Использование угля в промышленности: IP попал в блокировку

где и для чего используется уголь

Каменный уголь накапливается в природе в течение миллионов лет. Человечество знает о нем с давних времен. Но активно он начал использоваться всего 270 лет назад. И хватит его еще на 500 лет при современных темпах добычи уже разведанных запасов.

• Применение каменного угля

• Сферы применения

• Для отопления

• Для удобрения почвы

• Для получения жидкого топлива

• Другие области использования

Как топливо каменный уголь использовали еще в древней Греции и Китае, где его добывали примитивными способами. Известно, что в Украине люди добывали и использовали его в качестве топлива для создания бытовых предметов уже в IX-X столетиях. А поиск, разведка и промышленное применение каменного угля в России началось в XVIII столетии.

Каменный уголь имеет различные технологические и генетические характеристики, что дает возможность применять его как в качестве топлива, так и в других сферах. Так, он нашел свое применение в сельском хозяйстве и химической промышленности. Например, из него изготавливают кристаллические решетки и коксовый газ. Из последнего делают углеводороды, которые идут на производство красок, лаков, линолеума и так далее.

Это далеко не все области применения, которыми может похвастаться каменный уголь. С каждым днем добыча и использование этого полезного ископаемого растут, поэтому и увеличиваются возможности его внедрения.

Около 25% потребляемого объема каменного угля используется для технологических целей на промышленных предприятиях. Его перерабатывают либо применяют как сырье для производства кокса. Остальные 75% идут на выполнение энергетических задач. При этом больше половины этого объема используется в тепловых электрических станциях, а оставшаяся часть – в районных и промышленных котельных, а также для коммунально-бытовых, сельскохозяйственных, строительных и иных нужд.

Каменный уголь востребован во многих странах мира. С каждым годом объемы его использования только возрастают.

Таблица потребления каменного угля согласно статистическим данным (за 2015 год)

Для вашего удобства ниже мы разместили эту таблицу в виде картинки:

Таким образом, на первом месте по потреблению находится Китай, а Россия занимает пятую позицию.

Для наглядности, ниже представлены статистические данные о добыче каменного угля по всему миру в миллионах тонн.

Таблица добычи каменного угля согласно статистическим данным (за 2015 год)

Для вашего удобства ниже мы разместили эту таблицу в виде картинки:

Как и в таблице по потреблению, первое место по добыче занимает Китай. Россия расположилась на 6 месте.

А теперь перечислим основные сферы применения каменного угля:

• Для отопления
• Для удобрения почвы
• Для получения жидкого топлива
• Другие области использования

Ниже мы расскажем более подробно о каждом предназначении.

Для отопления

Основное применение каменного угля – это отопление зданий и помещений. Его используют и для печного отопления частных домов, и для промышленных котельных.

У нас вы можете купить каменный уголь для:

• Промышленных котлов
• Домашних котлов

Пройдя по ссылкам, вы сможете узнать, какой именно вид топлива подходит для домашнего и промышленного отопления.

В этой сфере каменный уголь обладает массой преимуществ:

• • Одна закладка топлива в котел горит в течение 10-12 часов.
  • Сырье можно использовать и в стационарных печках, и в переносных котлах.
  • У каменного угля высокая теплота сгорания – лучшим считается тот, у которого показатель теплоотдачи выше 4700 ккал/кг.
  • Топливо легко перевозить и хранить.
  • Для отопления каменным углем не нужно сооружать сложные конструкции. Так, например, для газа прокладывают газопровод, для электрического отопления – электрическую сеть. В случае с углем все это не требуется.

Рассматривая преимущества использования каменного угля, нельзя не сказать о том, что при сгорании из него образуются парообразные и газообразные летучие продукты. Они негативно влияют на окружающую среду. При сгорании можно увидеть серовато-желтый, светло-серый или темно-серый дым. У древесного топлива он легкий и поднимается вверх, а у каменного угля он более темный и тяжело рассеивается в атмосферных слоях.

Негативные последствия использования каменного угля проявляются тем, что в почве оседают вредные соединения. Затем они попадают в растительные культуры, а потом по пищевой цепочке в организм животных и человека. Поэтому применение каменного угля низкого качества может негативно сказаться на здоровье людей. По этой причине перед продажей материал проверяются специалистами Роспотребнадзора.

Для того чтобы отопление каменным углем было эффективным, при выборе учитывается много факторов:

• Площадь объекта
• Толщина и материал стен
• Тип и состояние дверей и окон
• Вид котла или печи
• Схема закладки сырья
• Продолжительность холодного периода и температура в регионе

Для удобрения почвы

Для почвы каменный уголь используют в виде золы. Ее вносят при выращивании растений, которые сильно нуждаются в сере.

