Слайд 1

Слайд 2

Происхождение Состав и месторождения Экологические препядствия Применение Переработка
Слайд 3

ТЕОРИЯ ПРОИСХОЖДЕНИЯ Уголь – это остатки растений, погибших многие миллионы годов назад, тление которых было прервано в итоге прекращения доступа воздуха.
Слайд 4

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ГРУППЫ УГЛЯ сапрогумолиты гумолитысапропелиты
Слайд 5

растительные останки торф бурый уголь каменный уголь антрацит графит. УГЛЕФИЦИРОВАНИЕ Е М Т А М О Р Ф И З М
Слайд 6

Соответствующие физические характеристики каменного угля: — содержание углерода (С,%) — 75-97; — плотность (г/см3) – 1,28-1,53; — механическая крепкость (кг/см2) – 40-300; — удельная теплоемкость С (Ккал/г град) – 026-032; — коэффициент преломления света – 1,82-2,04.
Слайд 7

СОСТАВ И Важные МЕСТОРОЖДЕНИЯ Состав каменного угля очень сложен: в нем содержатся как органические, так и неорганические вещества. Припасы угля на нашей планетке существенно превосходят припасы нефти. Маленькую его часть употребляют как горючее, в главном же он удовлетворяет нужды коксохимического производства. Переработка каменного угля в текущее время становится одним из главных направлений в хим индустрии. Каменный уголь представляет собой полезное ископаемое, которое образовалось миллионы годов назад из отмерших остатков растений в итоге сложных процессов.
Слайд 8

Состав Каменного угля Состав каменного угля очень сложен: в нем содержатся как органические, так и неорганические вещества.
Слайд 9

По признакам различают: блестящие (витрен), полублестящие (кларен), матовые (дюрен), волокнистые (фюзен). Эти составляющие в большинстве случаев размещаются слоями, придавая каменным углям полосчатую структуру.
Слайд 10

Составные части каменного угля Основная — горючая, либо органическая, масса угля (ОМУ), влага и минер. включения, образующие при сжигании золу; (ОМУ Зольность каменных углей составляет 5-30% по массе и поболее; Зольность Главные составляющие золы: оксиды Si, Fe и Аl, редчайшие и рассеянные элементы (Ge, V, W, Ti и т.д.), также драгоценные металлы (Au, Ag). Горючая масса содержит С, Н, N, О и S, входящую также в состав минер.
Слайд 11

Хим состав По хим составу каменный уголь представляет смесь высокомолекулярных полициклических ароматичных соединений с высочайшей массовой толикой углерода, также воды и летучих веществ с маленькими количествами минеральных примесей, при сжигании угля образующих золу. Ископаемые угли отличаются друг от друга соотношением слагающих их компонент, что определяет их теплоту сгорания. Ряд органических соединений, входящие в состав каменного угля, обладает канцерогенными качествами.
Слайд 12

Зола Главные составляющие золы: оксиды Si, Fe и Аl, редчайшие и рассеянные элементы (Ge, V, W, Ti и т.д.), также драгоценные металлы (Au, Ag) Горючая масса содержит С, Н, N, О и S, входящую также в состав минеральной части.
Слайд 13

ОМУ Обширное распространение получили представления о гибридном нраве дескать. структуры, состоящей из пространственных, плоскостных и линейных фрагментов. Последние включают преим. макроалифатич. Радикалы и О-, N- и S- содержащие многофункциональные группы (см. также Гидрогенизация угля).
Слайд 14

