profil

Węgiel kamienny

drukuj
satysfakcja 72 % 678 głosów

Treść
Obrazy
Wideo
Opinie


WĘGIEL KAMIENNY
Węgiel kamienny jest paliwem kopalnym pochodzenia organicznego. Powstał w wyniku powolnych przekształceń tkanek roślinnych, rozkładu przez mikroorganizmy w warunkach ograniczonego dostępu tlenu oraz działania wysokiej temperatury i ciśnienia panujących pod powierzchnią ziemi. Do powstania złóż węgla kamiennego przyczyniły się zmiany klimatyczne, jakie miały miejsce w permie. Wywołały one masowe wymieranie panującej wówczas roślinności. Drugim ważnym dla powstania węgla okresem był karbon. W ciepłym i wilgotnym klimacie rozwijały się, a następnie obumierały wielkie ilości roślin. Do dominujących gatunków należały wówczas między innymi ogromne widłaki, skrzypy, paprocie oraz prymitywne rośliny nagonasienne. Tkanki roślin rosnących na podmokłych terenach po obumarciu poddawane były powolnym procesom fermentacji beztlenowej. Przykrywane warstwami osadów w warunkach coraz wyższego ciśnienia i temperatury przekształcały się powoli w węgiel, którego złoża dzięki procesom górotwórczym zostały wyniesione bliżej powierzchni ziemi.
Węgiel kamienny zawiera 78-92% pierwiastka węgla (do węgla kamiennego zalicza się też antracyt zawierający do 97% węgla). Barwa czarna. Zwarty, kruchy. Przy spalaniu daje długi, błyszczący płomień. Węgiel kamienny należy do węgli humusowych, niejednorodnych w swej strukturze, stanowiących mieszaninę kilku odmian petrograficznych (różniących się twardością i połyskiem), tworzących pojedyncze pasma. Należą do nich:
1) fuzyn - węgiel włóknisty,
2) duryn - węgiel matowy,
3) klaryn - węgiel półbłyszczący,
4) witryn - węgiel błyszczący.
Ze względu na zastosowanie rozróżnia się kilka typów technologicznych węgla kamiennego, określanych poprzez takie właściwości jak: spiekalność, zawartość składników lotnych, ciśnienie rozprężania i ciepło spalania.
Węgiel kamienny jest na świecie szeroko rozpowszechniony. Występuje głównie w utworach paleozoicznych (karbon, perm) i mezozoicznych.
Największe złoża: Rosja (Zagłębia: Peczorskie, Kuźnieckie, Tunguskie, Leńskie), Ukraina (Zagłębie Donieckie), Wielka Brytania (Zagłębia: Yorkshire, Durham, Derbyshire), Niemcy (Zagłębia Ruhry i Saary), USA, Kanada, Chiny, Australia, Indie i RPA. Wydobywany jest obecnie w 58 krajach.
W Polsce najbardziej zasobne złoża występują w utworach karbonu na Górnym Śląsku (Górnośląskie Zagłębie Węglowe) i Lubelszczyźnie (Lubelskie Zagłębie Węglowe), a także na Dolnym Śląsku (okolice Wałbrzycha i Nowej Rudy).

Typ węgla Wyróżnik Zawartość części lotnych V % Charakterystyka Główne zastosowanie
węgiel płomienny 31 powyżej 28 duża zawartość części lotnych, brak lub słaba zdolność spiekania, długi, silnie świecący płomień piece przemysłowe i domowe, generatory
węgiel gazowo-płomienny 32 powyżej 28 duża zawartość części lotnych, średnia zdolność spiekania piece przemysłowe i domowe, wytlewanie, uwodornianie
węgiel gazowy 33 powyżej 28 duża wydajność gazu i smoły, znaczna spiekalność gazownictwo, koksownictwo, wytlewanie
Węgiel gazowo-koksowy 34 powyżej 28 duża wydajność gazu i smoły, dobra spiekalność, średnie ciśnienie rozprężania gazownictwo, koksownictwo
węgiel orto-koksowy 35 od 20 do 31 typowy węgiel koksowy, średnia zawartość części lotnych, dobra spiekalność, wysokie ciśnienie rozprężania produkcja koksu metalurgicznego
węgiel meta - koksowy 36 od 14 do 28 dobra spiekalność, duże ciśnienie rozprężania produkcja koksu odlewniczego
węgiel semi - koksowy 37 od 14 do 28 mała zawartość części lotnych, słaba spiekalność, średnie ciśnienie rozprężania w koksownictwie jako dodatek schudzający wsad węglowy
węgiel chudy 38 od 14 do 28 mała zawartość części lotnych, brak lub słaba spiekalność, krótki płomień piece przemysłowe i domowe, generatory
węgiel antracytowy 41 od 10 do 14 mała zawartość części lotnych, brak zdolności spiekania paliwo specjalne
antracyt 42 od 3 do 10 bardzo mała zawartość części lotnych, brak zdolności spiekania paliwo specjalne










