Источник: http://gw.eduhi.at/thema/energie/kohle/kohle.htm
«Уголь - это горючая горная масса, которая встречается в основном в форме пластов – широких пространственных площадей между слоями других слоев горной породы. Они образовывался из отложений доисторических растений, которые при затоплении и наслоении других осадочных пород без доступа воздуха превращались в уголь. Характер и продолжительность такого преобразования или процесса карбонизации являлись определяющим фактором для качеств этих углей, и, следовательно, для их использования.
Самому короткому процессу карбонизации подлежали по существу только бурые угли. Их влажность и зольность высокая, а стоимость тепла, по сравнению с каменным углем, на низком уровне. Более сильной карбонизации подлежал лигнит, месторождения которого находятся, прежде всего, в Чехословакии и в Венгрии.
Геологическое старейшие угли, состоящие из углерода (по-латински carbo, уголь), возникли более 300 млн. лет назад – каменные угли. Они концентрируются в Западной Европе на западноевропейском угольном поясе, который тянется от Англии на Северную Францию, Бельгию и Голландию до области Рура, в Саар-Лотарингии и Верхней Силезии…[1]».
Географическое распределение отдельных энергетических ресурсов может иметь решающее значение для выбора носителя первичной энергии и соответственно для возможной комбинации энергоносителей. Запасы угля представляют основную часть ископаемой первичной энергии и резервная ситуация для западных ведущих индустриальных государств исключительно благоприятна при этом энергоносителе, по сравнению с другими, на основе распределения месторождений.
Преобладающая часть идентифицированных запасов угля залегает в Северной Америке, восточных странах и Западной Европе. У государств OPEC – за исключением Индонезии и Венесуэлы – практически нет угольных месторождений.
Уголь как твердое топливо убыточен по сравнению с жидкими и газообразными энергоносителями. Однако, разведка месторождений угля проще, чем нефти и природного газа и поэтому общие запасы угля лучше известны. На основе больших запасов угля перед угольной экономикой стоят следующие задачи:
1. Превращать уголь в удобную для пользования и удовлетворяющую экологическим требованиям вторичную энергию;
2. Улучшения в отдельных фазах угольной технологии:
a) Разведка месторождений
b) Добыча угля
c) Транспортирование
d) Обогащение
Важные аспекты при оценке месторождения:
– качество и масса угля в сочетании с назначением;
– географическое положение месторождения;
– обусловленные месторождениями факторы, которые влияют на демонтаж и таким образом издержки.
Важные обусловленные месторождениями факторы горные, к примеру, глубина, мощность горных пластов, а также количесво появляющейся шахтной воды. Возрастающая глубина отрицательно сказывается на издержках разработки месторождения и на подъемных издержках демонтажа. Кроме того, температура поднимается с увеличивающейся глубиной, что влечет за собой повышенные требования к проветриванию выработок.
Имеющего промышленное значение месторождение может разрабатываться открытым или подземным способом.
По отношению к запасам уголь имеет преимущество, так как имеется достаточно много свободного места для складирования. Однако при транспорте твердое агрегатное состояние угля оказывает отрицательное влияние. Усиленное использование угля предполагает, что уголь может транспортироваться более малозатратно чем до сих пор. Обещающе выглядит гидравлический транспорт твердого топлива (крупнозернистая смесь воды твердого топлива) в трубопроводах. Транспорт в трубопроводах удовлетворяет экологическим требованиям, не зависит от погоды а также возможен на недоступной территории.
Месторождения каменного и бурого угля:
– Сев.Америка: Аппалачи, Средний Запад (Иллинойс), Монтана и Вайоминг, на севере Мексики;
– Сев.Америка: северная часть Колумбии, на юге Чили;
– Европа: Испания, Великобритания, Германия, Польша, Словения, Греция;
– Азия: Турция, Россия, Китай, Индия, Борнео;
– Африка: Южная Африка, Зимбабве;
– Австралия: Квинсленд, Новый Южный Уэльс.
Уголь возник из биомассы. Геохимическим влиянием биомасса превращается сначала в торф, потом в бурый уголь и каменный уголь. В процессе карбонизации постепенно пропадают кислород и водород.
У бурого угля низкая степень карбонизации. Примеры: мягкий бурый уголь, слабый бурый уголь, блестящий каменный уголь. У каменного угля более высокая степень карбонизации. Примеры: газовый уголь, жирный уголь, тощий уголь, антрацит.
Кроме того, угли содержат серу и азот, а также минеральные составляющие и воду в различных количествах. Их высокое содержание уменьшает качество угля.
Каменный уголь имеет большой потенциал. Она может превращаться как в электрическую энергию, так и в газообразные и жидкие энергоносители. Кроме того, уголь может использоваться как химическое сырье и соответственно переводиться в металлургический кокс и активированный уголь.
Следует отметить, что и серосодержащий уголь можно использовать, так как сера в процессах переработки может удаляться определенным образом. Таким образом, продукты обогащения угля в форме газообразных и жидких углеводородов на энергетическом рынке принципиально могут приступать к наследованию природного газа и нефти.
1979 - после преобразования первичной энергии в электрическую в мире составляет около 70% тепла на обычных тепловых электростанциях. (1997 год производство электроэнергии из угля в Германии - 51,6%)[2].
Значительная часть электрической энергии производят на устаревших тепловых электростанциях. Топливо для таких электростанций является уголь, бурый уголь, нефть, газ и мусор. При сжигании тепло генерирует пар, который затем приводит в движение диски турбины. Таким образом, вращательная энергия будет преобразовываться в электрическую энергию с помощью электрического генератора.
Мелкозернистый угольный материал, в который подается снизу воздух, начинает парить и попадает тогда в "текучее" состояние, которое очень похожа на жидкость. В отопительном котле такого вида в кипящем слое кладут трубы, по которым течет вода или пар. Этим тесным контактом переход тепла становится интенсивнее, а это указывает на то преимущество, что с меньшим количеством отопительных издержек можно отводить больше тепла. Кроме того, трубы могут располагаться довольно тесно, что приводит к значительной экономии места по сравнению с обычными паровыми котлами.
В топке кипящего слоя температура горения от 1100 до 1250 K относительно низка, вследствие чего возникает незначительное количество монооксида азота. Кроме того, обессеривание горючего осуществляется при добавлении в топочное пространство известняка. При этом образующийся гипс может использоваться строительным сектором.
Электростанции с топками кипящего слоя наиболее удовлетворяют экологическим требованиям и поэтому могут строиться также вблизи от густонаселенных центров. Ее степень эффективности составляет – только в производстве электроэнергии измерено – примерно 42%; степень совместного воздействия (со сцеплением тепла) составляет примерно 75%.
1. Seibert, Gerd. u. Wendelberger, Erhard. (1976). Lexikon 2000. (Band 7). S.2880.
2. Baratta, Mario von. (Hrsg.). (1998). Der Fischer Weltalmanch. (Zahlen Daten Fakten ?99). Sp.1107,1108.