Древесный уголь и каменный уголь в чем отличия
Чем отличаются древесный и каменный уголь
Каменный и древесный уголь — это две разновидности топлива, хотя, в принципе, оба вида имеют общее происхождение. Их общий предок — древесина. Только каменный уголь образуется в процессе разложения древесины, а древесный уголь искусственно производится в специализированных углевыжигающих печах методом пиролиза, который заключается в воздействии на древесину высоких температур при отсутствии кислорода.
Исходя из этого, можно сказать, что каменный уголь — это природный ископаемый источник топлива, а древесный уголь — это искусственно созданное человеком топливо.
Особенности каменного угля
Особенности каменного угляПласты каменного угля залегают в земной коре обычно на глубине порядка трех километров. Преимуществом каменного угля является то, что в его составе присутствует небольшой процент влажности, что положительно влияет на теплоэффективность этого вида топлива. Воспламенение топлива происходит уже при нагреве печи до 400 гр. С. Уровень теплоотдачи составляет порядка 7 тыс. ккал/кг.
Особенности древесного угля
Воспламенение топлива достигается при нагреве до 200 °С. Значение удельной теплоты варьируется в пределах 7400 ккал/кг. Здесь хочется отметить, что температура горения этого вида топлива зависит от породы используемой древесины и условий ее сжигания. Большим преимуществом древесного угля является его низкая зольность. В связи с этим можно с уверенностью сказать, что древесный уголь — весьма экономичный вид топлива.
Преимущества природного каменного угля:
Разница между углем и древесным углем
Содержание:
Ключевые области покрыты
1. Что такое уголь
— Определение, уголь как топливо, коалификация
2. Что такое древесный уголь
— определение, разные типы, использование
3. В чем разница между углем и древесным углем
— Сравнение основных различий
Ключевые слова: активированный уголь, антрацит, битумный уголь, углерод, карбонизация, уголь, уголь, уголь, кокс, ископаемое топливо, лигнит, кусковой уголь, измельчение, пиролиз, суббуминозный уголь, сахарный уголь, синтез-газ
Что такое уголь
Уголь представляет собой горючую черную или темно-коричневую породу, состоящую в основном из карбонизованного растительного вещества, которая находится в основном в подземных пластах (угольных пластах). Это богатый углеродом материал. Это соединение встречается в виде осадочной породы. Уголь является одним из важнейших видов ископаемого топлива, используемого во всем мире.
Уголь в основном состоит из углерода наряду с некоторыми другими элементами, такими как водород, сера и азот в следовых количествах. Уголь образуется, когда мертвые животные и растительные вещества подвергаются биологическому и геологическому процессу в течение миллионов лет. Уголь добывается из земли путем добычи угля.
Уголь является хорошим источником энергии. Сжигание угля может быть использовано для производства электроэнергии и тепла. Уголь также является одним из основных источников выбросов углекислого газа в окружающую среду; следовательно, он играет важную роль в отношении глобального потепления. Существуют разные сорта угля в зависимости от разных параметров. Ниже приведены некоторые примеры.
Уголь как топливо
Уголь в основном используется в качестве топлива для производства электроэнергии и тепла путем сжигания. Потребление угля для этой цели увеличивается с каждым годом. Для производства электроэнергии уголь является первым распыленный (превращается в мелкие частицы), а затем сжигается в печи. Котел, который превращает воду в пар, прикреплен к этой печи. Тепло, выделяемое при сжигании угля, может вскипятить воду для производства пара. Пар используется для вращения турбин для выработки электроэнергии.
углефикацию
Лигнит → Суббитумный → Битумный → Антрацит
лигнит упоминается как бурый уголь, Это считается самым низким уровнем угля. Свойства Суббитумный уголь варьируется от бурого угля до битуминозного угля. Битумный уголь также называется черный уголь и является хорошим рангом угля. антрацит это твердый, компактный сорт угля с субметаллическим блеском. У этого есть самое высокое содержание углерода и самые низкие примеси. Это считается лучшим рангом угля.
