Съобщението за въглища може да се използва при подготовката за урока. Разказ за въглища за деца може да бъде допълнен с интересни факти.
Доклад за каменни въглища
Битуминозните въглища сатвърд, изчерпаем, незаменим минерал, който хората използват за генериране на топлина чрез изгарянето му. Според класификацията принадлежи към седиментни скали. Въглищата, като източник на енергия, хората започнаха да използват в древни времена заедно с дърва за огрев.
Как се образуват битуминозни въглища?
Въглищата се появяват на Земята преди около 300-350 милиона години, когато дървесните папрати растат пищно върху примитивните блата и започват да се появяват първите голосеменни растения.
Смята се, че битуминозните въглища са се образували в резултат на дървесни отлагания. Имало е вековни гори, чиито дървета се натрупват в блата, където без кислород активността на бактериите, разлагащи растителните остатъци, се намалява до нула, образува се торф и след това, в процеса на заравяне на тези остатъци, се образуват въглища под висока температура. налягане и температура.
Така че за образуването на въглища е необходимо появата на торф на дълбочина от три километра. На тази дълбочина слой торф от двадесет метра ще се превърне във въглища с дебелина на слоя от два метра.
Видове въглища
Всички видове въглища се намират в пластове и техните места се наричат въглищни басейни. Днес се добиват различни видове въглища.
- Антрацитите са най-твърдите класове от големи дълбочини и имат максимална температура на горене.
- Битуминозни въглища - различни марки, добивани в мини и открити рудници. Най-разпространено е в много области на човешката дейност.
- Кафяви въглища - образувани от остатъците от торф, най-младият вид въглища. Има най-ниска температура на горене.
Как се добиват въглища?
Преди това битуминозните въглища просто се събираха на места, където шевът излизаше на повърхността. Това би могло да се случи в резултат на изместването на слоевете на земната кора.
Често, след свлачища в планински райони, такива разкрития на отлагания се разкриваха и хората успяваха да стигнат до парчета "горим камък".
По-късно, когато се появи първата технология, въглищата започнаха да се добиват по открит начин. Някои въглищни мини бяха потопени на дълбочина над 300 метра.
Днес, благодарение на съвременните технологии, хората се спускат на дълбочина над 1000 м, където се добиват висококачествени въглища.
За генериране на топлина могат да се използват различни видове въглища. При изгаряне се отделя в много по-големи количества, отколкото могат да бъдат получени от дърва или други твърди горива. Най-горещите видове въглища се използват в металургията, където са необходими високи температури.
Освен това въглищата са ценна суровина за химическата промишленост. От него се извличат много необходими и полезни вещества.
Надяваме се, че предоставената информация за въглищата ви е помогнала. И можете да оставите своя доклад за въглищата чрез формата за коментари.
Стюарт Е. Невинс, маг.
Натрупаните, уплътнени и рециклирани растения образуват седиментна скала, наречена въглища. Въглищата са не само източник с огромна икономическа стойност, но и порода, която е особено привлекателна за студентите по история на Земята. Въпреки че въглищата съставляват по-малко от един процент от всички седиментни скали на земята, те са от огромна стойност за базираните на Библията геолози. Именно въглищата дава християнският геолог един от най-силните геоложки аргументи за реалността на глобалния потоп на Ной.
За да се обясни образуването на въглища, са предложени две теории. Популярна теория, поддържана от повечето геолози-униформи, е, че растенията, които съставляват въглищата, са се натрупвали в огромни сладководни блата или торфени блата в продължение на хиляди години. Тази първа теория, която предполага растежа на растителен материал на мястото на неговото откриване, се нарича автохтонна теория .
Втората теория предполага, че въглищните пластове са натрупани от растения, които са били бързо транспортирани от други места и са отложени в условия на наводнение. Тази втора теория, според която е имало движение на растителни остатъци, се нарича алохтонна теория .
Вкаменелости във въглища
Видовете изкопаеми растения, открити във въглищата, очевидно са не потвърждават автохтонната теория... Вкаменени компасни дървета (напр. Лепидодендрони Сигилария) и гигантски папрати (особено Псароний) типични за находищата на въглища в Пенсилвания може да имат известна екологична толерантност към блатисти условия, докато други изкопаеми растения от басейна на Пенсилвания (например иглолистни Кордаити, гигантски хвощ зимуващ Каламити, различни изчезнали папратоподобни голосеменни) според основната им структура трябва да се предпочитат добре дренираните почви пред блатата. Много изследователи смятат, че анатомичната структура на изкопаемите растения показва, че те са израснали в тропически или субтропичен климат (аргумент, който може да се използва против автохтонната теория), тъй като съвременните блата са най-обширни и имат най-дълбоко натрупване на торф в по-хладен климат. географски ширини. Поради повишената изпарителна способност на слънцето съвременните тропически и субтропични райони са най-бедни на торф.
Въглищата често съдържат морски вкаменелостикато рибни вкаменелости, мекотели и брахиоподи (брахиоподи). Въглищните пластове съдържат топки въглища, които са закръглени маси от смачкани и невероятно добре запазени растения, както и изкопаеми животни (включително морски животни), които са тясно свързани с тези въглищни пластове. Малкият морски червей, Spirorbis, обикновено се намира прикрепен към въглищни централи в Европа и Северна Америка, които датират от карбона. Тъй като анатомичната структура на изкопаемите растения показва малко, че те са били адаптирани към морските блата, появата на морски животни с неморски растения показва, че смесването е настъпило по време на движение, като по този начин подкрепя модела на алохтонната теория.
