Уголь — это хорошо известное ископаемое топливо. Поскольку сжигание угля может производить энергию и электричество, уголь является важным источником энергии во всем мире. Вот 10 интересных фактов об угле, которые вы никогда не должны пропустить.
1. Откуда берется уголь?
Миллионы лет назад большая часть Земли была покрыта густыми водно-болотными лесами, заполненными болотными растениями, кустарниками, лианами и водорослями. С годами эти растения погибли и осели, создав толстый слой растительности под влажной почвой.
По мере того, как все больше и больше слоев почвы накапливались поверх растительности, создавалось интенсивное естественное тепло и давление, постепенно превращая захороненную растительную массу в уголь. Процесс образования угля называется углефикацией.
Природный уголь — горючая черная или коричневато-черная осадочная порода, богатая углеродом и углеводородами. Энергия, которую мы получаем из угля сегодня, произошла от энергии, поглощенной растениями от солнца миллионы лет назад.
2. Различные марки и типы угля
Предшественником природного угля является торфяной уголь, который по сути является несжатым растительным веществом. В процессе углефикации уголь преобразует торф в 4 вида угля (лигнит, полубитуминозный уголь, битуминозный уголь или антрацит).
Антрацит, лучший вид угля, имеет самое высокое содержание углерода (86%–97%) и теплотворную способность. Некоторые из них даже состоят из чистого графита.
Битуминозный уголь и антрацит часто называют «каменным углем", а лигнит — «бурым углем". Суббитуминозный уголь находится где-то между каменным углем и лигнитом, сочетая в себе некоторые характеристики обоих.
Каменный уголь включает энергетический уголь (или паровой уголь) и металлургический уголь (или коксующийся уголь). Энергетический уголь измельчается и сжигается для получения пара, который приводит в действие турбины для получения электроэнергии, в то время как металлургический уголь сжигается при высоких температурах для производства стали.
Металлургический уголь нагревают при 1000°C для удаления летучих компонентов, образуя твердый, серый коксующийся уголь. Кокс может использоваться в качестве топлива и для производства стали.
3. Из чего состоит уголь?
Уголь — это сложное вещество, состоящее в основном из углерода с небольшими количествами других элементов, таких как водород, кислород, азот и сера. Его состав варьируется в зависимости от геологического происхождения, типов угля и способа добычи угля.
- Высокосортные угли (например, антрацит) имеют высокое содержание углерода, поэтому они обладают высокой теплотворной способностью, но низким содержанием водорода и кислорода.
- Низкосортные угли (например, лигнит) имеют низкое содержание углерода, но высокое содержание водорода и кислорода, а также высокое содержание влаги.
Вот более подробное описание состава угля:
- Углерод : уголь содержит 50–98% углерода, при этом больше всего его в антраците, а меньше всего — в лигните.
- Водород : его содержание меньше, чем углерода, что обуславливает более высокую летучесть и теплотворную способность угля.
- Кислород : присутствует в разных количествах, влияя на реакционную способность и характеристики горения угля.
- Азот : обычно присутствует в меньших количествах, способствуя образованию оксидов азота во время сгорания.
- Сера : уголь содержит 0,5–4% серы, что влияет на его воздействие на окружающую среду. Некоторые угли содержат неорганическую серу, в основном в форме пирита, который можно удалить методом пенной флотации.
- Зола : это негорючая смесь неорганических минералов, содержащихся в угле, включая такие минералы, как кварц, глина и оксиды.
- Влажность : Содержание влаги в угле сильно варьируется в зависимости от его типа и источника.
4. Факты о горнодобывающей промышленности
Более половины угольных шахт в мире находятся под землей. Угольная порода добывается либо подземным, либо открытым способом, причем открытый способ добычи более распространен и экономически эффективен.
- Открытая добыча: используется, когда уголь зарыт на глубине более 200 футов. Большие машины удаляют верхний слой почвы и слои породы, чтобы обнажить угольный пласт. Удаление вершины горы, тип открытой добычи, использует взрывчатые вещества для подрыва вершин гор, чтобы получить доступ к углю.
