Меню Рубрики

Установки для бурый уголь

Бурый уголь. Свойства, добыча и применение бурого угля

Молодо-зелено. Иносказательное выражение не подходит бурому углю. Геологи причисляют его к молодым породам. Бурому углю на Земле примерно 50 000 000 лет. Соответственно, порода формировалась в Третичный период.

В него входят эры Палеогена и Неогена. Иначе говоря, бурый уголь формировался, когда по планете уже ходили первые люди. Однако, не смотря на свою молодость, порода вовсе не зелена. Ее цвет понятен из названия. Чем обусловлена бурая краска, разберемся ниже.

Свойства бурого угля

Цвет бурого угля обусловлен его основой. Это растительная масса, в основном, древесина. Она отчетливо видна в лингитах. Ряд геологов считают их отдельной породой, а прочие причисляют к разновидности бурого угля. В России придерживаются последней точки зрения.

Как бы ни было, уголь – это разложившаяся растительность. В эпохи , когда она была буйной, а стволы деревьев гигантскими, она оседала на дне болот. Там, в условиях дефицита кислорода, органика начинала разлагаться. Так вот в лингитах процесс на начальной стадии, еще можно увидеть куски древесины. Она тленна, но структура волокон прослеживается.

Классический бурый уголь – однородная масса. В нем уже трудно различить древесные волокна. Однако, до состояния чистого углерода органика еще не распалась. Поэтому, сохраняется коричневый цвет массы.

Присутствие в ней крупных частиц обуславливает рыхлость ископаемого. На кубический сантиметр породы приходится только 1 грамм массы. Углеводов в нем не более 60-ти процентов, а зачастую – всего половина.

И плотность, и насыщение породы углеводородами отвечают за энергоемкость. Бурый уголь – топливо низшей категории. Используют его, как правило, в подсобном хозяйстве. Промышленникам нужно энергоемкое топливо, сгорающее почти на 100%. После же сжигания героя статьи остается много золы.

Использование бурого угля – это оседание копоти на дымоходе, языки пламени, едкий дым. Розжиг облегчают летучие вещества, коих в буром угле около 10%. Еще 30% приходятся на воду, азот , кислород, серу . Для топлива все это лишнее.

Характеристика бурого угля на срезе – «подобие кому земли». Однако, такой породу делает присутствие воды. Стоит ей испариться, ископаемое рассыпается в пыль. Иначе говоря, не хватает вязких углеводородов, которые бы цементировали частицы породы.

Промышленники спрессовывают их. Без воды применение бурого угля немногим эффективнее. В обычном же виде сгорание 1-го килограмма породы дает не более 10 000 килокалорий. Средний показатель – 5 500 килокалорий.

Чем бурый уголь отличается от каменного?

Если максимальный возраст бурого угля 50 000 000, то каменного – 350 000 000 лет. Говоря иначе, самые древние образцы каменной породы образовались еще в Девонский период. Растительность тогда представляли, в основном, гигантские хвощи, а животные еще скрывались в морях.

До 21-го века оставалось 9 геологических эр. За них растительные остатки разложились и спрессовались так сильно, что превратились в реальный камень. Нет и следа от рассыпчатости бурого угля. Каменный вариант породы — реально камень .

На фото бурый уголь

Коричневый цвет древесины в каменном угле заменен на насыщенно-черный. Это краска углеводородов 1-го сорта. Их в породе чуть ли не 100%. Правда, это касается антрацита – последней стадии развития каменного угля. В обычном углеводородов от 72-ух до 90-та процентов.

Массу примесей можно определить на взгляд. Антрацит, к примеру, на разломе блестит. Это сияние так и именуют – угольный блеск . Примеси матируют породу. Запасы бурого угля, соответственно, всегда матовые. В противовес их 10 000 килокалорий на килограмм сгоревшего топлива приходятся 61 000. Таков показатель каменного угля.

Добыча бурого угля ведется с глубин примерно до километра. Со времен Девона наслоилась большая масса земли. Соответственно, каменный вариант породы извлекают с глубин около 3-ех километров.