К культурам, которые можно удобрять золой каменного угля, относятся:

• Лук
• Горчица
• Бобовые
• Чеснок
• Капуста
• Хрен
• Редька

При внесении угольной золы нужно учитывать, что в глинистые и тяжелые грунты ее вкапывают на глубину 20 см. Из-за вымывания осадками ее вносят в глинистые почвы под зиму, а в песчаные – весной.

Каменноугольное удобрение применяют в виде:

• Раствора
  Он готовится следующим образом: на 10 л воды добавляют 100 г угольной золы. Им поливают растения под корень. Перед применением раствор обязательно нужно разболтать, так как на дне емкости образуется осадок.
• Настоя
  10-литровое ведро наполняют на 1/3 золой и до краев наливают горячую воду. Смесь настаивают 2 дня, процеживают и используют для опрыскивания или внекорневой подкормки огородных и садовых культур.
• Сухого удобрения
  Его вносят не более 3 кг на 100 м2, раскидывая по участку и перекапывая на глубину минимум 10 см.

Подкормка каменным углем содержит сульфиты, которые могут негативно повлиять на растения. Но сульфиты под воздействием кислорода окисляются, и отрицательное воздействие нивелируется. По этой причине золу после сгорания сразу не вносят, а просеивают и просушивают в сухом месте около 7-10 дней. После этого ее нужно или сразу вносить, или хранить в герметично закрытой таре.

В золе каменного угля содержатся окислы кремния, благодаря которым можно разрыхлить тяжелые глинистые и мокрые земли. Они усиливают структуру однородного грунта, увеличивая его влагопропускную способность и плодородие. Еще одной важной особенностью считается практически полное отсутствие хлора, который в больших количествах губительно воздействует на растения.

Каменноугольное удобрение не используется в песчаных грунтах и земле с высокой кислотностью. Дело в том, что в нем много серы, которая преобразуется в соли серной кислоты и способствует повышению кислотности. Рекомендуется сочетать золу с органическими (навоз, помет, перегной), аммониевыми и содержащими кальций подкормками.

Стоит отметить, что вносить золу каменного угля нужно в объеме не больше 5% от общей массы земли. Дело в том, что после сгорания в ней образуются тяжелые металлы и радиоактивные элементы.  Избыточное внесение может привести к накоплению этих веществ, которые поглотят растения. Таким образом, только соблюдая пропорции, можно повысить плодородность грунта без вреда для растений.

О том, как еще можно улучшить плодородность земли, читайте на странице Плодородие почвы: как его сохранить и повысить.

Для получения жидкого топлива

Главная проблема при использовании каменного угля – это много остаточных продуктов горения. Это привело к тому, что ученые создали способы получения жидкого топлива из угля. Такой синтетический топливный продукт имеет более удобную форму сжигания и не содержит много вредных компонентов.

Есть два проверенных способа:

• Гидрогенизация
• Газификация

Далее мы рассмотрим каждый способ.

Гидрогенизация

Для получения 800 кг топлива берут 1 т каменного угля. Для процесса главное, чтобы в угле содержалось 35% летучих элементов. Процесс гидрогенизации предполагает, что в уголь добавляют недостающий водород. С этой целью сырье помещают в автоклав и нагревают. Внутри температура составляет 500°С, а давление – 200 Бар. При такой методике получения жидкого топлива сырье проходит в автоклаве две фазы – жидкую и паровую. Уголь насыщается водородом, и происходит распад сложных органических соединений на простые. На выходе получается синтетический бензин или дизельное топливо. Теперь можно понять, насколько сложно такое производство. Самостоятельно наладить его не получится.

Газификация

Она представляет собой разложение твердотопливной продукции на газы. Для получения топлива их потом трансформируют в жидкий вид. Есть несколько способов газификации угля.

Первый метод – Фишера-Тропша. Он трудоемок и требует наличия сложного оборудования. Это нерентабельно, потому как тратится много каменного угля. И получается, что готовый бензин купить куда дешевле. К тому же, в процессе газификации выделяется огромное количество углекислого газа, а это небезопасно.

Второй способ – термический. Он подразумевает нагрев сырья без кислорода. Для него тоже нужно специальное оборудование, поскольку температура трансформации угля в газ равна 1200°С. Главное преимущество термической газификации состоит в том, что одна часть газа идет на подогрев сырья, а другая на синтезирование топлива. Это минимизирует затраты, ведь каменный уголь подогревает себя сам.

Все способы получения топлива из каменного угля организуются только в промышленных условиях. Дома это сделать невозможно и совсем небезопасно.

Другие области использования

Каменный уголь нашел свое применение и в других областях.

После первичной переработки из него получают:

• Кокс
• Каменноугольную смолу
• Аммиак

Затем на основе этого сырья изготавливают толуол, бензол, карбид кальция, нафталин, антрацен. В свою очередь эти компоненты входят в состав такой продукции как парфюмерные средства, растворители, пластмассы, лекарственные препараты, уксусная кислота, краски, взрывчатые вещества. То есть даже такие привычные нам духи, столовый уксус и некоторые лекарства – это производное каменного угля.

