Άνθρακας: σύνθεση, εφαρμογή, μέθοδοι εκχύλισης

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Αυτός ο βράχος, που σχηματίζεται στο πάχος του φλοιού της γης, είναι πολύ διαφορετικός. Μέχρι σήμερα, διακρίνονται οι ποικιλίες του, όπως, για παράδειγμα, καφές άνθρακας, ανθρακίτης, άνθρακας. Η σύνθεση του άνθρακα είναι υγρασία και ορυκτές ακαθαρσίες. Ωστόσο, όσον αφορά την υγρασία, μειώνει σημαντικά τη θερμότητα της καύσης.

Η σύνθεση της φυλής. Χημικά

Εκτός από το γεγονός ότι ο άνθρακας περιέχει υγρασία, περιέχει επίσης μια ουσία όπως το θείο. Αυτή η ακαθαρσία θεωρείται επίσης επιβλαβής και δεν περιέχεται στην καθαρή της μορφή, αλλά στη σύνθεση ακαθαρσιών όπως πυρίτης, ασβέστιο, θειικός σίδηρος. Όταν χρησιμοποιείται άνθρακας, ή μάλλον, όταν καίγεται με τέτοιες ακαθαρσίες στη σύνθεση, θα σχηματιστεί επιβλαβής εξάτμιση - διοξείδιο του θείου ή διοξείδιο του θείου. Έχει μάλλον αρνητική επίδραση στην ανθρώπινη υγεία εάν αναπνέεται. Είναι ικανό να προκαλέσει ταχεία διάβρωση του μετάλλου, καθώς και να δηλητηριάσει την ατμόσφαιρα με τις αναθυμιάσεις του. Πρέπει να σημειωθεί ότι η περιεκτικότητα σε θείο στη σύνθεση του άνθρακα, που εξορύσσεται στη λεκάνη του Donets, είναι αρκετά χαμηλή. Ο δείκτης αυτής της ουσίας είναι μόνο 1-2%. Σε σύγκριση με τις λεκάνες των κεντρικών και βόρειων περιοχών, τότε η περιεκτικότητα αυτής της επιβλαβούς ακαθαρσίας σε αυτές ξεκινά μόνο από 3,5%. Γεμάτοςη χημική σύνθεση των πρώτων υλών είναι η εξής:

• υψηλότερο ποσοστό άνθρακα - από 50 έως 96%;
• μετά τον άνθρακα έρχεται οξυγόνο, η περιεκτικότητα του οποίου είναι από 25 έως 37%;
• το τρίτο σε αυτήν τη λίστα είναι το υδρογόνο, το ποσοστό του είναι από 3 έως 6%;
• Η τελευταία χημική ουσία είναι το άζωτο, η περιεκτικότητά του μπορεί να είναι από 0 έως 2,7%.

Τύρφη

Σήμερα χρησιμοποιείται και η τύρφη, η οποία είναι υπολείμματα βράχου. Χρησιμοποιείται αρκετά ευρέως, παρά το γεγονός ότι θεωρείται, στην πραγματικότητα, απόβλητο. Αξίζει να σημειωθεί εδώ ότι η σύνθεση αυτού του τύπου άνθρακα διαφέρει στο ότι η ποσοτική περιεκτικότητα όλων των επιβλαβών ακαθαρσιών, συμπεριλαμβανομένου του θείου, είναι πολύ μικρότερη. Το ποσοστό του χημικού στοιχείου άνθρακα μειώθηκε επίσης στο 50-60%.

Καφέ άνθρακα

Από μόνος του, ο καφές άνθρακας είναι μια γήινη μάζα με αρκετά υψηλή πυκνότητα, που σχηματίζεται από τύρφη, αλλά ταυτόχρονα διατηρεί τέλεια την ξυλώδη δομή του. Η χρήση αυτού του τύπου άνθρακα είναι πολύ λιγότερο συνηθισμένη από την πέτρα, για παράδειγμα. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι όταν καίγεται δημιουργεί μια καπνιστή φλόγα, η οποία δημιουργεί επίσης μια μάλλον δυσάρεστη οσμή. Χρησιμοποιείται συχνότερα σε ξηρή απόσταξη. Με τη βοήθειά του, είναι δυνατό να ληφθούν ουσίες όπως, για παράδειγμα, αμμωνία με οξικό οξύ. Αυτή η φυλή θεωρείται η νεότερη από όλες τις άλλες ποικιλίες. Η σύνθεση αυτού του τύπου άνθρακα είναι η εξής:

• όπως στοο προηγούμενος τύπος, ο άνθρακας επικρατεί εδώ - 50-77%;
• περιεκτικότητα σε οξυγόνο είναι πρακτικά η ίδια - 26-37%;
• το ποσοστό του υδρογόνου είναι 3-5 και το άζωτο είναι 0-2.