Благодаря малому количеству примесей, каменный уголь сгорает почти без остатка, дает минимум копоти, не горит в привычном смысле. Выраженных языков пламени нет. Однако, ресурсов на разогрев плотного камня уходит больше, чем на поджог рыхлой бурой массы.

Это еще одна причина использования черной породы лишь промышленниками. У них есть печи , способные держать нужную температуру. Сжигание же бурого угля напоминает работу с сырыми дровами.

Месторождения и добыча бурого угля

Месторождения бурого угля на километровой глубине относятся к самым старым в классе , тем самым, которым 50 000 000 лет. Основные залежи еще юнее, следовательно, располагаются выше.

В России , к примеру, большинство пластов бурого угля находятся в 10-60-ти метрах от поверхности. Это располагает к открытой добыче ископаемого. Этим способом извлекают 2/3 отечественных запасов угля.

Они, кстати, распределены неравномерно. 60% приходятся на Сибирь. «Солтомское» месторождение, к примеру, разрабатывают на Алтае. Запасы породы составляют 250 000 000 тонн. Есть бурый уголь и в «Канско-Ачинском» бассейне.

Добыча бурого угля

Бассейнами залежи породы называют из-за ее «разлива» под землей. Уголь – это не жилы среди прочих пород и не компактные агрегаты, а обширные «блины». Они простираются на десятки и сотни километров. Так, в «Канско-Ачинском» бассейне только поверхностные запасы сосредоточены на площади в 45 000 квадратных километров.

В Сибири находится и бассейн бурого угля «Ленский» Его разрабатывают на территории Якутии. Затрагивает месторождение и Красноярский край. Общая площадь залежей – 750 000 квадратных километров. В них входит больше 2 000 000 000 000 тонн. Кто запутался в нолях, речь о триллионах.

Купить бурый уголь с «Ленского» месторождения, не смотря на его обширность, дороже, чем с «Канско-Ачинского» или «Солтомского». Причина – сложности залегания породы в Якутии.

«Блин» ископаемого местами разорван и смят, то опускается под землю, то поднимается к поверхности. Последние участки, в большинстве, уже разработаны. Добыча из глубин затратней, что влияет на конечную цену породы.

Читайте также:  Установка пластиковых панелей на кафель

На западе страны бурый уголь добывают в «Подмосковном» бассейне. В нем есть и каменная разновидность породы. Собственно, месторождение начало образовываться в Каменноугольном периоде. Он относится к Палеозойской эре. Судя по ее древности, бурой породы в бассейне быть не должно. Однако, что-то затормозило разложение части пластов.

На западе России расположился и «Печерский» бассейн угля. Его северное расположение затрудняет добычу ископаемого. К тому же, оно располагается на глубине в сотни метров. Приходится рыть шахты. Поэтому, из недр извлекают энергетические виды угля. Залежи бурого обходят стороной.

К перспективным месторождениям угля на севере России относят, так же, «Таймырское». Из названия понятно, что располагаются залижи на морской границе Красноярского края.

Месторождение бурого угля

Пока, в этом районе ведется геологоразведка. Добыча ископаемого откладывается. Придется вновь прибегать к шахтам. Пока, не истощились открытые запасы породы.

Из общего числа месторождений угля в мире активно разрабатывают около 50-ти. Многие залежи остаются про запас и в России . Она, кстати, в лидерах добычи угля, но не на первом месте. Его заняли США. К угольнодобывающим там относятся штаты Техас, Пенсильвания, Алабама, Колорадо и Иллинойс.

У России по добыче каменного угля, куда включают и бурую породу, 2-е место в мире. Обычно, приводят десятку лидеров, замыкает которую Монголия. Но, укажем и бронзу . Она досталась КНР. Там разрабатывают бассейн «Шаньсина». Он занимает почти всю Великую китайскую равнину, заходя в Янцзы и Датун.

Применение бурого угля

Применение бурого угля зависит от его вида. Геологи выделяют 5. Первый — «Плотны». Он наиболее ценен, граничит с каменным. Это темная, однородная, утрамбованная порода.

