Антрацит (уголь)
| Антрацит | |
|---|---|
| Антрацит | |
 Уголь антрацит | |
| Основной состав | углерод с примесями. |
| Агрегатное состояние | твёрдое вещество (разновидность угля) |
| Цвет | чёрно-серый |
У́голь антраци́т — вид высококачественного каменного угля, обладающий высокой степенью углефикации[1]. Самый древний из ископаемых углей. Его уникальные химические и тепловые свойства делают этот вид угля востребованным для различных целей. Используют антрацит в качестве высокоэффективного топлива, а также для изготовления электродов и получения карбидов металлов.
Химический состав
Обязательным компонентом угля антрацита является водород[2]. Обычно содержание водорода в антраците составляет около 1—2 %. Хотя содержание водорода в антраците невысоко, его присутствие в угле влияет на его теплоту сгорания и другие химические свойства. Также в антраците присутствует кислород[3]. Содержание кислорода составляет примерно 3—6 %. Кислород присутствует в виде окисей и гидроксильных групп в угле антраците. Ещё одним компонентом является азот[4]. В антраците содержится менее 1 % азота. Наличие азота в угле влияет на количество азотных оксидов, образующихся при сгорании, что может влиять на охрану окружающей среды. Серы[5] в угле антраците содержится небольшое количество, менее 2 %. Это делает антрацит более экологически чистым, по сравнению с углём, содержащим более значительные количества серы.
Характеристики
Антрацит имеет чёрную окраску, иногда с сероватым оттенком. Также этот уголь характеризуется сильным металлическим блеском. Наивысшая его твердость по шкале минералогической — 2,0—2,5, плотность массы органической — 1500—1700 кг/м3. Теплота сгорания антрацита — 33,9—34,8 Мдж/кг (8100—8350 ккал/кг). Он обладает небольшой влажностью — 1—3 % и содержит 93,5—97,0 % углерода, 1—3 % водорода, кислорода и азота 1,5—2,0 %[6].
Свойства антрацита
Уголь антрацит содержит от 92 % до 98 % углерода, что делает его одним из самых чистых видов угля. Это обеспечивает высокую тепловую энергию при сжигании и применении в производственных процессах. Из-за того, что в антраците низкий уровень летучих веществ, он является стабильным топливом и уменьшает количество выбросов при его использовании в качестве топлива. Антрацит обычно имеет очень низкое содержание серы, и это делает его более экологически чистым по сравнению с другими видами угля и уменьшает выбросы сернистых соединений в окружающую среду при его сжигании. Этот уголь горит без дыма и пламени. Также антрацит обладает высокой твёрдостью и блеском. Это делает его ценным для производства стали и других металлургических процессов. Этот уголь является источником энергии для производства тепла и электроэнергии. Антрацит обладает высокой степенью углефикации[7].
Происхождение
Уголь антрацит образуется из растительных остатков в результате длительного геологического процесса, который включает в себя высокий уровень термического и гидростатического давления, а также процесс термального изменения, известного как угольный метаморфизм. Образование антрацита происходит на глубине 6600 метров при температуре 220 º С и давлении 20000 атм.
Процесс начинается с формирования торфа из остатков растений, таких как мхи, ракитники и другие небольшие растительные материалы, которые накапливаются в болотах и низинных областях. Под действием времени, давления и тепла торф претерпевает углеводородное окисление, в результате чего происходит сжатие и уменьшение влажности, и он превращается в лигнит. Дополнительное воздействие тепла и давления от горных пород и почвы постепенно преобразует лигнит в уголь антрацит — самый высокий по качеству и тепловыделению из всех видов угля. Обычно уголь залегает пластинами, размеры которых начинается от 1,3 метров и доходит до 3,5 метров[8].
Области применения
Уголь антрацит используется в качестве твердого топлива для обогрева домов, предприятий и других сооружений. Высокая теплота сгорания этого угля обеспечивает эффективный и стабильный источник тепла. Антрацит используется для производства электроэнергии в технологиях тепловой генерации, где он может являться важным источником энергии для генерации электроэнергии. В металлургических процессах уголь антрацит применяется в производстве стали, так как его высокая теплота сгорания и низкое содержание вредных примесей делают его ценным компонентом для использования в металлургических печах и процессах. В крупных индустриальных предприятиях он используется для производства пара и обеспечения теплоснабжения производственных процессов. Иногда уголь антрацит используется в процессах фильтрации для очистки воды и удаления загрязнений благодаря своей пористой структуре[9].
Крупные месторождения
Россия
- Кузбасс (Кемеровская область).
- Тунгусский бассейн (Красноярский край, Якутия и Иркутская область).
- Донецкий угольный бассейн (Луганская Народная Республика и Донецкая Народная Республика, Ростовская область).
- Ленский бассейн (Республика Саха (Якутия) и Красноярский край)[10].
Польша
- Люблинский и Вавельский бассейны (юго-восток Польши).
Китай
- Шаньсийско-Ганьсуйский угольный бассейн (Северный Китай).
США
Примечания
- ↑ Антрацит. Большая российская энциклопедия. Дата обращения: 27 января 2024.
- ↑ Водород. Научно-образовательный портал «Большая российская энциклопедия» (22 мая 2023). Дата обращения: 10 января 2024.
- ↑ Кислород. Большая российская энциклопедия (10 ноября 2022). Дата обращения: 3 января 2024.
- ↑ Азот. Большая российская энциклопедия (20 октября 2022). Дата обращения: 3 февраля 2024.
- ↑ Сера. Научно-образовательный портал «Большая российская энциклопедия» (6 февраля 2023). Дата обращения: 3 февраля 2024.
- ↑ Уголь марки А (антрацит). Грунтовозов. Дата обращения: 3 февраля 2024.
- ↑ Антрацит, виды и применение. Вторая индустриализация России (18 декабря 2022). Дата обращения: 3 февраля 2024.
- ↑ Антрацит: определение, свойства, применение и экологические аспекты. Научные статьи.ру (24 ноября 2023). Дата обращения: 3 февраля 2024.
- ↑ Что такое антрацит? Свойства, добыча, применение и цена антрацита. Твой ювелир (3 декабря 2016). Дата обращения: 3 февраля 2024.
- ↑ Топ-10 крупнейших угольных месторождений мира. Livejournal (30 ноября 2017). Дата обращения: 6 февраля 2024.
Данная статья имеет статус «готовой». Это не говорит о качестве статьи, однако в ней уже в достаточной степени раскрыта основная тема. Если вы хотите улучшить статью — правьте смело!