Температура горения угля в печи, горение древесного угля в мангале

С незапамятных времен люди сталкивались с горением древесины. И с тех пор используют дерево как основной вид топлива, который применяют для обогрева различных помещений и приготовления еды. Несмотря на разнообразие горючих веществ, древесина остается распространенным топливом и в XXI веке, из-за невысокой стоимости, доступности и простоты обращения.

Уголь

Уголь

У́голь — вид ископаемого топлива, образовавшийся из частей древних растений под землей без доступа кислорода. Международное название углерода происходит от лат. carbō («уголь»)

Уголь был первым из используемых человеком видов ископаемого топлива. Он позволил совершить промышленную революцию, которая в свою очередь способствовала развитию угольной промышленности, обеспечив её более современной технологией. В 1960 году уголь давал около половины мирового производства энергии, к 1970 году его доля упала до одной трети.

Уголь, подобно нефти и газу, представляет собой органическое вещество, подвергшееся медленному разложению под действием биологических и геологических процессов. Основа образования угля — растительные остатки.

Что такое уголь?

Данное вещество появляется после неполного сгорания растительных веществ. Можно считать, что материал, используемый в качестве топлива, в момент соприкосновения с огнем сразу начинает превращаться в уголь.

Пока бревно горит, органическая составляющая распадается из-за высокой температуры и рассеивается в пространстве с помощью ветра по воздуху. Именно поэтому сгоревший материал значительно меньше по объему, чем исходный. То, что не выжигается огнем – это углерод, которым как раз и является уголь.

Этот материал можно использовать для дальнейшего поддержания пламени, т.к. в нем еще остаются горючие соединения. Также угли могут тлеть: когда пламя уже погасло из-за внешнего вмешательства или нехватки кислорода, вещество сохраняет высокую температуру и продолжает распадаться на более простые компоненты.

Воздух проникает в пористые щели, способствуя распространению тепла. Это свойство широко используется в человеческом быту, например, в готовке пищи, а также в промышленности.

Однако если разжечь дрова и оставить костер без присмотра, он навряд ли погаснет на этапе образования углей. Для этого в момент появления углерода должен исчезнуть кислород, без которого пламя не может существовать. В открытом пространстве, на природе, это маловероятно, поэтому очень редко после сжигания дров на их месте можно обнаружить угли. Чаще всего большую часть отходов, если человек самостоятельно вовремя не погасил пламя, составляет зола.

Процесс образования и состав

Запас породы сформировался в палеозойскую эру и залегает в толще земли более, чем на километр вглубь. Для образования необходимо наличие торфа в грунте. Однако торф не сразу превращается в пласт угля, для этого нужны определенные условия:

  • длительное время;
  • высокие температуры;
  • отсутствие кислорода;
  • давление на породу в почве.

В таких условиях естественные природные газы испаряются, как и влага. Взамен этого образуется углерод, преобразующийся в бурый или каменный уголь.

Химический состав угля включает в себя:

  • углерод;
  • кислород;
  • водород;
  • серу;
  • азот.

что такое каменный уголь

Процентное соотношение составляющих компонентов напрямую зависит от возраста породы:

  1. Молодой уголь – бурый, состав: до 60% углерода, 20% кислорода, 6% водорода, 4% серы и 3% азота.
  2. В каменной породе содержание кислорода снижено до 30%, а углерод возрастает до 70%.
  3. Старый уголь – антрацит, содержит в себе свыше 95% углерода с минимальным количеством влаги и примесей.

Чем старше возраст ископаемой породы, тем выше температура сгорания.

Антрацит

Антрацит — самый древний 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).

Что выделяется при горении дерева?

При сгорании дерева образуется дым, состоящий их твердых частиц (сажи) и газообразных продуктов горения. В их состав входят вещества, находящиеся в древесине. Продукты, выделяющиеся при сгорании дерева, состоят из азота, углекислого газа, паров воды, сернистого газа и окиси углерода, которая способна гореть дальше.