Przeróbka:

Do najważniejszych metod przeróbki węgla kamiennego należy koksowanie i zgazowanie.
Koksowanie polega na ogrzewaniu węgla bez dostępu powietrza do temp. 1000oC w tzw. bateriach koksowniczych. W tych warunkach węgiel ulega rozkładowi na cztery główne produkty: koks, wodę pogazową, smołę węglową i gaz koksowniczy.
Zgazowanie węgla polega na poddaniu go reakcji z mieszaniną przegrzanej pary wodnej i tlenu w wysokiej temp. Zachodzą wówczas różne procesy, z których najważniejsze to:
C + H2O –> CO + H2
2C + O2 –> 2CO
W wyniku zgazowania węgla powstaje gaz syntezowy czyli mieszanina tlenku węgla i wodoru. Z punktu widzenia otrzymywania tego gazu ważniejsza jest pierwsza reakcja, jednak jest ona procesem endotermicznym. Dlatego, w celu utrzymania właściwej temperatury stosuje się dodatek tlenu do pary wodnej, w skutek czego zachodzi też reakcja druga czyli egzotermiczna. Dobierając odpowiednio proporcje tlenu i pary wodnej można utrzymywać stałą temp. w reaktorze.
Obecnie bardziej ekonomiczne jest otrzymywanie gazu syntezowego z gazu ziemnego, ale w miarę wyczerpywania się jego złóż sytuacja ta może ulec zmianie.

Zastosowanie

Węgiel kamiennych ma szereg zastosowań. Używa się go jako źródło energii, w medycynie oraz w przemyśle chemicznym, gdzie w wyniku przeróbki z węgla kamiennego powstaje wiele związków o różnych funkcjach.

Koks – to praktycznie czysty węgiel z niewielką domieszką popiołu. Charakteryzuje się specyficzną, porowatą strukturą i dużą wytrzymałością mechaniczną. Głównymi odbiorcami jest hutnictwo żelaza (składnik wsadu wielkopiecowego).

Woda pogazowa – zawiera amoniak powstały z rozkładu związków azotowych. Wykorzystywana jest do produkcji soli amonowych stosowanych jako nawozy sztuczne. Jednak w wyniku koksowania powstaje jej niezwykle mało w porównaniu z produkcją amoniaku syntetycznego.

Gaz koksowniczy – składa się głównie z wodoru, metanu i tlenku węgla, dzięki czemu ma wysoką wartość opałową. Jest on jednak zużywany głównie do ogrzewania baterii koksowniczych.

Smoła węglowa – ma największe znaczenie z punktu widzenia przemysłu chemicznego, gdyż jest ona złożoną mieszaniną kilku tysięcy związków, z których wydziela się ok. 20. Smołę przerabia się poprzez destylację frakcyjną, podobnie jak ropę naftową, jednak proces ten jest tu bardziej skomplikowany. Składnikami frakcji są: węglowodory aromatyczne (benzen, toluen oraz naftalen), fenole, pirydyna.

Gaz syntezowy – jest używany jako surowiec do wielu syntez chemicznych m.in. Do otrzymywania metanolu.


Węgiel kamienny jest najczęściej występującym surowcem energetycznym pochodzenia organicznego. W niektórych domach do dziś używa się do ogrzewania. Obecnie jednak większość węgla zużywana jest w przemyśle lub elektrowniach. Zanim zaczęto wydobywać na szeroką skalę gaz ziemny uzyskiwano go z węgla. Węgiel Kamienny zawdzięcza swoją popularność temu, iż w przeciwieństwie do innych skał pali się wydzielając dużo ciepła i dużo energii. Przerabia się go w procesie koksowania (suchej destylacji
węgla) czyli wysokotemperaturowego (około 1000C) odgazowywania w piecach koksowniczych bez dostępu powietrza. Proces ten prowadzi do powstania koksu, gazu koksowniczego, wody pogazowej i smoły pogazowej Substancja stała - tworzy szaroczarne, nieregularne bryły o budowie gąbczastej, składające się w 90% z węgla. Stosowany jako paliwo i reduktor w procesie wielkopiecowym (otrzymywanie stali z rud żelaza) oraz jako bezdymne paliwo do centralnego ogrzewania.