Рисунок 1: Антрацитовый уголь
Микробная активность, которая способствует коализации, происходит на глубине нескольких метров от поверхности земли. Но в более глубоких глубинах геологические процессы должны происходить для завершения коалификации. На коализацию влияют три фактора:
Что такое древесный уголь
Древесный уголь представляет собой пористое твердое вещество черного цвета, состоящее из аморфной формы углерода, получаемой в виде остатка при нагревании древесины, кости или других органических веществ в отсутствие воздуха. Некоторые распространенные виды древесного угля следующие.
Процесс производства древесного угля
Процесс производства древесного угля известен как медленный пиролиз, Производство древесного угля в основном осуществляется двумя способами:
Типы древесного угля
Существует несколько видов древесного угля.
Рисунок 2: Древесный уголь
Здесь очень много использование угля, Это часто используется в качестве топлива. Древесный уголь используется кузнецами, так как уголь горит при более высоких температурах, таких как 2700 о C. В качестве промышленного топлива древесный уголь используется для выплавки чугуна. Наиболее распространенным применением древесного угля, особенно активированного угля, является его использование в целях очистки. Активированный уголь легко адсорбирует химические соединения, такие как органические примеси. Древесный уголь также может быть использован в качестве источника углерода в химических реакциях.
Разница между углем и древесным углем
Определение
Каменный уголь: Уголь представляет собой горючую черную или темно-коричневую породу, состоящую в основном из карбонизованного растительного вещества, которая находится в основном в подземных пластах (угольных пластах).
Уголь: Древесный уголь представляет собой пористое твердое вещество черного цвета, состоящее из аморфной формы углерода, получаемой в виде остатка при нагревании древесины, кости или других органических веществ в отсутствие воздуха.
формирование
Каменный уголь: Уголь образуется в результате биологических и геологических процессов, которым животный и растительный материал подвергается в течение миллионов лет.
Уголь: Древесный уголь образуется при медленном пиролизе углеродистых материалов.
Сырье
Каменный уголь: Уголь образуется из мертвых животных и растительных материалов.
Уголь: Древесный уголь образуется из углеродистых материалов.
Внешность
Каменный уголь: Внешний вид угля зависит от типа угля; антрацитовый уголь имеет черный металлический блеск, тогда как бурый уголь имеет бровь, тусклый вид.
Уголь: Древесный уголь выглядит как пористый черный твердый материал.
Характеристики
Каменный уголь: Уголь является разновидностью осадочных пород.
Уголь: Древесный уголь представляет собой пористое соединение, которое представляет собой остаток, полученный при сжигании древесины, торфа и т. Д.
Пользы
Каменный уголь: Уголь используется в основном в качестве топлива.
Уголь: Древесный уголь используется в качестве топлива, источника углерода, для целей очистки и фильтрации и т. Д.
Заключение
Ссылка:
1. Копп, Отто С. «Уголь». Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, inc., 23 ноября 2017 года,
Уголь: бурый, каменный, древесный, их виды и использование
Для отопления домов издавна использовалась древесина, но чтобы постоянно поддерживать горение необходимо подкладывать поленья снова и снова. С развитием угледобывающей промышленности все больше людей стало использовать каменный уголь: он дает больше тепла, горит дольше. При правильной закладке печи порция угля, засыпанного в котел с вечера, будет поддерживать стабильную температуру всю ночь.
История образования каменного угля и его виды
Весь процесс образования угля можно разделить на два основных этапа: формирование торфа и собственно процесс углефикации – преобразования торфа в уголь.