Поленница дров

Подсчитано, что каждый килограмм древесины выделяет при сгорании примерно 800 г газообразных продуктов и 200 г угля. Состав продуктов горения древесины зависит и от условий, при которых происходит этот процесс. Он может быть:

  • Неполный – происходит при недостаточном доступе кислорода. В результате горения выделяются вещества, которые способны вновь гореть. К ним относится: сажа, окись углерода и разные углеводороды.
  • Полный – возникает при достаточном доступе кислорода. В результате горения образуются продукты – углекислый и сернистый газ, водяной пар, – которые не способны больше гореть.

Какой уголь используют для отопления

В России и странах СНГ действует система, принятая еще в 1988 году. Классифицируют уголь согласно ГОСТ 25543-88, который подразделяется на 7 категорий. Для отопления используют только некоторые:

Длиннопламенный уголь (Д). Свое название получил благодаря длительному процессу горения с выделением большого количества тепла (5600-5800 ккал/кг). Для его розжига и горения не требуется специального обдува, потому длиннопламенные угли часто используются в бытовых котлах на твердом топливе. В зависимости от размеров бывает:

  • ДПК — плитный крупный — размеры кусков 50-200 мм;
  • ДПКО — плитный кулак-орех — размеры кусков 25-100 мм;
  • ПО — орех — 26-50 мм;
  • ДМ — мелкий — размеры 13-25 мм;
  • ДС — семечка — 6-13 мм;
  • ДР — рядовой — нет стандартных размеров.

Длиннопламенный уголь — оптимальный для отопления: пламя длинное (похожее «выдают» дрова), выделяется много тепла, разжигается и горит легко — для нормального горения достаточно естественной тяги. Относительно невысокая его стоимость в сочетании с отличными характеристиками и обусловили популярность этой марки угля. Его закупают не только для отопления частных домов, но и для котельных образовательный и медицинских учреждений. Причем используется топливо любой фракции: от крупных «К» до мелких «М».

Уголь маркируют не только по маркам но и по размерам
Уголь маркируют не только по маркам но и по размерам

Длиннопламенный газовый (ДГ). Отличается от марки Д большей теплотворной способностью. Используют для отопления частных домов все фракции: от «крупный» до «рядовой». Более требователен чем длиннопламенный к условиям хранения, т.к. более интенсивно выветривается.

Антрацит (А). Выделяет много тела, имеет малую зольность (зольный остаток 10%), горит долго и ровно, дым при горении — белый (все остальные марки «дают» черный дым). Несмотря на высокие показатели однозначно рекомендовать его для отопления частных домов нельзя: антрацит имеет высокую стоимость и его тяжело разжигать.

В некоторых случаях покупают тощие угли «Т», жирные «Ж» или слабоспекающиеся «СС». Остальные классы имеют преимущественно промышленное использование. Их используют в энергетике и металлургии, некоторые марки для коксования и обогащения. При выборе угля нужно обращать внимание не только на его характеристики, но и на стоимость доставки. Если в вашем регионе не продают длиннопламенный или антрацит, то скорее всего вам придется обходится тем, что представлен на рынке. Обращать внимание нужно и на рекомендации производителей вашего котла: в документах обычно указываются марки, под которые проектировалось оборудование. Их и нужно использовать.

Подбирая уголь для печи, ориентируйтесь не только на его характеристики. Стоит обратить внимание и на стоимость доставки и на рекомендации производителей котлов
Подбирая уголь для печи, ориентируйтесь не только на его характеристики. Стоит обратить внимание и на стоимость доставки и на рекомендации производителей котлов

Для повышения комфортности и в целях экономии многие предпочитают иметь несколько фракций: растапливать удобнее фракцией «орех» или «крупный», а на длительное горение засыпать «семечко». На самые холодные периоды запасают некоторое количество антрацита, который хоть и тяжело разжигается, но в разогретом котле горит долго и жарко.

Коксующий и обогащенный угли проходят специальную обработку для увеличения теплотворной способности. Используются эти виды в металлургии и энергетике. Для бытовых котлов такое топливо не подходит: из-за чрезмерно высокой температуры горения печь может разорвать.