В ней максимальное для бурого угля количество углеводородов. Как и каменный вариант, «Плотное» ископаемое блестит, но не выражено. Такое топливо готовы использовать не только частники, но и мелкие котельные.

Второй вид бурого угля – «Землистый». Эта порода легко стирается в порошок. Сырье подходит для полукоксования. Так именуют переработку в вакууме при температуре около 500-от градусов Цельсия. Получается полукокс. Он хорошо горит, не дает дыма, а посему, используется и в быту, и в промышленности.

Третий вид бурого угля – «Смолистый». Он плотный и темный. Вместо антрацитового блеска присутствует смолистый. Такую породу перегоняют до жидкого углеводородного топлива и газа , как и торфяной уголь.

Последний немногим отличается от обычного торфа . С ним уголь, собственно, родственник. Обе субстанции являются продуктами разложения растительной органики. Считается, что торф – первая стадия, а угли, начиная с бурого, — последующие.

Остается упомянуть 5-ый вид бурого угля – «Бумажный». Его еще именуют «Дизодилом». Порода является истлевшей растительной массой. В ней еще четко просматриваются слои.

На фото горение бурого угля

«Дизодил» можно разобрать по ним, словно слюду . Такой уголь, как правило, не находит применения. Остальные же виды – топливо в том или ином виде. Качественный бензин, к примеру, из героя статьи получают путем гидрогенизации.

Начинается переработка бурого угля со смешения породы с тяжелыми маслами. В присутствии катализатора смесь соединяют с водородом . Для этого нужен нагрев до 450-ти градусов Цельсия. На выходе получают не только жидкое топливо, но и газ . Он является синтетическим аналогом природного.

Напоследок заметим родство угля с перегноем. Кто знаем, что будет с компостной кучей, оставь ее закрытой на миллионы лет … В общем, в буром угле, как и в прочей перегнившей растительности, много гуминовых кислот .

Они полезны растениям, вызывают бурный рост и плодоношение. Поэтому, некоторые виды героя статьи используют в удобрениях. Как правило, в них уголь смешивают с биогумусом.

Пропорции одинаковы. Обязательное условие – измельчение бурой породы. Фракция угля не должна превышать 5 миллиметров. Предпочтительны частицы в 0,001 миллиметр.

Цена бурого угля

В промышленных масштабах на бурый уголь цена держится в пределах 900 — 1 400-от рублей за тонну. Для сравнения, за 1 000 килограммов каменного угля при оптовых закупках просят не менее 1 800 рублей.

Обычно, ценник составляет около 2 500. Максимум в 4 000 рублей за тонну просят за антрацит. Однако, как и на любом рынке , встречаются заоблачные и весьма скромные предложения.

Килограммами, к примеру, бурый уголь могут продавать по 350 рублей. Предложение рассчитано на садоводов. Подготавливая рассаду к дачному сезону, они не видят разницы с ценниками за удобрения из магазинов, напротив, усматривают выгоду.

Отчасти, ценник на бурый уголь, как и прочие, зависит от фракции. Крупные «булыжники» стоят дешевле. Угольная пыль неудобна в обращении, а посему, тоже доступна. Наиболее ценится порода средней фракции.

Влияет на стоимость , как уже говорилось, и наименование месторождения. Промышленники знают, откуда ждать качественный товар, а откуда второсортный, учитывают нюансы состава породы в разных залежах.

Транспортировка бурого угля

Упоминалось и то, что в ценообразовании участвует способ добычи угля. Содержать шахты – дело затратное. Кстати, первая угольная шахта организована в Голландии. Удивляет дата – 1 113-ый год.

Так что, угольная промышленность процветала и в Средние века. Более того, герой статьи и его «собратья» признаны первым видом ископаемого топлива, которым стал пользоваться человек.

Впереди, по подсчетам ученых, еще 500 лет. На больший срок разведанных запасов угля не хватит. Так что, неудивительны активные попытки найти альтернативные углеводородам источники топлива.

Растения не успевают перегнивать с той скоростью, с которой пользуется героем статьи человечество. К тому же, в последние геологические эры климат планеты изменился, углеобразование резко замедлилось.

