraftværker på grundlag af de største åbne miner (Irsha-Borodinsky, Nazarovsky, Berezovsky).

Pechora bassin er den største i den europæiske del og står for 4 % af landets kulproduktion. Det ligger langt fra de vigtigste industricentre og er beliggende i Arktis, der udføres kun ved minedrift. I den nordlige del af bassinet (Vorkutinskoye, Vorgashorskoye-aflejringer) udvindes kokskul, i den sydlige del (Intinskoye-aflejring) - hovedsageligt energikul. De vigtigste forbrugere af Pechora-kul er Cherepovets metallurgiske anlæg, virksomheder i det nordvestlige, midterste og centrale sorte jordområde.

Donetsk-bassinet V Rostov-regionen er den østlige del af kulbassinet i Ukraine. Dette er et af de ældste kulmineområder. Mine minedrift metode bestemt høje omkostninger kul Kulproduktionen falder hvert år, og i 2007 udgjorde bassinet kun 2,4% af den helrussiske produktion.

Irkutsk-Cheremkhovo bassinet V Irkutsk-regionen sikrer lave omkostninger til kul, da minedrift udføres ved åbne minedrift og producerer 3,4% af kul i landet. På grund af den store afstand til storforbrugere bruges den på lokale kraftværker.

Syd Yakutsk bassinet(3,9% af den helrussiske produktion) er kl Fjernøsten. Det har betydelige reserver af energi og teknologisk brændstof, og al produktion udføres ved åben minedrift.

Lovende kulbassiner omfatter Lensky, Tungussky og Taimyrsky, der ligger ud over Jenisej nord for den 60. breddegrad. De indtager store områder i dårligt udviklede og tyndt befolkede områder i det østlige Sibirien og Fjernøsten.

Parallelt med skabelsen af ​​kulbaser af interregional betydning skete der en udbredt udvikling af lokale kulbassiner, hvilket gjorde det muligt at bringe kulproduktionen tættere på forbrugsområderne. Samtidig er kulproduktionen i de vestlige regioner af Rusland faldende (Moskva-bassinet), og i de østlige regioner stiger den kraftigt (aflejringer i Novosibirsk-regionen, Trans-Baikal-territoriet, Primorye.