Если послушать людей с опытом, то говорят, лучший эффект дает следующая последовательность засыпки топлива в котел: растопить длиннопламенным, затем засыпать антрацита фракции «орешек» — он долго горит вы дает много тепла, а на ночь печь добавить «семечки», которая будет гореть до утра.

Порядок растопки кирпичных печей рекомендуют другой: растапливают печь дровами, когда хорошо разгорится, засыпают «семечкой» или угольными брикетами (поддувало и заслонку открыть для лучшего поступления кислорода). Если в семечке много пыли, ее можно смочить водой — так она разгорается легче. Когда жара в печи достаточно, можно использовать «кулак».

Как выбрать уголь для отопления читайте тут.

Бурый уголь

Бурый уголь — твердый ископаемый уголь, образовавшийся из торфа, содержит 65—70 % углерода, имеет бурый цвет, наиболее молодой из ископаемых углей. Используется как местное топливо, а также как химическое сырье.

См. также[править]

  • Маркировка угля‎

Добыча угля

Способы добычи угля зависят от глубины его залегания. Разработка ведется открытым способом в угольных разрезах, если глубина залегания угольного пласта не превышает 100 метров. Нередки и такие случаи, когда при все большем углублении угольного карьера далее выгодно вести разработку угольного месторождения подземным способом. Для извлечения угля с больших глубин используются шахты. Самые глубокие шахты на территории Российской Федерации добывают уголь с уровня чуть более 1200 метров.

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.

Особенности дыма, возникающего при горении костра

При подбрасывании дров в костер происходит усиленный выброс дыма и окиси углерода – угарного газа. Причем дым появляется различных цветов:

  • Белый – это аэрозоль, состоящая из мелких капелек воды и паров дегтя, выходит из холодной древесины. Дым имеет специфический запах копоти. По мере нагрева полена он испаряется, вспыхивает пламенем и пропадает.
  • Серый – исходит из раскаленных, но не горящих поленьев и головешек. Он образуется при высокой температуре из кипящих масел и смол и конденсируется в туман. Частицы его значительно мельче, чем у белого дыма, а сам он легче и суше его.
  • Черный – обгоревший деготь, называемый сажей. Он образуется во время разложения углеводородов в пламени при недостаточном окислении.
Горят дрова

Дым от костра надолго задерживается в организме и содержит большое количество вредных веществ. Об этом необходимо помнить всем, кто любит сидеть у костра.

Доказанные запасы угля

Доказанные запасы угля на 2006 год в млн. тонн [1]
Страна Каменный уголь Бурый уголь Всего %
США 111338 135305 246643 27,1
Россия 49088 107922 157010 17,3
Китай 62200 52300 114500 12,6
Индия 90085 2360 92445 10,2
Австралийский Союз 38600 39900 78500 8,6
Южная Африка 48750 0 48750 5,4
Казахстан 28151 3128 31279 3,4
Украина 16274 17879 34153 3,8
Польша 14000 0 14000 1,5
Бразилия 0 10113 10113 1,1
Германия 183 6556 6739 0,7
Колумбия 6230 381 6611 0,7
Канада 3471 3107 6578 0,7
Чехия 2094 3458 5552 0,6
Индонезия 740 4228 4968 0,5
Турция 278 3908 4186 0,5
Мадагаскар 198 3159 3357 0,4
Пакистан 0 3050 3050 0,3
Болгария 4 2183 2187 0,2
Таиланд 0 1354 1354 0,1
Северная Корея 300 300 600 0,1
Новая Зеландия 33 538 571 0,1
Испания 200 330 530 0,1
Зимбабве 502 0 502 0,1
Румыния 22 472 494 0,1
Венесуэла 479 0 479 0,1
Всего 478771 430293 909064 100,0

Применение в быту

На бытовом уровне пиролиз помогает решить следующие задачи:

  • очистка духовки либо жаровни от липких жировых отложений, не поддающихся удалению механическим способом;
  • получение древесного угля;
  • отопление частного дома с помощью пиролизного твердотопливного котла.

Лучший метод вычистить сковороду – поместить ее в духовой шкаф, установить температуру 200…250 °C и выдержать в течение получаса. Без доступа кислорода произойдет деструкция отложений, останется лишь пепел, а пиролизные газы заберет кухонная вытяжка.

