Формула расчета угля: процесс образования, использование в промышленности

Уголь в различных своих модификациях может иметь цвет от коричневого до черного. Он является хорошим топливом, поэтому его используют в преобразовании тепловой энергии в электрическую. Образуется он в результате накопления растительной массы и прохождения в ней физико-химических процессов.

Различные модификации угля

Накопление древесной массы в болотистой почве приводит к образованию торфа, который является предшественником угля. Формула торфа достаточно сложная, кроме того, для этой разновидности угля не существует конкретного стехиометрического соотношения. Сухой торф состоит из атомов углерода, водорода, кислорода, азота и серы.

Далее торф при длительном воздействии высокой температуры и больших давлений, возникающих в результате протекания геологических процессов, претерпевает ряд следующих угольных модификации:

  1. Бурый уголь или лигнит.
  2. Битум.
  3. Каменный уголь.
  4. Антрацит.
Каменный уголь

Конечным продуктом этой цепи преобразований является твердый графит или графитоподобный уголь, формула которого представляет собой чистый углерод C.


Древесина карбонового периода

Карбоновый период

Около 300 млн лет назад в карбоновый период большая часть суши нашей планеты была покрыта гигантскими папоротниковыми лесами. Постепенно эти леса вымирали, и древесина накапливалась в болотистых почвах, на которых они произрастали. Большое количество воды и грязи создавали препятствия для проникновения кислорода, поэтому мертвая древесина не разлагалась.

В течение длительного времени вновь отмершая древесина покрывала более старые слои, давление и температура которых постепенно увеличивались. Сопутствующие геологические процессы в конечном итоге привели к образованию залежей угля.

Процесс карбонизации

Термин "карбонизация" подразумевает метаморфические преобразования углерода, связанные с увеличением толщины древесных пластов, тектоническими движениями и процессами, а также с увеличением температуры в зависимости от глубины напластований.


Увеличение давления в первую очередь изменяет физические свойства угля, химическая формула которого остается неизменной. В частности, изменяется его плотность, твердость, оптическая анизотропия и пористость. Увеличение же температуры изменяет саму формулу угля в сторону увеличения содержания углерода и уменьшения кислорода и водорода. Эти химические процессы приводят к увеличению топливных характеристик угля.

Каменный уголь

Эта модификация угля очень богата углеродом, что приводит к высокому коэффициенту теплоотдачи и обуславливает ее использование в энергетической промышленности к качестве основного топлива.

Формула каменного угля состоит из битумных субстанций, дистилляция которых позволяет выделить из него ароматические гидрокарбонаты и вещество, известное под названием кокс, которое широко используется в процессах металлургии. Помимо битумных соединений, в каменном угле много серы. Этот элемент является главным источником загрязнения атмосферы при сжигании угля.

Производство кокса из каменного угля

Каменный уголь имеет черный цвет и медленно горит, создавая пламя желтого цвета. В отличие от бурого угля, его теплота сгорания больше и составляет 30-36 МДж/кг.

Формула угля имеет сложный состав и содержит множество соединений углерода, кислорода и водорода, а также азота и серы. Такое разнообразие химических соединений стало началом развития целого направления в химической промышленности – карбохимии.

В настоящее время каменный уголь практически вытеснен природным газом и нефтью, однако два важных его направления использования продолжают существовать:

  • основное горючее на тепловых электростанциях;
  • источник кокса, получаемого путем бескислородного горения каменного угля в закрытых домнах.

Обогащение угля - специфические особенности, технология, правила и ...
На сегодняшний день человечество использует уголь во многих сферах своей деятельности. Однако не все знают, что этот ресурс нуждается в дополнительной обработке. Обогащение угля - важнейший процесс, без которого угольная промышленность не может ...
далее
Высшая и низшая теплота сгорания, разновидности топлива
Количество теплоты, выделяющееся при сгорании топлива, определяется несколькими важными аспектами. Постараемся выяснить основные моменты, связанные с высшей и низшей теплотой сгорания.
далее
Уголь каменный: свойства. Каменный уголь: происхождение, добыча, цена
С древних времен каменный уголь человечество использует в качестве одного из источников энергии. И в наши дни это полезное ископаемое применяется достаточно широко.
далее
Уголь: состав, использование, способы добычи
На сегодняшний день люди используют большое количество разнообразных ископаемых. Одним из наиболее давних является уголь. Состав этого материала позволяет отлично использовать его для отопления жилища и не только.
далее
Что это - угли и какими они бывают?
В статье рассказывается о том, что такое угли, что такое ископаемый уголь, как он образуется и в каких сферах применяется в наше время.
далее
Каменный уголь: образование залежей. Значение каменного угля в промышленности
Михайло Ломоносов, знаменитый русский ученый 18 века, еще в те давние времена дал определение того, как возникало это полезное ископаемое в природе. А именно: из остатков растений, подобно торфу, произошел и каменный уголь. Образование его, по мнению Ломоносова, было обусловлено несколькими факторами. Во-первых, остатки растительности разлагались без участия «вольного воздуха» (то есть без свободного доступа кислорода). Во-вторых, присутствовал достаточно высокий температурный режим.
далее
Каменный уголь: образование залежей. Значение каменного угля в промышленности
Углерод. Атом углерода. Масса углерода
Углерод - это один из важнейших элементов планеты. Характеристика углерода и его соединений, аллотропные модификации. История открытия элемента.
далее
Углерод. Атом углерода. Масса углерода
Коксовый газ: состав, использование, производство
Давным-давно коксовый газ считался побочным продуктом в процессе создания кокса, поэтому зачастую он даже выводился в атмосферу. Позднее газ стал применяться с целью отопления коксовых печей, а уже сегодня в полной мере он отдается посторонним потребителям для бытового использования. Каким же образом получают коксовый газ и каков его состав?
далее
Коксовый газ: состав, использование, производство
Соли угольной кислоты. Применение солей угольной кислоты
Соли угольной кислоты: формулы, состав, нахождение в природе, получение, свойства и применение. Классификация и названия солей угольной кислоты.
далее
Соли угольной кислоты. Применение солей угольной кислоты
Уголь бурый. Добыча угля. Месторождение бурого угля
Статья посвящена бурому углю. Рассмотрены особенности породы, нюансы добычи, а также крупнейшие месторождения.
далее
Уголь бурый. Добыча угля. Месторождение бурого угля