Содержание
Залежи каменного угля — UGLEX
Каменный уголь — это полезное ископаемое, обладающее горючими свойствами, растительного происхождения, которое представляет собой твердую породу черного или серо-черного цвета (реже), с матовой поверхностью с отблесками. Залежи каменного угля образовались из разложения органических остатков древних растений (плаунов, хвощей, древовидных папоротников), претерпевших метаморфизм (изменения) в условиях высокой температуры и давления окружающих пород земной коры при ограниченном доступе кислорода.
По химическому составу каменный уголь — это смесь высокомолекулярных соединений, содержащих высокие массовые доли углерода (75-95%), летучих веществ и воды, а также обладающих небольшим количеством различных минеральных примесей, которые при сжигании данного вещества образуют золу.
Основные залежи угля данного вида, добываемые сегодня, были образованы в палеозое, то есть приблизительно 300 миллионов лет назад. Добыча этого полезного ископаемого осуществлялась еще в древние времена — в Греции и в Китае.
В промышленных масштабах каменный уголь в качестве топлива начали использовать в XVII веке, в Англии.
Залежи каменного угля представляют собой пласты различной мощности — от нескольких долей метров до десятка и более. Глубина его залегания также различна — от непосредственного выхода на поверхность земли и до 2000 метров и глубже, но в среднем, пласты каменного угля расположены на глубине 3-х километров. На более значительной глубине образовывался антрацит, который является высшим сортом угля.
Однако то, что каменный уголь был образован на глубине 2-3 километров, не означает, что все залежи расположены на большой глубине, так как под воздействием тектонических процессов разнообразной направленности некоторая часть пластов каменного угля оказалась значительно ближе к поверхности.
В зависимости от того, на какой именно глубине располагаются угленосные породы, напрямую зависит их способ добычи. Если каменный уголь расположен на глубине до 100 метров, то, как правило, его добыча осуществляется открытым способом.
Этот способ означает снятие верхнего слоя почвы над угольным месторождением, вследствие чего данное ископаемое оказывается на поверхности. Современный уровень горной техники позволяет осуществлять добычу каменного угля открытым способом до глубины его залегания в 350 метров.
Для добычи данного ископаемого с большой глубины применяют шахтный способ, во время которого доступ к каменному углю осуществляется при помощи угледобывающих промышленных предприятий по подземной добыче горючего полезного ископаемого.
Наиболее крупные залежи каменного угля (порядка 90%) находятся в Северном полушарии планеты. Больше всего залежей данного топлива находится в Азии (порядка 54% от всех мировых запасов). В Северной Америке находится 28%, а в Европе — 9% залежей этого полезного ископаемого. Если же говорить об отдельных странах, то наиболее значительные залежи угля сосредоточены в России, Украине, Китае и США — в этих странах находится порядка 80% всех мировых запасов каменного угля.
Получите лучшее предложение с Uglex
Это совершенно бесплатно!
Вы оставляете заявку
Поставщики торгуются за нее
Вы выбираете лучшее предложение
Купить уголь
Важно: чтобы избежать нежелательных звонков и спама после размещения заявок на покупку, мы не публикуем Ваши контактные данные в открытом доступе.
Все торги за заявку проводятся онлайн на нашем сайте.
Перейти в каталог поставщиков
Что лучше бурый или каменный уголь: есть ли разница, чем топить ТЭЦ?
Популярное
10.08.2020
Новосибирская область
Скачать
Чем лучше топить ТЭЦ, бурым или каменным углем? Дискуссии на эту тему бесконечны. Поэтому мы решили узнать, как образуется бурый и каменный уголь, а также по каким характеристикам угольные тепловые электростанции выбирают, какое топливо можно использовать на ТЭЦ?
- Генерация
Уголь
Новосибирск
Предыдущая статья
Следующая статья
Уголь — органическое вещество, которое образовалось под воздействием давления и температур из залежей торфа.
Сначала торфяные останки трансформировались в бурый уголь, потом — в каменный, затем — в антрацит.
