Бурый уголь | это... Что такое Бурый уголь? (original) (raw)
У этого термина существуют и другие значения, см. Уголь (значения).
| Бурый уголь ? | |
|---|---|
 |
|
| Основной состав | 50—77 % С |
| Агрегатное состояние | Твердый, иногда аморфный |
| Цвет | От буро-рыжего до черного |
| Цвет черты/пятна | Бурый |
| Блеск | Полуметаллический, стеклянный или отсутствует |
| Плотность | 0,5—1,5 г/см³ |
| Мировой запас | ок. 1.3 трлн. т |
| Удельная теплота сгорания | 22-31 МДж/кг |
| Плотность | 0,5—1,5 г/см³ |
Кусок бурого угля высокой степени разложения, имеет черный цвет и слабослоистую структуру
10-тонный кусок бурого угля в Музее бурого угля в Японии
Наиболее типичный внешний вид бурого угля
Суббитомино́зный у́голь, или бу́рый у́голь (чёрный лигни́т[1]) — горючее полезное ископаемое, ископаемый уголь 2-ой стадии метаморфизма (переходное звено между лигнитом и каменным углем), получается из лигнита или напрямую из торфа.
Классификация ископаемых углей довольно запутана, так в Евросоюзе и Англии пользуются термином лигнит (которой считается синонимом бурого угля), а в Америке лигнит и бурый уголь выделяются отдельно, причем очень четко. В России понятие лигнит чаще всего является синонимом бурого угля (последний термин более распространен) либо понятием недействующим, реже понятие бурый уголь охватывает лигнит высокой степени углефикации (ВСУ) и не захватывает суббитуминозный уголь ВСУ, последний относят к каменному.
Содержит 50-77 % углерода[2], 20-30 % (иногда до 40 %) влаги[3] и большое кол-во летучих веществ (до 50 %)[4]. Имеет черно-бурый или черный цвет, реже бурый (черта на фарфоровой плитке всегда бурая). Образуются из отмерших органических остатков под давлением нагрузки и под действием повышенной температуры на глубинах порядка 1 километра. Используется как топливо в мелких и частных котельных, а также как химическое сырьё. Имеют низкую теплоту сгорания, около 26 МДж/кг.
На воздухе бурый уголь быстро теряет влагу, растрескивается и превращается в порошок[4].
Содержание
- 1 Состав и строение
- 2 Классификация
- 3 Происхождение залежей
- 4 Отличия от каменного угля
- 5 Использование
- 6 Крупные месторождения в России и мире
- 7 Добыча
- 8 Примечания
- 9 Литература
- 10 Ссылки
Состав и строение
Суббитуминозный (бурый) уголь является плотной, камнеподобной углистой массой от почти черного до светло-бурого цвета, всегда с бурой чертой. В нём нередко заметна растительная древесная структура; излом раковистый, землистый или деревянный[2]. Легко горит коптящим пламенем, выделяя неприятный своеобразный запах гари.
При обработке гидроксидом калия дает темно-бурую жидкость. При сухой перегонке образует аммиак, свободный или связанный с уксусной кислотой. Удельный вес 0,5—1,5. Средний химический состав, за вычетом золы и серы: 50—77 % (в среднем 63 %) углерода, 26—37 % (в среднем 32 %) кислорода, 3—5 % водорода и 0—2 % азота. Основные примеси в буром угле те же, что и в любом другом ископаемом угле.
Подавляющее большинство бурых углей по вещественному составу относятся к гумитам. Сапропелиты и переходные гумусово-сапропелевые разности имеют подчинённое значение и встречаются в виде прослоев в пластах, сложенных гумитами. Большинство бурых углей слагается микрокомпонентами витринита группы (80-98%) и только в юрских бурых углях Средней Азии преобладают микрокомпоненты группы фюзинита (45-82%); для нижнекарбоновых бурых уголь характерно высокое содержание лейптинита[5].
Бурые угли характеризуются повышенным содержанием фенольных, карбоксильных и гидроксильных групп, наличием свободных гуминовых кислот, содержание которых снижается с повышением степени метаморфизма от 64 до 2-3% и смол от 25 до 5%. На некоторых месторождениях мягкие бурые угли дают высокий выход бензольного экстракта (5-15%), содержащего 50-75% восков, и имеют повышенное содержание урана и германия.
