Активированный уголь: все, что важно знать

Алан-э-Дейл       11.04.2022 г.

Сжигание огромного количества каменного угля

Угольные электростанции требуют огромных объемов этого ископаемого.

Шокирующе: на угольной электростанции мощностью 1000 МВт в сутки используется 9000 тонн, что эквивалентно всей нагрузке поезда (90 вагонов по 100 тонн в каждом!).  Количество ископаемого, используемого в течение всего года, потребовало бы 365 поездов, и если длина каждого из них составляет 1 км, то один поезд, перевозящий весь этот уголь, должен был бы составлять около 365 км; примерно такое же расстояние, как от Москвы до Смоленска. Если этот поезд проходил бы мимо вашего дома со скоростью 40 километров в час, потребуется почти 10 часов!

Переработка этого угля в конечную цель электричество является многогранным процессом:

  1. Уголь должен быть выгружен из поезда. Традиционный способ для этого требует использования кранов, собирающих материал из вагонов, однако новые заводы имеют пол под железнодорожными путями, позволяя быть сброшенным в подземное хранилище. Делая это, даже не требуется останавливать движение! Многие угольные электростанции строят там где добывают уголь, так чтобы его не нужно было перевозить поездом.
  2. После выгрузки полезное ископаемое затем измельчают в мелкий порошок с помощью большой дробилки. Это обеспечивает почти полное сжигание, чтобы максимизировать отдачу тепла и минимизировать загрязняющие вещества.
  3. Затем пылеугольный уголь вводится в котел, где происходит сжигание и обеспечивается теплом электростанция. Это тепло передается трубам, содержащим воду высокого давления, которая кипит выделяя пар.
  4. Затем пар проходит через турбину, в результате чего она быстро вращается, которая в свою очередь вращает генератор, производя электричество. Электричество может затем быть введено в электрическую сеть для использования обществом.

Для завершения этого процесса угольные электростанции следуют по циклу Ренкина (цикл преобразования тепла в работу за счет водяного пара- в честь шотландского инженера). Поскольку этот процесс требует много воды, чтобы участвовать в этом цикле, электростанции должны быть расположены недалеко от воды.

Загрязнение воздуха

При сжигании каменного угля выделяется много загрязняющих веществ – оксидов азота (NOx) и серы (SOx) – и твердых частиц. Они также выбрасывают парниковые газы, такие как углекислый газ (CO2) и метан (CH4), которые, как известно, способствуют глобальному потеплению и изменению климата. Для того уменьшить выброс, электростанции требуют технологии для уменьшения выхода этих вредных молекул.

Использование воды

Использование воды влечет загрязнение.

Большое количество воды часто необходимы для удаления примесей из угля. Например, в Китае для этого процесса используется около одной пятой воды, используемой в угольной промышленности. Этот процесс помогает уменьшить загрязнение воздуха, так как он исключает около 50% золы в угле. Это приводит к уменьшению производства диоксида серы (SOx), а также к уменьшению выбросов двуокиси углерода (CO2) из-за более высокой тепловой эффективности.

Когда электростанции удаляют воду из окружающей среды, рыба и другая водная жизнь могут быть затронуты, наряду с животными, полагающимися на эти источники. Загрязняющие вещества также накапливаются в воде, используемой электростанциями, поэтому, если эта вода будет сброшена обратно в окружающую среду, она может нанести вред дикой природе.

Сброс воды с электростанций и промывка угля требует мониторинга и регулирования.

2 Из чего состоит уголь? Какова химическая формула угля

Уголь — это один из самых древних видов топлива, известных человеку. И даже сегодня он занимает лидирующие позиции по объему использования. Причиной тому служит его распространенность, легкость добычи, переработки и использования. Но что он собой представляет? Какова химическая формула угля?

На самом деле данный вопрос не совсем корректен. Уголь — это не вещество, это смесь различных веществ. Их целое множество, поэтому полностью определить состав угля невозможно. Поэтому под химической формулой угля в этой статье мы будем подразумевать скорее его элементный состав и некоторые другие особенности.

Но что мы можем узнать о состоянии этого вещества? Уголь образуется из останков растений в течение многих лет вследствие воздействия большой температуры и давления. А так как растения имеют органическую природу, то и в составе угля будут преобладать органические вещества.