История угля. Все начиналось много миллионов лет назад
Но не все торфяники преобразовывались в уголь. Для процесса углефикации необходимо: высокое давление, высокая температура и большой промежуток времени. В зависимости от наличия этих условий и происходило или нет образование каменного угля. Сначала торф заносился осадочными породами, что увеличивало давление и повышало температуру внутри торфяного слоя. В таких условиях образовывался бурый уголь – первая ступень углефикации. В некоторых областях происходило смещение пластов, в результате которых пласты бурого угля опускались (некоторые из обнаруженных месторождений находятся на глубине более 6000 метров). Местами эти процессы сопровождались подъемом магмы и извержениями вулканов. Высокое давление, отсутствие кислорода и высокие температуры способствовали тому, что влаги и природных газов в буром угле становилось все меньше, углерода все больше. По мере вытеснения воды и газов, бурый уголь превращался в битуминозный, затем, при наличии высокой температуры, в антрацит. Основное отличие бурого угля от каменного: в буром угле содержится больше влаги и природных газов и меньше углерода, что влияет на количество выделяемого при горении тепла.
Возраст угля определяют по содержащимся остаткам растительности. Иногда отпечатки очень четкие
Сегодня возраст угольных залежей определяется по растительным остаткам. Самые древние датируются каменноугольным периодом (345-280 миллионов лет назад). В это период сформировалось большая часть угольных бассейнов северной Америки (восток и центр США), центра и запада Европы, юга Африки, Китая, Индии. В Евразии большая часть угольных месторождений формировалась в Пермский период, некоторая часть небольших угольных бассейнов в Европе датируется Триасовым периодом. Увеличивается активность углеобразования к концу Юрского периода и в Меловом. Примерно в это время были сформированы залежи на востоке Европы, в Скалистых горах Америки, в Индокитае и центре Азии. Позже формировались в основном бурые угли и залежи торфа.
Виды угля
Уголь классифицируют в зависимости от содержания влаги, природных газов и углерода. С повышение количества углерода повышается его теплотворная способность. Чем меньше влаги и летучих веществ (газов), тем лучше он переносит хранение и транспортировку.
Лигнит — уголь первой стадии углефикации. Он отличается от бурого угля меньшим количеством воды (45%) в составе и большим выделением тепла. Структуру имеет волокнистую, цвет — от коричневого до черного (более высокого качества). Чаще всего используется в энергетике (на теплоэлектростанциях) для отопления частных домов используется редко, так как плохо хранится и имеет невысокую теплотворную способность в обычных печах.
Каменный уголь. Лигнит. Имеет рыхлую слоистую структуру
Суббитоминозный уголь — цвет черный, менее выраженная волокнистая структура, более высокая по сравнению с лигнитом теплотворность, меньшее содержание влаги (30%). При перевозке крошится, а на открытом воздухе выветривается. При сгорании выделяет 5-6 кВт/кг. Используется как в энергетике, так и в ЖКХ для отопления.
Битуминозный уголь отличается самой высокой теплотворной способностью, не теряет своих качеств при транспортировке и хранении. Выделяет при горении 7-9 кВт/кг тепла. Некоторые его виды используют для коксования.
Антрацит — уголь смоляно-черного цвета. Отличается самым высоким содержанием углеводорода. Его тяжело разжечь, но горит долго и без копоти, выделяет большое количество тепла (более 9 кВт/кг). Именно антрацит чаще других используется для отопления.
Антрацит. Отличается глубоким черным цветом и блестящей поверхностью.
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:
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
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
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».
Что такое древесный уголь и для чего он используется
Древесный уголь используется людьми уже много тысяч лет назад: его находили при раскопках в поселениях пещерных людей. Вряд ли они изготавливали его сами, скорее собирали на пожарах или сохраняли остатки костров, но, видимо, знали о его свойствах и умели пользоваться.
Древесный уголь — высококалорийное топливо
Сегодня в нашей стране этот вид топлива используется большей частью для приготовления пищи: его используют в мангалах и барбекюшницах, подкладывают в костры. Иногда используют для каминов: горит он долго, выделяет много тепла (7800 ККл/кг), а дыма и копоти почти не образуется. Оставшаяся зола является отличным удобрением и используется для удобрения лесных угодий или сельскохозяйственных полей. Зола древесного угля применяется также для производства удобрений.