- Подземная добыча: используется для более глубоких угольных месторождений. Шахтеры спускаются на лифте и перемещаются по туннелям, используя большие машины для добычи угля под землей.
Добытый уголь отправляется на углеобогатительную фабрику рядом с шахтой. Угольная промышленность очищает и перерабатывает уголь, чтобы удалить примеси, такие как камень, грязь и сера. Этот процесс увеличивает теплотворную способность угля.
5. Основные полезные ископаемые для добычи угля
Угольная жила — это черно-серые твердые отходы переработки угля, состоящие из глины, пирита, кварца и слюды. Имеет низкое содержание углерода и теплотворную способность. Она тверже угля и перерабатывается путем дробления, измельчения и прокаливания.
Летучая зола — это мелкий, богатый кремнием порошок, получаемый при измельчении и сжигании угля. Он используется в качестве заменителя цемента в бетоне для снижения затрат и повышения долговечности.
Летучая зола и угольный шлам богаты ценными тяжелыми металлами, такими как алюминий, кобальт, медь, железо, свинец, серебро, никель и цинк. Их можно найти непосредственно в угле и окружающих породах, и они имеют широкое промышленное применение.
Вас может заинтересовать:
- Как перерабатывать и перерабатывать угольную породу?
- Методы и оборудование для переработки летучей золы
6. Переработка угля
Из сырого угля производят высококачественную угольную продукцию для таких отраслей, как сталелитейная, цементная, электроэнергетическая, строительная и химическая промышленность, посредством процессов дробления, помола, сушки и брикетирования угля.
Процесс дробления угля
Уголь легче дробить, чем гранит и базальт. Сырой уголь измельчается грубо и мелко с помощью различных типов дробилок, которые могут быть сконфигурированы как мобильные дробильные станции.
- Для первичного дробления рекомендуется использовать прочную щековую угольную дробилку с размером исходного материала 1200 мм и производительностью до 2200 тонн/час.
- Вторичные и третичные дробилки используют двухзубчатую валковую дробилку для среднетвердого, высоковлажного угля (более 25%), такого как кокс, лигнит и активированный уголь. Валковая дробилка производит частицы размером 2–10 мм с хорошей формой и минимальным засорением.
Процесс измельчения угля
Измельченный уголь измельчается с помощью угольной мельницы. Вы можете выбрать одну из двух мельниц:
- Угольная шаровая мельница подходит для угольных блоков размером менее 20 мм и производит 1,1–208 тонн в час. Ф900×1800 — наиболее продаваемый режим. Выходной размер 0,074–0,89 мм (20–200 меш).
- Вертикальная валковая мельница славится большой производительностью и хорошим эффектом измельчения. Она часто используется для вторичного и третичного измельчения с производительностью 2–420 т/ч и тонкостью до 2500 меш.
Процесс сушки угля
Высокая влажность пылевидного угля снижает его теплотворную способность при сжигании. Линия сушки угля производит хрупкий уголь, идеальный для эффективного сжигания в котле.
- Наша однобарабанная угольная сушилка использует прямой нагрев и специальную подъемную пластину для быстрой сушки влажного угля, шлама или коксового материала без прилипания. Производительность достигает 76 тонн/час, при стабильной работе и простом обслуживании.
Процесс изготовления древесноугольных брикетов
Из высушенного угля можно сделать однородные углеродные брикеты с помощью брикетировочной машины для древесного угля . Спрессованный уголь имеет такие преимущества, как высокая теплотворная способность, длительное сгорание, отсутствие дыма и запаха, а также простота транспортировки.
Вас может заинтересовать:
- Процесс дробления угля
- Как переработать уголь в угольную пыль?
- Процесс сушки угля
- Процесс изготовления древесноугольных брикетов
7. Широкое использование угля
Уголь является основным источником энергии в более чем 80 странах и используется для выработки электроэнергии и тепла.