Справка. Существуют модели духовых шкафов со встроенной функцией пиролитической очистки. По окончании «прожарки» остается лишь протереть внутренние поверхности и выбросить образовавшуюся золу.

Пиролитическое очищение духового шкафа

Древесные угли применяются для жарки барбекю, кузнечного дела и более экзотичных целей – заправки автомобильного газогенератора (как он работает, читаем в отдельном материале). Способ получения – выжигание древесных отходов внутри закрытой емкости, то есть, медленный пиролиз.

Целесообразность покупки и эксплуатации пиролизных котлов – вопрос довольно спорный. Что настораживает: даже продавцы, представляющие отопительное газогенераторное оборудование на известной выставке «Акватерм», неспособны толком разъяснить, что же такое пиролиз. Не верите – посмотрите видео:

Предлагаем подробно разобрать проблемы, связанные с пиролизными дровяными теплогенераторами.

Печи для бани Термофор выбор большой

Не только в нашей стране, но и за рубежом широко известна банными печами сибирская . Ассортимент продукции этого предприятия постоянно обновляется. Продукция характеризуются высокой функциональностью, компактными габаритами и простотой в эксплуатации. Привлекательный внешний вид печей вписывается в любой банный интерьер: от классического до самого стильного.

На форумах отзывы о печах «Термофор» можно прочесть самые разные, но большая часть – положительные. Отдельные из них:

А мне моя печь «Ангара» нравится. У нас 2-ой год стоит Нормаль. Топим торфяными брикетами, очень тепло и возни с печкой немного.

Печи для бани Термофор

Купили в дом печь МЕРАНО (импортная), а в баню ГЕЙЗЕР, они в одну стоимость. И дом и баня примерно одной площади (5х5 и 6х4),Так ,ГЕЙЗЕР термофоровский раза в два быстрее нагревает помещение, жалею, что в дом купила такую печь,(думала раз импортная, то лучше)! Не только в красоте печки плюсы! Посмотрим, как покажет себя со временем!

Решил поделиться впечатлением. У меня банная печь «Термофор». Недавно купил для сауны, называется Витрувия. Наверно, печкой ее уже и трудно назвать, потому, что она очень навороченная. Однако 21век#8230 В нее встроен очень большой экран, удобно наблюдать за горением и просто красиво. Диагональ 58 см! Он не темнеет, его даже практически не нужно протирать (удобно для лентяев и холостяков) Печь очень быстро разогревается парная то, что надо. По внешнему виду в сауну вписывается идеально. Сама печь небольшая, как я и выбирал на мои кубометры

А у вас есть странный запах при топке печи? Сам недавно купил, не эту, другого производителя. Теперь думаю: выветрится или нет?

@Alkard Странный запах это машинные масла, которыми все смазывается на заводе. У меня был запах с первым только использованием. Потом никаких проблем не было.

Читая отзывы о печах «Термофор», понимаешь, что в большинстве своём клиенты довольны выбором.

Разбираемся, как правильно топить котел углем

Виды выпускаемых банных печей

Ассортимент печей для бани у «Термофора» впечатляющий:

