Уголь – это природное полезное ископаемое, которое получают путем длительного процесса трансформации органических веществ под воздействием давления и температуры. Уголь обладает высокой энергетической ценностью и широко применяется в различных отраслях экономики.
Образование угля начинается с накопления органических остатков растительности под землей. С течением времени и при накоплении новых слоев сырье подвергается нажатию и нагреванию. В процессе геологических изменений, называемых карбонизацией, под действием высокого давления и температуры, происходит трансформация органического вещества в углеродный материал.
Уголь может быть различных видов в зависимости от степени его обогащения углеродом и качества. Существует несколько основных видов угля: бурый уголь, каменный уголь, газовый уголь и антрацит. Бурый уголь содержит меньше углерода и более высокую влажность по сравнению с каменным углем. Газовый уголь более углеродистый и продуктивный, а антрацит – самый качественный и твердый вид угля.
Основные характеристики угля
Основными характеристиками угля являются:
- Теплотворная способность: Уголь содержит значительное количество углерода, который сгорает и выделяет тепло. Теплотворная способность угля измеряется в килокалориях на килограмм (ккал/кг) или в Джоулях на грамм (Дж/г).
- Зольность: Зольность угля – это процентное содержание минеральных примесей (золы) в его составе. Чем ниже зольность, тем качественнее уголь считается, так как низкая зольность обеспечивает большую энергетическую ценность угля.
- Влажность: Влажность – это процентное содержание воды в угле. Чем ниже влажность, тем больше энергии можно получить при сжигании угля, так как сухой уголь сгорает более эффективно.
- Серошамость: Серошамость – это процентное содержание серы в угле. Серошамость влияет на экологическую безопасность угля, так как при сгорании свободная сера превращается в оксиды серы, которые являются вредными веществами.
- Каменность: Каменность – это показатель содержания различных минералов в угле. Высокая каменность может затруднить процесс сжигания угля и ухудшить его энергетическую ценность.
Знание основных характеристик угля позволяет правильно выбирать его для различных целей и оценивать его качество с точки зрения энергетической эффективности и экологической безопасности.
Процесс образования угля
Первым этапом процесса образования угля является образование торфа. Торф образуется из растительных остатков, которые накапливаются в болотах, болотных устойчивостях и других местах с высоким содержанием воды. В процессе годового накопления растительной массы она подвергается разложению, под влиянием микроорганизмов, при отсутствии доступа кислорода. В результате образуется торфовое сырье, бурые пленки, стебли и другие остатки растений.
Длительность процесса образования торфа зависит от различных факторов, включая температуру, влажность, доступность питательных веществ и кислорода. Под действием времени и накопления слоев торфа, он давление и проводит эволюцию в следующую стадию — образование торфяника.
Торфяники более уплотнены и содержат меньше воды, чем торф. В результате накопления и длительного сжатия торфяника появляются дальнейшие изменения. Также влияет температура и давление, влияние которых способствуют трансформации торфяника в торфяной камень, или также называемый бурый уголь.
Продолжительность этого процесса также может продолжаться от нескольких миллионов до нескольких десятков миллионов лет. Бурый уголь содержит большое количество углерода и имеет хорошую теплоотдачу, но при этом он более молодой и содержит больше влаги.
Последним этапом процесса образования угля является образование каменного угля. Он формируется из бурых угольных слоев при давлении и нагревании на глубине, которые приводят к сжатию и увеличению содержания углерода в материале. Каменный уголь является наиболее старшим и известным видом угля, который имеет высокую плотность, низкое содержание влаги и высокую энергетическую ценность.