Αξίζει να προστεθεί ότι η ισχυρή ανάπτυξη της τεχνολογίας έχει οδηγήσει στο γεγονός ότι οι τεχνολόγοι έχουν μάθει πώς να αποκτούν συνθετικό αέριο από αυτή την πρώτη ύλη, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως εναλλακτική λύση για το μαζούτ.

Άνθρακας

Αυτό το απολιθωμένο υλικό είναι ένα μεταβατικό υλικό από τον λιγνίτη στον ανθρακίτη. Διαφέρει στο ότι είναι εξαιρετικό καύσιμο, σε αντίθεση με την καφετιά ουσία. Είναι αυτή η φυλή που είναι η πιο εξορυσσόμενη στην εποχή μας. Χρησιμοποιείται ευρύτερα ως καύσιμο για θερμοηλεκτρικούς σταθμούς, για παράδειγμα. Είναι εξαιρετικό για θέρμανση ιδιωτικών κατοικιών, για λειτουργία εργοστασίων κλπ. Η θερμογόνος δύναμη που έχει αυτού του είδους η πρώτη ύλη είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτή του καφέ. Ως επιβλαβείς ακαθαρσίες, αυτός ο τύπος άνθρακα περιέχει υγρασία σε ποσότητα από 3 έως 12%. Επιπλέον, περιέχει επίσης 32% πτητικές ουσίες καύσης.

Η χημική σύνθεση είναι διαφορετική από τα προηγούμενα είδη. Η ποσότητα άνθρακα είναι πολύ μεγαλύτερη - από 75 έως 93%. Η περιεκτικότητα σε οξυγόνο μειώθηκε σημαντικά - 3-19%, η περιεκτικότητα σε υδρογόνο παρέμεινε περίπου στο ίδιο επίπεδο - 4-6%. Ο δείκτης αζώτου είναι ακόμα χαμηλός - έως και 2,7%.

Αν κάνετε την ερώτηση, ποιος άνθρακας είναι καλύτερος, τότε η απάντηση σε αυτό, πιθανότατα, θα είναι η εξής: ανθρακίτης. Διαφέρει στο ότι η δομή του είναι όσο το δυνατόν πιο πυκνή, η επιφάνεια είναι λίγο γυαλιστερή και η θερμογόνος δύναμη έχει τον καλύτερο δείκτη. Το μόνο του μειονέκτημα είναι ότι ανάβει αρκετά άσχημα. Τις περισσότερες φορές χρησιμοποιείται για την κατασκευή πραγμάτων όπως ηλεκτροδίων άνθρακα, πάστας ηλεκτροδίων. Η χρήση του ως πρώτη ύλη καυσίμου στη βιομηχανία μεταλλουργίας είναι πολύ συνηθισμένη. Το βάθος εμφάνισης αυτού του βράχου είναι αρκετά μεγάλο - 6 χλμ. Από τα χημικά, περιέχει άνθρακα σε ποσότητα 95-97%, καθώς και υδρογόνο - από 1 έως 3%.

Μέθοδος εξόρυξης

Αξίζει να σημειωθεί ότι η μέθοδος εξόρυξης εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη θέση του κοιτάσματος άνθρακα, ή μάλλον, από το βάθος εμφάνισής του. Ανάλογα με αυτόν τον παράγοντα, διακρίνεται μια ανοικτή μέθοδος (λατομείο) και μια ορυχεία, κλειστή μέθοδος. Κάθε μέθοδος διακρίνεται από την τεχνολογία της, καθώς και από πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα.

Open Mining

Το κύριο πλεονέκτημα της εξόρυξης άνθρακα ανοιχτού λάκκου είναι η σχετική ασφάλεια. Το θέμα είναι ότι χρησιμοποιείται μόνο εάν το βάθος του βράχου δεν είναι μεγαλύτερο από 100 μέτρα. Με άλλα λόγια, δεν δημιουργείται άξονας που να μπορεί να καταρρεύσει κατά τη διάρκεια ενός ατυχήματος. Η ίδια η διαδικασία εξόρυξης πραγματοποιείται σύμφωνα με την ακόλουθη διαδικασία.

