Презентация на тему "Каменный уголь"

Каменный уголь-важнейший вид твердого топлива, природный источник углеводородов и другого химического сырья.
Как осуществляется промышленная переработка каменного угля?
Каменный уголь. Промышленная переработка каменного угля.

1.Нахождение в природе и состав углей
Уголь- важнейший сырьевой источник химических веществ, в том числе и углеводородов.
Различают 3 вида ископаемых углей: антрацит, каменный уголь и бурый уголь.

Антрацит
– разновидность каменного угля с очевидными преимуществами

Несмотря на то, что большинство видов каменного угля в настоящее время являются ценными энергоносителями, антрацит (иногда его называют карбункул) – твердый, блестящий высокоуглеродистый каменный уголь – наиболее ценная разновидность.

Хотя его запасы в природе и невелики (всего 3% от общей добычи каменного угля), сортовой уголь-антрацит активно применяется во многих отраслях:

производстве химической и электродной продукции,
угольных фильтров,
сахара,
для коммунально-бытовых нужд.
Особо эффективен антрацит для индивидуального отопления, так как практически не образует летучих веществ при горении – их выделяется всего около 5%.

Среди других явных плюсов антрацита можно назвать:
качество и экологичность. В антраците, благодаря свойству метаморфизма, практически полностью преобразованы остатки растительного происхождения, благодаря чему в нем наиболее высок процент углерода – 95%, и совсем отсутствует сера, что обеспечивает отсутствие при горении дыма, неприятных запахов, пламени;
теплотворные свойства. При горении антрацит выделяет до 8200 ккал/кг, что выше, чем даже у природного газа, причем он не спекается;
широта использования. Антрацит подходит для большинства видов печей и котлов. Низкое содержание влаги и быстрое горение не зря делают антрацит товаром повышенного спроса.

твёрдое горючее полезное ископаемое, промежуточная по содержанию углерода форма угля между бурым углём и антрацитом
Каменный уголь

Содержание углерода в зависимости от месторождения от 70 до 95%.
По технологическому применению каменные угли делятся на химические, энергетические и металлургические. К химическим относятся преимущественно блестящие угли низкой степени углефикации с высоким выходом летучих веществ. Эти угли идут на полукоксование. Энергетическими является большинство углей различной, преимущественно высокой, степени углефикации. Они используются для топок стационарных паровых котлов.

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

2.Промышленная переработка каменного угля

. Низкотемпературный пиролиз или полукоксование
Данная процедура основной целью, которой является получение искусственного газообразного и жидкого топлива, выполняется при температуре примерно в +450–5000С. Результатом чего становится образование более ценного, чем твердое топливо, горючего газа, который служит в качестве топлива с более высокой температурой сгорания, а также в качестве сырья для органического синтеза. Помимо этого, вторым веществом, полученным в результате данной процедуры, является смола, из которой впоследствии изготавливают различные растворители и моторное горючее. Данный метод обеспечивает образование полукокса, который служит местным топливом.

Пиролиз- реакция идущая без доступа кислорода

Принципиальная схема низкотемпературного пиролиза

Газификация угля - это физико-химический процесс превращения угля в горючий газ с помощью кислорода или других газов.
Основные реакции при газификации угля - реакции неполного окисления углерода органической массы, гетерогенные превращения угля с образованием газообразных продуктов:
С + 1/2 O2 : СО,
С + СO2 : 2 СO2,
С + Н2О : СО + Н2

Гидрирование угля.
Гидрирование (насыщение водородом) каменного и бурого угля происходит под действием водорода в присутствии катализатора (оксиды и сульфиды молибдена, вольфрама, никеля) при высоких температурах 450-5000С. Процесс проводят в специальных реакторах – автоклавах, выдерживающих давление водорода до 300 атм.

Уголь растирают в тонкий порошок и суспендируют в органическом растворителе (продуктах переработки нефти), добавляют катализатор. Смесь помещают в автоклав, вводят водород под давлением и нагревают. Этот процесс называют методом сжижения угля. В результате него получают смесь различных алканов и циклоалканов, которые используются в качестве моторного топлива.

Плазмохимическая переработка каменного угля
Применение плазмы в химических процессах получило начало с электродугового способа получения ацетилена из метана. Этот процесс стал одним из первых примеров органического синтеза с использованием плазмы. 

Выводы
Ископаемый уголь ― горная порода, образованная окаменелыми останками доисторических растений.
В зависимости от физико-химических свойств различают три вида ископаемых углей: антрацит, каменный уголь и бурый уголь.
Кокс ― твердый остаток коксования (практически чистый углерод), используется в производстве чугуна.
Каменноугольная смола (каменноугольный дёготь) ― содержит около 300 различных соединений, из неё путём фракционной перегонки получают бензол и другие ароматические углеводороды.
Коксовый газ ― состоит из водорода, метана, угарного и углекислого газов, примеси аммиака, азота и других газов, очищают от остатков смол и извлекают из него аммиак (для этого газ пропускают через раствор серной кислоты, превращая аммиак в сульфат аммония), который используют в качестве азотного удобрения. Из коксового газа выделяют водород, этилен, бензол и некоторые другие вещества. 

Антрацит ― содержит от 95% углерода, залегает на больших глубинах (около 6 км), имеет характерный блеск и повышенную твердость. Используют в качестве высокоэффективного топлива, а также для изготовления электродов и получения карбидов металлов.

Каменный уголь ― содержит от 75% до 90% углерода, залегает на меньших глубинах, содержит больше летучих веществ и влаги, отсутствует характерный блеск. Используют как сырьё в коксохимическом производстве.

Бурый уголь ― содержит менее 75% углерода, залегает на наименьших глубинах, имеет характерную чёрно-бурую окраску, низкую плотность и рыхлую структуру, содержит еще больше летучих веществ, влаги, а также неорганических примесей. Ценность представляют продукты его переработки.