Презентация, доклад по химии Уголь и продукты его переработки

вугілля і продукти його переробки

з вимерлих рослин і планктону в результаті діяльності мікроорганізмів

бурого кольору, наймолодше з викопного вугілля. Містить багато води (43%), тому має низьку теплоту згоряння,містить до 50% летких речовин ,утворюється з відмерлих органічних решток на глибинах близько1 км.
Кам'яне- вміст карбону становить від 75% до 95%. Містить до 12% вологи ,тому має вищу теплоту згоряння порівняно з бурим вугіллям. Містить до 32% летких речовин, завдяки чому непогано спалахує. Утворюється з бурого вугілля на глибинах близько 3 км.
Антрацит-викопне вугілля, що при своєму виникненні прогрівалося найглибше, вугілля найвищої міри вуглефікації. Містить 95% вуглецю,має найбільшу теплоту згоряння, але погано спалахує. Утворюється з кам'яного вугілля при підвищенні тиску й температури на глибинах близько 6 км.

згадування про нього пов’язують з Аристотелем (IV ст. до р. х.). Кількома десятиріч­чями пізніше його учень Теофраст Ересський в «Трактаті про каміння» писав:

«…звуться ці викопні речовини антрацитом (або вугіллям)… вони спала­хують та горять подібно до деревного вугілля…»

Стародавні римляни видобували кам’яне вугілля для опалення на території нинішньої Великої Британії. У І ст. до н. е. в китайській провінції Юннань вугілля нагрівали без доступу повітря та отримували кокс.

Без доступу повітря в умовах підвищеної температури і тиску відбулося перетворення:

Утворення

На глибині 1 км з 20-метрового шару торфу- пласт бурого вугілля 4 м

3 км - шар торфу у пласт кам.в.2 м
6 км-20 м-1,5 м антрациту

млрд т Найбільші розвідані запаси кам'яного вугілля в Україні зосереджені в Донецькому кам'яновугільному басейні-87,0 % (101,9 млрд т), у Львівсько-Волинському вугільному басейні-2,0 % (2,3 млрд т)та Дніпровському- 3,5 % (4,1 млрд т). За кордоном — в Карагандинському, Південно-Якутському, Мінусинському, Буреїнському, Тунгуському, Ленському, Таймирському, Аппалачському, Пенсильванському, Рурському, Верхньосілезькому, Остравсько-Карвінському, Шаньсі, Південно-Уельському басейнах.

Родовища кам’яного вугілля, його запаси на Україні

1200 м, товщина пластів від 0,5 до 2,0 м, 25 % його коксується.
У Львівсько-Волинському басейні зосереджено близько 2% вугілля.
Глибина його залягання дещо менша – 300-700м, а товщина пластів найчастіше не більше 1 м.
Найбільші поклади бурого вугілля – у Дніпровському басейні (запаси оцінюють у 2,4 млрд. т, глибина залягання – 5-140 м, можливий відкритий видобуток).

кам’яного вугілля і входить у число найбільших світових його експортерів.

високомолекулярна структура, яка включає ациклічні й циклічні фрагменти та функціональні групи. Щільна порода чорного, іноді сіро-чорного кольору. Блиск смоляний або металічний. В органічній речовині кам'яного вугілля міститься 75-92 % Карбону, 2,5-5,7 % Гідрогену, 1,5-15 % Оксигену. Містить 2-48 % летких речовин. Вологість 1-12 %.

Розробка ведеться відкритим способом, якщо глибина залягання вугільного пласта не перевищує 100 метрів. Не рідкісні і такі випадки, коли при все більшому поглибленні вугільного кар'єру, далі вигідно вести розробку вугільного родовища підземним способом.

відкладеннях, разом з вугіллям, містяться багато видів георесурсів, які мають споживчу значущість. До них відносяться породи як сировина для будіндустрії, підземні води, метан вугільних пластів, рідкісні і розсіяні елементи, зокрема дорогоцінні метали і їх сполуки. Наприклад, деяке вугілля збагачене германієм.

– коксових печей і великих затрат теплової енергії.

Коксування

Коксування – термічна переробка вугілля, що полягає в його нагрівання без доступу повітря до 900-1100 С і витримуванні при цій температурі до 20 год, унаслідок чого вугілля розкладається з утворенням твердого коксу і летких органічних сполук і неорганічних речовин

складається з вузьких камер коксування завширшки 0,5м, завдовжки 4-7 м, куди одноразово завантажують 30–40 т подрібненого кам’яного вугілля. Для забезпечення належного перебігу процесу коксування 60-70 печей об’єднують в одну коксову батарею, у якій між печами розташовують опалювальні простінки. Необхідну для коксування теплову енергію одержують, спалюючи природний чи коксовий газ.