В зависимости от возраста и иных условий происхождения угля его делят на несколько видов. Каждый вид отличается элементарным составом, наличием примесей и другими немаловажными характеристиками.

2.1 Бурый уголь

Является самым молодым видом угля. В нем даже наблюдается растительная древесная структура. Образуется напрямую из торфа на глубине порядка 1 километра.

Этот вид угля содержит достаточно большое количество влаги: от 20 до 40%. При попадании на воздух она испаряется, а уголь рассыпается в порошок. Далее речь пойдет о химическом составе именно этого сухого остатка. Количество неорганических примесей в буром угле также велико и составляет 20-45%. В качестве этих примесей выступают диоксид кремния, оксиды алюминия, кальция и железа. Также в нем могут содержаться оксиды щелочных металлов.

Много в этом угле и летучих органических и неорганических веществ. Они могут составлять до половины массы этого вида угля. Элементарный состав за вычетом неорганических и летучих веществ следующий:

  • Углерод 50-75%.
  • Кислород 26-37%.
  • Водород 3-5%.
  • Азот 0-2%.
  • Сера 0,5-3%.

2.2 Каменный уголь

По времени образования этот вид угля идет следующим после бурого. Он имеет черный или серо-черный цвет, а также смоляной, иногда металлический блеск.

Влажность каменного угля значительно меньше бурого: всего 1-12%. Содержание летучих веществ в каменном угле очень колеблется в зависимости от места добычи. Оно может быть минимальным (от 2%), но может и достигать значений, аналогичных бурому углю (до 48%). Элементарный состав следующий:

  • Углерод 75-92%.
  • Водород 2,5-5,7%.
  • Кислород 1,5-15%.
  • Азот до 2,7%.
  • Сера 0-4%.

Отсюда можно сделать вывод, что химическая формула угля каменного состоит из большего числа углерода, чем у бурого. Это делает данный вид угля более качественным топливом.

2.3 Антрацит

Антрацит — это самая древняя форма ископаемого угля. Ему присущ темно-черный цвет, и он имеет характерный металлический блеск. Это самый лучший уголь по количеству тепла, которое он выделяет при горении.

Количество влаги и летучих веществ в нем очень мало. Около 5-7% на каждый показатель. А элементарный состав характеризуется крайне высоким содержанием углерода:

  • Углерод более 90%.
  • Водород 1-3%.
  • Кислород 1-1,5%.
  • Азот 1-1,5%.
  • Сера до 0,8%.

Больше угля содержится лишь в графите, который является дальнейшей стадией углефикации антрацита.

2.4 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%.

Бурый уголь

Бурый уголь — самая молодая твёрдая горная порода, которая образовалась около 50 млн лет назад из торфа или лигнита. По своей сути, это «недозревший» каменный уголь.

Это полезное ископаемое получило своё название из-за цвета – оттенки варьируются от буро-рыжего до чёрного. Бурый уголь считается топливом низкой степени углефикации (метаморфизма). Он содержит в себе от 50% углерода, но также много летучих веществ, минеральных примесей и влаги, поэтому гораздо легче горит и даёт больше дыма и запаха гари.

В зависимости от влажности, бурый уголь делят на марки 1Б (влажность более 40%), 2Б (30-40%) и 3Б (до 30%). Выход летучих веществ у бурых углей составляет до 50%.

Фото: miningwiki.ru

При продолжительном контакте с воздухом бурый уголь имеет свойство терять структуру и растрескиваться. Среди всех видов угля он считается самым некачественным топливом, так как выделяет куда меньше тепла: теплота сгорания составляет всего 4000 — 5500 ккал\кг.

Бурый уголь залегает на небольших глубинах (до 1 км), поэтому его гораздо легче и дешевле добывать. Однако в России как топливо он применяется намного реже, чем каменный уголь. Из-за низкой стоимости бурому углю всё же отдают предпочтение некоторые мелкие и частные котельные и ТЭЦ.

В России крупнейшие месторождения бурого угля располагаются в Канско-Ачинском бассейне (Красноярский край). В целом участок обладает запасами почти в 640 млрд т (около 140 млрд т пригодны для разработки открытыми способом).

Богато запасами бурого угля и единственное угольное месторождение в Алтае – Солтонское. Его прогнозируемые запасы составляют 250 млн т.