  • Оса и Оса INOX сверхкомпактные печи для русской бани с объемом парилок от 4 до 8 м 3 .
  • Компакт и Компакт INOX – дровяная печь для финской сауны, рассчитана на парилки от 8 до 14 м 3 .
  • Шилка печь на дровах для русской парилки небольших объемов – 6-12 м 3 .
  • Тунгуска – дровяные банные печи среднего класса для обогрева помещений от 8-18 м 3 до 12-24 м 3 в модификации XXL.
  • Тунгуска и Тунгуска Витра – новая версия популярной печи. Усовершенствована топка, внесены изменения в конструкцию теплообменника для нагрева воды.
  • Ангара – печь для русской бани, подходит для среднего размера парилок 8-18 м 3. Вся мощность печи направлена на разогрев камней в открытой невентилируемой каменке.
  • Ангара – мощная печь для русской парилки с закрытой каменкой.
  • Аврора – мощная печь для финских суховоздушных саун среднего размера (8-18 м 3 ) со смещенным в сторону топки дымоходом.
  • Гейзер – печь для русской бани с двухступенчатый системой парообразования для парилок 8-18 м 3 .
  • Витрувия – печь-камин с большой стеклянной дверцей (58 см в диагонали) для суховоздушных парилок 8-18 м 3 .
  • Саяны – печь-сетка для финской сауны8-18 м 3 .
  • Бирюса – банная печь вертикальной компоновки с закрытой каменкой. Подходит для русской парилки объемом 8-18 м 3 .
  • Карасук бюджетная печь из конструкционной стали 4-6 мм толщины.
  • Скоропарка – оригинальной конструкции дровяная печь для русской бани, рассчитана на парилки 12-20 м 3 .
  • Калина – печь для финской бани больших размеров – рассчитана на объем 18-30 м 3 .
  • Гекла – банная печь для коммерческого использования. Подходит для парилок 30-50 м3.

«Шилка»

Печь дровяная предназначена для парилки с малым объёмом – от 6 до 12 куб.м. Двустенная, с открытой каменкой вверху и дымовой трубой расположенной по центру. Может быть выполнена как с баком для горячей воды (встроенным на 24 л или навесным), так и без него. Топка объёмом 43 л из жаростойкой стали. Топочный туннель удлиненный для встраивания в стену или обычная дверца без выноса. Обеспечивает банный режим «Русская парилка», выполнена из жаропрочной стали с гарантийным сроком 3 года.

«Бирюса »

Высокая и узкая печь для русской парилки Бирюса имеет закрытую каменку, в которую помещается до 30 кг камней. Изготовлена из конструкционной стали, имеет встроенный бак для воды из нержавейки. Обновленная компоновка печи предотвращает преждевременное закипание воды (главный недостаток предыдущей конструкции).

Печь для бани Термофор Бирюса

«Оса» и «Оса INOX»

Самая маленькая печь на дровах, рекомендуемый режим парилки русская. Предназначена для мини-парилки с объёмом от 4 куб.м. до 8 куб.м. Выполнена из конструкционной стали с гарантийным сроком 1 год в модификации «Оса» и жаройтойкой хромистой в Оса INOX (гарантия 3 года).

Активированный уголь

Активированный уголь — это тип угля с высокой удельной поверхностью пор, из-за чего он обладает даже большей адсорбционной способностью, чем древесный. В качестве сырья для его получения используются древесный и каменный угли, а также скорлупа кокосовых орехов. Исходный материал подвергают процессу активации. Суть его состоит в том, чтобы вскрыть закупоренные поры действием высокой температуры, растворами электролитов или водяным паром.

В ходе процесса активации меняется лишь структура вещества, поэтому химическая формула активированного угля идентична составу сырья, из которого тот был изготовлен. Влажность активированного угля зависит от удельной поверхности пор и обычно составляет менее 12%.

Источник

Применение каменного угля в промышленности

В отношении каменного угля, используемого в промышленности, применяется ГОСТ 32464-2013 – постановление, в котором описаны технические требования, методы определения химического состава, классификация по разным параметрам.

В основе использования ископаемого лежит реакция пиролиза каменного угля – нагревание без каких-либо реагентов. В современной промышленности все чаще используются различные химические добавки, ускоряющие реакцию. Этапы пиролиза:

  • конденсация;
  • полимеризация;
  • ароматизация;
  • алкилирование.

Отдельно выделяют:

  1. Низкотемпературный пиролиз, протекающий при 500–600 °С. Это полукоксование.
  2. Высокотемпературный процесс, или коксование. Идет при 900–1100 °С.

Все продукты коксования делятся на 3 группы:

  1. Твердые – кокс. Используется в черной и цветной металлургии.
  2. Жидкие – каменноугольная смола. Из нее получают более 250 химических соединений. Основные – технические масла, синтетическое топливо, нафталин, бензол, аммиак. Из толуола делают красители, тротил и сахарин.
  3. Газообразные – пиролизный газ. Альтернативный источник энергии и тепла.