Черта различных марок угля
Слайд 15


Главные месторождения Эльгинское месторождение (Саха). Более многообещающий объект для открытой разработки находится на юго- востоке Республики Саха. Площадь месторождения 246 км2. Месторождение представляет собой пологую брахисинклинальную асимметричную складку. Угленосны отложения верхней юры и нижнего мела. Главные угольные пласты приурочены к отложениям нерюнгринской (6 пластов мощностью 0,7-17 м) и ундыктанской (18 пластов мощностью также 0,7-17 м) свит. Угли в главном полублестящие линзовидно- полосчатые с очень высочайшим содержанием более ценного компонента витринита (78-98 %). По степени метаморфизма угли относятся к III (жирной) стадии. Марка угля Ж, группа 2Ж. Угли средне- и высокозольные (1524 %), малосернистые (0,2 %), малофосфористые (0,01 %), отлично спекающиеся (Y = 2837 мм), с высочайшей теплотой сгорания (28 МДж/кг). Месторождение представлено сильными (до 17 метров) пологими пластами с перекрывающими отложениями маленький мощности (коэффициент вскрыши около 3 куб м на тонну рядового угля), что очень прибыльно для организации добычи открытым методом. Эльгинское месторождение Элегестское месторождение (Тува) обладает припасами около 1 миллиардов т коксующегося угля дефицитной марки «Ж» (общий объем припасов оценивается в 20 миллиардов т). 80 % припасов находится в одном пласте шириной 6,4 м (наилучшие шахты Кузбасса работают в пластах шириной 2-3 м, в Воркуте уголь добывают из пластов тоньше 1 м). После выхода на проектную мощность к 2012 году на Элегесте ожидается -добыча 12 млн т угля раз в год. Лицензия на разработку элегестских углей принадлежит Енисейской промышленной компании, которая заходит в структуру «Объединенной промышленной корпорации» (ОПК). Правительственная комиссия по вкладывательным проектам РФ 22 марта 2007 года одобрила реализацию проектов по строительству жд полосы «Кызыл-Курагино» в увязке с освоением минерально-сырьевой базы Республики Тува.
Слайд 16

Угольные бассейны на местности Рф
Слайд 17

Главные месторождения
Слайд 18

Доказанные припасы угля
Слайд 19

Важные ПРОДУКТЫ, ПОЛУЧАЕМЫЕ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ УГЛЯ Из угля при хим переработке получают до 300 наименований различных товаров. Получают высокоуглеродистые углеграфитовые материалы, горный воск, пластические массы, синтетическое, жидкое и газообразное высоко- калорийное горючее. А так же ароматичные продукты оковём гидрогенизации и высоко азотистые кислоты для удобрений.
Слайд 20

Кокс и побочные продукты каменного угля Батарея коксовых печей со стороны коксовыталкивателя кокс сухой78,0 смола.3,5 бензол1,0 аммиак0,3 коксовый газ сухой 16,0 пирогенетическая влага 1,2 Итого100,0 Кокс — сероватое, чуток серебристое, пористое и очень жесткое вещество, более чем на 96% состоящее из углерода и получаемое при нагревании каменного угля либо нефтяных пеков без доступа воздуха при 950-1050°С. Процесс получения- кокса в итоге переработки природных топлив именуется коксованием.
Слайд 21

Схема улавливания товаров коксования: 1 коксовая батарея; 2 газосборник; 3 газопровод; 4 отделитель конденсата; 5 газовый холодильник; 6 электрофильтр (для отделения смолы); 7 газодувка; 8 трубопровод для отвода конденсата; 9 отстойник; 10 хранилище смолы; 11 хранилище аммиачной воды; 12 аммиачная колонна; 13 подогреватель газа; 14 сатуратор; 15 каплеотбойник; 16 бензольный скруббер; 17 подогреватель насыщенного масла; 18 бензольная колонна; 19 холодильник для масла; СБ сырой бензол; Г- оборотный газ; См -смола; СФ сульфат; СВ сточные воды.
Слайд 22

Применение кокса
Слайд 23

В доменной печи кокс сгорает и появляется оксид углерода (IV): С + О 2 = СО 2 + Q, который ведет взаимодействие с раскаленным коксом с образованием оксида углерода (II): С + СO 2 = 2CO – Q Оксид углерода (II) и является восстановителем железа, поначалу из оксида железа (III) появляется оксид железа (II, III), потом оксид железа (II) и, в конце концов, железо: 3Fe 2 O 3 + CO = 2Fe 3 O 4 + CO 2 + Q Fe 3 O 4 + CO = 3FeO + CO 2 – Q FeO + CO = Fe + CO 2 + Q Доменная печь
Слайд 24