Węgiel a środowisko


Spalaniu węgla towarzyszy emisja pyłów i szkodliwych gazów. W przypadku braku urządzeń oczyszczających spalenie 1 mln ton węgla kamiennego średniej jakości powoduje emisję około 20 000 t pyłów, 35 000 t SO2, 6000 t NOx, a także 2 mln ton CO2, którego nie potrafimy się pozbyć. Poza tym na wysypiska trafia około 300 000 ton popiołów.
Największym zagrożeniem środowiska jest emisja dwutlenku siarki i tlenków azotu powodująca kwaśne deszcze, które niszczą życie w akwenach, dewastują olbrzymie obszary lasów i powodują korozję konstrukcji metalowych i niszczenie budynków. Roczne straty z tego powodu w Europie sięgają wielu miliardów dolarów. Nie do oszacowania są ogromne straty spuścizny kulturalnej – zniszczone pomniki, rzeźby i budowle, w szczególności z piaskowca oraz marmuru.
Wydobycie 3 mln ton węgla spalanych rocznie w elektrowni o mocy 1000 MW(e) powoduje średnio śmierć 3 górników pod ziemią, a podczas jego transportu również zdarzają się wypadki śmiertelne. Według danych zebranych w różnych krajach szacuje się, że typowa elektrownia węglowa o mocy 1000 MW(e) powoduje przedwczesną śmierć 100-500 osób rocznie. Liczba zgonów zależy od wielu czynników, takich jak jakość spalanego węgla, stopień oczyszczania spalin, gęstość zaludnienia w pobliżu elektrowni i warunki meteorologiczne. W USA liczbę ofiar śmiertelnych energetyki węglowej ocenia się na 25000, a w Wielkiej Brytanii na 2000 rocznie.
Największe masowe zatrucia spalinami wydarzyły się w Dolinie Mozy (Belgia, 1952 r.), w Donora (Pensylwania, 1948 r.), w Londynie (1952 r.) oraz w Nowym Jorku (lata 1953, 1963, 1966). W Londynie w grudniu 1952 roku z powodu szczególnie niekorzystnych warunków meteorologicznych (inwersja temperatury), w ciągu kilku dni zmarło 3900 osób.


Załączniki:
Przydatna praca? Tak Nie
Wersja ściąga: węgiel_kamienny.doc
Komentarze (24) Brak komentarzy zobacz wszystkie
22.2.2012 (19:33)

Artykuł dobry, lecz trochę za długi.Ale i tak bardzo dobrze napisany ;)

17.2.2012 (16:50)

Ten artykuł bardzo mi się pszyda do szkoły dzienki ;)

6.12.2011 (19:33)

to jest do klasy 5.Ale super dzięki ci bardzo jesteś gość.:D

28.10.2011 (19:13)

Jeśli napiszę komentarz, komuś będzie miło. Ale naprawdę świetna praca, baaardzo przydatna, tym bardziej, że nigdzie indziej nie można znaleźć takich informacji. Dzięki, mnie również uratowałeś! Oczywiście, klik na "tak";) Jeszcze raz wielkie dzięki, a cały tekst jest wyczerpujący, przydatny itd. Dzięki tej pracy w końcu mogę coś opisać:) Więc jeszcze raz: WIELKIE TAAAK!

31.5.2011 (16:51)

dzieki gosciu uratowałes mnie . juz nie mogła wywyslic nic innego z bioli :))

Typ pracy


BasterkaPL0 rozwiązanych zadań
Chemia 10 pkt wczoraj o 16:13

podaj przykłady soli występujących w przyrodzie

Rozwiązań 1 z 2
punktów za rozwiązanie do 8 rozwiązań 1 z 2
Rozwiązuj

natalinia20 rozwiązanych zadań
punktów za rozwiązanie do 15 rozwiązań 0 z 2
Rozwiązuj

krzysiek18030 rozwiązanych zadań
punktów za rozwiązanie do 8 rozwiązań 1 z 2
Rozwiązuj

damianek79911 rozwiązane zadanie
Chemia 50 pkt 18.11.2014 (18:58)

pilne , prosze o pomoc

Rozwiązań 2 z 2
punktów za rozwiązanie do 38 rozwiązań 2 z 2
Rozwiązuj

Masz problem z zadaniem?

Tu znajdziesz pomoc!
Wyjaśnimy Ci krok po kroku jak
rozwiązać zadanie.

Zaloguj się lub załóż konto

Serwis stosuje pliki cookies w celu świadczenia usług. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w urządzeniu końcowym. Możesz dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów w Serwis stosuje pliki cookies w celu świadczenia usług. Więcej szczegółów w polityce prywatności.