Классификация
Угли подразделяются на марки и технологические группы; в основу такого подразделения положены параметры, характеризующие поведение углей в процессе термического воздействия на них[6]. Российская классификация отличается от западной.
В России все бурые угли относят к марке Б:
| Марки угля | Буквенное обозначение марок | Выход летучих веществ Vг, % | Содержание углерода Сг, % | Теплота сгорания Qгб, ккал/кг | Отражательная способность в масляной иммерсии, % |
|---|---|---|---|---|---|
| Бурые | Б | 41 и более | 76 и менее | 6900-7500 | 0,30-0,49 |
Угли подразделяются на технологические группы по спекающей способности; для указания технологической группы к буквенному обозначению марки прибавляется цифра, указывающая низшее значение толщины пластического слоя в данных углях, например Г6, Г17, КЖ14 и т.п[6].
По ГОСТ от 1976 г бурый уголь подразделяются по степени метаморфизма (углефикации) на три стадии: О1, О2, и О3 и классы 01, 02, 03. Основой такого подразделения принята отражательная способность витринита в масле R°, нормируемая величина её для стадии О1 — менее 0,30; О2 — 0,30-0,39; О3 — 0,40-0,49. По международной классификации, принятой Европейской экономической комиссией (1957), бурые угли подразделяются на шесть классов по влажности (до 20, 20-30, 30-40, 40-50, 50-60 и 70 %) и пять групп по выходу смол полукоксования[5].
Среди разновидностей неофициально различают мягкие, землистые, матовые, лигнитовые и плотные (блестящие)[5][7]. Выделяют также:
- Плотный бурый уголь - бурого цвета с матовым блеском, землистым изломом;
- Землистый бурый уголь – бурый, легко истирающийся в порошок;
- Смолистый бурый уголь – очень плотный, темно-бурый и даже черный, в изломе блестящий наподобие смолы;
- Бумажный бурый уголь, или дизодил, представляет тонкослоистую истлевшую растительную массу, легко делящуюся на тонкие листики;
- Торфяной уголь, как бы войлочный, похожий на торф, часто содержит много посторонних примесей и иногда переходит в квасцовую землю.
Другая классификация - немецкая, основана на процентном содержании элементов[8]:
| Российский аналог | Немецкое название | Летучие вещества % | Углерод % | Водород % | Кислород % | Сера % | Теплота сгорания Qгб, КДж/кг |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Бурые (лигниты) | Braunkohle | 45-65 | 60-75 | 6,0-5,8 | 34-17 | 0,5-3 | <28470 |
Происхождение залежей
Наиболее крупные бассейны и месторождения бурых углей характерны для мезозойско-кайнозойских отложений. Исключение составляют нижнекаменноугольные бурые угли Восточно-Европейской платформы (Подмосковный бассейн). В Европе залежи бурых углей связаны почти исключительно с отложениями неоген-палеогенового возраста, в Азии — преимущественно юрского, в меньшей степени мелового и палеоген-неогенового, на остальных континентах — мелового и палеоген-неогенового. В России основные запасы бурых углей приурочены к юрским отложениям[5].
Значительная часть бурых углей залегает на небольших глубинах в угольных пластах (залежах) мощностью 10-60 м, что позволяет отрабатывать их открытым способом. На отдельных месторождениях мощность залежей 100-200 м.
Материалом для образования бурого угля послужили различные кониферы, пяльпы, лиственные деревья и торфяные растения, постепенное разложение которых под водой, без доступа воздуха, под прикрытием и в смеси с глиной и песком, постепенно ведёт к обогащению истлевающих растительных остатков углеродом при постоянном выделении летучих веществ. Одной из первых стадий такого истлевания, после торфа, является бурый уголь, дальнейшее разложение которого завершается превращением в каменный уголь и антрацит и даже графит.
Такой переход растительных остатков от слабо истлевшего состояния торфа через лигнит, бурый, каменный уголь и антрацит, наконец в чистый углерод - графит совершается, конечно, крайне медленно и вполне понятно, что, чем разновидности ископаемых углей богаче углеродом, тем древнее и геологический их возраст. Графит и шунгит приурочены к азойской группе, антрацит и каменный уголь — к палеозойской, а бурый уголь к мезозойской и преимущественно кайнозойской. Впрочем, каменный уголь встречается также и в мезозойских отложениях и, ввиду существования постепенного перехода между бурым и каменным углем, многими принято ископаемые угли моложе меловой системы называть бурым углем, а более древние — каменным углем, хотя по своим признакам они и заслуживали бы скорее названия бурого угля.