Схема трансформации торфа в уголь различных видов
Скачать
Если схему трансформации угля перевернуть, можно представить, как расположены угольные слои в разрезе. Но если это всего лишь разновидности одной горной породы, то есть ли разница для ТЭЦ, что сжигать? Конечно, есть.
Скачать
Для любого углеродного топлива, в том числе угля,
важны такие характеристики, как доля углерода в его составе и количество тепла, которое выделится, когда он сгорит.
Несмотря на то что лучше всего горит каменный уголь, бурый уголь используют на ТЭЦ из-за пониженной зольности. Чем меньше золы образуется при горении угля, тем чище выбросы ТЭЦ в атмосферу
Скачать
Второй критерий, который определяет, какой уголь сжигать на ТЭЦ, — расстояние от места добычи, шахты или разреза, до ТЭЦ и способ его транспортировки.
На все новосибирские ТЭЦ уголь попадает с добывающих предприятий напрямую в вагонах по железнодорожным путям.
Третий критерий — содержание влаги и характеристики угольной пыли. Чем больше влаги, тем больше усилий нужно, чтобы перемолоть уголь в пыль. Особенно в зимний период, потому что такой уголь сильнее смерзается в мороз, чем сухой, и ТЭЦ тратит больше топлива для испарения влаги из него. Характеристики угольной пыли необходимо знать, чтобы понять, не повредит ли она очистительное оборудование в ходе технологического процесса. В целом особенности угля (его марка и пр.) обязательно учитываются при выборе очистительного оборудования для ТЭЦ. И новосибирские тепловые электростанции в данном случае не исключение.
Скачать
Бурый уголь — самый твердый и самый влажный вид угля. Он содержит 30–40% влаги. Он быстро окисляется и растрескивается на открытом воздухе, при этом теряет свою теплотворную способность. Чтобы предотвратить этот процесс, на ТЭЦ тщательно укатывают угольные кучи на складах, перекрывая доступ воздуха к внутренним слоям угля.
Из-за повышенного содержания кальция в буром угле зола и шлаки, которые образуются в процессе сжигания, формируют прочные отложения. А если продукты распада бурого угля контактируют с водой, то отложения образуются в два раза быстрее. Потому бурый уголь используют на ТЭЦ, где изначально было установлено оборудование для такого угля. В Новосибирске это — ТЭЦ-3 и ТЭЦ-5. На данных станциях дымовые газы от бурого угля очищают без применения воды — с помощью электрофильтров, а поверхности нагрева котлов — при помощи паровых аппаратов обдувки.
Карта месторождений бурого угля
Скачать
Каменный уголь более мягкий, в нем всего 5–6% влаги, еще в нем меньше кальция, а значит, почти нет отложений внутри котла. При контакте с водой ни шлаки, ни зола, ни взвеси дымовых газов не затвердевают, поэтому для очистки на станциях возможно использовать, например, очистительное оборудование на основе воды, эмульгаторы и скрубберы, а также выводы золы с помощью водных потоков.
Такое оборудование установлено на новосибирских ТЭЦ-2 и ТЭЦ-4.
Карта крупнейших месторождений каменного угля
Скачать
Антрацит — заключительный этап формирования угольной породы, поэтому в нем максимально сконцентрированы различные вещества. Несмотря на самую высокую горючесть, он загорается только при температурах +600…+700 °С и имеет большую вязкость. К тому же стоимость антрацита крайне высока: он в сотню раз дороже, чем каменный уголь. Поэтому в качестве топлива для ТЭЦ он практически не используется.
Мы узнали, как формируется уголь, сравнили все стадии этого процесса. Но так и не ответили на вопрос: какой уголь лучше для работы ТЭЦ и экологии города? По нормам федеральных надзорных органов в области энергетики, согласно ГОСТам, на угольных ТЭЦ Сибири разрешено сжигать только определенные сорта каменного и бурого угля. Каждый из которых, кстати, имеет свои плюсы и минусы, они компенсируют друг друга. Поэтому не так важно, какой из разрешенных по ГОСТам вид угля сжигает ТЭЦ.