Πρώτα πρέπει να αφαιρέσετε το ανώτερο στρώμα χώματος που καλύπτει το βράχο. Αυτό το στρώμα ονομάζεται υπερφόρτωση και η μέθοδος αφαίρεσής του είναι υπερφόρτωση. Αυτή η διαδικασία, ανάλογα με τον τύπο του εδάφους, πραγματοποιείται με τη βοήθεια μπουλντόζες, συρματόσχοινα, εκσκαφείς με κουβάδες ή ξύστρες. Αφού αφαιρεθεί το στρώμα εδάφους, μπορείτε να προχωρήσετε στη σύνθλιψη του ίδιου του βράχου. ΓιαΓια αυτό χρησιμοποιούνται θραυστήρες, πιστόλια νερού, μπουλντόζες και άλλος εξοπλισμός. Εάν το πέτρωμα στο κοίτασμα άνθρακα είναι πολύ πυκνό, τότε σε σπάνιες περιπτώσεις χρησιμοποιείται γεώτρηση και ανατίναξη του άνθρακα. Αυτή η μέθοδος εξόρυξης καλύπτει συνήθως μια αρκετά μεγάλη περιοχή.

Όσον αφορά τις ελλείψεις της μεθόδου, αυτές είναι οι εξής:

• Πρώτον, πρόκληση σημαντικής περιβαλλοντικής ζημιάς στην τοποθεσία εξόρυξης.
• Δεύτερον, όλος ο βράχος που εξορύσσεται με αυτόν τον τρόπο περιέχει μεγάλη ποσότητα επιβλαβών ακαθαρσιών στη σύνθεσή του.

Τα κύρια πλεονεκτήματα της ανοιχτής εξόρυξης άνθρακα, εκτός από την ασφάλεια, είναι η υψηλή ταχύτητα, καθώς και η οικονομία.

Δεύτερη μέθοδος

Κλειστό ή η μέθοδος της εξόρυξης, όπως μπορείτε να μαντέψετε, χρησιμοποιείται εάν ο βράχος βρίσκεται αρκετά βαθιά κάτω από τη γη. Σε επίπεδο έδαφος, σχηματίζονται κάθετα ή οριζόντια κανάλια μέχρι την ίδια ραφή με άνθρακα, μετά το οποίο δημιουργείται ορυχείο. Εάν η ραφή του άνθρακα βρίσκεται σε ορεινή περιοχή, τότε το πρόσθετο είναι το μέρος που ανοίγει την εργασία.

Η υπόγεια εξόρυξη άνθρακα μπορεί να πραγματοποιηθεί χρησιμοποιώντας επιμήκεις τοίχους ή με τη μέθοδο του δωματίου και της κολόνας. Οι λάβες είναι μακριές όψεις. Μπορεί να υπάρχουν ένα ή περισσότερα τέτοια πρόσωπα σε ένα ορυχείο. Σε τέτοιες όψεις, ο άνθρακας κόβεται σε κομμάτια χρησιμοποιώντας μια εξόρυξη. Για την παράδοση των πρώτων υλών στην επιφάνεια χρησιμοποιείται η ίδια θεριζοαλωνιστική μηχανή. Φορτώνει τον βράχο στον μεταφορέα. Εάν χρησιμοποιήσετε αυτήν τη μέθοδο, μπορείτε να πάρετε σχεδόν όλο τον άνθρακα που περιέχεταισχηματισμός. Εάν ο άνθρακας δεν είναι πολύ βαθύς, τότε χρησιμοποιείται η μέθοδος του δωματίου και της κολόνας. Σε αυτή την περίπτωση χρησιμοποιούνται πόλοι και οριζόντιες διόδους που σχηματίζονται ανάμεσά τους.

Επί του παρόντος, πραγματοποιούνται αλλαγές στη βιομηχανία άνθρακα. Εισάγεται η τεχνολογία ενός ολοκληρωμένου αυτοματοποιημένου συστήματος παραγωγής με τη χρήση ηλεκτροκίνητων στηρίξεων οροφής. Αναπτύσσεται ενεργά μια μέθοδος που θα επιτρέπει τον απομακρυσμένο έλεγχο όλων των μηχανισμών εξόρυξης.