Сред най-невероятните видове вкаменелости, открити във въглищните пластове, са вертикално разположени стволове на дървета, които са перпендикулярни на подложката, често пресичат десетки фута скали. Тези вертикални дървета често се срещат в шевове, които са свързани с находища на въглища, а в редки случаи те се намират в самите въглища. Във всеки случай утайката трябва да се натрупа бързо, за да покрие дърветата, преди да се влошат и паднат.
Колко време отнема да се образуват седиментни слоеве? Погледнете това дълго десет метра вкаменено дърво, едно от стотиците, открити в въглищните мини Куквил, Тенеси, САЩ. Започва в един въглищен пласт, минава нагоре през множество пластове и накрая завършва в друг въглищен пласт. Помислете за това: Какво би се случило с върха на едно дърво през хилядите години, необходими (според еволюцията), за да се образуват седиментни слоеве и въглищни пластове? Очевидно образуването на седиментни слоеве и въглищни пластове трябваше да бъде катастрофално (бързо), за да се зарови дървото в изправено положение, преди да се разпадне и падне. Такива "прави дървета" се срещат на много места по земята и на различни нива.Въпреки доказателствата, дълги периоди от време (необходими за еволюцията) са вклинени между слоевете, за което няма доказателства.
Може да се създаде впечатлението, че тези дървета са в първоначалната си позиция на растеж, но някои доказателства сочат, че това изобщо не е така, а точно обратното. Някои дървета пресичат леглата диагонално, а някои се намират с главата надолу. Понякога изглежда, че вертикално лежащите дървета са пуснали корени в растящо положение в слоеве, които са напълно пронизани от второ вертикално дърво. Кухите стволове на изкопаемите дървета обикновено са пълни със седиментна скала, която е различна от близките околни скали. Логиката, приложена към описаните примери, показва движението на тези стволове.
Изкопаеми корени
Най-важният минерал, който има пряко отношение към спора за произхода на въглищата е стигмария- изкопаем корен или коренище. Стигмариянай-често се среща в шевове, които се срещат под въглищни пластове и обикновено се свързва с вертикални дървета. Смятало се, че стигмарияпроучени преди 140 години от Чарлз Лайел и Д.У. Доусън, в въглищната последователност от въглеродния период в Нова Скотия, е недвусмислено доказателство, че растението е растело на това конкретно място.
Много съвременни геолози продължават да настояват, че стигмарията е корен, който се е образувал на това място и отива в почвата под въглищното блато. Последователността от въглища в Нова Скотия наскоро беше преразгледана от N.A. Рупке, който намери четири причини за алохтонен произход на стигмарията получени на базата на изследването на седиментните отлагания. Намерената вкаменелост обикновено е кластична и рядко прикрепена към шахтата - това показва предпочитаната ориентация на хоризонталната му ос, която е създадена в резултат на действието на течението. В допълнение, стволът е изпълнен със седиментна скала, която не е като заобикалящата скала, и често се среща на много хоризонти в пластове, които са напълно пронизани от вертикални дървета. Изследването на Рупке хвърли сериозни съмнения в популярното автохтонно обяснение за други слоеве, в които стигмария.
Циклотеми
Въглищата обикновено се срещат в поредица от седиментни скали, наречени циклотема .ИдеализиранПенсилвания циклотемаможе да има пластове, отложени в следния възходящ ред: пясъчник, шисти, варовик, подлежаща глина, въглища, шисти, варовик, шисти. V типична циклотемакато правило липсва един от съставните слоеве. На всеки сайт циклотемивсеки цикъл на отлагане обикновено се повтаря десетки пъти и всяко отлагане припокрива предишното отлагане. Илинойс е петдесетпоследователно разположени цикли и повече от сто такива цикъла се срещат в Западна Вирджиния.
Въпреки че въглищният пласт е част от типичните циклотемиобикновено доста тънък (обикновено един инч до няколко фута дебелина) страничното разположение на въглищата е невероятно... Едно от последните стратиграфски проучвания4 проведоха връзката между находищата на въглища: Broken Arrow (Оклахома), Crowberg (Мисури), Whitebrest (Айова), Colchester Number 2 (Илинойс), Koal IIIa (Индиана), Shultztown (Западен Кентъки), Princess Номер 6 (Източен Кентъки) и Долен Китанинг (Охайо и Пенсилвания). Всички те образуват един огромен въглищен пласт, който се простира сто хиляди квадратни километрав централните и източните Съединени щати. Нито едно съвременно блато няма площ, която да се доближава до размера на находищата на въглища в Пенсилвания.