При переработке ископаемого можно получить следующие продукты, используемые в промышленности:

  • ванадий, серу, цинк, свинец;
  • ксилол и бензол – используются в лакокрасочной промышленности;
  • твердое топливо, идущее на обогрев домов и обеспечивающее работу предприятий;
  • жидкое топливо – получается при сжижении твердого;
  • светильный газ, применяемый для освещения;
  • золу – применяется в строительстве.

Ископаемое относится к 4-му классу опасности, как легковоспламеняющееся вещество, способное к нагреву.

Для личного использования ископаемые применяют с целью получения тепла. Там, где мало древесины или сложно заготовить дрова, можно топить баню углем. Во многих домах до сих пор стоят печи. Помещения, отапливаемые с помощью каменного угля, хорошо прогреваются и приемлемы даже для суровых зим.

Разжечь каменный уголь непросто – нужны охапка дров, древесная щепа или лучины, солома, бумага. Сначала укладывают несколько дров, на них – щепу (лучины), сверху – солому. Поджигают бумагу, с ее помощью – солому. Далее постепенно загорается древесина. Остальные дрова подкладывают по мере освобождения места. В самый жар кладут каменный уголь. Процесс подготовки окупается длительным временем сгорания и хорошей теплоотдачей.

В качестве удобрения золу каменного угля не применяют – в ней мало питательных веществ, могут быть примеси тяжелых металлов. Единственное приемлемое решение – использование на высоко щелочных почвах для нормализации кислотности – зола закисляет грунт.

Некоторые люди предлагают жарить шашлык на нем, но делать этого не стоит.

Предлагаем посмотреть зарубежную передачу о том, какая ситуация сложилась с полезным ископаемым в Европе:

Воздействие на окружающую среду

Хотя уголь вносит важный вклад в экономическое и социальное развитие во всём мире, его добыча и потребление наносит ощутимый вред окружающей среде. Например, карьерные разработки затрагивают большие площади земли, вызывают эрозию почв, распространение пыли, загрязнение воды, плохо сказываются на местном биоразнообразии.

Подземная добыча предполагает организацию отвалов, внутри которых долгие годы происходят вредные термические процессы и повышается радиационный фон. Шахты опасны возможными провалами грунта и изменением водного баланса местности.

Мировая добыча угля

Рекультивация разработок занимает много времени и требует финансовых затрат. Основная её цель состоит в восстановлении нарушенной продуктивной способности земель. Различные программы включают утилизацию отвалов, воспроизводство лесов, сельскохозяйственных угодий и рекреационных зон.

Серьёзную опасность представляют продукты сгорания угля. К ним относятся токсичные оксиды азота (NO и NO2), вызывающий кислотные дожди диоксид серы (SO2), а также углекислый газ (СО2), считающийся основным виновником парникового эффекта в атмосфере планеты. Кроме того, в воздух попадают золы и другие твёрдые частицы.

Несмотря на всеобщую озабоченность по поводу загрязнения воздуха в результате выбросов, в ближайшем будущем использование угля будет продолжаться. Поэтому правительства и учёные разных стран не перестают прилагать большие усилия для поиска более эффективных технологий использования этого ценного сырья.

Достоинства и недостатки древесины

Древесине присущи следующие достоинства:

  • отличная обрабатываемость;
  • легкая гвоздимость;
  • хорошо окрашивается, полируется, лакируется;
  • обладает способностью поглощать звуки;
  • стойкость к воздействию кислот;
  • высокая способность к изгибу.

К недостаткам древесины относят:

  • изменение формы и размеров в связи с усушкой и разбуханием;
  • низкое сопротивление раскалыванию;
  • гниение;
  • порча насекомыми;
  • загорание при несоблюдении правил безопасности.
Листы фанеры

Рекомендации по хранению

Чтобы уголь не потерял свои первоначальные свойства, хранить его следует в прохладном и сухом помещении, вдали от прямых солнечных лучей. Во время хранения необходимо контролировать и температуру окружающей среды: если она превысит 40 градусов, в породе запустятся окислительные процессы, которые могут привести к самопроизвольному возгоранию топлива. Обзор был подготовлен Ногинским Топливным Предприятием уголь-москва.рф