Более значимый фактор, насколько успешно ТЭЦ очищает дымовые газы и обращается с продуктами сжигания угля. Например, электрофильтры, эмульгаторы и скрубберы новосибирских ТЭЦ имеют высокую степень очистки дымовых газов — от 96,0 до 99,2%.
Понравилась наша статья? Поделитесь!
Следующая статья
Тип контента
Автор статьи:
Ольга Давыдова
Все публикации автора
Правила использования материалов
Образование угля: как образуется уголь
Геология | Milestone Events
Часы
Обновлено
Геология, Milestone Events
Уголь, нефть и углеводороды, как правило, состоят из живых организмов, которые были разрушены под воздействием сильной жары и давления миллионы лет назад .
Морские организмы, такие как водоросли и растения, погибли на дне океана. Затем их уплотняли в землю и нагревали в среде без доступа кислорода.
Водороду и углероду потребовались миллионы лет, чтобы изолировать, сплавить и образовать углеводороды.
Сегодня мы используем эти запасы угля и нефти, которые являются источником жизненной силы нашей экономики и питают наши транспортные системы по всему миру.
Когда образовался уголь?
Каменноугольная эра (359,2–299 млн лет назад) была замечательным периодом в истории Земли. Одним из ключевых результатов этой эпохи является то, что она создала идеальные условия для образования угля и производства гигатонн углеводородов.
Ключевой особенностью является то, что пышные тропические леса возвышаются над ландшафтом. Эта эпоха длилась 60 миллионов лет с большими примитивными деревьями и болотистыми лесами, растянувшимися по земле.
Если вы оглянетесь на историю Земли, то увидите, что в этот период был самый высокий уровень содержания кислорода в атмосфере.
Это было связано с тем, что деревья преобладали на континентах с идеальными условиями произрастания.
Проходят миллионы лет, деревья умирают и падают на землю. В конце концов, деревьев было так много, что они стояли друг над другом. Если учесть все запасы угля в мире, 90% исходит из той эпохи.
Лучшими типами резервуаров для нефти являются осадочные породы. Вот почему, когда вы ищете нефть и газ, вы ищете песчаник и известняковые породы.
Почему не существует бактерий для разрушения деревьев?
Если в лесу упадет дерево, что с ним произойдет? В наше время их разлагают крошечные, микроскопические бактерии, грибы и микробы. Они разрушают углеродные связи в древесине, что приводит к выделению кислорода и углерода в воздух.
Но ключевое отличие от каменноугольного периода заключалось в том, что большинство этих микроскопических организмов еще не эволюционировали. Если бы эти микроскопические организмы были рядом, в древесине не осталось бы углерода.
Вместо того, чтобы выбрасывать в воздух углерод и кислород, он создал идеальные условия для образования угля из этих упавших деревьев. Это потому, что весь углерод остался в древесине, чтобы стать основным ингредиентом углеводородов.
Итак, на протяжении 60 миллионов лет продолжался этот естественный процесс заложения обширных болотных лесов под наносы. В конце концов, они анаэробно превратились в уголь, а все запасы нефти хранятся под землей.
Что такое долгосрочный углеродный цикл?
В течение длительных периодов времени углерод находится в движении в рамках длительного и краткосрочного углеродного цикла. По мере того, как мы извлекаем из земли ископаемое топливо, этот высокоэнергетический невозобновляемый ресурс питает нашу экономику.
Как мы только что узнали, нефть или сырая нефть — это естественный результат. Для создания потребовались миллионы тонн давления глубоко под землей и миллионы лет. Отсюда мы перерабатываем сырую нефть в различные продукты, такие как бензин и моторное масло.
Топливный бензин (C 8 H 18 ) проходит короткий и длительный углеродный цикл. Начинается с горения. Всего за несколько секунд углерод становится загрязняющим веществом, когда в атмосферу попадает двуокись углерода (CO 2 ).
Углекислый газ может какое-то время оставаться в атмосфере, но со временем растения поглощают его в процессе фотосинтеза. Таким образом, тот же самый вес углерода превращается в древесину или растительный материал посредством фотосинтеза.