Не считая кокса при сухой перегонке каменного угля образуются также летучие продукты, при охлаждении которых до 25-75 С появляется каменноугольная смола, аммиачная вода и газообразные продукты. Каменноугольная смола подвергается фракционной перегонке, в итоге чего получают несколько фракций: — легкое масло (температура кипения до 170 С) в нем содержится ароматичные углеводороды (бензол, толуол, кислоты и др. вещества); — среднее масло (температура кипения 170-230 С). Это оксибензолы, нафталин; — тяжелое масло (температура кипения 230-270 С). Это нафталин и его гомологи — антраценовое масло – антрацен, фенатрен и др.
Слайд 25

В состав газообразных товаров (коксового газа) входят: o Бензол; o Толуол; o Ксиолы; o Оксибензол; o Аммиак и др. вещ. Из коксового газа после чистки от аммиака, сероводорода и цианистых соединений извлекают сырой бензол, из которого выделяют отдельные углеводороды и ряд других ценных веществ.
Слайд 26

Продукты, получаемые при обработке коксового газа Из коксового газа углеводороды извлекают промывкой в скрубберах водянистыми поглотительными маслами. После отгонки от масла, разгонки из фракции, чистки и повторной ректификации получают незапятнанные товарные продукты, как-то: бензол, толуол, ксилолы и др. Из непредельных соединений, содержащихся в сыром бензоле, получают кумароновые смолы, использующиеся для производства лаков, красок, линолеума и в резиновой индустрии. Многообещающим сырьем является также циклопентадиен, который также получают из каменного угля. Каменный уголь – сырье для получения нафталина и других личных ароматичных углеводородов. Важными продуктами переработки являются пиридиновые основания и оксибензолы.
Слайд 27

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ Трудности Уже начиная с добычи угля происходит деформация биосферы
Слайд 28

Основная неувязка при использовании каменного угля – неограниченное количество выбросов, а именно парниковых газов. Выбрасывается около 44% от всех выбросов СО 2. В течение года выброс происходит неравномерно.
Слайд 29

По уровню производственного травматизма угольная индустрия занимает в производственной сфере грустное лидирующее положение Для угольной отрасли характерен малый уровень санитарно- гигиенической безопасности критерий труда.
Слайд 30

Суровые экологические трудности появляются в районах размещения золошлаковых отходов угольных ТЭС и при хранении.
Слайд 31

ПЕРЕРАБОТКА КАМЕННОГО УГЛЯ КОКСОВАНИЕ ГИДРОГЕНИЗАЦИЯ ГАЗОФИКАЦИЯ ПОЛУКОКСОВАНИЕ
Слайд 32

КОКСОВАНИЕ Коксование процесс переработки водянистого и твёрдого горючего нагреванием без доступа воздуха. При разложении горючего образуются твёрдый продукт кокс и летучие продукты. Кокс — сероватое, чуток серебристое, пористое и очень жесткое вещество, более чем на 96% состоящее из углерода и получаемое при нагревании каменного угля либо нефтяных пеков без доступа воздуха при 950-1050°С.
Слайд 33

Этот обширно распространённый технологический процесс состоит из 3 стадий: 1) подготовка к коксованию; 2)фактически коксование; 3)улавливание и переработка летучих товаров.
Слайд 34