В остальных сферах жизни использовать каменный уголь нужно крайне осторожно. В некоторых случаях применять его нежелательно. Так, этот материал не подходит для мангала, на нем нельзя жарить шашлык, его не используют для розжига обычных костров, не добавляют в кальян. С чем это связано?

Дело в том, что у каменного угля высокая температура горения и большое содержание летучих веществ. А чтобы его разжечь своими силами, надо сильно постараться. К тому же, в материале есть примеси тяжелых металлов и опасных веществ. Да, их процент крайне мал, но он есть. По этой причине, кстати, не стоит давать золу каменного угля в качестве подкормки животным. В этом случае лучше использовать золу безопасного древесного угля.

Также каменный уголь не применяется в строительных и дорожных работах, в благоустройстве территории.

Каменный уголь – неотъемлемая часть нашей жизнедеятельности. Его использование оправдано в самых разных сферах, начиная от отопления, и заканчивая народным хозяйством и медициной.

Хотите узнать больше?

О том, что такое каменный уголь, какие у него есть виды и свойства, читайте на странице Каменный уголь.

Другие полезные статьи и советы по этому материалу вы найдете в разделе Все о каменном угле.

Хотите узнать, какой материал подойдет для ваших целей?

Тогда рекомендуем изучить нижеуказанные страницы. На них вы найдете подробную информацию о том, как выбрать каменный уголь для тех или иных работ.

• Каменный уголь для домашних котлов
• Каменный уголь для огорода
• Каменный уголь для промышленных котлов

Области применения угля — Информация — Пресс-центр — РосУголь

Уголь в нашей жизни — Наш бизнес — СУЭК

• Распечатать
• Делиться

На уголь приходится более 37% мирового производства электроэнергии. Он имеет основополагающее значение для электроснабжения домов и промышленности, обеспечения энергией транспорта и производства стали и бетона.

Уголь является важным ресурсом для решения проблем, стоящих перед современным миром, в частности быстрого роста потребления энергии. Уголь значительно дешевле и доступнее, чем другие виды ископаемого топлива, а его запасы гораздо более равномерно распределены по планете.

Использование угля

Производство электроэнергии

Производство электроэнергии является основным видом использования угля во всем мире. Энергетический уголь сжигается для создания пара, который приводит в действие турбины и генераторы для производства электроэнергии.

Производство металла

Металлургический (коксующийся) уголь является ключевым ингредиентом в сталеплавильном производстве. Уголь, переработанный в кокс, используется для производства около 70% стали в мире. Уголь также широко используется в производстве других металлов, включая алюминий и медь.

Производство цемента

Уголь используется в качестве основного источника энергии в производстве цемента. Побочные продукты сгорания угля, такие как летучая зола, также играют важную роль в производстве цемента и в строительной отрасли в целом.

Газификация и сжижение

Уголь нагревается и сжимается паром для производства «городского» газа для бытового освещения, отопления и приготовления пищи. Его сжижают для получения синтетического топлива, похожего на нефть или дизельное топливо. Большинство проектов по превращению угля в газ расположены в США и Китае, а также несколько в Индонезии, Индии, Австралии, Канаде и Южной Африке.

Химическое производство

Синтез-газ — полученный в результате газификации — может подвергаться дальнейшей переработке для производства химических строительных блоков, таких как метанол, аммиак и мочевина.

Другие отрасли

Другими крупными потребителями угля являются бумажная, текстильная и стекольная промышленность. Уголь также используется для производства углеродного волокна и специальных ингредиентов, таких как металлы кремния, которые используются для производства ингредиентов для бытовых нужд и средств личной гигиены.

Преимущества угля

Доступность	Уголь не требует трубопроводов высокого давления, дорогостоящей защиты при транспортировке или дорогостоящей переработки. Его легче хранить и обрабатывать, чем альтернативные легковоспламеняющиеся ископаемые виды топлива или ядерные материалы.
Удобство использования	Уголь нужно только добыть, прежде чем его можно будет использовать. Другие ископаемые виды топлива должны быть очищены с использованием длительных и дорогостоящих процессов. По сравнению с газом уголь значительно дешевле и доступнее, а его запасы гораздо более равномерно распределены по планете.
Универсальность	Уголь чрезвычайно универсален. Помимо выработки электроэнергии, он является основным компонентом производства чугуна и стали и является неотъемлемой частью ряда процессов, включая рафинирование алюминия, производство бумаги и химическое производство.
Доступность	Обилие угля, его доступность, удобство использования прямо из шахты и более низкие транспортные расходы делают его доступной формой энергии. Электроэнергия, произведенная из угля, дешевле, чем из других источников.
Безопасность	Уголь легче и безопаснее транспортировать, хранить и обрабатывать, чем альтернативные легковоспламеняющиеся ископаемые виды топлива или ядерные материалы.

