Древесный уголь

Правила безопасности

В соответствии с техникой безопасности минимальный объем угля, который может быть подвержен самовозгоранию – 100 дециметров кубических. При работе с объемами, которые выше обозначенного необходимы меры по исключению самовозгорания сырья.

Недопустимо строго ограничить сырье от взаимодействия с окисляющими веществами

Также важно предотвратить накопление пыли из угля

При перемещении готового сырья используют бочки из стали, мешки из бумаги, полипропилена. Хранят уголь на закрытых складских помещениях, особых емкостях, назначение которых – защитить сырье от попадания осадков. Перевозку осуществляют в упаковках, или просто насыпью в закрытых вагонах или грузовиках.

Технология изготовления древесного угля в домашних условиях

Если вам не нужен целый прицеп древесного угля, то закупка большими партиями будет не рациональна. Небольшое количество топлива для мангала или печи можно сделать самостоятельно, имея небольшой запас знаний и необходимых материалов.

Выбор сырья

От того, какую породу дерева выбрать для получения угля будет зависеть его качество. Лучше отдать предпочтение бревнам без коры. Таким образом, в процессе прогорания  не будет выделяться много дыма.

В качестве экономии, лучше использовать ту древесину, которая имеется в наличии или которую проще достать. Класс качества угля определяется породой дерева и маркируется соответственно:

• «А» — деревья твердых пород, такие как дуб, вяз, береза;
• «Б» — смесь хвойных деревьев твердыми породами;
• «В» — мягкие породы, ольха, пихта, тополь и др.

Для изготовления древесного угля подходит береза

Самый распространенный и доступный вид древесины — береза. Из нее получаются отличные угли, имеющие высокую теплоотдачу и ровный жар.

Получение древесного угля путем пережигания древесины в яме

Для изготовления древесного угля своими руками в яме нужно подготовить сырье и само место его закладки. Очищенные от коры бревна распиливаются. Чем меньше будет размер бревен, тем качественней потом получится уголь. Лучше, чтобы габариты каждой заготовки не превышали 25 см.

Далее выкапывается цилиндрическая яма размерами 60 см в глубину и 70 см в диаметре. Такого объема хватит, чтобы получить примерно два мешка топлива. Стенки ямы должны быть точно вертикальными. Дно хорошенько уплотняется ногами или какими-либо подручными приспособлениями. Это нужно для того, чтобы впоследствии земля не смешалась с углем.

Когда яма подготовлена, в ней нужно развести костер. Для этого подойдет хворост или сухая кора. Нельзя использовать для розжига химические средства. Главная задача, чтобы дно было полностью покрыто ветками, поэтому постоянно нужно добавлять новые, по мере прогорания предыдущих.

В разгоревшийся хорошо костер выкладывается древесина. Поленья кладутся как можно плотнее друг к другу. Когда первый слой прогорит, сверху на него подкладываются новые бревна и так до тех пор, пока яма не заполнится доверху.

Время, когда поленья превратятся в уголь, зависит от плотности древесины. Их твердых пород получится более качественный уголь, о времени для их прогорания уйдет больше. Время от времени нужно разгребать прогоревшие бревна шестом или длинной палкой.

Спустя 3-4 часа яма из бревен должна полностью прогореть. Готовое топливо перед расфасовкой оставляют до полного остывания. Для этого уголь забрасывают свежей травой, сверху накидывают землю и все хорошо утрамбовывают.

На остывание топлива уйдет примерно 2 дня. После этого его откапывают, просеивают и раскладывают в мешки. Древесный уголь полностью готов для дальнейшего использования.

Древесный уголь в бочке

Так же как и для выжигания угля в яме первоначально необходимо подготовить древесину. Бревна очищаются и распиливаются. Также нужно подготовить бочку из толстого металла. Объем выбирается индивидуально, по принципу какая есть или сколько угля планируется заготовить. Есть два способа изготовления древесного угля своими руками в бочке.