Общие мировые ресурсы бурых углей оцениваются (до глубины 600 м) в 4,9 трлн. т (1981), из них точно подсчитаны 1,3 трлн. т, измеренные 0,3 трлн. т. Основные запасы сосредоточены в России, Германии, Чехословакии, Польше и Австралии. Из них Германия является основным поставщиком бурых углей, Россия на втором месте.
Отличия от каменного угля
От каменного угля бурый уголь внешне отличается цветом черты на фарфоровой пластинке - она всегда бурая. Самое важное отличие от каменного угля заключается в меньшем содержании углерода и значительно большем содержании битуминозных летучих веществ и воды. Этим и объясняется, почему бурый уголь легче горит, даёт больше дыма, запах, а также и вышеупомянутую реакцию с едким калием и выделяет мало тепла. Из-за высокого содержания воды для сжигания его используют в порошке, в который он неминуемо превращается при сушке. Содержание азота значительно уступает каменным углям, но повышенно содержание серы[9].
Использование
Как топливо бурый уголь в России и многих других странах употребляется значительно меньше, чем каменный уголь, однако из-за низкой стоимости в мелких и частных котельных он более популярен и занимает иногда до 80 %. Используется для пылевидного сжигания (при хранении бурый уголь высыхает и рассыпается), а иногда и целиком. На небольших провинциальных ТЭЦ он также нередко сжигается для получения тепла[5].
Однако в Греции и особенно в Германии бурый уголь используется в паровых электростанциях, вырабатывая до 50 % электроэнергии в Греции и 24,6 % в Германии[10].
С большой скоростью распространяется получение жидких углеводородных топлив из бурого угля перегонкой[11][12]. После перегонки остаток годится для получения сажи. Из него извлекают горючий газ, получают углещелочные реагенты и монтан-воск (горный воск).
В мизерных количествах он применяется и для поделок.
Бурый уголь и экология
Крупные месторождения в России и мире
Германия
Германия - крупнейший производитель бурого угля в Европе, соперничать с ней может только Россия. Из достоверных запасов бурого угля (80 млрд. т) большая часть находится в Восточной Германии (Лаузицкий и Среднегерманский бассейны), а в Западной Германии выделяется бассейн к западу от Кельна (Нижнерейнский). Бурый уголь здесь добывается открытым способом.[13]
Украина
В 60-ые годы 20 столетия Украина добывала порядка 1 млн. тонн бурого угля из Александрийского месторождения[14] Днепровского бассейна, которое по залежам бурого угля занимает 10 место в мире. В 2008 году добыча и реализация практически прекратилась. Ожидается, что добыча бурого угля на Украине возобновится в 2012 году на Мокрокалыгорском месторождении, запасы которого оцениваются в 7,76 млрд.т. [15]
Солтонское месторождение
Солтонское угольное месторождение — единственное угольное месторождение, расположенное на Алтае, в России. Прогнозируемые запасы оцениваются в 250 миллионов тонн. Уголь здесь добывается открытым способом. В настоящее время разведанные запасы бурого угля на двух разрезах составляют 34 миллиона тонн. В 2006 году здесь было добыто 100 тысяч тонн угля.
Канско-Ачинский бассейн
Канско-Ачинский угольный бассейн, расположен на несколько сотен километров восточнее Кузнецкого бассейна на территории Красноярского края и частично в Кемеровской и Иркутской областях России. Этот Центрально-Сибирский бассейн обладает значительными запасами энергетического бурого угля. Добыча ведётся в основном открытым способом (открытая часть бассейна составляет 45 тысяч км² — 143 миллиардов тонн угля пласты мощностью 15 — 70 м.). Встречаются также месторождения каменного угля.