Международное энергетическое агентство (МЭА) прогнозирует, что к 2040 году уголь останется крупнейшим источником электроэнергии. Однако при сжигании угля выделяется CO₂, что способствует глобальному потеплению, что подчеркивает необходимость внедрения чистых угольных технологий для будущего угля.
Кроме того, для чего используется уголь?
- Сталь: 70% стали использует угольный кокс для плавки железной руды. Сжигание угольного кокса придает стали прочность и гибкость для производства мостов, зданий и автомобилей.
- Цемент: 90% цементных заводов сжигают уголь для переработки смешанного сырья при высоких температурах.
- Алюминий: Китай и Индия используют угольные электростанции для выработки электроэнергии, что позволяет экономически эффективно извлекать алюминий из алюминиевой руды.
- Синтетическое топливо: Южная Африка перерабатывает уголь в газ или жидкость для использования в качестве менее загрязняющего синтетического топлива для выработки электроэнергии и производства водорода.
- Товары повседневного спроса: Из угля можно делать мыло, пластмассы, красители и очистители воды. Из силиконов и солей металлического кремния можно делать косметику, шампунь и зубную пасту.
- Инфраструктура: производство стали для ветряных турбин и угольного отопления для производства солнечных панелей зависит от угля.
8. Является ли уголь возобновляемым источником энергии?
Нет, уголь не является возобновляемым ресурсом. Для его образования из останков растений и животных требуются миллионы лет. Он может выделять вредные загрязняющие вещества, что приводит к проблемам с экологией и здоровьем.
Несмотря на эти недостатки, уголь имеет больше преимуществ, таких как его обильные запасы, низкая стоимость и высокая энергоотдача. Поэтому повышение эффективности переработки и использования сырого угля имеет важное значение.
9. Добыча угля в мире
Угольные ресурсы — это ископаемое топливо с большими запасами и широким распространением. Подтвержденные мировые запасы угля превышают 1,06 триллиона тонн, в основном они сосредоточены в пяти странах: США, России, Китае, Австралии и Индии.
Китай является крупнейшим производителем угля в мире, на его долю приходится более половины мирового годового производства. За ним следуют США, Индия, Австралия и Южная Африка.
Россия занимает второе место по запасам угля, в основном в Сибири и на Дальнем Востоке. В 2023 году добыча угля достигла 258 миллионов тонн. 63% угля (лигнит, битуминозный, антрацит) добывается открытым способом и используется для производства электроэнергии, коксования и экспорта.
Угольные ресурсы Австралии в основном находятся в Квинсленде, Новом Южном Уэльсе и Виктории на востоке. Уголь добывают открытым способом, в основном лигнит (для выработки электроэнергии) и черный уголь (для производства стали).
Интересные факты о Канаде: у Канады есть 6,6 млрд тонн запасов угля, более 90% из которых находятся на западе, вблизи экспортных портов. Большая часть угля добывается в карьерах, более половины используется для получения электроэнергии, а остальное — в сталелитейном производстве.
10. Цена на уголь
Рынок угля, лигнита и антрацита оценивается в 937,31 млрд долларов США в 2025 году и, как ожидается, превысит 1020 млрд долларов США к 2029 году с годовым темпом роста 2,3%.
Цена на уголь зависит от глобальной энергетической конкуренции, экологической политики, транспортных расходов и растущего спроса на электроэнергию на развивающихся рынках, таких как Китай. Цена на уголь также варьируется в зависимости от типа угля:
- Обычная цена на уголь составляет около 97,75 долларов за тонну.
- Антрацит стоит до 135 долларов, что в 2–6 раз дороже обычного угля. Он горит чище и дает больше тепла. Когда-то он был популярен для отопления домов, но сейчас его мало из-за истощения ресурсов.
- Металлургический уголь требует высокой чистоты и низкого содержания серы, поэтому его цена сильно колеблется и обычно намного выше, чем у энергетического угля.
По данным Trading Economics, цена на уголь вырастет до $99,80 за тонну в этом квартале и до $102,55 за тонну в течение 12 месяцев. Несмотря на диверсификацию энергетики, уголь остается ключевым природным ресурсом на энергетическом рынке.