Ако автохтонният модел на образуване на въглища е правилен, тогава трябва да са преобладавали много необичайни обстоятелства. Цялата площ, често включваща десетки хиляди квадратни километри, би трябвало едновременно да се издигне над морското равнище, за да се натрупа блатото, а след това ще трябва да потъне, за да бъде наводнено от океана. Ако изкопаемите гори се издигнат твърде високо над морското равнище, блатото и неговата антисептична вода, необходими за натрупването на торф, просто биха се изпарили. Ако по време на натрупването на торф морето нахлуе в блатото, морските условия биха унищожили растенията и други седиментни отлагания и торфът няма да бъде отложен. Тогава, според популярния модел, образуването на дебел въглищен пласт би означавал невероятен баланс в продължение на много хиляди години между скоростта на натрупване на торф и повишаване на морското равнище. Тази ситуация изглежда най-малко вероятна, особено ако си спомним, че циклотемът се повтаря във вертикален участък стотици пъти или дори повече. Или може би тези цикли могат най-добре да се обяснят като натрупването, което се е случило по време на последователното издигане и падане на наводненията?
шисти
Що се отнася до циклотемите, най-интересна е подлежащата глина. Подлежащата глина е мек слой глина, който не прилича на шев и често лежи под въглищен пласт. Много геолози смятат, че това е изкопаемата почва, върху която е съществувало блатото. Наличието на подлежаща глина, особено когато се намира в нея стигмария, често се тълкува като достатъчно доказателствоавтохтонен произход на въгледообразуващите растения.
Въпреки това, скорошни изследвания оспориха тълкуването на подлежащата глина като изкопаема почва. В подлежащата глина не са открити характеристики на почвата, подобни на тези на съвременната почва. Някои минерали, открити в подлежащата почва, не са видовете минерали, които биха били открити в почвата. Напротив, подлежащите глини, като правило, имат ритмично наслояване (на самото дъно има по-едър зърнест материал) и признаци на образуване на глинени люспи. Това са прости характеристики на седиментните скали, които биха се образували във всеки слой, който се натрупва във вода.
Много въглищни слоеве не покриват подлежащите глини и няма признаци за съществуване на почвата. В някои случаи въглищните пластове се припокриват от гранит, шисти, варовик, конгломерат или други скали, които не приличат на почвата. Основната глина без горен въглищен пласт е често срещана, както и базовите глини, които често покриват въглищен пласт. Липсата на разпознаваеми почви под въглищните пластове показва, че тук не може да расте нито един вид буйна растителност и подкрепя идеята, че тук са били преместени въглищни растения.
Структура на въглищата
Изучаването на микроскопичната структура и структура на торфа и въглищата помага да се разбере произходът на въглищата. A. D. Cohen е пионер в сравнително структурно изследване на съвременния автохтонен торф, образуван от мангрови гори и рядък модерен алохтонен крайбрежен торф от Южна Флорида. Повечето автохтонни торфове съдържат растителни фрагменти, които имат неуредена ориентация с преобладаваща матрица от по-фин материал, докато алохтонният торф има ориентация, образувана от водни потоци с удължени оси на растителни фрагменти, които обикновено са разположени успоредно на бреговата повърхност с характерно отсъствие на по-фин материал.матрица. Лошо сортираните растителни остатъци в автохтонния торф имат груба структура поради преплетената маса от корени, докато автохтонният торф има характерни микрослоеве поради липсата на враснали корени.
При провеждането на това изследване Коен отбеляза: „В хода на изследването на алохтонния торф беше разкрита една особеност, която беше, че вертикалните участъци от този материал, направени с помощта на микротом, приличаха повече на тънки участъци от въглища, отколкото на която и да е изследвана автохтонна проба.... Коен обърна внимание на факта, че характеристиките на този автохтонен торф (ориентация на удължени фрагменти, сортирана гранулирана структура с общо отсъствие на по-фина матрица, микрополагане без заплетена коренова структура) са характерни и за въглищата от карбона!
Бучки във въглища
Една от най-впечатляващите външни характеристики на въглищата е наличието на големи блокове. Повече от век тези големи парчета са открити във въглищните пластове по целия свят. П.Х. Прайс проведе проучване, в което изследва големи блокове от находището на въглища Сюел, което се намира в Западна Вирджиния. Средното тегло на събраните 40 камъка е 12 паунда, а най-големият камък тежи 161 паунда. Много от камъните са вулканични или метаморфни скали, за разлика от всички други разкрития в Западна Вирджиния... Прайс предположи, че големи камъни може да са се вплели в корените на дърветата и да са пренесени тук отдалеч. По този начин наличието на големи блокове във въглищата подкрепя алохтонния модел.
Въглимяване
Споровете относно естеството на процеса на превръщане на торф във въглища се водят от много години. Една съществуваща теория предполага, че е така времее основният фактор в процеса на коализиране. Тази теория обаче губи своята популярност, тъй като се установява, че с течение на времето няма системно покачване на метаморфичния стадий на въглищата. Има няколко очевидни несъответствия: лигнитите, които са най-ниският етап на метаморфизъм, се срещат в някои от най-старите въглищни пластове, докато антрацитите, които представляват най-високата степен на метаморфизъм на въглищата, се срещат в младите пластове.
Втората теория относно процеса на превръщане на торф във въглища предполага, че основният фактор в процеса на метаморфизъм на въглищата е налягане... Тази теория обаче се опровергава от множество геоложки примери, при които етапът на въглищен метаморфизъм не нараства в силно деформирани и нагънати шевове. Освен това лабораторните експерименти показват, че увеличаването на налягането всъщност може забавихимическо преобразуване на торф във въглища.