Кам’яне вугілля

Регенератори для нагрівання газу й повітря

Засипні отвори

Газозбірник

Продукти конденсації

Камери коксування

Схема коксової печі

t= 900 – 1050 °C, без доступу повітря

печі обкладені вогнетривкою цеглою

температурі.

Продукти

Коксовий газ
СН4, N2, CO2, CO, Н2, NН3

Камяновугільна смола
C6H6 і її гомологи
C6H5OH, гетероциклічні

Аміачна вода
NH4OH, C6H5OH, H2S

Кокс
Чисте вугілля С

При охолодженні летких продуктів конденсуються кам'яно­вугільна смола, аміачна вода і залишаються газоподібні речовини — коксовий газ.

Продукти гідрування – це суміш летких вуглеводнів, за складом аналогічних летким нафтопродуктам, що утворюють фракцію бензину. Тому цей процес вважають одним із перспективних способів добування синтетичнго бензину.

Газифікація

— високотемпературний процес взаємодії вуглецю вугільного палива з окисниками, який здійснюється з метою одержання суміші горючих газів (Н2, СО, СН4).

(1000–2000 °С) взаємодії з окиснювачами (O2, повітря, водяна пара,).
Вугілля перетворюється на генераторний газ(сумішСО2 і Н2, теплотворна здатність становить 4300 кДж / м3,

і водяний газ(CO і H2,теплотворна здатність 11 кДж / м3 ),

твердий залишок — зола.
Використовують буре вугілля та кокс.
Газифікацію вугілля проводять у газогенераторах. Крізь шар коксу (товщиною 3 м) знизу нагору поперемінно пропускається повітря (гаряче дуття) і водяна пара (холодне дуття).
Мало в порівнянні з теплотою згоряння природного газу (38 000 кДж / м3), тому генераторний газ використовують як паливо тільки в металургійному виробництві та на коксохімічних заводах.
Водяний газ використовується в багатьох промислових синтезах, наприклад при одержанні метанолу й амоніаку.

Газифікація вугілля

Барвники

Аміак

Тротил

Толуол

Барвники

Сахарин

Анілін

Саліцилові препарати

Фенацетин

Бензол

Пек

Фенол

Пластмаси

Камяно- вугільна
смола

Пікринова
кислота

Барвники

співвідношення використання видів палива у різні роки?
— Спрогнозуйте, на яких видах палива у майбутньому буде ґрунтуватися енергетика.
— Які види палива будуть зменшувати «свою частку» в світовій енергетиці? Чому?

CO2); сульфур(IV) оксид, оксиди Нітрогену (NO та NO2), сірководень H2S .
До основних забрудників атмосфери належать:
•     ТЕС, що працюють на викопних видах палива;
•     автомобільний транспорт, що викидає у атмосферу небезпечні вихлопні гази;
•     нафтопереробні та коксохімічні підприємства.
 

Основні забрудники

2,2 кг оксиду вуглецю (II); 1,6 кг пари кам'яновугільної смоли та масел; 0,57 кг вуглеводнів; під час вивантаження готового коксу — 2,8 кг пилу; 0,6 кг оксидів азоту.

навколишнє середовище, є гасіння коксу. Коли вода стикається з розпеченим коксом, з башт гасіння виділяється багато водяної пари, яка містить велику кількість різноманітних домішок.

стан здоров’я людини? Наведіть приклади.
— Чи потерпають інші живі організми від наслідків енергетичної діяльності людини? Наведіть приклади.

Наслідки забруднення

їх негативний вплив на довкілля?
Запропонуйте свої методи заохочення підприємств використовувати безпечні джерела енергії.
Які позитивні й негативні наслідки виробництва енергії?
У чому полягає причина кислотних дощів? Що, на вашу думку, слід зробити, щоб їх не було?
Назвіть можливі наслідки парникового ефекту.
Коли говорять про шкідливі наслідки для навколишнього середовища, що пов’язані з виробництвом енергії, зазвичай звинувачують хімію. Чи справедливо це?

Запитання учням

висока теплотвірна здатність (питома теплота згоряння метану – 35,9 МДж/м3, етану – 64,5 МДж/м3, пропану – 93,4 МДж/м3, бутану – 123 МДж/м3); 2) відсутність золи при згоранні; 3) незначний вміст шкідливих домішок, які не забруднюють оточуюче середовище; 4) відсутність диму і кіптяви при згоранні; 5) зручність у використанні, транспортуванні, зберіганні; 6) можливість автоматизації процесів горіння.

кам’яновугільних басейнах. Поклади вугілля в одних місцях виходять на поверхню, в інших – залягають на глибині до 2500 метрів і більше, мають товщину від кількох сантиметрів до декількох десятків сотень метрів.

Запаси кам’яного вугілля в Україні