1. На дно емкости укладываются жаростойкие кирпичи ребрами вверх. Между ними разводится костер с применением бумаги, щепок, хвороста и др. Сверху выкладываются подготовленные бревна до тех пор, пока угли не закроют поверхность кирпичей. На прогоревшую древесину кладется металлическая решетка, а на нее следующая партия поленьев. Между бревнами и их слоями не должно быть больших зазоров. Как только бочка заполнится доверху, а на поверхности появится пламя, ее закрывают металлическим листом или крышкой. По цвету выходящего дыма определяют готовность углей. Если он сизого цвета, то бочку плотно закупоривают и оставляют топливо остывать. После угли достают и пользуются по своему усмотрению.
2. Подготавливают платформу, на которую установится бочка. Для этого на кирпичи укладывается лист из негорючего материала, например, стали. Между кирпичами разводится костер. Сверху устанавливается бочка наполненная дровами. Емкость закрывается не полностью. Щели необходимы для выхода газов в процессе окисления древесины. Когда процесс выхода газов прекратится, бочку на некоторое время оставляют на костре, затем снимают, а газоотводные отверстия плотно закрывают. В таком виде уголь оставляется до остывания, потом проверяется на готовность и качество.

Древесный уголь в бочке

Процесс изготовления древесного угля в домашних условиях достаточно трудоемкий, но в результате получится отличное биотопливо без вредных примесей.

История образования каменного угля и его виды

Весь процесс образования угля можно разделить на два основных этапа: формирование торфа и собственно процесс углефикации – преобразования торфа в уголь.

Торф формировался на обширных покрытых водой пространствах из растительных остатков разной степени разложения. Часть растений перегнивала полностью до гелеобразного состояния, часть — сохраняла свое клеточное строение. Их остатки скапливались на дне водоемов, которые постепенно превращались в болота. Обязательное условие, необходимое для формирования торфа, — отсутствие кислорода. Под толщей воды кислорода было мало, при разложении остатков выделялся сероводород, метан и углекислота, которые способствовали затвердению остатков. Образовывался торф.

История угля. Все начиналось много миллионов лет назад

Но не все торфяники преобразовывались в уголь. Для процесса углефикации необходимо: высокое давление, высокая температура и большой промежуток времени. В зависимости от наличия этих условий и происходило или нет образование каменного угля. Сначала торф заносился осадочными породами, что увеличивало давление и повышало температуру внутри торфяного слоя. В таких условиях образовывался бурый уголь – первая ступень углефикации. В некоторых областях происходило смещение пластов, в результате которых пласты бурого угля опускались (некоторые из обнаруженных месторождений находятся на глубине более 6000 метров). Местами эти процессы сопровождались подъемом магмы и извержениями вулканов. Высокое давление, отсутствие кислорода и высокие температуры способствовали тому, что влаги и природных газов в буром угле становилось все меньше, углерода все больше. По мере вытеснения воды и газов, бурый уголь превращался в битуминозный, затем, при наличии высокой температуры, в антрацит. Основное отличие бурого угля от каменного: в буром угле содержится больше влаги и природных газов и меньше углерода, что влияет на количество выделяемого при горении тепла.

Возраст угля определяют по содержащимся остаткам растительности. Иногда отпечатки очень четкие

Сегодня возраст угольных залежей определяется по растительным остаткам. Самые древние датируются каменноугольным периодом (345-280 миллионов лет назад). В это период сформировалось большая часть угольных бассейнов северной Америки (восток и центр США), центра и запада Европы, юга Африки, Китая, Индии. В Евразии большая часть угольных месторождений формировалась в Пермский период, некоторая часть небольших угольных бассейнов в Европе датируется Триасовым периодом. Увеличивается активность углеобразования к концу Юрского периода и в Меловом. Примерно в это время были сформированы залежи на востоке Европы, в Скалистых горах Америки, в Индокитае и центре Азии. Позже формировались в основном бурые угли и залежи торфа.

Виды угля

Уголь классифицируют в зависимости от содержания влаги, природных газов и углерода. С повышение количества углерода повышается его теплотворная способность. Чем меньше влаги и летучих веществ (газов), тем лучше он переносит хранение и транспортировку.