источник

slagunov › Блог › Бензин из угля — какие установки давали 20млн. литров бензина в год Гитлеру

В этой статье разберем первую установку фишера-тропша. Как третьему рейху практически получалось делать бензин из газогенераторного газа (или синтез газа) полученного из угля. Схема и принцип работы установки.

Читайте также:  Установка емкостей для отработанного масла

Вступление
Война пожирает ресурсы, а самый востребованный ресурс, фундамент экономики войны — нефть (бензин, дизель, авиационное топливо). Даже не смотря на то, что Гитлеру помогала наука и ежегодно рейх получал 20 миллионов литров топлива по технологии Фишера-Тропша из низкокачественного бурого угля империя все равно испытывала дефицит бензина, дизеля и авиационного топлива для своей многомиллионной армии. Именно по этой причини и произошла сталинградская битва. Рейху требовалась нефть Кавказа, но чтобы ее получить командование вермахта не могло позволить себе попасть в окружение которое неминуемо произошло бы оставь они за своей спиной Сталинград.
Давайте разберем как они этот бензин получали и подробно рассмотрим установки первого поколения которые сегодня усовершенствованы до 4 поколения и благополучно дают сотни миллионов литров бензина, дизеля и пр. углеводородов по всему миру.

Немного теории
Все знают как получают бензин из нефти — фактически ее «варят» в закрытых емкостях. Точно также сегодня можно получить грязную нефть если варить на костре старые покрышки в закрытых бочках (называют ретортами). Или обыкновенный бытовой мусор. Да, вы не ослышались если поместить мусор (любой бытовой мусор из мусорки) в закрытую бочку (закупорить герметично) и разжечь под ней костер можно получить жидкую, грязную нефть. Конечно же эта «нефть» будет грязной и чтобы ее перегнать в чистое топливо нужно множество блоков оборудования, очистки и в конце концов выход чистого топлива будет очень маленьким, а потратится при этом большое количество энергии как электрической так и тепловой (газ на поддержание процесса). Оборудование будет при этом громоздким и дорогим. Поэтому и ведутся в мире войны за качественную нефть из которой перегнать бензин и дизель стоит как можно меньше.

Первые кто пошли по пути катализа, а не «варки»
Франс Фишер и Ганс Тропш в 1920-х годах работавших над проблемой получения бензина пошли по другому пути — получать бензин и дизель не «варением» сырья, а катализом. Как в этом случае происходит процесс?
Сырьем для получения бензина служит твердое топливо — при этом оно может быть любым способным гореть (есть определенные ограничения по влажности и зольности топлива, а также по количеству углерода в его составе — об этом подробно в треугольнике Таннера).

Это твёрдое топливо сперва газифицируют на газогенераторах превращая в синтез газ, а потом этот синтез газ пропускают через измельченный катализатор сделанный из определенного железа и газ преварщается в бензин и дизель при этом очень чистый — чище чем на заправках.
Не путайте газогенератор с пиролизными котлами — это совершенно разные устройства. Газ который получается называют синтез газом или газогенераторным газом.
Суть газификации заключается в том, что 20% топлива просто горит, а в это время 80% топлива превращается в синтез газ за счет тепла горения первого. Кратко этот процесс работает так: мы берем дым от костра (горение топлива в газогенераторе происходит также как в обычном костре) и пропускаем назад через раскаленные угли и когда это происходит в закрытой емкости без подсоса воздуха извне — дым становится горючим газом. Вот так все просто (рассчитать аппарат по формулам правда не просто и потом этот газ очистить).

Сделав таким образом мы получаем из следующих топлив такое количество синтез газа:
Дрова — 2.2м3
Древесный уголь около 5м3
Бурый уголь около 3.5м3 (зависит от влажности и зольности угля)
Каменный уголь около 4.7м3
Мусор бытовой около 1.5м3
Торф 2.2м3
Фикалии около 2м3

Брать любое горючее топливо имеющее низкую цену или отходы за которые платят деньги чтобы их вывести и уничтожить такие как мусор или фекалии городских отстойников например и превращать в бензин и дизель много интереснее чем добывать из нефти — жечь которую как известно все равно что «жечь ассигнации» по словам Менделеева.