Стадии коксования Подготовка включает обогащение, измельчение до зёрен размером около 3 мм, смешение нескольких видов угля, сушка приобретенной «шихты». Для коксования шихту загружают в коксовую печь. Каналы боковых простенков печей обогреваются продуктами сгорания газов. Длительность нагрева составляет 14-16 часов. Температура процесса 9001050 °C. Приобретенный кокс (75-78 % от массы начального угля) в виде «коксового пирога» (спёкшейся в пласт массы) выталкивается «коксовыталкивателями» в жд вагоны, в каких охлаждается («тушится») водой либо инертным газом (азотом). Парогазовая смесь выделяющихся летучи товаров (до 25 % от массы угля) отводится через газосборник для улавливания и переработки. Для разделения летучие продукты охлаждают впрыскиванием распыленной воды (от 700 °C до 80 °C) при всем этом из паровой фазы выделяется большая часть смол, предстоящее остывание парогазовой консистенции проводят в кожухотрубчатых холодильниках (до 25-35 °С). Конденсаты объединяют и отстаиванием выделяют надсмольную воду и каменноугольную смолу. Потом сырой коксовый газ поочередно очищают от NH 3 и H 2 S, промывают поглотительным маслом, серной кислотой.
Слайд 35

Схема коксовой батареи
Слайд 36

Схема коксования: 1 – коксовая батарея; 2 – сборный канал товаров горения; 3 – газопровод; 4 – отделитель конденсата; 5 – газовый холодильник; 6 – электрофильтр; 7 – газодувка; 8 – трубопровод для отвода конденсата; 9 – отстойник; 10 – хранилище смолы; 11 – хранилище аммиачной воды; 12 – аммиачная колонна; 13 – сатуратор; 14 – бензольный скруббер; 15 – бензольная колонка.
Слайд 37

Методы чистки коксового газа от H2S Сухой Влажный Сухая чистка коксового газа от сероводорода базирована на применении жестких поглотителей – гидроксида железа (III) Fe(OH)3 (болотной руды) и активиро-ванного угля. Этот способ обеспечивает глубокую (узкую) чистку и служит вспомогательным при влажной чистке. Он может употребляться для доочистки газа, который передается на далекое расстояние. 1. Способы, основанные на получении концентрированного газообразного H2S с следующим окислением его в серу либо серную кислоту: H2S + ОН– HS– + Н2О H2S + 2ОН– S–2 + 2Н2О 2. Способы основаны на конкретном окислении H2S, содержащегося в коксовом газе, в простую серу: 2H2S + О2 = 2S + 2Н2О 3. Способы, основанные на одновременном улавливании аммиака и сероводорода.
Слайд 38

Образование HСN при коксовании При коксовании каменных углей образуются цианистые соединения: дициан (СN)2 и цианистый водород НСN либо цианистоводородная кислота (синильная кислота). Содержание дициана в коксовом газе невелико, потому содержащиеся цианистые соединения в газе относят приемущественно к цианистому водороду. В цианистый водород перебегает до 2% азота, содержащегося в угле. Цианистый водород – продукт вторичных реакций, протекающих меж аммиаком, углеродом и углеводородами. Одной из таких реакций является взаимодействие аммиака с углеродом кокса: NH3 + С + Н2. С увеличением температуры коксования, понижением влажности шихты и повышением высоты коксовой камеры выход цианистого водорода увеличивается.
Слайд 39

Чистка коксового газа от HCN Сухой Влажный Сухая чистка газа от цианистого водорода болотной рудой – более обычный способ и осуществляется попутно с поглощением сероводорода. Степень извлечения цианистого водорода болотной рудой довольно высока (85– 95%). В итоге неких реакций цианистый водород оказывается связанным в болотной руде в виде Fе(СN)2 и приемущественно в виде Fе7(СN)18, но эти соединения не выделяются из поглотительной массы и на сто процентов теряются. 1. Полисульфидная чистка (полусильфидом натрия) с получением двухводной соли роданистого натрия. Степень чистки — 95%: HСN + Nа2СO3 = NаСN + NаНСО3 NаСN + Na2Sn = NaСNS + Nа2Sn-1 ; 2. Полисульфидная чистка с получением роданистого аммония (поглотитель полисульфид аммония). Степень чистки 80–85%: (NH4)2Sn + NH3 + HCN = NH4CNS + (NH4)2Sn-1 (NH4)2Sn-1 + S = (NH4)2Sn.
Слайд 40