Лигнит — уголь первой стадии углефикации. Он отличается от бурого угля меньшим количеством воды (45%) в составе и большим выделением тепла. Структуру имеет волокнистую, цвет — от коричневого до черного (более высокого качества). Чаще всего используется в энергетике (на теплоэлектростанциях) для отопления частных домов используется редко, так как плохо хранится и имеет невысокую теплотворную способность в обычных печах.

Каменный уголь. Лигнит. Имеет рыхлую слоистую структуру

Суббитоминозный уголь — цвет черный, менее выраженная волокнистая структура, более высокая по сравнению с лигнитом теплотворность, меньшее содержание влаги (30%). При перевозке крошится, а на открытом воздухе выветривается. При сгорании выделяет 5-6 кВт/кг. Используется как в энергетике, так и в ЖКХ для отопления.

Битуминозный уголь отличается самой высокой теплотворной способностью, не теряет своих качеств при транспортировке и хранении. Выделяет при горении 7-9 кВт/кг тепла. Некоторые его виды используют для коксования.

Антрацит — уголь смоляно-черного цвета. Отличается самым высоким содержанием углеводорода. Его тяжело разжечь, но горит долго и без копоти, выделяет большое количество тепла (более 9 кВт/кг). Именно антрацит чаще других используется для отопления.

Антрацит. Отличается глубоким черным цветом и блестящей поверхностью.

2 Из чего состоит уголь? Какова химическая формула угля

Уголь — это один из самых древних видов топлива, известных человеку. И даже сегодня он занимает лидирующие позиции по объему использования. Причиной тому служит его распространенность, легкость добычи, переработки и использования. Но что он собой представляет? Какова химическая формула угля?

На самом деле данный вопрос не совсем корректен. Уголь — это не вещество, это смесь различных веществ. Их целое множество, поэтому полностью определить состав угля невозможно. Поэтому под химической формулой угля в этой статье мы будем подразумевать скорее его элементный состав и некоторые другие особенности.

Но что мы можем узнать о состоянии этого вещества? Уголь образуется из останков растений в течение многих лет вследствие воздействия большой температуры и давления. А так как растения имеют органическую природу, то и в составе угля будут преобладать органические вещества.

В зависимости от возраста и иных условий происхождения угля его делят на несколько видов. Каждый вид отличается элементарным составом, наличием примесей и другими немаловажными характеристиками.

2.1 Бурый уголь

Является самым молодым видом угля. В нем даже наблюдается растительная древесная структура. Образуется напрямую из торфа на глубине порядка 1 километра.

Этот вид угля содержит достаточно большое количество влаги: от 20 до 40%. При попадании на воздух она испаряется, а уголь рассыпается в порошок. Далее речь пойдет о химическом составе именно этого сухого остатка. Количество неорганических примесей в буром угле также велико и составляет 20-45%. В качестве этих примесей выступают диоксид кремния, оксиды алюминия, кальция и железа. Также в нем могут содержаться оксиды щелочных металлов.

Много в этом угле и летучих органических и неорганических веществ. Они могут составлять до половины массы этого вида угля. Элементарный состав за вычетом неорганических и летучих веществ следующий:

• Углерод 50-75%.
• Кислород 26-37%.
• Водород 3-5%.
• Азот 0-2%.
• Сера 0,5-3%.

2.2 Каменный уголь

По времени образования этот вид угля идет следующим после бурого. Он имеет черный или серо-черный цвет, а также смоляной, иногда металлический блеск.

Влажность каменного угля значительно меньше бурого: всего 1-12%. Содержание летучих веществ в каменном угле очень колеблется в зависимости от места добычи. Оно может быть минимальным (от 2%), но может и достигать значений, аналогичных бурому углю (до 48%). Элементарный состав следующий:

• Углерод 75-92%.
• Водород 2,5-5,7%.
• Кислород 1,5-15%.
• Азот до 2,7%.
• Сера 0-4%.

Отсюда можно сделать вывод, что химическая формула угля каменного состоит из большего числа углерода, чем у бурого. Это делает данный вид угля более качественным топливом.

2.3 Антрацит

Антрацит — это самая древняя форма ископаемого угля. Ему присущ темно-черный цвет, и он имеет характерный металлический блеск. Это самый лучший уголь по количеству тепла, которое он выделяет при горении.