Борясь в своих лабораториях десятилетиями ученые нашли металлы способные на реакцию катализа — для превращения синтез газа в бензин подойдут только 4 металла, 2 из которых забраковали, а два эксплуатируют до сих пор — Железо и Кобальт (забраковали Никель и Рутений).

Головы ломали ученые и вот каким был первый аппарат получения жидких углеводородов.

Дело в том, что при превращении синтез газа в бензин (когда мы продуваем его через порошек катализатора или шарики с нанесенным на него порошком) выделяется энергия равная 30% энергии полученной если газ поджечь. Так каждый куб газа давал около 600 ккал/нм3 при превращении. Если оставить этот процесс без охлаждения температура достигала бы чуть ли не 1500 градусов цельсия. А температура должна была быть около 210 градусов цельсия чтобы процесс шел как надо. По этой причине в трубы подавался пар который снимал лишнее тепло. Сам Фишер опытным путем установил — на такой установке расстояние между пластинами должно было быть не больше 10мм, а сделал он 7мм. Пара надо было подавать 5кг на каждый полученный литр бензина (здесь все жидкие углеводороды полученные таким путем я называю бензином и дальше также). Трубы брали диаметром чуть меньше чем водопроводные в наших квартирах с толщиной стенки 4мм чтобы их не разорвало от давления которое могло достигать 30 атмосфер.

Вот как происходил процесс катализа на молекулярном уровне в этой установке (зеленые шарики это железо, правильнее железный катализатор, красные — кислород, белые водород, серые углерод):

В других статьях рассмотрим другие аспекты технологии.

Понравилась статья? Поддержи отечественную науку.

Читайте также:  Установка unifi контроллера на linux

источник

Специалисты Урала и Кузбасса создали мини-заводы, производящие дешевую синтетическую нефть из углей

Разработчики успешно апробировали уникальную технологию прямого ожижения угля для производства синтетической углеводородной смеси — аналога нефти. Причем себестоимость получаемого топлива в разы дешевле «естественного». Применения мини-заводов практически безграничны — от сельского хозяйства до ЖКХ.

Как отмечают разработчики им удалось создать действующую технологию ожижения угля, подходящую для массового внедрения в первую очередь для малого и среднего бизнеса, так как ее внедрение не требует значительных затрат и быстро окупается.

Первая установка по производству синтетических жидких котельных топлив из углей по технологии электрокавитационной обработки водоугольных смесей уже изготовлена и отгружена заказчикам — стекольный завод в г. Нампо (КНДР). Ее мощность по конечному продукту 15 т в сутки. Параллельно уже разработано технико-экономическое обоснование на оборудование мини-завода по производству из угля дизельного топлива мощностью до 100 т в сутки для собственных технологических нужд объектов угледобычи ООО «Промугольсервис» (г. Новокузнецк). Начаты работы по разработке проекта по автономному отоплению, энергоснабжению и обеспечению ГСМ агрокомплекса в Алтайском крае.

Работы по внедрению разработки ведутся в кооперации:

— НП «Южно-Уральское техническое общество» (г. Миасс Челябинской области) отвечает за разработку технической документации, ведение договорных отношений, организация изготовления и поставки комплектующих.

— ООО «Квант» (г. Новокузнецк Кемеровской области) — отработку технологии, изготовление электроразрядной установки, сборку и заводские испытания комплекта, пусконаладочные работы.

— ООО «НПО СПб ЭК» (г. Санкт-Петербург) — является технологическим партнером, отвечает за продвижение, тиражирование разработки и активное внедрение ее на промышленных предприятиях страны, за рубежом.

Стоит отметить, что само производство жидкого моторного топлива из угля — в общем то дело не новое. В различных странах сейчас работает более 80 опытных установок ожижения угля. Однако в промышленном масштабе эти технологии в настоящее время не используются вследствие целого ряда причин.