Для вас подготовлена скидка 500р по промокоду УГОЛЬМОСКВАРФ2019

( 1 оценка, среднее 5 из 5 )

Применение угля

Буроугольные брикеты

В Англии в 1735 году научились выплавлять чугун на коксе. Применение каменного угля многообразно. Он используется как бытовое, энергетическое топливо, сырье для металлургической и химической промышленности, а также для извлечения из него редких и рассеянных элементов. Очень перспективным является сжижение (гидрогенизация) угля с образованием жидкого топлива. Для производства 1т нефти расходуется 2-3т каменного угля, в период эмбарго ЮАР практически полностью обеспечивала себя топливом за счёт этой технологии. Из каменных углей получают искусственный графит.

Стоимость угля

Стоимость сильно различается, так как сильное влияние оказывают качество угля и стоимость транспортировки. В целом по России цены колеблются от 60-400 рублей за тонну(2000 г.) до 600—1300 рублей за тонну(2008 г.). На мировом рынке цена достигла 300 $ за тонну (2008).

Газификация угля

Данное направление утилизации угля связано с его так называемым “неэнергетическим” использованием. Речь идёт о переработке угля в другие виды топлива (например, в горючий газ, среднетемпературный кокс и др.), предшествующей или сопутствующей получению из него тепловой энергии. Например, в Германии в годы Второй мировой войны технологии газификации угля активно применялись для производства моторного топлива. В ЮАР на заводе SASOL с использованием технологии слоевой газификации под давлением, первые разработки которой были также выполнены в Германии в 30-40-е годы XX века, в настоящее время из бурого угля производится более 100 наименований продукции. (Данный процесс газификации известен также под названием “способ Lurgi”.)

В СССР технологии газификации угля в частности активно разрабатывались в Научно-исследовательском и проектно-конструкторском институте по проблемам развития Канско-Ачинского угольного бассейна (КАТЭКНИИуголь) с целью повышения эффективности использования канско-ачинских бурых углей. Сотрудниками института был разработан ряд уникальных технологий переработки низкозольных бурых и каменных углей. Данные угли могут быть подвержены энерготехнологической переработке в такие ценные продукты, как среднетемпературный кокс, способный служить заменителем классическому коксу в ряде металлургических процессов, горючий газ, пригодный, например, для сжигания в газовых котлах в качестве заменителя природного газа, и синтез-газ, который может использоваться при производстве синтетических углеводородных топлив. Сжигание топлив, получаемых в результате энерготехнологической переработки угля, даёт существенный выигрыш в показателях вредных выбросов относительно сжигания исходного угля.

После развала СССР КАТЭКНИИуголь был ликвидирован, а сотрудники института, занимавшиеся разработкой технологий газификации угля, создали собственное предприятие. В 1996 году был построен завод по переработке угля в сорбент и горючий газ в г. Красноярске (Красноярский край, Россия). В основу завода легла запатентованная технология слоевой газификации угля с обращённым дутьём (или обращённый процесс слоевой газификации угля). Этот завод работает и в настоящее время. Ввиду исключительно низких (по сравнению с традиционными технологиями сжигания угля) показателей вредных выбросов он свободно располагается неподалёку от центра города. В дальнейшем на основе этой же технологии был построен также демонстрационный завод по производству бытовых брикетов в Монголии (2008 г.).

Следует отметить некоторые характерные отличия технологии слоевой газификации угля с обращённым дутьём от прямого процесса газификации, одна из разновидностей которого (газификация под давлением) используется на заводе SASOL в ЮАР. Производимый в обращённом процессе горючий газ, в отличие от прямого процесса, не содержит продуктов пиролиза угля, поэтому в обращённом процессе не требуются сложные и дорогостоящие системы газоочистки. Кроме того, в обращённом процессе возможно организовать неполную газификацию (карбонизацию) угля. При этом производятся сразу два полезных продукта: среднетемпературный кокс (карбонизат) и горючий газ. Преимуществом прямого процесса газификации, с другой стороны, является его более высокая производительность. В период наиболее активного развития технологий газификации угля (первая половина XX века) это обусловило практически полное отсутствие интереса к обращённому процессу слоевой газификации угля. Однако в настоящее время рыночная конъюнктура такова, что стоимость одного только среднетемпературного кокса, производимого в обращённом процессе газификации угля (при карбонизации), позволяет компенсировать все затраты на его производство. Попутный продукт – горючий газ, пригодный для сжигания в газовых котлах с целью получения тепловой и/или электрической энергии, – в этом случае имеет условно нулевую себестоимость. Это обстоятельство обеспечивает высокую инвестиционную привлекательность данной технологии.