Количество влаги и летучих веществ в нем очень мало. Около 5-7% на каждый показатель. А элементарный состав характеризуется крайне высоким содержанием углерода:

• Углерод более 90%.
• Водород 1-3%.
• Кислород 1-1,5%.
• Азот 1-1,5%.
• Сера до 0,8%.

Больше угля содержится лишь в графите, который является дальнейшей стадией углефикации антрацита.

2.4 Активированный уголь

Активированный уголь — это тип угля с высокой удельной поверхностью пор, из-за чего он обладает даже большей адсорбционной способностью, чем древесный. В качестве сырья для его получения используются древесный и каменный угли, а также скорлупа кокосовых орехов. Исходный материал подвергают процессу активации. Суть его состоит в том, чтобы вскрыть закупоренные поры действием высокой температуры, растворами электролитов или водяным паром.

В ходе процесса активации меняется лишь структура вещества, поэтому химическая формула активированного угля идентична составу сырья, из которого тот был изготовлен. Влажность активированного угля зависит от удельной поверхности пор и обычно составляет менее 12%.

Сколько стоит уголь для шашлыка: финансовые расчеты

Финансовый план включает в себя стартовые и ежемесячные расходы, а также предполагаемую прибыль и приблизительные сроки окупаемости вложений.

Сколько нужно вложить денег на организацию производства

Сумма первоначальных инвестиций сильно зависит от многих факторов, основной — это собственно возможности предпринимателя. По рекомендациям опытных бизнесменов, начинать бизнес лучше с малых оборотов, постепенно наращивая производство. 

Самая большая статья расходов — закупка оборудования, на которое понадобится около 400-500 тысяч рублей.

Приблизительный подсчет расходов:

Статья расходов	Сумма в рублях
Регистрация, получение разрешений и оформление документов	100 000
Аренда производственного здания	от 25 000 (зависит от региона)
Закупка первой партии сырья	80 000
Закупка и монтаж оборудования	500 000-600 000
Рекламная кампания	50 000
Непредвиденные расходы	10 000

Таким образом, на стартовые расходы понадобится около 720 000 рублей. 

Ежемесячно нужно выплачивать:

• зарплату персоналу;
• арендную плату;
• коммунальные расходы;
• налоговые отчисления;
• расходы на транспорт;

Стоимость закупки необходимого сырья зависит от уровня производственного процесса и успешности сбыта готового угля.

Окупаемость бизнеса на изготовлении древесного угля

Понятно, что посчитать точные доходы не представляется возможным Они разнятся в зависимости от вложенного капитала, региона, где находится производство. Стратегия ведения бизнеса, закупка сырья по низким ценам, широкий круг покупателей и ценовая политика также влияют на уровень получения прибыли.

Средняя рентабельность бизнеса — 30%. Сроки окупаемости — 1 год или чуть меньше.

По подсчетам специалистов, одна средней мощности установка способна приносить владельцу прибыль от 70 000 рублей ежемесячно.

Что такое древесный уголь – преимущества, виды, применение

Углежжение – исконно русское ремесло, что зародилось на Урале. Стимулом к его появлению послужило кузнечное мастерство, требовавшее качественного топлива с высокой теплоотдачей и простотой добычи. Так как альтернатив на то время у людей не было, единственным спасением стал именно древесный уголь.

Если взглянуть на вопрос с технологической точки зрения, то превращение древесины в угли – это процесс разложения тканей дерева на органику и неорганику. Протекание данного процесса происходит под влиянием высоких температур. В химии это называют термическим разложением или пиролизом. Подобный тип «готовки» древесины используется и в других направлениях производства, например — переработка продуктов из нефти.

В чем преимущества древесного угля:

• угли не могут самовозгореться, что делает их безопасными для длительного хранения и транспортировки;
• продукт не имеет в своем составе никаких вредоносных примесей – это экологически чистый продукт;
• в процессе горения/тления, продукт не выделяет дым и большое пламя, но при этом, выдаваемая температура все равно довольно высока;
• теплоотдача угля составляет более 30 000 000 Джоулей на килограмм;
• хорошо показывает себя при разведении открытого огня, что делает его одним из лучших решений для летних вылазок на природу;
• жар храниться очень долго – это позволяет качественно прожарить продукты, не сжигая их на слишком сильном огне.