Третата теория (далеч най-популярната) предполага, че най-важният фактор в процеса на метаморфизъм на въглищата е температура... Геоложки примери (вулканични интрузии във въглищни пластове и подземни пожари в мините) показват, че повишените температури могат да причинят въглищаване. Лабораторните експерименти също са доста успешни в потвърждаването на тази теория. Един експеримент, проведен чрез бърз процес на нагряване, произвежда антрацитно вещество само за няколко минути, като по-голямата част от топлината се генерира от трансформацията на целулозния материал. По този начин въглищният метаморфизъм не изисква милиони години излагане на топлина и налягане - той може да се образува в резултат на бързо нагряване.
Заключение
Виждаме, че много потвърждаващи доказателства силно доказват истинността на алохтонната теория и потвърждават натрупването на множество въглищни пластове по време на Потопа на Ной. Вертикални изкопаеми дървета във въглищни пластове потвърждават бързото натрупванерастителни остатъци. Морските животни и сухоземните (а не в блатата) растения, открити във въглищата, предполагат движение. Микроструктурата на много въглищни пластове има специфична ориентация на частиците, структура на градирани зърна и микрослоеве, които показват движението (а не растежа на мястото на възникване) на растителния материал. Големите буци, присъстващи във въглищата, свидетелстват за процесите на движение. Липсата на почва под много въглищни пластове потвърждава факта, че въглеобразуващите инсталации плуваха с потока. Доказано е, че въглищата образуват систематични и типични порции циклотема, които очевидно, както и други скали, са отложени от водата. Експерименти за изследване на промяната в растителния материал показват, че не са нужни милиони години за образуването на антрацит, който наподобява въглища - той може да се образува бързо под въздействието на топлина.
Връзки
* Професор по геология и археология, Колеж по християнско наследство, Ел Кахон, Калифорния.
Дървесината се използва за отопление на къщи от дълго време, но за да продължи да гори е необходимо да се поставят трупи отново и отново. С развитието на въгледобивната индустрия все повече хора започнаха да използват въглища: дава повече топлина, гори по-дълго. С правилното полагане на пещта, част от въглищата, излята в котела вечер, ще поддържа стабилна температура през цялата нощ.
Историята на образуването на въглища и нейните видове
Целият процес на образуване на въглища може да бъде разделен на два основни етапа: образуването на торф и същинския процес на въглищаване - превръщането на торфа във въглища.
Торфът се е образувал върху обширни площи, покрити с вода от растителни остатъци с различна степен на разлагане. Някои от растенията изгниха напълно до гелообразно състояние, а някои запазиха клетъчната си структура. Останките им се натрупват на дъното на водоеми, които постепенно се превръщат в блата. Предпоставка за образуването на торф е липсата на кислород. Под водния стълб имаше малко кислород; по време на разлагането на остатъците се отделиха сероводород, метан и въглероден диоксид, които допринесоха за втвърдяването на остатъците. Образува се торф.
Но не всички торфища са превърнати във въглища. Процесът на въглищаване изисква: високо налягане, висока температура и дълъг период от време. В зависимост от наличието на тези условия, дали е станало образуването на въглища или не. Първоначално торфът беше пренесен от седиментни скали, което увеличи налягането и увеличи температурата вътре в торфения слой. При такива условия се образуваха кафяви въглища – първи етап на въглищаване. В някои райони е настъпило изместване на пласта, в резултат на което пластовете от кафяви въглища се слягат (някои от разкритите находища се намират на дълбочина над 6000 метра). На някои места тези процеси са били придружени от надигане на магма и вулканични изригвания. Високото налягане, липсата на кислород и високите температури допринесоха за факта, че влагата и природните газове в кафявите въглища стават все по-малко въглеродни, все повече и повече. С изместването на водата и газовете кафявите въглища се превръщат в битуминозни, а след това, при висока температура, в антрацит. Основната разлика между кафявите и каменните въглища: кафявите въглища съдържат повече влага и природни газове и по-малко въглерод, което влияе върху количеството топлина, отделяно по време на горенето.
Днес възрастта на находищата на въглища се определя от растителните останки. Най-старият датира от карбона (преди 345-280 милиона години). През този период се формират повечето от въглищните басейни на Северна Америка (изток и център на Съединените щати), центъра и запад на Европа, Южна Африка, Китай и Индия. В Евразия повечето от находищата на въглища са образувани през пермския период, някои от малките въглищни басейни в Европа датират от триаския период. Активността на образуването на въглища се увеличава към края на юрския период и през Кредата. Приблизително по това време се образуват находища в Източна Европа, Скалистите планини на Америка, Индокитай и Централна Азия. По-късно се образуват главно кафяви въглища и торфени находища.
Видове въглища
Въглищата се класифицират според съдържанието на влага, природен газ и въглерод. С увеличаване на количеството въглерод, неговата калоричност се увеличава. Колкото по-малко влага и летливи вещества (газове), толкова по-добре понася съхранението и транспортирането.
Лигнит- въглища от първия етап на въглищаване. Различава се от кафявите въглища с по-малко количество вода (45%) в състава си и с по-голямо отделяне на топлина. Структурата е влакнеста, цветът е от кафяв до черен (по-високо качество). Най-често се използва в енергетиката (в топлоелектрическите централи) за отопление на частни къщи, рядко се използва, тъй като се съхранява лошо и има ниска калоричност в конвенционалните печки.