Около 2 трлн т бурого угля таит в себе Ленский угольный бассейн, расположенный на территории Якутии и Красноярского края. Кроме того, этот вид полезного ископаемого нередко залегает вместе с каменным углём – так, его также получают на месторождениях Минусинского и Кузнецкого угольных бассейнов.

Какими особенностями обладает активированный уголь для водоочистки

Кокосовую и абрикосовую скорлупу обрабатывают вначале термическим, а потом химическим способом, в результате чего получают натуральный, качественный сорбент – активированный уголь. Полученное сырье прессуют в брикеты или гранулируют, в зависимости от типа фильтра, в котором используется уголь для водоочистки. Для фильтровальных систем используются сменные картриджи или сыпучий гранулированный сорбент – он засыпается напрямую в фильтр.

Сменные, угольные кассеты имеют небольшой ресурсный запас, а у фильтров, в которые сорбент можно засыпать неоднократно, – длительный срок службы, они широко применимы как в бытовых, так и в промышленных целях. Достаточно регулярно выполнять процедуру обратной очистки. Суть процесса заключается в том, что поток воды, проходя через фильтр в обратную сторону, вымывает накопленные загрязнения. В дополнение, благодаря такой процедуре, в сорбенте устраняются «тоннели», которые образуются водными потоками, проходящими сквозь фильтр.

Благодаря современным способам обработки активированный уголь наделяется устойчивостью к механическим и химическим загрязнениям, сохраняет свои полезные свойства под воздействием многочисленных промывок.

Несмотря на высокие характеристики угля для водоочистки, такие фильтры могут справиться с загрязнениями и взвесями, которые содержатся в жидкости не более 10 мг/л. Это означает, что угольные фильтры должны использоваться только на завершающей стадии фильтрации.

Для изготовления угля для водоочистки используют различное углеродсодержащее сырье:

  • Твердая оболочка кокосового ореха.

  • Древесина лиственных пород деревьев, торф.

  • Каменный уголь.

При производстве активированного угля сырье подвергается первичной высокотемпературной, бескислородной обработке. После на будущий сорбент воздействуют паром, в результате чего активированный уголь приобретает требуемую площадь и поры необходимых размеров в соответствии с задачами. Так, уголь используют для фильтрации газов, рекуперации воды.

В процессе фильтрации воды возможно применение как гранулированного, так и порошкового сорбента. Размер пор напрямую зависит от исходного сырья

Пористость – это одна из важных характеристик угля для водоочистки, кроме того, следует принимать во внимание такие свойства, как зольность, плотность, влажность, скорость сорбции и прочность, сорбционная емкость.

Существенный недостаток угольных фильтров картриджного типа – ограниченный срок эксплуатации.

По мере использования всей площади угольного фильтра, сорбент превращается в вязкую, черную слизь, которая является плодородной почвой для размножения бактерий. Чтобы этого избежать, необходимо четко придерживаться графика замены сменного фильтра.

Для усиления свойств сорбента производитель обогащает его бактерицидными добавками, ионизирует серебром. Такие меры помогают устранить появление грибков и размножение микроорганизмов и плесени, но это не является панацеей.

Уголь для водоочистки в бытовых условиях используют в сорбционных фильтрах. Так, во время прохождения воды через поры фильтра из нее удаляются крупные и мелкие загрязнения. Благодаря микроскопическим порам сорбента из жидкости устраняются молекулы хлора и фенола, а более крупные поры задерживают объемные молекулы.

Показатель зольности указывает на наличие неорганических веществ в сорбенте – чем ниже этот показатель, тем выше качество сорбента. Плотность сорбента – одна из важных характеристик, которая определяет срок службы систем водоочистки.Скорость сорбции указывает на темпы поглощения и впитывания примесей и загрязнений

При прохождении через фильтр, жидкость задерживается в нем менее минуты, поэтому очень важно, чтобы скорость сорбции была высокой.

Отличными показателями сорбции обладает активированный уголь, полученный из твердой оболочки кокоса. Мелкие частицы сорбента максимально контактируют с водой по всей площади, повышая качество очистки. Прочность – одна из важных характеристик сорбента, указывает на прочность связывания примесей, которые он может удерживать, не отдавая обратно в воду. Сорбционная емкость – этот показатель активированного угля отвечает за его способность удерживать и поглощать наибольшее количество примесей и загрязнений.