Благодаря тому, что в древесном угле отсутствуют сторонние химические примеси, его относят к разряду малозольных материалов, которые обладают высоким сопротивлением к электричеству и высокой тепловой устойчивостью.

Разновидности древесного угля:

• черный. Изготавливается из мягких пород древесины – это ольха, тополь, осина и так далее;
• красный. Для производства такого угля используются лишь представители семейства хвойных. Дабы получить продукт, необходимо придерживаться методики мягкого углежжения;
• белый. Производится с дерева твердой породы – это дуб, акация, граб, ясень и другие.

По ГОСТу выделяется 3 категории качества – «А», «Б» и «В». Высший, первый и второй сорта соответственно. Качественный продукт отличить весьма просто – глянцевая поверхность, черный насыщенный цвет с отливом синеватого, и в разрезах заметна сама структура волокон древесины. По всей поверхности угля имеются глубокие трещины, которые отвечают за скорость горения – чем их больше, тем лучше теплоотдача.

Области применения древесного угля:

• промышленное использование в качестве восстановителя. К примеру, для процесса отделения металла от руды;
• при переплавке драгоценных металлов;
• для отопления домов;
• для производства красителей;
• в пищевой сфере древесный уголь хорошо себя показывает при фильтрации сахарных смесей и воды;
• сырье применяется в изготовлении противогазов как фильтрующий элемент;
• большие промышленные заводы используют продукт как очистительный материал в системах чистки стоков и газовых выбросов;
• незаменимый компонент при регенерации кислорода в пространствах без доступа воздуха;
• хорошо показывает себя в медицине, а именно, в борьбе с отравлениями;
• сельскохозяйственный бизнес также не обходится без древесного угля. Он успешно используется в качестве пищевой добавки для крупного рогатого скота, свиней, и птицы. Кроме того, продукт применяют как удобрение, которое способно не только повысит плодородность земли, но и сократить количество вредоносных бактерий для ваших растений;
• при изготовлении кремния;
• бытовое применение древесного угля очевидно – камины, мангалы и открытые костры на пикниках.

Помимо самого угля, в расход идут и продукты его нагревания. Смола используется для изготовления скипидара, уксусной кислоты и даже канифоли. Благодаря массовому производству данной продукции, значительно уменьшилось количество вредных веществ, попадающих в атмосферу, что на пару десятых процента снизило парниковый эффект.

Конечно же, не стоит забывать и о негативной стороне производства древесного угля – вырубка деревьев. Несмотря на положительный эффект со стороны самого продукта, при его производстве часто используется еще зеленое сырье. Подобный расклад негативно сказывается на окружающей среде, нивелируя практически все положительные стороны товара для экосистемы нашей планеты.

3 Где используется древесный уголь?

Нередко возникает вопрос, где применяется древесный уголь? В далеком прошлом это был единственный источник топлива. В наше время он не утратил своих позиций, а сферы применения его существенно расширились:

1. Металлургия . Большое содержание углерода делает возможным использование древесного угля в качестве восстановителя, а отсутствие серы и фосфора гарантирует сохранение необходимых свойств восстановленных материалов.
2. Приборостроение . Уголь, который получают из мягких пород дерева, идет для изготовления антикоррозионной смазки, которая нужна для полировки и шлифовки различных форм и деталей.
3. Строительство . Поскольку этот материал хорошо поглощает запахи и обладает гигроскопичностью, то уголь применяют как изолятор.
4. Животноводство . Это отличная кормовая добавка, которую вводят в рацион телят, свиней, птиц.
5. Производство активированного угля . Он применяется во многих вентиляционных системах для того, чтобы задерживать летучие вредные примеси, находящиеся в воздухе.
6. Медицина . Древесное сырье идет на изготовление таблеток и порошков, помогающих в лечении желудочно-кишечных расстройств и отравлений.

Какой уголь лучше использовать для отопления?