Суббитоминови въглища- черен цвят, по-слабо изразена влакнеста структура, по-висока калоричност в сравнение с лигнитните въглища, по-ниско съдържание на влага (30%). При транспортиране се разпада и ерозира на открито. При изгаряне излъчва 5-6 kW / kg. Използва се както в енергетиката, така и в жилищно-комуналните услуги за отопление.
Битуминозни въглищаима най-висока калоричност, не губи качествата си при транспортиране и съхранение. Отдава 7-9 kW / kg топлина по време на горене. Някои от видовете му се използват за коксуване.
Антрацит- черни катранени въглища. Има най-високо съдържание на въглеводороди. Трудно е да се запали, но гори дълго време и без сажди, отделя голямо количество топлина (повече от 9 kW / kg). Антрацитът най-често се използва за отопление.
Какви въглища се използват за отопление
В Русия и страните от ОНД има система, приета още през 1988 г. Въглищата се класифицират според GOST 25543-88, който е разделен на 7 категории. Само няколко се използват за отопление:
Дългопламенни въглища (D). Той получи името си поради дългия процес на горене с отделяне на голямо количество топлина (5600-5800 kcal / kg). За неговото запалване и изгаряне не се изисква специално издухване, поради което въглищата с дълъг пламък често се използват в домакински котли на твърдо гориво. В зависимост от размера се случва:
- WPC - голяма плоча - размер на парчета 50-200 мм;
- ДПКО - плоча гайка - размер на парчета 25-100 мм;
- ПО - орех - 26-50 мм;
- DM - малък - размери 13-25 мм;
- DS - семе - 6-13 мм;
- DR - Частен - няма стандартни размери.
Въглищата с дълъг пламък са оптимални за отопление: пламъкът е дълъг (подобно на "раздаване" на дърва), много топлина се генерира, запалва и изгаря лесно - за нормално горене е достатъчна естествена тяга. Сравнително ниската му цена, съчетана с отлични характеристики, определи популярността на тази марка въглища. Закупува се не само за отопление на частни къщи, но и за котелни на образователни и медицински заведения. Освен това се използва гориво от всякаква фракция: от голямо "K" до малко "M".
Газ с дълъг пламък (DG). Различава се от клас D по по-висока калоричност. Всички фракции се използват за отопление на частни къщи: от "големи" до "частни". По-взискателни от условията на съхранение при продължителен пламък, т.к по-интензивно изветрени.
Антрацит (А). Излъчва много тяло, има ниско съдържание на пепел (пепелен остатък 10%), гори дълго време и равномерно, димът при горене е бял (всички други марки "дават" черен дим). Въпреки високите цени е невъзможно определено да се препоръча за отопление на частни къщи: антрацитът има висока цена и е трудно да се запали.
В някои случаи те купуват постни въглища "T", мастни "Zh" или ниско слепващи "SS". Останалите класове са предимно за промишлена употреба. Използват се в енергетиката и металургията, някои марки се използват за коксуване и обогатяване. Когато избирате въглища, трябва да обърнете внимание не само на техните характеристики, но и на цената на доставката. Ако дълъг пламък или антрацит не се продават във вашия район, тогава най-вероятно ще трябва да се справите с това, което е на пазара. Също така трябва да обърнете внимание на препоръките на производителите на вашия котел: документите обикновено посочват марките, за които е проектирано оборудването. Те трябва да се използват.
За да повишат комфорта и за да спестят пари, много хора предпочитат да имат няколко фракции: по-удобно е да го разтопите с „ядката“ или „голямата“ фракция и да попълните „семето“ за продължително горене. За най-студените периоди се съхранява известно количество антрацит, който макар и трудно да се запали, гори дълго и горещо в предварително загрят котел.
Коксуващите се и обогатените въглища се обработват специално за повишаване на калоричността. Тези видове се използват в металургията и енергетиката. За битови котли такова гориво не е подходящо: поради прекомерно високата температура на горене печката може да се спука.
Ако слушате хора с опит, те казват, че следната последователност на изливане на гориво в котела дава най-добър ефект: разтопете с дълъг пламък, след това изсипете антрацит от фракцията "ядка" - той гори дълго време, давате много топлина, а през нощта добавяте "семки" в котлона, които ще горят до сутринта.
Редът на разпалване на тухлени печки се препоръчва по различен начин: печката се топи с дърва, когато е добре осветена, покрита със "семка" или (духалката и клапата се отварят за по-добро снабдяване с кислород). Ако в семето има много прах, то може да се навлажни с вода – така се разпалва по-лесно. Когато фурната е достатъчно гореща, юмрукът може да се използва.
Какво представляват дървените въглища и за какво се използват
Въгленът е бил използван от хората в продължение на много хиляди години: той е открит при разкопки в селищата на пещерни хора. Малко вероятно е да са го направили сами, по-скоро са го събирали на огньове или са спасявали останките от пожари, но очевидно са знаели за свойствата му и са знаели как да го използват.