Мышьяково — содовая сероочистка Цех мышьяково-содовой сероочистки состоит из последующих отделений: 1. Улавливания сероводорода и регенерации поглотительного раствора; 2. Плавки и кристаллизации серы; 3. Изготовления содового и мышьякового раствора; 4. Нейтрализации отработанного раствора.
Слайд 41

Вакуум — карбонатная сероочистка Цех чистки коксового газа от сероводорода вакуум-карбонатным способом включает: 1. Отделение улавливания и регенерации насыщенного поглотительного раствора 2. Отделение получения серной кислоты способом влажного катализа. Для улавливания сероводорода из коксового газа употребляются водные смеси соды (Na2CO3) либо поташа (K2CO3).
Слайд 42

Из 1 т шихты с влажностью 6% в процессе коксования получают в среднем последующие продукты: Продуктыкг% Кокс73073 Коксовый газ14014 Каменноугольная смола 303 Бензольные углеводороды (сырой бензол) 101 Аммиак30,3 Надсмольная вода 808 Утраты70,7
Слайд 43

Региональная структура производства кокса
Слайд 44

ПОЛУКОКСОВАНИЕ Процесс переработки жестких горючих ископаемых нагреванием без доступа воздуха при 500-600°С (при температуре, приблизительно в два раза более низкой, чем температура коксования) с целью получения гл. обр. твердого остатка (полукокса), также летучих товаров. Сырье — обычно бурые угли и горючие сланцы, пореже — каменные угли и торф.
Слайд 45

Способы полукоксования через стену печи от жарких дымовых газов, передвигающихся по каналам, обогревающих систему (П. с наружным подогревом); методом конкретного соприкосновения газообразного либо твердого теплоносителя со слоем горючего (П. с внутр. подогревом). Осуществляются в особых печах и определяются методом передачи теплоты горючему:
Слайд 46

ГИДРОГЕНИЗАЦИЯ Процесс перевоплощения высокомолекулярных веществ органической массы угля (ОМУ) под давлением водорода в водянистые и газообразные продукты при 400-500 °С в присутствии разных веществ — орг. растворителей, катализаторов и т.д. Научные базы этого процесса были разработаны сначала 20 в. В. Н. Ипатьевым, Н. Д. Зелинским, Ф. Бергиусом, Ф. Фишером и др.
Слайд 47

Ровная гидрогенизация угля является многообещающим способом получения углеводородов. В текущее время понятно несколько освоенных индустрией методов: Процесс Бергиуса некаталитическая ровная гидрогенизация; Процесс Шрёдера гидрогенизация угля в консистенции с 1 % масс. молибденового катализатора, в состав обскурантистской консистенции входят: смесь водянистых углеводородов «нафта», умеренные количества углеводородных газов C 3 -C 4, лёгкого водянистого горючего C 5 -C 10, NH 3, значимые количества CO 2.
Слайд 48

Стадии гидрогенизации угля 1. Подготовка угля; 2. Сушка (влага ~ 1,5%); 3. Нанесение катализатора (из смесей солей в количестве 1-5% от массы угля); 4. Углемасляную пасту в консистенции с циркулирующим водородсодержащим газом нагревают в системе термообмена и трубчатой печи и потом направляют на гидрогенизацию в реактор; 5. Гидрогенизацию производят в 3-х либо 4 поочередно расположенных цилиндрических пустотелых реакторах; 6. Продукты реакции делят в сепараторе на парогазовую смесь и тяжкий остаток – шлам.
Слайд 49