Τα πλεονεκτήματα της μεθόδου περιλαμβάνουν τα ακόλουθα:

• ο άνθρακας που θα προκύψει θα είναι πολύ υψηλής ποιότητας.
• αυτός ο τύπος εξόρυξης είναι πολύ λιγότερο επιβλαβής για το περιβάλλον.

Μεταξύ των ελλείψεων, αξίζει να επισημανθεί ότι αυτή η μέθοδος είναι η πιο επικίνδυνη μέθοδος εξόρυξης και θα απαιτήσει επίσης σημαντικό οικονομικό κόστος για την εφαρμογή της.

Λεκάνη άνθρακα του Ντόνετσκ

Αυτή η λεκάνη βρίσκεται στην επικράτεια περιοχών όπως το Ντόνετσκ, το Λουχάνσκ, το Ντνιεπροπετρόβσκ από την πλευρά της Ουκρανίας. Επιπλέον, βρίσκεται επίσης στο έδαφος της περιφέρειας Ροστόφ της Ρωσικής Ομοσπονδίας. Η συνολική έκταση αυτής της λεκάνης είναι περίπου 60 χιλιάδες km2, 50 χιλιάδες από τα οποία βρίσκονται στο έδαφος της Ουκρανίας. Αν μιλάμε για το μήκος του, τότε είναι περίπου 650 km στην υποπλαίσια κατεύθυνση. Ταυτόχρονα, το μέγιστο πλάτος του φτάνει μόλις τα 200 km. Όσο για την ποιότητα και τις ιδιότητες του εξορυσσόμενου άνθρακα, είναι πολύ διαφορετικές. Το θέμα είναι ότι στη λεκάνη άνθρακα του Ντόνετσκ υπάρχει ένα σύνολομεταμορφωμένη σειρά αυτού του απολιθώματος. Με άλλα λόγια, οποιοσδήποτε άνθρακας μπορεί να εξορυχθεί εδώ - από καφέ έως ανθρακίτη.

Ποιοτικό κάρβουνο ανάφλεξης

Αρκετά συχνά τίθεται το ερώτημα πώς να προσδιορίσετε την ποιότητα του άνθρακα που είναι κατάλληλος για την ανάφλεξη ενός λέβητα στερεών καυσίμων. Δεν είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε όλες τις ιδιότητές του. Δώστε προσοχή στα εξής:

• Θερμιδικό περιεχόμενο ή θερμότητα καύσης. Αυτό το χαρακτηριστικό περιγράφει πόση θερμότητα μπορεί να παράγει ένα στερεό καύσιμο όταν καίγεται.
• Η περιεκτικότητα σε τέφρα είναι το κύριο χαρακτηριστικό της ποιότητας των πρώτων υλών. Όσο μικρότερος είναι ο αριθμητικός δείκτης αυτού του χαρακτηριστικού, τόσο καλύτερος θα είναι ο άνθρακας, πράγμα που σημαίνει ότι θα εκπέμπει περισσότερη θερμότητα κατά την καύση. Για ποιοτικές φυλές, το ποσοστό είναι μικρότερο από 25%.
• Είναι σημαντικό να παρακολουθείτε την υγρασία. Μπορεί να είναι εξωτερικό ή εσωτερικό. Το εξωτερικό μπορεί να αφαιρεθεί με απλή ξήρανση του άνθρακα, αλλά το εσωτερικό μπορεί να αφαιρεθεί μόνο με καύση.

Ενεργός άνθρακας

Η δομή αυτού του άνθρακα είναι πορώδης και λαμβάνεται από διάφορα άλλα υλικά που περιέχουν άνθρακα και είναι οργανικής προέλευσης. Ο άνθρακας σε τέτοιες πρώτες ύλες θα είναι από 87 έως 97%. υδρογόνο, άζωτο και οξυγόνο είναι επίσης παρόντα. Όσον αφορά τη χημική του σύνθεση, αυτός ο τύπος άνθρακα μοιάζει περισσότερο με τον γραφίτη. Επιπλέον, αυτός ο τύπος πρώτης ύλης μπορεί να χωριστεί σε διάφορες κατηγορίες ανάλογα με τον τύπο της πρώτης ύλης που θα ληφθεί, σύμφωνα με τη μέθοδο ενεργοποίησης, τη μέθοδο ενεργοποίησης και τον σκοπό.