Днес у нас този вид гориво се използва най-вече за готвене: използва се в барбекюта и барбекюта, използва се и при пожари. Понякога се използват за камини: гори дълго време, генерира много топлина (7800 KC / kg) и почти не се образува дим и сажди. Останалата пепел е отличен тор и се използва за наторяване на горски земи или земеделски ниви. Пепелта от дървени въглища се използва и за производството на торове.
В промишлеността дървените въглища се използват за топене на чугун. За производството на един тон сплав са необходими само 0,5 тона от това гориво. В същото време чугунът придобива повишена устойчивост на корозия и здравина. Въглищата се използват като флюс при топенето на месинг, бронз, мед, манган, цинк и никел. Използва се за направата на твърди смазки за машиностроенето, използва се за шлайфане в инструментостроенето и печата и др. Филтрите за различни цели се изработват от въглен.
Днес дървените въглища започват да се разглеждат като алтернатива на традиционните горива: за разлика от въглищата, петрола и газа, той принадлежи към възобновяемите материали. Освен това съвременните технологии позволяват получаването на дървени въглища дори от промишлени отпадъци: от дървени стърготини, прах, храсти и др. От такива натрошени суровини се образуват брикети, които дават 1,5 пъти повече топлина от обикновените дървени въглища. В този случай топлината се отделя за по-дълъг период от време и топлината е равномерна.
Как се правят дървени въглища
До 20-ти век дървените въглища се получават чрез изгаряне на дърва или купища със специална форма. В тях се слагаха дърва, засипват се с пръст и се подпалват през специални дупки. Тази технология е общодостъпна и все още се използва в някои страни. Но има ниска ефективност: 1 кг въглища отнема до 12 кг дървесина, освен това е невъзможно да се контролира качеството на получените дървени въглища. Следващият етап от развитието на изгарянето на въглища беше използването на тръби в земни пещи. Това подобрение повиши ефективността на процеса: 8 кг дърва се изразходваха на килограм.
В съвременните пещи за изгаряне на дървени въглища се изразходват 3-4 кг суровина на килограм продукт. В същото време много внимание се отделя на екологосъобразността на процеса: по време на производството на дървени въглища в атмосферата се отделят много дим, сажди и вредни газове. Съвременните инсталации улавят отделяните газове, изпращат ги в специални камери, където се използват за загряване на пещта до температурата на коксуване.
Превръщането на дървесината в дървени въглища се извършва в безкислородна атмосфера при високи температури (реакция на пиролиза). Целият процес е разделен на три етапа:
- при 150 ° C влагата се отстранява от дървото;
- при 150-350 o C, отделянето на газове и образуването на органични продукти;
- при 350-550°С смолите и некондензиращите газове се отделят.
Според GOST дървените въглища се разделят на няколко класа в зависимост от вида на използваната дървесина:
- А - твърда дървесина;
- Б - твърди и меки широколистни, иглолистни (о).
Класове B и C - най-често това са брикети от дървени въглища, за производството на които се използват предприятия за преработка на отпадъчна дървесина. Това е отличен вид биогориво, което отдавна се използва в Европа за отопление и дори в електроцентрали: когато горят, не се образуват серни съединения (няма сяра в дървените въглища), а въглеводородите се съдържат в минимални количества. Използвайки технологията на предците, можете сами да изгаряте въглища за собствените си нужди. ...
Преди почти 200 години блестящият руски учен М. В. Ломоносов напълно правилно обясни образуването на изкопаеми въглища от растителни остатъци по същия начин, по който се образува торфът сега. Ломоносов посочи и условията, необходими за превръщането на торфа във въглища: разлагане на растителността „без свободен въздух“, високата температура вътре в Земята и „тежестта на покрива“, тоест налягането на скалите.
Отнема много време, докато торфът се превърне във въглища. В блатото се натрупва торф, а отгоре блатото е обрасло с все повече и повече слоеве растения. На дълбочина торфът непрекъснато се променя. Сложните химични съединения, които изграждат растенията, се разпадат на по-прости. Едната част се разтваря и се отвежда с вода, другата преминава в газообразно състояние: въглероден диоксид и лек газ - метан (същият газ гори в нашите печки). Гъбите и бактериите, които обитават всички торфища, играят важна роля в образуването на въглища. Те помагат за разграждането на растителната тъкан. В процеса на тези промени в торфа в него се натрупва най-устойчивото вещество - въглеродът. Докато се трансформира, торфът става все по-богат на въглерод.
Натрупването на въглерод в торфа става без кислород, в противен случай въглеродът, комбинирайки се с кислорода, ще се превърне напълно във въглероден диоксид и ще се изпари. Получените слоеве торф първоначално се изолират от кислорода във въздуха от водата, която ги покрива, след това от новообразуваните слоеве торф.
Така постепенно протича процесът на превръщане на торф във изкопаеми въглища. Има няколко основни вида изкопаеми въглища: лигнитни въглища, кафяви въглища, битуминозни въглища, антрацит, блат и др.
Най-подобен на торфа е лигнитът - насипни кафяви въглища, не много стари по произход. На нея ясно се виждат останките от растения, предимно дървесни (оттук и самото име „лигнит“, което означава „дървен“). Лигнитът е дървесен торф. В съвременните торфени блата от умерения пояс торфът се образува главно от торфен мъх, острица и тръстика, но в субтропичната зона на земното кълбо, например в горските блата на Флорида в САЩ, също се образува дървесен торф, много подобен на изкопаемия лигнит.