Основные недостатки существующих технологий ожижения угля обусловлены невысокой производительностью процесса, протекающего при высоких давлениях и температурах, в присутствии катализаторов, необходимостью организации производства водорода и кислорода, выделения катализатора для повторного использования в процессе, — поясняет Игорь Якупов, заместитель директора «Южно-Уральское техническое общество» г. Миасс Челябинской области. — Масштаб рентабельного производства в этой области начинается с уровня примерно полумиллиона тонн жидких продуктов в год, порядка нескольких миллионов тонн в год по исходному углю.

В этом случае нужны колоссальные инвестиции, потребность в которых начинает свой отсчет от уровня порядка миллиарда долларов США при сроках окупаемости от 7-8 лет и выше. Совершенно очевидно, что такие проекты являются долгосрочным вложением капитала игроков мирового уровня.Именно поэтому ни в одной стране пока не было построено ни одного коммерческого производства синтетического жидкого топлива из угля. При этом, сама притягательность формулы «бензин из угля» не оставляет в покое многих производственников. Поэтому запросы на проработку технологии к специалистам по глубокой переработке угля поступают постоянно. Экономическая целесообразность производства жидкого топлива из углей определяется достаточными запасами угля в нашей стране и коммерческой эффективностью, сопоставимой с перегонкой нефти.

Главное отличие проекта от существующих способов переработки углей заключается как раз в значительном снижении удельных затрат, стоимости оборудования за счет исключения процессов, протекающих при высоких температурах и давлениях, исключении каталитических реакций. Технология гораздо дешевле и проще. Нет необходимости строить целые заводы с гигантским производственным циклом, нести огромные расходы.

— Наше оборудование достаточно компактное, оно позволяют дешевый бурый уголь путем обработки двухфазной водно-угольной среды с добавлением тяжелого нефтяного остатка (ТНО) в кавитационном поле, создаваемом импульсными высоковольтными разрядами. переработать в аналог нефти, а из нее выделить аналоги бензина, дизтоплива и мазута. Причем себестоимость синтетического горючего, по нашим расчетам, будет втрое меньше получаемого обычным путем, — отмечает Игорь Якупов.

Сырьём для производства является: уголь — 50%; тяжелые остатки нефтепереработки (ТНО) — 23%, вода — 27%.На переработку подается измельченный уголь — угольная пыль — в установке перемешивания он смешивается с водой и тяжелым нефтяном осадком (ТНО), далее смесь обрабатывается в гомогенизаторе роторного типа — кавитационно-гидроударном диспергаторе (КаГуД). После этого гомогенная коллоидная суспензия подаётся насосом на установку электрогидроударной импульсной обработки, с напряжением на разрядной ячейке до 60 000 В.

  • © Фото из открытых источников

На выходе получается нефтеподобный продукт плотностью 0,95-0,96 г/см3. Для получения товарной нефти, из нефтеподобного продукта отделяются вода и угольный остаток. Выделенная углеводородная фракция СУН плотностью 0,825 г/см3 разгоняется на товарные фракции с поочерёдным их отбором.

Сегодня после изготовления опытно-промышленного образца установки мощностью по переработке угля 15 т в сутки, разработчики приступили к проектированию и изготовлению установки глубокой переработке угля мощностью до 50 т в сутки. Это полуавтоматизированая технологическая линия модульной конструкции, последовательно осуществляющая измельчение подаваемого с угольного склада сырья, смешивание измельченного угля с водно-мазутной эмульсией с получением устойчивой водно-угольно-мазутной композиции, направляемой на обработку в проточном реакторе с получением жидкой углеводородной топливной композиции (аналога нефти) и ее переработку в товарные синтетические жидкие топлива.

  • © Фото из открытых источников

Разработчики объясняют, что особенно высокая отдача таких установок получается при малых объемах производства. Низкобюджетная мобильная установка вполне применима даже в условиях Крайнего Севера, куда горючее приходится везти за тысячи километров. Ее можно поставить вблизи мест добычи угля и прямо на месте вырабатывать дизтопливо и бензин. Такие установки возможно применять и для утилизации угольных шламов, отвалов — в плюсе будет и экология, и производство. Вообще, возможности применения подобных мини-заводов практически безграничны — это и сельское хозяйство, малая энергетика, ЖКХ.

источник

Добавить комментарий

Adblock
detector