Если вы хотите, чтобы углерод снова стал ископаемым топливом, вам потребуются миллионы лет. Кроме того, у вас не будет таких же условий в каменноугольную эпоху, потому что эти микроорганизмы разложат древесину до того, как их закопают.
Нефть питает все
По мере того, как мы открываем запасы угля и нефти, они имеют неисчислимое значение для нашей экономики. Точно так же мы полагаемся на них в повседневной жизни, например, в наших транспортных и энергетических системах.
Большая часть угля, который мы находим сегодня, была добыта в каменноугольный период на углеводородных заводах. По сей день мы пожинаем плоды, потому что нефть дешева, ее много и ее относительно легко добывать из-под земли.
Сырая нефть – это естественный результат распада живых организмов под воздействием сильного тепла и давления глубоко под землей. Его часто называют «сырой нефтью».
Отсюда мы перерабатываем «сырую нефть» в такие продукты, как бензин, который является жидкостью. У нас также есть «природный газ», который представляет собой более легкий углеводород, не являющийся жидкостью при комнатной температуре. Наконец, «ископаемое топливо» — это всеобъемлющая категория, в которую входят нефть, газ и уголь.
Образование угля: как формируется уголь
Уголь — это осадочная порода, состоящая из остатков растений и животных, живших на суше. Уголь образуется, когда органические вещества, такие как торф, разлагаются в отложения в области, где нет кислорода.
Хотите узнать больше об образовании угля и процессах на Земле? Вот некоторые онлайн-курсы, предлагаемые университетами по всему миру, которые вы можете изучить.
- Курсы геологии
- Курсы горного дела
- Курсы наук о Земле
У вас есть вопросы или комментарии? Пожалуйста, не стесняйтесь использовать форму комментариев ниже и дайте нам знать, что у вас на уме.
Угольное образование — окно в древний мир
По мере того, как мир движется к борьбе с изменением климата, становится все более сомнительным, что уголь останется жизнеспособным источником энергии из-за высоких выбросов парниковых газов. Но уголь сыграл жизненно важную роль в промышленной революции и продолжает питать некоторые из крупнейших экономик мира. В этой серии статей рассказывается о прошлом, настоящем и неопределенном будущем угля, начиная с сегодняшнего дня и о том, как он образовался.
Нравится вам это или нет, но уголь сыграл решающую роль в нашем появлении в современном мире, подстегнув промышленную революцию.
Побочными продуктами этой роли, конечно же, стали рост парниковых газов в нашей атмосфере и опасный уровень загрязнения воздуха в больших городах, работающих на угле.
Но, несмотря на свое коварное влияние на климат и наше здоровье, уголь имеет менее известную положительную сторону своей темной души. Он дал нам потрясающие окаменелости.
На протяжении веков геологам было известно, что уголь представляет собой скопление растительного материала, который, будучи погребенным в осадочных слоях Земли, сжимается под действием силы тяжести в более плотную и компактную форму. Тем не менее, в последние годы ученые горячо обсуждают ранние фазы углеобразования.
Дискуссия строится на том, образовался ли уголь из-за отсутствия определенных организмов, активно разрушающих древесные ткани мертвых деревьев, или же причиной послужили другие небиологические факторы.
Спорное происхождение
Цикл образования угля начинается с накопления растительного материала в болотах или трясинах.
Разлагающийся растительный материал, который накапливается на дне трясины или болота, называется торфом. После того как другие осадочные слои погребают торфяную залежь, масса этих отложений накапливается и уплотняет ее.
Другие химические и физические процессы также изменяют торф, в том числе давление, оказываемое тектоническими силами, когда континенты движутся и сталкиваются друг с другом. Эти процессы в конечном итоге превращают слои уплотненного торфа в горную породу, которую мы можем добывать.
Чистый черный уголь, более богатый органическим углеродом и закаленный под воздействием тепла и давления, называется антрацитом. Бурый уголь, или лигнит, в основном представляет собой спрессованный торф и содержит больше осадка, смешанного с растительным веществом.