При по-тежко разлагане и изменение на растителните остатъци се образуват кафяви въглища. Цветът му е тъмнокафяв или черен; той е по-силен от лигнит, остатъците от дърво са по-рядко срещани и по-трудни за разпознаване. При изгаряне кафявите въглища дават повече топлина от лигнитните въглища, тъй като са по-богати на въглерод. Кафявите въглища не винаги се превръщат в каменни въглища с течение на времето. Известно е, че кафявите въглища от басейна на Московска област са на същата възраст като битуминозните въглища на западния склон на Урал (басейн Кизеловски). Процесът на превръщане на кафяви въглища в камък се случва само когато слоеве от кафяви въглища потъват в по-дълбоките хоризонти на земната кора или възникват процеси на планинострояване. За да се превърнат кафявите въглища в камък или антрацит, са необходими много висока температура и голямо налягане в недрата на Земята. При въглищата останките от растения се виждат само под микроскоп; тя е тежка, лъскава и често много здрава. Някои видове битуминозни въглища се коксират сами или заедно с други видове, тоест се превръщат в кокс.
Най-голямо количество въглерод се съдържа в черните лъскави въглища - антрацит. В него е възможно да се намерят растителни останки само под микроскоп. Когато се изгаря, антрацитът произвежда повече топлина от всички други видове въглища.
Boghead - плътни черни въглища с вдлъбната повърхност на счупване; сухата дестилация дава голямо количество каменовъглен катран - ценна суровина за химическата промишленост. Богхед се образува от водорасли и сапропел.
Колкото по-дълго въглищата лежат в земните пластове и колкото повече са подложени на натиск и дълбока топлина, толкова повече въглерод съдържат. Антрацитът съдържа около 95% въглерод, кафявите въглища - около 70%, а торфът - от 50 до 65%.
В блатото, където първоначално се натрупва торф, глина, пясък и различни разтворени вещества обикновено се съчетават с водата. Те образуват минерални примеси в торфа, които след това остават във въглищата. Тези примеси често образуват междинни слоеве, които разделят въглищния пласт на няколко слоя. Примесът замърсява въглищата и затруднява добиването им.
Когато въглищата се изгарят, всички минерални примеси остават под формата на пепел. Колкото по-добри са въглищата, толкова по-малко пепел трябва да има в тях. При добри категории въглища е само няколко процента, но понякога количеството пепел достига 30-40%. Ако пепелта е повече от 60%, тогава въглищата изобщо не горят и не са подходящи за гориво.
Въглищните пластове са различни не само по състав, но и по структура. Понякога цялата дебелина на шева се състои от чисти въглища. Това означава, че се е образувал в торфено блато, където почти не е попадала вода, замърсена с глина и пясък. Такива въглища могат да бъдат изгорени незабавно. По-често въглищните пластове се редуват с глинести или пясъчни слоеве. Тези въглищни пластове се наричат сложни. В тях, например, често има 10-15 глинести пласта с дебелина няколко сантиметра, на пласт с дебелина 1 m, докато чистите въглища са само 60-70 cm; обаче въглищата могат да бъдат с много добро качество.
За получаване на гориво от въглища с ниско съдържание на чужди примеси, въглищата се обогатяват. От мината скалата веднага се изпраща в преработвателното предприятие. Там скалата, добита в мината, се раздробява на малки парчета в специални машини, а след това всички глинени буци се отделят от въглищата. Глината винаги е по-тежка от въглищата, така че сместа от въглища и глина се измива с струя вода. Силата на струята е избрана така, че да носи въглищата, а по-тежката глина да остане отдолу. След това вода с въглища се прекарва през фина решетка. Водата се стича надолу, а въглищата, вече чисти, лишени от глинени частици, се събират върху повърхността на решетката. Такива въглища се наричат рафинирани. В него ще остане много малко пепел. Случва се пепелта във въглищата да се окаже не вреден примес, а полезен минерал. Така, например, тънка, глинеста кал, внесена в блатото от потоци и реки, често образува междинни слоеве от ценна огнеупорна глина. Той е специално разработен или събиран от пепелта, останала след изгарянето на въглища, и след това се използва за направата на порцелан и други продукти. Понякога въглищата се намират в пепелта.
Ако откриете грешка, моля, изберете част от текст и натиснете Ctrl + Enter.
Тази статия предоставя информация за интересна седиментна скала, която е източник от голямо икономическо значение. Тази скала, удивителна в своята история на произход, се нарича "въглища". Образованието му е доста любопитно. Трябва да се отбележи, че въпреки факта, че тази порода съставлява по-малко от един процент от всички седиментни скали, съществуващи на земята, тя е от голямо значение в много области на човешкия живот.
Главна информация
Как се образуват битуминозни въглища? Неговото формиране включва много процеси, протичащи в природата.
Въглищата се появяват на Земята преди около 350 милиона години. Казано по-просто, това се случи по следния начин. Стволовете на дърветата, падайки във водата с друга растителност, постепенно образуваха огромни слоеве от неразложена органична маса. Ограниченият достъп на кислород не позволи на тази каша да се разложи и изгние, която постепенно потъва все по-дълбоко под тежестта му. Дълго време и във връзка с изместването на слоевете на земната кора тези слоеве отиват на значителна дълбочина, където под въздействието на високи температури и високо налягане тази маса се превръща във въглища.