В промышленности древесный уголь используют для выплавки чугуна. Для производства тонны сплава требуется всего 0,5 тонны этого топлива. При этом чугун получает повышенную стойкость к коррозии и прочность. Как флюс используют каменный уголь при выплавке латуни, бронзы, меди, марганца, цинка и никеля. Из него изготавливают твердую смазку для машиностроения, используют для шлифовки в приборостроении и полиграфии и т.д. Из древесного угля изготавливают фильтры разного назначения.
Сегодня древесный уголь начинают рассматривать как альтернативу традиционному топливу: в отличие от каменного угля, нефти и газа он относится к возобновляемым материалам. Причем современные технологии позволяют получать древесный уголь даже из отходов промышленности: из опилок, трухи, кустарников и т.п. Из такого измельченного сырья формируют брикеты, которые дают в 1,5 раза больше тепла, чем обычный древесный уголь. При этом тепло выделяется более продолжительный промежуток времени и жар получается равномерный.
Как делают древесный уголь
До 20 века древесный уголь получали, сжигая древесину в ямах или кучах специальной формы. В них укладывали древесину, засыпали ее землей, поджигали через проделанные специальные отверстия. Такая технология общедоступна и по сегодняшний день используется в некоторых странах. Но имеет она малую эффективность: на 1 кг угля уходит до 12 кг древесины, к тому же невозможно контролировать качество получаемого древесного угля. Следующим этапом развития углежжения стало использование в земляных печах трубы. Такое усовершенствование подняло эффективность процесса: на килограмм уходило 8 кг леса.
Простейший способ получения древесного угля — в ямах или кучах
В современных углевыжигательных аппаратах на килограмм продукта затрачивается 3-4кг сырья. При этом обращается большое внимание на экологичность процесса: при производстве древесного угля в атмосферу выделяется много дыма, сажи и вредных газов. Современные установки выделяемые газы улавливают, направляют в специальные камеры, где он используется для нагревания печи до температуры коксования.
Преобразование древесины в древесный уголь происходит в бескислородной атмосфере при высокой температуре (реакция пиролиза). Весь процесс поделен на три этапа:
Согласно ГОСТу древесный уголь делят на несколько марок в зависимости от типа использованной древесины:
Марки Б и В — чаще всего это древесноугольные брикеты, на изготовление которых идут отходы деревоперерабатывающих предприятий. Это отличный вид биотоплива, который давно используется в Европе для отопления и даже на электростанциях: при их сгорании не образуются серные соединения (серы в древесном угле нет), а углеводород содержится в минимальных количествах. Используя технологии предков можно нажечь уголь для собственных нужд самостоятельно. Как сделать древесный уголь своими руками читайте тут.
Виды угля: какое топливо эффективней?
Уголь – это органическое вещество, которое образовалось из растительных остатков. Под воздействием давления и температур залежи торфа на протяжении целых веков превращались в породу. Сначала — в бурый уголь, затем — в каменный уголь, который трансформировался в антрацит.
На каждой стадии уголь меняет свои характерные свойства, которые напрямую влияют на его качество. В чём принципиальные отличия каждого вида?
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%.
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.
Каменный уголь
Куда большую популярность в топливной энергетике имеет каменный уголь. Он намного старше бурого угля – возраст каменных отложений составляет порядка 350 млн лет. Каменный уголь куда более крепкое, твёрдое и тяжёлое полезное ископаемое, которое обычно залегает на глубинах от 2 км.
В этой горной породе чёрного цвета с матовым блеском содержится 75-95% углерода и при этом всего 5-6% влаги. За счёт высокой теплоты сгорания — около 5500-7500 ккал\кг — каменный уголь горит гораздо лучше, чем бурый.
По степени углефикации каменный уголь разделяют на множество разновидностей. Среди марок угля сегодня выделяют длиннопламенный (Д), газовый (Г), жирный (Ж), коксовый жирный (КЖ), коксовый (К), отощённый спекающийся (ОС), тощий (Т) и антрацит (А).