Читайте материал по теме: Ионообменные смолы для воды

Нефть

Если и далее разбираться в том, что получают из угля и нефти, то стоит сказать и о дизельной фракции нефтеперегонки, которая обычно служит топливом для дизельных двигателей. В состав мазута входят высококипящие углеводороды. Посредством перегонки под уменьшенным давлением из мазута обычно получают различные масла смазочного назначения. Остаток, который имеется после обработки мазута, принято называть гудроном. Из него получают такое вещество, как битум. Данные продукты предназначены для использования в дорожном строительстве. Мазут часто используется и в качестве котельного топлива.

Характеристики активированного угля

Размер пор

Определяющее влияние на структуру пор активированных углей оказывают исходные материалы для их получения. Активированные угли на основе скорлупы кокосов характеризуются большей долей микропор (пор диаметром до 2 нм), на основе каменного угля — большей долей мезопор (2—50 нм). Большая доля макропор (более 50 нм) характерна для активированных углей на основе древесины.

Микропоры особенно хорошо подходят для адсорбции молекул небольшого размера, а мезопоры — для адсорбции более крупных органических молекул.

Иодное число (иодный индекс)

Иодное число — основной параметр, характеризующий площадь поверхности пор и, как следствие, сорбционную ёмкость угля. Определяется массой иода, которую может сорбировать единица массы угля (мг/г). Метод основан на сорбции углем мономолекулярного слоя иода. Более высокое число указывает на более высокую степень активации, типовое значение показателя — 500—1200 мг/г. Численное значение иодного числа примерно соответствует удельной площади поверхности пор, измеренной в м²/г.

Твёрдость

Это мера сопротивления активированного угля истиранию. Это важный параметр активированного угля, необходимый для поддержания его физической целостности и противостояния фрикционным силам, процессу обратной промывки и т. д. Есть значительные различия в твердости активированного угля, в зависимости от сырья и уровня активности.

Гранулометрический состав

Чем меньше размер частицы активированного угля, тем лучше доступ к поверхности и быстрее происходит адсорбция. В системах фазы пара это нужно учитывать при снижении давления, которое затронет затраты энергии. Внимательное рассмотрение гранулометрического состава может обеспечить существенную операционную выгоду.

Классификация каменных углей

В основе классификации лежат химические и физические свойства ископаемого. Общее разделение:

  1. Бурый уголь – образовался позднее других видов. Отличается низкой температурой сгорания.
  2. Каменный – самый распространенный и используемый вид. Добывается открытым способом или в шахтах.
  3. Антрацит – наиболее древний и твердый представитель. Имеет самую большую температуру сгорания из всех видов.

Бурый уголь отличается от каменного:

  • цветом;
  • меньшим содержанием азота и углерода;
  • тем, что легче горит;
  • дает больше дыма;
  • выделяет меньше тепла.

Минерал разделяется по степени углефикации и размерам. На основе этих параметров была придумана и внедрена маркировка, отражающая характеристики конкретного сорта ископаемого. Это удобно для использования в промышленности.

Смотрите познавательный видеообзор про минерал:

По степени обогащения

Перед использованием добытую породу подвергают обработке – обогащению. Это увеличение содержания углерода за счет очищения от минеральных примесей, что повышает горючесть.

Часто применяется мокрый способ – ископаемое загружают в водную среду, в которой идет расслоение на примеси и камень. Это происходит из-за того, что минеральные добавки имеют меньшую плотность. Машины для такого обогащения называются отсадочными.

Промышленное разделение по степени обогащения минерала:

  1. Промпродукты. Используются в металлургии.
  2. Концентраты. Из них получают энергию для электростанций, отопления.
  3. Шламы – мелкая угольная пыль. Идет для нужд населения, для этого ее прессуют в брикеты.

По степени углефикации

Углефикация – процесс превращения торфа в бурый уголь или каменного – в антрацит. Это степень насыщения углеродом конкретного куска ископаемого, определяющая его свойства – горючесть, спекаемость, теплоту сгорания. Зависит от возраста – чем он меньше, тем ниже степень углефикации.

Наивысшей степенью углефикации обладает антрацит, низкой – блестящие угли марок М и Д, остальные типы относятся к средней степени.

По размерам

Добываемые ископаемые отличаются по длине и ширине (это называется фракция), потому существует классификация, где куски определенного размера имеют свое название, сокращенно обозначаемое одной буквой.