По-долу ще разгледаме по-отблизо как се появиха битуминозни въглища, чието образуване е много интересно и любопитно.
Видове въглища
В съвременните находища на въглища в света се добиват различни видове въглища:
1. Антрацити. Това са най-твърдите сортове, добивани от голяма дълбочина и имат най-високи температури на горене.
2. Битуминозни въглища. Много от неговите разновидности се добиват в открити рудници и мини. Този вид е най-разпространеният в областите на човешката дейност.
3. Кафяви въглища. Това е най-младият вид, образуван от остатъци от торф и има най-ниска температура на горене.
Всички тези форми на въглища се отлагат в пластове, а местата на тяхното натрупване се наричат въглищни басейни.
Теории за произхода на въглищата
Какво представляват битуминозните въглища? Просто казано, тази седиментна скала се натрупва, уплътнява и преработва растенията с течение на времето.
Има две теории, по-популярната от които е тази на много геолози. То е както следва: растенията, които съставляват въглищата, се натрупват в големи торфени или сладководни блата в продължение на много хиляди години. Тази теория предполага растежа на растителността на мястото, където се намират скали и се нарича "автохтонна".
Друга теория се основава на факта, че въглищните пластове са се натрупали от растения, пренесени от други места, които са били отложени в нова зона при условия на наводнение. С други думи, въглищата произлизат от транспортирани растителни остатъци. Втората теория се нарича алохтонна.
И в двата случая източникът на образуване на въглища са растенията.
Защо гори този камък?
Основният химичен елемент във въглищата с полезни свойства е въглеродът.
В зависимост от условията на образуване, процесите и възрастта на шевовете, всяко въглищно находище съдържа собствен определен процент въглерод. Този индикатор определя качеството на изкопаемото гориво, тъй като нивото на пренос на топлина е пряко свързано с количеството въглерод, окислен по време на горенето. Колкото по-висока е топлината на изгаряне на дадена скала, толкова по-подходяща е тя като източник на топлина и енергия.
Какво представляват битуминозните въглища за хората по света? На първо място, това е най-доброто гориво, подходящо за различни сфери на живота.
За вкаменелостите във въглищата
Изкопаемите растителни видове, открити във въглищата, не подкрепят автохтонната теория за произход. Защо? Например лимфните дървета и гигантските папрати, характерни за находищата на въглища в Пенсилвания, биха могли да растат в блатисти условия, докато други изкопаеми растения в същия басейн (иглолистно дърво или гигантски хвощ и др.) предпочитат по-изсушени почви, а не заблатени места . Оказва се, че по някакъв начин са били пренесени на тези места.
Как се появиха битуминозните въглища? Образованието сред природата е невероятно. Във въглищата често се срещат и морски вкаменелости: мекотели, риби и брахиоподи (или брахиоподи). Във въглищните пластове има и въглищни топки (закръглени смачкани маси от перфектно запазени изкопаеми растения и животни, включително морски). Например, малкият морски анелид червей обикновено се среща прикрепен към растения във въглищата на Северна Америка и Европа. Принадлежат към карбона.
Появата на морски животни във въглищни седиментни скали, осеяни с неморски растения, показва, че те се смесват в процеса на движение. Удивителни и продължителни процеси са протичали в природата преди окончателно образуването на битуминозни въглища. Неговото образование по този начин потвърждава алохтонната теория.
Удивителни находки
Най-интересните находки във въглищните пластове са вертикално разположени стволове на дървета. Те често пресичат огромни скални пластове, перпендикулярни на въглищния слой. Дърветата в това вертикално положение често се срещат в шевове, свързани с находища на въглища, и малко по-рядко в самите въглища. Мнозина са на мнение за движението и стволовете на дърветата.
Изненадващо, утайката трябва да се е натрупала толкова бързо, за да покрие тези дървета, преди да се разпаднат (изгният) и да паднат.
Ето една доста интересна история на образуването на скала, наречена въглища. Образуването на такива слоеве в земните недра е причина за по-нататъшни изследвания в търсене на отговори на многобройни въпроси.
Откъде са бучките във въглищата?
Впечатляваща външна характеристика на въглищата е, че съдържа огромни буци. Тези големи блокове са открити във въглищните пластове на много находища в продължение на повече от век. Средното тегло на 40-те камъни, събрани от находището на въглища в Западна Вирджиния, е около 12 паунда, като най-голямото е 161 паунда. Освен това много от тях са били метаморфни или вулканични скали.
Изследователят Прайс предположи, че те може да са били транспортирани до въглищно находище във Вирджиния отдалеч, преплитайки се в корените на дърветата. И това заключение подкрепя и алохтонния модел на образуване на въглища.
Заключение
Много изследвания доказват истинността на алохтонната теория за образуването на въглища: наличието на останки от сухоземни и морски животни и растения предполага тяхното движение.
Също така проучванията показват, че метаморфизмът на тази скала не изисква продължително (милиони години) излагане на натиск и топлина - може да се образува и в резултат на бързо нагряване. А дърветата, разположени вертикално във въглищните седименти, потвърждават доста бързото натрупване на растителни остатъци.
Зареждане ...