Ещё одной известной технологией газификации бурого угля, является энерготехнологическая переработка угля в среднетемпературный кокс и тепловую энергию в установке с псевдоожиженным (кипящим) слоем топлива. Важным преимуществом данной технологии является возможность её реализации путём реконструкции типовых угольных котлов. При этом сохраняется на прежнем уровне производительность котла по тепловой энергии. Подобный проект реконструкции типового котла реализован, например, на разрезе “Берёзовский” (Красноярский край, Россия). В сравнении с технологией слоевой газификации угля энерготехнологическая переработка угля в среднетемпературный кокс в псевдоожиженном слое отличается существенно более высокой (в 15-20 раз выше) производительностью.[3]

  • см. Автомобиль с газогенератором
  • см. Водоугольное топливо

Сжижение угля

  • см. Синтез Фишера — Тропша

Уголь в качестве топлива

Роль угля в энергетическом балансе

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 балансе РАО ЕЭС составила в 2005 году 26 %, а газа — 71 %. В связи с высокими мировыми ценами на газ российское правительство намеревается увеличить долю угля в топливном балансе РАО ЕЭС до 34 % к 2010 году.

Трудности использования угля в качестве энергетического топлива

Несмотря на происходящие экономические изменения, стоимость 1 тонны условного топлива (тут) на угле в большинстве случаев является самой низкой по сравнению с мазутом и газом. Основная трудность использования угля состоит в высоком уровне выбросов от сжигания угля — газообразных и твёрдых (зола). В большинстве развитых стран, включая Россию, действуют жёсткие требования по уровню выбросов, допустимых при сжигании угля. В странах ЕС используются жёсткие штрафные санкции к ТЭЦ, превышающим нормы (вплоть до 50 евро за каждый выработанный МВт*ч электроэнергии). Выходом из ситуации является использование различных фильтров (например, электрофильтров) в газоходах котлов, либо сжигание угля в виде водоугольных суспензий (Водоугольное топливо). В последнем случае из-за более низкой температуры горения угля существенно (до 70 %) снижаются выбросы оксидов NOx (температурный NOx). Зола, получаемая от сжигания угля, в ряде случаев может быть использована в строительной индустрии. Ещё в СССР были разработаны ГОСТы, предусматривающие добавку золы в шлакопортландцементы. Трудностью использования золы является то, что удаление золы происходит в большинстве случаев путём гидрозолоудаления, что затрудняет её погрузку для дальнейшей транспортировки и использования.

Удельная теплота сгорания веществ

Вещество Удельная теплота сгорания, MДж/кг
 Порох 2,9 — 5,0
 Торф 8,1
 Дрова (березовые, сосновые) 10,2
 Уголь бурый 15,0
 Уголь каменный 29,3
 Спирт этиловый 25,0
 Метанол 22,7
 Условное топливо 29,31 (7000 ккал/кг)
 Уголь древесный 31,0
 Мазут 39,2
 Нефть 41,0
 Дизельное топливо 42,7
 Керосин 43
 Бензин 44,0
 Этилен 48,0
 Пропан 47,54
 Метан 50,1
 Водород 120,9

Уголь в пищевой промышленности

Уголь зарегистрирован в качестве пищевой добавки Е153, в качестве красителя.

См. также

  • Гагат
  • Белый уголь
  • Угольный разрез
  • Древесный уголь
  • Пищевые добавки
  • Водоугольное топливо

Ссылки

Wikimedia Foundation. 2010.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...