Общие запасы составляют около 638 миллиардов тонн. Мощность рабочих пластов от 2 до 15 м, максимальная — 85 м. Угли сформировались в юрский период. Площадь бассейна поделена на 10 промышленно-геологических районов, в каждом из которых разрабатывается по одному месторождению:
- Абанское
- Ирша-Бородинское
- Берёзовское
- Назаровское
- Боготольское
- Бородинское
- Урюпское
- Барандатское
- Итатское
- Саяно-Партизанское
Тунгусский угольный бассейн
Тунгусский угольный бассейн располагается на территории Республики Саха и Красноярского края РФ. Основная часть его располагается в Центрально-Якутской равнине в бассейне реки Лены и её притоков (Алдана и Вилюя). Площадь около 750 000 км². Общие геологические запасы до глубины 600 м — более 2 триллионов тонн. По геологическому строению территория угольного бассейна подразделяется на две части: западную, которая занимает Тунгусскую синеклизу Сибирской платформы, и восточную, входящую в краевую зону Верхоянского хребта.
Угольные пласты этого бассейна сложены из осадочных пород от нижнеюрского до палеогенового периодов. Залегание угленосных пород осложнено пологими поднятиями и впадинами. В Приверхоянском прогибе угленосная толща собрана в складки, осложнённые разрывами, мощность её 1000—2500 м. Количество и мощность угольных пластов мезозойского возраста в различных частях бассейна разнообразны: в западной части от 1 до 10 пластов мощностью 1-20 м, в восточной до 30 пластов мощностью 1-2 м. Встречаются не только бурые, но и каменные угли.
В тунгусских бурых углях содержится от 15 до 30 % влаги, зольность углей 10-25 %, теплота сгорания 27,2 МДж/кг. Пласты бурого угля имеют линзовидный характер, мощность меняется от 1-10 м до 30 м.
Месторождения бурого угля часто располагаются рядом с каменноугольными. Поэтому он добывается также в таких известных бассейнах как Минусинский или Кузнецкий.
Добыча
Добыча бурого угля, в миллионах тонн[16]:
| № | Страна | Добыча на 2010, в млн т |
|---|---|---|
| 1. | Германия | 169 |
| 2. | Индонезия | 163 |
| 3. | Россия | 76 |
| 4. | Турция | 69 |
| 5. | Австралия | 67 |
| 6. | США | 65 |
| 7. | Греция | 56 |
| 8. | Польша | 56 |
| 9. | Чехия | 44 |
| 10. | Сербия | 37 |
| Всего: | 1042 |
Примечания
- ↑ Добыча полезных ископаемых - Виды угля (рус.). Архивировано из первоисточника 14 февраля 2012.
- ↑ 1 2 Бурый уголь // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
- ↑ ЛуганьТопСервис (рус.). Архивировано из первоисточника 14 февраля 2012.
- ↑ 1 2 РосИнформУголь
- ↑ 1 2 3 4 5 Горная энциклопедия
- ↑ 1 2 ГОСТ 25543-88. Угли бурые, каменные и антрациты. Классификация по генетическим и технологическим параметрам
- ↑ КузбассТехПром
- ↑ Eberhard Lindner; Chemie für Ingenieure; Lindner Verlag Karlsruhe, S. 258
- ↑ ЗАО УК "Порт"
- ↑ Nuclear power? Um, maybe (2 сентября 2010). Проверено 5 сентября 2010.
- ↑ Энергетическая инвестиционная компания
- ↑ Альтернативные перспективы: ВУТ(водоугольное топливо), ПГУ и синтетическое топливо
- ↑ Реферат Германия
- ↑ Александрийское месторождение бурого угля
- ↑ Мокрокалыгорское месторождение бурого угля
- ↑ Мировая угольная ассоциация (англ.). Архивировано из первоисточника 14 февраля 2012.
Литература
- Бурый уголь // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
- Детская энциклопедия. Земная кора и недра Земли. // — Москва: АПР РФ, 1959 год. — С. 140-147. — ISBN. URL.
Ссылки
 Виды и марки ископаемых углей |
|
|---|---|
| Виды | Лигни́товый уголь → Суббитумино́зный уголь → Битумино́зный уголь → Антраци́товый уголь |
| Классы | Марки Бурый (Б) • Длиннопламенный (Д) • Газовый (Г) • Жирный (Ж) • Коксовый (К) • Отощенно-спекающийся (ОС) • Слабоспекающийся (СС) • Тощий (Т) • Антрацитовый (А) КК Плитный (>100 мм) • Крупный (50-100 мм) • Орех (26-50 мм) • Мелкий (13-25 мм) • Семечко (6-13 мм) • Штыб (<6 мм) • Рядовой (смешаннный) |
