Лекции ХТОВ 1 / Леция 1 / Уголь

Уголь

Именно уголь помог человечеству выйти из эпохи, когда для производства товаров использовались лишь мышечная сила да энергия ветра или воды. Уголь перенес нас в эпоху, когда машины и механизмы начали приводиться в движение энергией, выделяющейся при его сгорании. Паровая машина Уатта, работающая на угле, позволила не связывать местоположение завода или фабрики с рекой. Уголь оказался и тем первым ископаемым топливом, коренным образом изменившим способы транспортировки людей и грузов,—появился паровоз, приводимый в движение паром, который получали в котле, нагреваемом за счет сжигания угля.

В настоящее время уголь применяется главным образом для получения электричества на тепловых станциях, некогда же уголь играл ведущую роль в отоплении домов и для перевозки людей и грузов. После второй мировой войны владельцы домов начали переходить на нефть вместо угля, а затем в домах-новостройках стали использовать природный газ. На железных дорогах паровозы, работающие на угле, сменили более надежные и экологически более чистые дизельные двигатели.

Существуют четыре типа угля: торф, бурый уголь, битуминозный (жирный) уголь и антрацит. Все они образовались в ходе естественных процессов из различного вида растений, и все они применяются в качестве топлива. Различия между типами определяются разным содержанием углерода.

Уголь не является химически чистым углеродом. Помимо последнего в природном угле содержится неорганический материал, который остается после сгорания угля в виде золы. В угле может содержаться сера, иногда в составе сульфида железа, иногда в составе органических компонентов угля. Эта сера, сгорающая при сжигании угля, в значительной степени ответственна за кислотные дожди. В угле обычно присутствуют мышьяк, а также радиоактивные элементы. Фактически уголь оказывается самым грязным из всех видов ископаемого топлива.

При сжигании угля образуется большое количество веществ, загрязняющих воздух; в их число входят двуокись углерода, окислы серы, различные твердые частицы, окислы азота, мышьяк, селен и радиоактивные материалы.

Несмотря на загрязненность, уголь является хорошим источником тепловой энергии. При сжигании 0,5 и битуминозного угля выделяется примерно 13000 БТЕ (британских тепловых единиц), или 13700 килоджоулей (кДж) тепловой энергии.

Уголь не рекомендуется использовать как непосредственный источник энергии в городских условиях, его лучше сжигать, пусть это менее эффективно, для получения электричества, которое, как уже говорилось, может транспортироваться и использоваться в наших городах без загрязнения атмосферы. Использование газоочистного оборудования на электростанциях предусматривает уменьшение концентрации контаминантов до такого уровня, при котором газы могут быть безопасно рассеяны в атмосфере, не причиняя прямого ущерба. Однако при этом не учитывается долговременное пребывание в атмосфере диоксида серы и наблюдающееся повышение кислотности дождей, а также глобальное увеличение концентрации диоксида углерода.

Общегеологические запасы угля на территории стран СНГ — около 6 трлн. т (50 °/о мировых), в том числе каменные угли — 4,7 и бурые угли — 2,1 трлн. т. Калорийность изменяется от 3,5 (канско-ачинские) до 7 тыс. ккал (кузбасские). Ежегодная добыча угля — более 700 млн. т, из них 40 % открытым способом.