Иногда такое разделение называется сортом. Хотя используется буквенное обозначение, к маркам это не имеет отношения.

Классификация по размерам (фракциям):

Название Размер, мм
Плитный (П) Более 100
Крупный (К) 51–99
Орех (О) 25–50
Мелкий (М) 13–24
Семечко (С) 6–12
Штыб (Ш) Менее 6
Рядовой (Р) Несортированный, имеющий в составе куски разного размера

Марки каменного угля

Минерал подразделяют на марки, деление основано на составе и способности к горению:

  • длиннопламенные (Д);
  • газовые (Г);
  • газовые жирные (ГЖ);
  • жирные (Ж);
  • коксовые жирные (КЖ);
  • коксовые (К);
  • отощенные спекающиеся (ОС);
  • тощие (Т);
  • слабоспекающиеся (СС);
  • полуантрациты (ПА);
  • антрациты (А).

Каменный уголь марки Д чаще других используется в ЖКХ и энергетике благодаря следующим свойствам:

  • много летучих веществ (от 39 %);
  • мало серы (менее 0,5 %);
  • мало золы;
  • теплота сгорания 4700–5400 ккал/кг – это хороший показатель;
  • содержание воды – 15–16 %;
  • высокая теплоотдача.

Камень отличается ярким блеском, добывается на территориях Красноярского края и Хакасии.

Что получают из каменного угля

     Вам, конечно, известно, что каменный уголь является топливом, использующимся, как в быту, так и в промышленности. Каменный уголь – первый ископаемый материал, который стал использоваться как топливо. Именно благодаря углю произошла промышленная революция. В XIX веке много угля потребляли транспортные средства. В 1960 году мировое производство энергии на 50% зависело от угля. Однако к 1970 году его доля снизилась до одной трети: более популярными источниками энергии стали нефть и газ.    Однако этим область применения угля не ограничивается. Каменный уголь является ценным сырьем для металлургической и химической промышленности.      Угольная промышленность обеспечивает коксование угля. Коксохимическими заводами потребляется до четверти от добываемого угля. Коксованием перерабатывается каменный уголь при помощи нагревания до 950-1050°С без доступа кислорода. Разлагаясь, уголь образует твердый продукт – кокс и летучий продукт – коксовый газ.     Масса кокса составляет 75-78% от массы перерабатываемого угля. С помощью этого материала выплавляют чугун, кроме того, его используют в качестве топлива.     Масса коксового газа составляет 25% от массы угля. Образующиеся при коксовании угля летучие продукты конденсируют водяным паром, в результате чего выделяется каменноугольная смола и надсмольная вода.    Масса каменноугольной смолы составляет 3-4% от массы угля. Этот продукт является сложной смесью органических веществ. В настоящий момент идентифицировано только 60%  компонентов каменноугольной смолы, а это более 500 веществ! Смолу используют для производства нафталина, антрацена, фенантрена, фенолов и каменноугольных масел.     Из надсмольной воды (ее масса составляет 9-12% от массы угля) отгонкой с паром выделяются пиридиновые основания, фенолы, аммиак. Непредельные соединения, содержащиеся в сыром бензоле, используют для получения кумароновых смол, с помощью которых производятся лаки, краски, линолеум и резина.     Из каменного угля также делают искусственный графит. Каменный уголь может служить неорганическим сырьем. При промышленной переработке из него извлекают такие редкие металлы, как молибден, галлий, германий, ванадий, свинец, цинк, а также серу.     Отходы, полученные при добыче и переработке угля, а также золу от сжигания углей используют в производстве огнеупорного сырья, керамики, стройматериалов, абразивов, глинозема.     В общей сложности, переработанный каменный уголь позволяет получать более 400 различных продуктов, стоимость которых в 20-25 раз превышает стоимость самого угля, при этом стоимость побочных продуктов, получаемых на коксохимических заводах, превосходит стоимость самого кокса.

Кстати…    Уголь является далеко не самым лучшим топливом. У него есть серьезный недостаток: при его сжигании образуются большие выбросы, как газообразные, так и твердые (зола), загрязняющие окружающую среду. В большинстве развитых стран уровень выбросов, допустимых при сжигании угля, жестко контролируется законодательными нормами. Для снижения выбросов применяют различные фильтры.

