Microcamtest

Лайфстайл портал

Бурый уголь. Свойства, добыча и применение бурого угля

Происхождение угля

Остатки растений и деревьев в доисторические времена подвергались необычному способу разложения, особенно в болотистых местностях. Листья, ветки и хвоя падали в воду, покрывались слоями грунта, песка и мусора, практически лишаясь доступа кислорода. На процесс гниения практически не влияли бактерии, процесс разложения сопровождался воздействием высоких температур магматических масс и давления слоев грунта. Таким образом, образовывался лигнит (в переводе с латинского – древесина). Он стал прародителем торфа, из которого в дальнейшем образовался бурый уголь, каменный уголь и уголь антрацит.

Качество угля определяют по глубине его залегания. Залежи бурого угля находят обычно на глубине до полукилометра. Толщина пласта составляет от 10 до 60 метров, хотя иногда разработки ведутся на глубине более ста метров. Каменный уголь и уголь антрацит залегают на больших глубинах. Бурый уголь добывают открытым и более безопасным способом, что влияет на его себестоимость.

Видео

Разновидности

Сортов и разновидностей бурого угля достаточно много, среди которых выделяют несколько основных:

  1. Обычный бурый уголь, консистенция плотная, матового бурого цвета.
  2. Бурый уголь землистого излома, легко стирающийся в порошок.
  3. Смолистый, очень плотный, темно-бурый, иногда даже иссиня-черный. В изломе напоминает смолу.
  4. Лигнит, или битуминозное дерево. Уголь с хорошо сохранившейся растительной структурой. Иногда встречается даже в виде целых стволов деревьев с корнями.
  5. Дизодил – бурый бумажный уголь в виде истлевшей тонкослоистой растительной массы. Легко разделяется на тонкие листы.
  6. Бурый торфяной уголь. Напоминающий торф, с большим количеством посторонних примесей, иногда напоминающий землю.

Процентное соотношение золы и горючих элементов у различных видов бурого угля варьируется в широких пределах, что и определяет достоинства горючего материала той или иной разновидности.

Происхождение залежей

Самые крупные месторождения свойственны мезозойско-кайнозойским группам отложений. В качестве исключения можно выделить лишь нижнекаменноугольные залежи Подмосковного бассейна. Европейские месторождения преимущественно связаны с пластами неоген-палеогенового периода, а в Азии преобладают юрские залежи. Реже встречаются ископаемые мелового периода. Российские запасы также по большей части располагают материалом из юрских отложений. Основная часть ископаемых залегает на небольшой глубине (10-60 м). Благодаря этому фактору допускается открытая добыча угля, хотя встречаются и проблемные каналы до 200 м. Основным сырьем для формирования лигнита некогда послужили лиственные и хвойные деревья, торфяники и пяльпы. Обогащение углеродом связано с тем, что процесс разложения происходил под водой и без доступа воздуха. Также древесная основа смешивалась с песком и глиной, благодаря которым дальнейшая стадия преобразования залежей образует графит.

Бурый уголь свойства и применение

Несмотря на то, что в сфере энергетики последнее время наблюдается невероятный технологический прорыв, бурый уголь, который был открыт довольно давно и начал активно использоваться еще в 19 веке, до сих пор остается востребованным и находит широкое применение на практике. Такое положение объясняется оптимальным соотношением цены и качества данного вида топлива. С точки зрения основных характеристик он уступает тому же каменному углю, но благодаря необычным свойствам бурого угля применение его возможно в самых разных областях хозяйственной деятельности современного человека.

Происхождение бурого угля

Характеристики бурого угля обусловлены его происхождением – он представляет собой промежуточное звено в длительном и сложном с химической точки зрения процессе формирования каменного угля. Исходным материалом для этого служат подземные залежи остатков древних папоротников и хвощей, которые под воздействием совокупности факторов были законсервированы на большой глубине. В результате, плотная масса постепенно превращалась в углерод (бурый уголь в среднем на 60 % состоит именно из углерода), где первой стадией превращения был торф, затем бурый уголь, который в процессе различных преобразований становился каменным углем, а в дальнейшем – антрацитом.

Таким образом, бурый уголь представляет собой молодой, «невызревший» каменный уголь. Это обстоятельство во многом объясняет свойства и применение бурого угля. Его залежи расположены на глубине до 600 метров в виде сплошных толстых пластов различной мощности. В среднем глубина угольных наслоений колеблется от 10 до 60 метров, хотя известны месторождения, где толщина слоя достигает 200 м. Все это делает процесс добычи бурого угля простым и малозатратным, а, следовательно, экономически эффективным.

Добыча бурого угля

Общие запасы бурого угля в мире специалисты оценивают примерно в 5 триллионов тонн. Главные месторождения при этом сосредоточены в России, Восточной Европе, а также в Австралии. Больше всего бурого топлива производят в Германии, где его добывают открытым способом на трех крупных месторождениях.

В России география добычи намного шире, хотя большая часть месторождений сосредоточена в азиатской части страны. Один из крупнейших угольных бассейнов в мире — Канско-Ачинский, находится Красноярском крае и, несмотря на то, что он частично захватывает Кемеровскую и Иркутскую области, все же главным поставщиком бурого угля в нашей стране по праву считается Красноярск.