В составе этого вида топлива множество элементов, которые влияют на энергетические свойства. Самым чистым и ценным считается топливо, содержащее максимальное количество углерода. Чем ниже процент этого вещества, тем ниже теплота сгорания и выше число примесей и влажности. При выборе угля учитывают следующие характеристики:

• Теплота сгорания. Показатель отражает, какой объем тепла выдаст определенный объем горючего за единицу времени. Измеряется в МДж/кг или Ккал/кг, в этом случае называется калорийностью.
• Зольность. Измеряется в процентах, показывает количество негорючих примесей. Чем ниже этот показатель, тем больше тепла от топлива. У высокосортных марок ее уровень находится в пределах 25%, у низкосортных углей — превышает 40%. Чем выше зольность, тем чаще придется убирать шлак и золу.
• Влажность. Если поверхностная влага легко устраняется просушиванием и проветриванием, то внутренняя испаряется только при горении. Чем выше показатель внутренней влажности, тем больше тепловой энергии потребуется на ее высушивание и меньше пойдет на обогрев.

Маркировка

Первая буква показывает сорт, вторая — величину фракции. Всего существует 17 марок. Основные сорта твердого топлива маркируются: антрациты — «А», длиннопламенный — «Д», слабоспекающийся — «СС».

Уголь классифицируется по размеру кусков:

Маркировка	Название	Фракция, мм
П	Плита	Более 100
К	Крупный	50—100
О	Орех	25—50
М	Мелкий	13—25
С	Семечка	6—13
Ш	Штыб	до 6
Р	Рядовой	0—300 карьерный 0—200 шахтный

Например, топливо маркировано АШ — антрацит штыб, ДС и ДПК — длиннопламенный «семечка» и плитный с кусками 50—100 мм.

Виды угля и его характеристики: каменный, бурый, антрацит, брикетированный прессованный

Как топливо используются три вида: бурый, каменный и антрацит. Первый дает меньше всего тепла, по этой причине его не используется в быту.

Каменный уголь выделяет большое количество тепла (до 7000 Ккал/кг), имеет влажность до 15%, дает немного золы (до 16%), поэтому чаще других используется для топки котлов.

Фото 2. Каменный уголь в руках. Представляет из себя небольшие камешки черного цвета.

В свою очередь делится на подвиды:

• Длиннопламенные — получили название за способность гореть с длинным пламенем как древесина. Марка ДПК подходит для большинства котлов, ДО, ДС — для автоматизированных.
• Слабоспекающиеся — горят без дыма и пламени, расходуется экономно за счет большой продолжительности горения. Используются реже из-за более низкого КПД и сложности розжига.
• Тощие — недорогие сорта относятся к короткопламенным, чаще применяются в промышленности в чугунных печах. Тощие угли трудно разжечь, они дают до 45% золы, но много тепла, поэтому в быту их применяют в котлах с хорошей тягой.

Антрациты имеют самые высокие качественные показатели среди всех углей для домашних котлов: теплотворность до 8200 Ккал/кг, влажность 1—3%, зольность до 9%. Почти не выделяют летучих веществ (до 9%), горят коротким ровным пламенем, с минимальным образованием дыма и зольных остатков. За счет высших показателей продолжительности горения считаются самыми экономичными видами углей. Подходят для специализированных котлов с объемной топкой, рассчитанной на высокие температуры и хорошей тягой.

Угольные брикеты — бюджетный вид топлива. Изготавливаются из отходов угледобывающей промышленности: мелких угольных фракций, крошки и пыли методом прессования с добавлением связующих компонентов. К преимуществам относят: невысокую зольность и влажность, хорошие теплотворные свойства при условии, что брикеты получены из высокосортного угля. Прессованное топливо хорошо разгорается при помощи дров, долго горит (в среднем 6—8 ч.), дает мало дыма, сажи и шлаков.

Фото 3. Прессованный уголь в продолговатых брикетах. Подобным топливом хорошо топить котлы.

Химическая формула угля, процесс его образования и использование в промышленности

Уголь в различных своих модификациях может иметь цвет от коричневого до черного. Он является хорошим топливом, поэтому его используют в преобразовании тепловой энергии в электрическую. Образуется он в результате накопления растительной массы и прохождения в ней физико-химических процессов.