Особенности хранения угля

Покупать сразу много хорошего топлива нельзя, поскольку длительное складирование приводит к выветриванию, окислению породы, и она теряет свои характеристики. Оптимально закупаться топливом на сезон и хранить его в хорошо проветриваемом и защищенном от влаги, света месте. Температура в отсеке не более +20 С, иначе куски начнут разрыхляться и рассыпаться.

Процесс окисления вызывает самовозгорание породы, что характерно для бурого, мелкофракционного угля. Антрацит практически не воспламеняется, хранится долго и при минусовых показателях на улице сохраняет все параметры теплоэффективности.

Практичнее всего хранить запасы в открытом с одной стороны сарае под крышей. Для сохранения целостности топливо накрыть гигроскопичной мембраной (не пленкой), регулярно проверять на окисление.

Почему уголь плохо горит?

Причин недостаточного горения топлива несколько – маленькая температура, недостаток кислорода, нарушения тяги. Чтобы устранить все нюансы, зольник перед затапливанием очистить, правильно разжечь топку дровами, дождаться набора температуры (дрова хорошо разгорелись и уже не дымят), затем сделать закладку. Первый заброс фракциями до 50 мм, более массивные куски укладываются после рассыпания мелкофракционного топлива.

О плохой тяге свидетельствует выброс дыма наружу, надо открыть заслонку, расчистить зонуф под топочной камерой (там скапливается зола). Кислород к горящему углю поступает не сверху, но снизу, потому всю зону под топкой тщательно очистить.

Нормальная тяга и чистый зольник, но уголь не горит – проблема в большой пыльности топлива. Устранить неприятность рекомендуется смачиванием энергоносителя – немного воды и пыль спрессуется, хорошо и быстро разгорится.

Котел не заработает при плохом качестве угля. Это может быть сниженная калорийность, брикетирование с добавлением торфяного или бурого сорта, уже давно полежавших и утративших свои характеристики. Узнать такой уголь несложно – большие комки быстро разваливаются, на руках остается много пыли. В этом случае поможет покупка некоторого количества качественного ископаемого, чтобы смешать его с некондиционным энергоносителем.

Как правильно считать расход угля

Разобравшись в том, как выбрать уголь для отопления частного дома, рассмотрим объем топлива. Для правильного расчета надо знать показатель утепления, площадь строения, нормативные температуры зимой и тип котла. Объем покупки угля для дома из кирпича самый высокий, в сравнении с деревянными строениями, кирпичные требуют на 35% больше топлива, при условии плохого утепления и суровых зим расход увеличивается на 50%.

Объекты из шлакобетона с толщиной стены в 45 см и площадью в 90 м2 потребляют до 3,5 тонны за сезон, другие строения той же площади – до 8 тонн угля. Расчет приведен для северных регионов, для зон с мягким климатом объем топлива снижается на треть.

Пример: в Новосибирске, Красноярске для дома из дерева площадью в 40 м2 с хорошим утеплением понадобится не менее 6 тонн угля ДПК марки О, К, П – это размер фракций до 10 см, длиннопламенный сорт. При расчетах средней температуры от -30 С, затраты на уголь значительно ниже чем при обустройстве газовой, электрической системы отопления.

В новом доме количество угля выбирается тестированием. Покупается несколько мешков топлива, печь протапливается до нормативных показателей, снимаются замеры периода сгорания, нагрев воздуха в доме с учетом температуры за окном. Нормативный уровень прогрева дома +18 С при +0 С за окном, для расчета нагрева дома при пониженных температурах временной промежуток нагрева умножается на 3. Получается, что если при -5 С дом прогрелся до +18 С за 20 минут, то при -25 С за окном время прогрева увеличится до 60 минут.

Таким образом станет понятно, какие следует выбирать марки каменного угля для бытовых котлов в каждом индивидуальном строении. Стоит знать, что в процессе хранения топливо немного снижает характеристики и показатели, потому покупать первый раз лучше с запасом в 25%. Это позволит не остаться без тепла в период весенних заморозков.