Канско-Ачинский бассейн — это огромная территория, разделенная на десятки отдельных месторождений, каждое из которых способно обеспечить энергетические потребности целого района. Например, крупнейший разрез бассейна – березовский, где добывают так называемый шарыповский уголь, снабжает твердым топливом местную ГРЭС, на энергии которой держится экономика всего района.

Другой крупный угольный бассейн – Тунгусский. Он так же имеет отношение к Красноярскому краю, хотя большая его часть расположена на территории Республики Саха, на так называемой Центрально-Якутской равнине.

Основные характеристики бурого угля

Бурый уголь считается топливом низкой степени углефикации, так как концентрация углерода (вещества, которое и обеспечивает активное горение), в нем ниже, чем в каменном. Этим объясняется и более низкая удельная теплота сгорания – количество тепла, которое выделяется при сгорании 1 кг топлива. Для бурого угля этот показатель в среднем составляет 5,4-5,6 кКал, но отдельные разновидности, например, балахтинский отборный, с точки зрения удельной теплоты сгорания значительно превосходят средний уровень.

Для бурого угля характерно высокое содержание влаги – средний показатель 25 %, а в некоторых случаях влажность топлива может достигать 40 %. Это обстоятельство не лучшим образом сказывается на горючих свойствах бурого угля и его применении. При его сжигании в большом количестве выделяется дым, появляется своеобразный очень устойчивый запах гари, что создает определенные неудобства при использовании угля для отопления частных домов.

Еще одна важная характеристика любого твердого топлива – зольность. Она определяется в процентах и подразумевает объем негорючих отходов, которые остаются в печи после полного сгорания угля. Зольность зависит от наличия в угольной массе влаги и посторонних примесей в виде различных смол. Их содержание может быть различным в зависимости от месторождения, на котором добывается уголь. Таким образом, например, уголь Бородинского месторождения отличает высокий уровень влажности и зольности, которая в отдельных случаях может достигать 20 % и более.

Сфера применения

В зависимости от конкретного сочетания вышеперечисленных свойств, применение бурого угля возможно в самых разных сферах хозяйственной деятельности. Прежде всего, низкая себестоимость делает его привлекательным с точки зрения владельцев частных домов, где отопление строится на работе твердотопливных котлов. Наибольшей популярностью в данном сегменте пользуется добываемый в Красноярске балахтинский уголь, который характеризуется умеренной влажностью (20-22 %) и зольностью (от 5 до 8 %), а также высокой теплотой сгорания. При таких показателях он идеально подходит для сжигания в стандартных твердотопливных котлах.

С этой точки зрения сравниться с балахтинским может только черногорский каменный уголь. Его главное достоинство – низкое содержание примесей, а также влажность, которая не превышает 7 %, а в некоторых разновидностях черногорского угля составляет всего 3 %. Соответственно, зольность такого топлива колеблется на уровне 7-8 %, а удельная теплота сгорания находится в пределах 7800-8200 кКал/кг.

Так же бурый уголь может использоваться в небольших котельных и на тепловых электростанциях, где топливо должно соответствовать особым требованиям. Применение каменного угля, а тем более, антрацита в данном случае нерентабельно из-за высокой стоимости. А вот бурый уголь подходят для таких целей практически идеально. В Красноярске, например, для подобных целей используют, главным образом, шарыповский и бородинский бурый уголь.

Таким образом, свойства и применение бурого угля довольно широки, что отмечено в «Энергетической стратегии России на период до 2020 года». В указанном документе подчеркивается несомненная важность данного вида топлива для энергетической независимости страны.

Бурый уголь в целом характеризуется высокой теплотой сгорания при относительно низкой себестоимости. Но при этом большое количество посторонних примесей в виде различных смол, а также высокая влажность снижают эффективность бурого угля как топлива. Конкретные рекомендации по его использованию зависят от характеристик выбранной разновидности. Для отопления частных домов с помощью твердотопливных котлов идеально подходит балахтинский, а если используются установки автоматического или полуавтоматического типа, то лучшим решением станет черногорский каменный уголь, который характеризуется низкой влажностью и зольностью. А вот для работы небольших котельных и ТЭЦ подходят менее качественные виды топлива, с более высоким содержанием примесей и влаги, например, бородинский или шарыповский.

Разновидности [ ]

Различают много разновидностей и сортов бурого угля, из которых самые важные следующие:

  1. обыкновенный плотный бурый уголь бурого цвета с матовым блеском, землистым изломом;
  2. землистый бурый уголь— бурый, легко истирающийся в порошок;
  3. смолистый бурый уголь— очень плотный, темно-бурый и даже черный, в изломе блестящий наподобие смолы;
  4. собственно лигнит или битуминозное дерево, с хорошо сохраненной древесной структурой; является иногда в виде целых полных стволов, даже с корнями и корой и годен на обделку, как дерево;
  5. листоватый, бумажный бурый уголь, или дизодил, представляет тонкослоистую истлевшую растительную массу, легко делящуюся на тонкие листики;
  6. торфяной уголь, как бы войлочный, похожий на торф, часто содержит много посторонних примесей и иногда переходит в квасцовую землю. Содержание горючих элементов и золы варьируют у различных бурых углей в довольно широких пределах, чем определяется и достоинство тех или иных разновидностей в качестве горючего материала.

Теги