Различные модификации угля

Накопление древесной массы в болотистой почве приводит к образованию торфа, который является предшественником угля. Формула торфа достаточно сложная, кроме того, для этой разновидности угля не существует конкретного стехиометрического соотношения. Сухой торф состоит из атомов углерода, водорода, кислорода, азота и серы.

Далее торф при длительном воздействии высокой температуры и больших давлений, возникающих в результате протекания геологических процессов, претерпевает ряд следующих угольных модификации:

1. Бурый уголь или лигнит.
2. Битум.
3. Каменный уголь.
4. Антрацит.

Конечным продуктом этой цепи преобразований является твердый графит или графитоподобный уголь, формула которого представляет собой чистый углерод C.

Древесина карбонового периода

Около 300 млн лет назад в карбоновый период большая часть суши нашей планеты была покрыта гигантскими папоротниковыми лесами. Постепенно эти леса вымирали, и древесина накапливалась в болотистых почвах, на которых они произрастали. Большое количество воды и грязи создавали препятствия для проникновения кислорода, поэтому мертвая древесина не разлагалась.

В течение длительного времени вновь отмершая древесина покрывала более старые слои, давление и температура которых постепенно увеличивались. Сопутствующие геологические процессы в конечном итоге привели к образованию залежей угля.

Процесс карбонизации

Термин «карбонизация» подразумевает метаморфические преобразования углерода, связанные с увеличением толщины древесных пластов, тектоническими движениями и процессами, а также с увеличением температуры в зависимости от глубины напластований.

Увеличение давления в первую очередь изменяет физические свойства угля, химическая формула которого остается неизменной. В частности, изменяется его плотность, твердость, оптическая анизотропия и пористость. Увеличение же температуры изменяет саму формулу угля в сторону увеличения содержания углерода и уменьшения кислорода и водорода. Эти химические процессы приводят к увеличению топливных характеристик угля.

Каменный уголь

Эта модификация угля очень богата углеродом, что приводит к высокому коэффициенту теплоотдачи и обуславливает ее использование в энергетической промышленности к качестве основного топлива.

Формула каменного угля состоит из битумных субстанций, дистилляция которых позволяет выделить из него ароматические гидрокарбонаты и вещество, известное под названием кокс, которое широко используется в процессах металлургии. Помимо битумных соединений, в каменном угле много серы. Этот элемент является главным источником загрязнения атмосферы при сжигании угля.

Каменный уголь имеет черный цвет и медленно горит, создавая пламя желтого цвета. В отличие от бурого угля, его теплота сгорания больше и составляет 30-36 МДж/кг.

Формула угля имеет сложный состав и содержит множество соединений углерода, кислорода и водорода, а также азота и серы. Такое разнообразие химических соединений стало началом развития целого направления в химической промышленности – карбохимии.

В настоящее время каменный уголь практически вытеснен природным газом и нефтью, однако два важных его направления использования продолжают существовать:

• основное горючее на тепловых электростанциях;
• источник кокса, получаемого путем бескислородного горения каменного угля в закрытых домнах.

fb.ru

Виды и сорта древесного угля

Выделяют 3 основные разновидности древесного угля:

1. Черный: в нем присутствует повышенное количество нелетучего углерода, воды и золы. Он отличается высокой плотностью и прочностью.Этот вид угля подразделяется на 2 сорта: первый и высший. Они различаются по физическим свойствам. Материал создается при термообработке древесины дуба, ясеня, клена, бука, березы, граба и вяза.
2. Красный: отличается высоким процентным содержанием золы. Производится из хвойных деревьев: сосна, ель, кедр, лиственница или пихта. Он имеет 2 сорта: первый и второй.
3. Белый: создается из твердой древесины дуба, ясеня, клена, бука, березы, граба и вяза. Он не подразделяется на дополнительные сорта, но обладает предельными параметрами качества, указанными в ГОСТ 7657-84.

Эта классификация активно применяется российскими производителями. Она определяет нюансы изготовления материала в соответствии с его физическими или химическими свойствами. Иностранные производители редко используют данные стандарты производства. Мировые лидеры по поставкам этого материала, располагающиеся на территории Латинской Америки в производстве применяют только эвкалипт, не указанный в мировых или государственных стандартах.