Стандартные показатели расхода энергоносителя для твердотопливных котлов в доме площадью в 100 м2 по сезонам:

  1. Сентябрь – октябрь. Одно ведро на 12 часов горения с учетом того, что ночная температура в комнате будет +17 С.
  2. Ноябрь – февраль. До 3,5 ведер в сутки. В пересчете на кг получается до 65 кг в сутки.
  3. Март — апрель. До 2 ведер в 24 часа, если в апреле температура поднимается до +10 С, хватит одного ведра угля. Снижать объем не рекомендуется для просушивания стен и пола строения.

При расчетах веса ведра с углем в 20 кг, на сезон потребуется до 10 тонн топлива. Это при условии, что строение хорошо утеплено, жильцы не мерзнут при +18 С в ночное время, а днем дом не протапливается со 100% отдачей котла.

Выбирая уголь, обязательно смотреть сертификаты. Купив тощие сорта, хозяин останется без тепла и переморозит всю систему отопления, при условии, что это водяная сеть.

Продукты коксования угля

Коксующийся уголь — это уголь, который при помощи промышленного коксования дает возможность получить кокс, представляющий собой техническую ценность. В процессе коксования каменных углей обязательно учитывается их технический состав, коксуемость, спекаемость, и прочие характеристики. Как же протекает процесс коксования угля? Коксование является технологическим процессом, который имеет конкретные стадии:

  • подготовка к коксованию. На этом этапе происходит измельчение и смешение угля с образованием шихты (смеси для коксования)
  • коксование. Этот процесс осуществляется в камерах коксовой печи с применением газового нагрева. Шихта помещается в коксовую печь, где на протяжении 15 часов осуществляется нагревание в условиях температуры примерно 1000 °C
  • образование «коксового пирога».

Коксование — это совокупность процессов, происходящих в каменном угле при его нагревании. При этом из тонны сухой шихты получается около 650-750 кг кокса. Его применяют в металлургии, используют в качестве реагента и топлива в некоторых отраслях химической отрасли. Кроме этого, из него создают карбид кальция. Качественные характеристики кокса — это горючесть и реакционная способность. Основные продукты коксования угля, помимо собственно кокса:

  • коксовый газ. Из тонны сухого угля получают около 310-340 м3. Качественный и количественный состав коксового газа определяет температура коксования. Из коксовальной камеры выходит прямой коксовый газ, который имеет в своем составе газообразные продуты, пары каменноугольной смолы, сырого бензола и воды. Если удалить из него смолу, сырой бензол, воду и аммиак образуется обратный коксовый газ. Именно его применяют в качестве сырья для химического синтеза. Сегодня этот газ применяют в качестве топлива на металлургических комбинатах, в коммунальном хозяйстве и как химическое сырье
  • каменноугольная смола — это вязкая черно-бурая жидкость, в которой содержится примерно 300 разнообразных веществ. Самые ценные составляющие этой смолы — это ароматические и гетероциклические соединения: бензол, толуол, ксилолы, фенол, нафталин. Количество смолы достигает 3-4% от массы коксуемого газа. Из каменноугольной смолы получают примерно 60 различных продуктов. Эти вещества являются сырьем для получения красителей, химических волокон, пластмасс
  • сырой бензол является смесью, в которой присутствует сероуглерод, бензол, толуол, ксилолы. Выход сырого бензола достигает лишь 1.1% от массы угля. В процессе разгонки из сырого бензола выделяют индивидуальные ароматические углеводороды и смеси углеводородов
  • концентрат химических (ароматических) веществ (бензол и его гомологи) предназначен для создания чистых продуктов, которые применяются в химической отрасли, для производства пластмасс, растворителей, красителей
  • надсмольная вода — это низко концентрированный водный раствор аммиака и аммонийных солей, в которой присутствует примесь фенола, пиридиновых оснований и некоторых других продуктов. Из надсмольной воды в процессе переработки выделяют аммиак, который вместе с аммиаком коксового газа применяется для изготовления сульфата аммония и концентрированной аммиачной воды.

Условные обозначения

Пределы крупности кусков

Сортовые

Крупный (кулак)

Совмещённые и отсевы

Крупный с плитным

Орех с крупным

Мелкий с орехом

Семечко с мелким

Семечко со штыбом

Мелкий с семечком и штыбом

Орех с мелким, семечком и штыбом

Если задаться вопросом, что получают из угля и нефти, то можно прийти к выводу, что очень многое. Эти два ископаемых служат в качестве основных источников углеводородов. Следует рассмотреть все по порядку.

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.