паС Схема гидрогенизации угля
Слайд 50

Из первого потока выделяют: водянистые продукты (масло, воду); газ (к-рый после отделения предельных углеводородов (С 1 -С 4 ), NH 3, H 2 S, CO 2 и СО, Н 2 О обогащают 95-97%-ным Н 2 и возвращают в процесс). Шлам делят на: водянистые продукты (после отделения воды подвергают дистилляции на фракцию с т. кип. до 325-400 °С и остаток, который возвращают в процесс для изготовления пасты) ; жесткий остаток. Продукты гидрогенизации
Слайд 51

ГАЗОФИКАЦИЯ Процесс перевоплощения жестких топлив (углей, торфа, сланцев) в горючий газ, состоящий гл. обр. из СО и Н 2, при высочайшей т-ре в присутствии окислителя (газифицирующего агента). Проводится в газогенераторах (потому получаемые газы именуются генераторными). Газификацию жестких топлив можно рассматривать как неполное окисление углерода.
Слайд 52

Главные реакции Более нередко окислителями служат О 2 (реакция 1), СО 2 (2) и водяной пар (3): Вместе с основными реакциями осуществляются последующие:
Слайд 53

«… настанет, возможно, с течением времени даже такая эра, что угля из земли вынимать не будут, а там в земле его смогут превращать в горючие газы…» (1888) Д. И. Менделеев : Позже в 1912 году эту же идею высказал У. Рамзай. В. И. Ленин в статье «Одна из величавых побед техники» высоко оценил идею Подземной газификации углей и ее достоинства перед шахтным способом добычи угля. СССР принадлежит ценность в разработке (с 1930) и внедрении технических решений П. г. у.
Слайд 54

Подземная газификация угля Осуществляется под действием высочайшей температуры (1000- 2000 °С) и подаваемого под давлением дутья — разных окислителей (обычно, воздуха, О 2 и водяного пара, реже- СО 2 ). Для подвода дутья и отвода газа газификацию проводят в скважинах, расположенных в определенном порядке и образующих так именуемый подземный генератор. В нем идут те же хим. реакции, что и в обыденных газогенераторах. Газ, производимый методом П. г. у., используют для энергетических нужд (в осн. как котельное горючее). Себестоимость газа (в пересчете на условное горючее) ниже себестоимости угля, добываемого шахтным методом, и выше себестоимости угля открытой добычи
Слайд 55

Черта ГАЗА, Приобретенного ГАЗИФИКАЦИЕЙ УГЛЯ НА ВОЗДУШНОМ ДУТЬЕ
Слайд 56


Источники инфы: http://www.chem.asu.ru/org/cpk/spk06.pdf; http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A3%D0%B3%D0%BB%D0%B5%D1%85%D0% B8%D0%BC%D0%B8%D1%8F; http://www.xumuk.ru/encyklopedia/1029.html; Калея и ц И. В., Химия гидрогенпзационных процессов в переработке топлив, М., 1973; Кричко А. А., Лебедев В. В, Фарберов И. Л., Нетопливное внедрение углей, М, 1978. А. А. Кричко.; http://www.xumuk.ru/encyklopedia/1029.html; http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/3625.html; Федосеев С. Д., Чернышев А. Б., Полукоксование и газификация твердого горючего, М., 1960; Кузнецов Д. Т, Эпергохимическое внедрение горючих сланцев, М., 1978; Наумов Л. С, Соболев Л Д, На орбите кокса, М., 1984, с. 16- 17; ГлущенкоИМ, Хим разработка горючих ископаемых, К., 1985; Лавров Н. В., Шурыгин А. П., Введение в теорию горения и газификации горючего, М., 1962; Альтшулер В. С, К ли ри ко в Г. В., Медведев В. А., Термодинамика процессов получения газов данного состава из горючих ископаемых, М., 1969; Эпик И., «Известия АН ЭССР. Сер. Геология», 1982, т. 31, 2, с. 42-55; его же, «Известия АН ЭССР. Сер. Химия», 1983, т. 32, 2, с. 81-97; Хим вещества из угля, пер. с нем., под ред. И. В. Калечица, М., 1980. Э.Э. Шпильрайн.
Слайд 57

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ !!!