Вернуться на вершину

Другие виды использования угля – Всемирная угольная ассоциация

Цемент

Цемент имеет решающее значение для строительной отрасли – смешиваясь с водой и гравием, он образует бетон, ключевой строительный материал.

Для производства цемента требуется энергия. Уголь является важным источником необходимой энергии. Высокотемпературная печь, часто работающая на угле, нагревает сырье из карбоната кальция (обычно в виде известняка), кремнезема, оксида железа и глинозема до частичного расплава при 1450°C, превращая их химически и физически в вещество. известный как клинкер. Этот серый галькоподобный материал содержит специальные соединения, придающие цементу вяжущие свойства. Клинкер смешивают с гипсом и измельчают в мелкий порошок для получения цемента.

Продукты сгорания угля (CCP), такие как летучая зола, также играют важную роль в производстве цемента и в строительной отрасли в целом.

Алюминий

Уголь является ключевым энергетическим топливом в производстве алюминия – цветного металла, известного своими легкими свойствами и широко используемого в автомобилях, поездах и самолетах для снижения веса этих транспортных средств и снижения их энергопотребления. На уголь приходится более 60% энергии, используемой для производства алюминия.

Транспорт

Топливо, получаемое из угля, а также электроэнергия, получаемая из угля, играют важную роль в удовлетворении растущих потребностей транспортного сектора в энергии. Уголь не только является важным сырьем и источником первичной энергии для производства материалов, используемых для строительства транспортной инфраструктуры, электроэнергия на основе угля играет важную роль в поддержке электрификации транспортного сектора.

Жидкое топливо из угля может стать реальной альтернативой традиционным нефтепродуктам и может использоваться в существующей инфраструктуре снабжения. В Китае разрабатывается несколько демонстрационных заводов по преобразованию угля в жидкость (CTL), в то время как в Южной Африке жидкое топливо, полученное из угля, обеспечивает 30% потребностей Южной Африки в транспортном топливе, а заводы CTL производят более 160 000 баррелей жидкого топлива в день из угля. .

Водород

Водород ежедневно используется в виде газа и жидкости во многих отраслях промышленности, включая нефтяную промышленность, транспорт и в производственных процессах для производства химикатов, продуктов питания и электроники.

Газификация угля предлагает универсальный и чистый метод преобразования угля в водород и другие ценные продукты. При газификации уголь расщепляется на основные химические компоненты. В современных газификаторах уголь обычно подвергается воздействию пара и тщательно контролируемого количества воздуха или кислорода при высоких температурах и давлениях. В этих условиях молекулы угля распадаются, инициируя химические реакции, в результате которых обычно образуется синтез-газ (синтез-газ), водород, монооксид углерода и другие газообразные соединения. Затем водород можно улавливать и хранить. 20% производства водорода приходится на процессы преобразования угля в газ.

Япония и Австралия реализуют стратегии производства водорода с использованием лигнита в качестве основного исходного продукта.

• Японская «Базовая водородная стратегия» предусматривает использование лигнитного топлива, обезуглероженного путем газификации и каталитической конверсии, для получения водородного топлива.
• Предлагаемый проект газификации бурого угля в Австралии будет использовать производство синтетического газа путем сжигания угля под высоким давлением, затем преобразование образующегося монооксида углерода в диоксид углерода с помощью пара и отделение водорода.

Дальнейшее неэнергетическое использование

Другими важными потребителями угля являются глиноземные заводы, производители бумаги, а также химическая и фармацевтическая промышленность.

Уголь является важным ингредиентом в производстве специальных продуктов, от активированного угля, используемого в фильтрах для очистки воды и воздуха и в аппаратах для почечного диализа, до углеродного волокна, чрезвычайно прочного, но легкого материала, используемого в строительстве.

Он также используется в производстве металлического кремния, используемого для производства силиконов и силанов, которые, в свою очередь, используются для изготовления смазочных материалов, водоотталкивающих средств, смол, косметики, шампуней для волос и зубных паст.

Некоторые химические продукты могут быть получены из побочных продуктов переработки угля в угольно-химической промышленности (CTC). Очищенная каменноугольная смола используется в производстве химических веществ, таких как креозотовое масло, нафталин, фенол и бензол. Газообразный аммиак, извлеченный из коксовых печей, используется для производства солей аммиака, азотной кислоты и сельскохозяйственных удобрений. Тысячи различных продуктов содержат уголь или его побочные продукты в качестве компонентов: мыло, аспирин, растворители, красители, пластмассы и волокна, такие как искусственный шелк и нейлон.