Уголь формировался в виде очень больших месторождений в определенные периоды предыстории Земли. Настолько, что преподобный Уильям Конибер, уважаемый британский геолог начала 19 века, впервые назвал каменноугольный или «углеродоносный» период (от 359 до 299 миллионов лет назад) в честь отличительных угольных месторождений Британии в своей книге 1822 года.
Эти большие угольные болота образовались на месте первых великих лесов на Земле. Они были домом для многих разновидностей гигантских амфибий, ранних рептилий и огромных насекомых, поскольку в то время глобальный уровень кислорода был очень высоким.
Научные сокровища из угля: выставка динозавров игуанодонов в Брюссельском музее естественных наук.
Веб-сайт Брюссельского музея естественных наук
В течение многих лет ученые считали, что уголь образовался в такие большие залежи в то время, потому что определенные грибы, которые помогали расщеплять лигнин или древесные ткани, еще не развились. Расчеты молекулярных часов появления этих грибов, называемых агариомицетами, предполагают, что они должны появиться в пермском периоде (29).от 9 до 252 миллионов лет назад), после образования обширных угольных месторождений каменноугольного периода.
Новая теория
Но это не учитывает огромное количество угля, образовавшегося в гораздо более поздние геологические периоды, такие как Кайнозой, за последние 65 миллионов лет.
И новое исследование, проведенное Мэтью Нельсеном из Стэнфордского университета, ставит под сомнение эту модель, а также представляет новую гипотезу образования угля.
Авторы исследования утверждают, что уголь, образовавшийся в каменноугольный период, состоит преимущественно из таких растений, как хвощи или ликофиты. Эти деревья вырастали до огромных размеров, а в их перидерме, или внешней кутикуле ствола, отсутствует лигнин, поэтому на них не повлияет отсутствие грибков, разлагающих лигнин. Их аргумент указывает на то, что биохимический состав растений имеет мало общего с накоплением угля.
Распределение угольных месторождений во времени показано на приведенной ниже диаграмме предполагаемого общего объема угля в Северной Америке. Крупные залежи угля также накапливались в эпоху динозавров (мезозойская эра, от 252 до 66 миллионов лет назад) и в течение первой половины кайнозойского периода (между 66 и 30 миллионами лет назад), намного позже предсказанного первого появления грибов, разлагающих лигнин.
Наземное накопление угля в Северной Америке с течением времени. Обратите внимание на большие пики во время каменноугольного периода «C» и раннего кайнозоя «Pg». Взято из статьи Nelsen et al. (2016).
Проф. Кевин Бойс, с разрешения.
В документе утверждается, что тектонические факторы являются наиболее вероятной причиной, по которой такие крупные месторождения угля накапливались в определенное время. Большие бассейны заполняются толстыми осадочными отложениями, когда континенты сталкиваются и происходит горообразование. В таких угольных месторождениях были обнаружены действительно превосходные окаменелости, хотя кислотность угля часто растворяет кости.
Лучше всего сохранились окаменелости, пойманные в более чистых отложениях, отложенных ручьями между угольными пластами. Такие окаменелости обычно обнаруживаются при добыче угля. Таким образом были найдены несколько крупных ископаемых амфибий, обитавших в болотах каменноугольного периода.
Известное место в Ныранах в Чешской Республике было обнаружено потому, что директор местного музея естественной истории заказал уголь для обогрева своей комнаты. При расщеплении угля иногда получались хорошо сохранившиеся окаменелости ранних амфибий, поэтому он мог пополнять свои коллекции научно значимыми образцами, не выходя из своего кабинета.
Пожалуй, самые известные окаменелости, найденные в угольной шахте, были обнаружены в Берниссарте в Бельгии. В 1878 году здесь было найдено множество скелетов, представляющих 33 особи крупного травоядного динозавра игуанодона. Эти скелеты были одними из первых когда-либо найденных полных динозавров.
Хотя уголь часто оклеветан из-за его побочных продуктов сгорания, факторы, ответственные за накопление угля, также дают нам ископаемые сокровища из прошлого. Прекращение добычи угля, несомненно, означало бы, что в земле осталось много полезных ископаемых. Но долгосрочное здоровье нашей планеты является более важным приоритетом.