Все подвиды каменного угля отличаются степенью выхода летучих веществ, элементарным составом, теплотой сгорания, объёмным весом и выходом летучих веществ. Например, у каменных углей марок Г и Д выход летучих веществ составляет 30-50%, марок Т – 13%, А – 2-9%.
В тощих углях много углеродов, но мало летучих веществ и битумов. К газовым и жирным относятся угли с большим содержанием летучих веществ. А коксовые угли имеют наибольшую теплоту сгорания – свыше 8 тысяч ккал/кг.
Территория России изобилует количеством каменноугольных бассейнов, рассредоточенных в самых разных регионах. Главные «угольные» точки находятся в Минусинском, Кузнецком, Ленском, Тунгусском, Таймырском, Печорском, Южно-Якутском и Буреинском бассейнах.
Так, на территории Минусинского бассейна залегает около 2,7 млрд т каменного угля. А в Кузнецком угольном бассейне хранится порядка 61,6 млрд т разведанных запасов углей.
Также к крупнейшим месторождениям каменного угля причисляют Эльгинское месторождение в Якутии: его запасы составляют порядка 2,2 млрд т. Ещё одно месторождение – Элегестское (Тува) – обладает запасами в около 20 млрд т.
Антрацит
Наивысшей степенью углефикации обладает антрацит – конечная стадия сформирования угля. Все процессы гниения торфяных отложений завершены, каждый слой горной породы полностью спрессован, поэтому и вещества максимально сконцентрированы.
Антрацит легко отличить от других видов угля благодаря ярко выраженному чёрному цвету с металлическим блеском. Он обладает хорошей электропроводностью, имеет большую вязкость и практически не спекается.
Этот вид угля практически лишён влаги (не более 1-3%) и минеральных примесей, зато содержит много углерода (около 94%). Такие свойства обеспечивают очень высокую удельную теплоту сгорания — 8100-8350 ккал/кг. Выход летучих веществ колеблется от 3 до 4 %.
Чтобы поджечь антрацит, нужно постараться: он загорается только при температурах 600-700˚С, но в случае успеха не даёт дыма и горит почти без пламени (в отдельных случаях вообще без него). Кроме того, продукты сгорания данного топлива не имеют запаха.
В основном антрацит залегает на глубинах 6 км. Это довольно редкое полезное ископаемое: его доля среди мирового запаса угля составляет около 3%.
Россия занимает первое место по запасам антрацитов. Он залегает в следующих угольных бассейнах: Кузнецком, Таймырском, Грушевском, Тунгусском. Также эти полезные ископаемые обнаружены на Урале и в Магаданской области.
Как определить зольность?
Самой важной характеристикой угля является зольность – процентное содержание негорючего остатка (золы), образуемого из минеральных примесей топлива после его полного сгорания. С учётом зольности разработаны методы оценки эффективности обогащения угля, а также формируются цены на топливо.
Зольность измеряется в процентах от общей массы угля. Чем она выше, тем ниже теплота сгорания и, соответственно, качество угля. Поэтому именно зольность угля определяет его пригодность к использованию в качестве топлива. Так, уголь с 25-процентной зольностью относят к высокосортному, низкосортным считается уголь с показателем от 40%.
Определение зольности угля осуществляется одним стандартным методом: топливо полностью сжигают, потом проводят прокаливание зольного остатка до постоянной массы и непосредственно определяют её долю относительно изначальной массы топлива.
При сгорании углей проходит несколько этапов процесса превращения минеральных компонентов в золу. Все реакции проходят с разной скоростью и в разных температурных условиях. Масса и состав полученной золы разнятся в каждом отдельном озолении, поэтому точно определить зольность каждого вида угля в отдельности невозможно.
То же самое можно сказать и об остальных свойствах каменного, бурого угля или антрацита: они определяются целым рядом факторов, поэтому за основу берутся лишь усреднённые параметры.