Ogles: īpašības. Akmeņogles: izcelsme, ražošana, cena. Skatiet, kas ir “Ogles” citās vārdnīcās. Vēstījums par ķīmiju par ogļu tēmu

Struktūra

Ražošana

Klasifikācija

Galvenās īpašības

Lietošanas jomas

Reģenerācija

Stāsts

Ogļu aktīvās ogles

Dokumentācija

Izejvielas un ķīmiskais sastāvs

Aktivētā (jeb aktivētā) ogle (no latīņu valodas carbo activatus) ir adsorbents - viela ar augsti attīstītu porainu struktūru, ko iegūst no dažādiem organiskas izcelsmes oglekli saturošiem materiāliem, piemēram, oglēm, ogļu koksa, naftas koksa, kokosriekstu. čaumalas, valrieksti, aprikožu, olīvu un citu augļu sēklas. Aktivētā ogle (karbolēns), kas izgatavota no kokosriekstu čaumalām, tiek uzskatīta par labāko tīrīšanas kvalitātes un kalpošanas laika ziņā, un tās augstās izturības dēļ to var daudzkārt atjaunot.

No ķīmiskā viedokļa aktīvā ogle ir viena no oglekļa formām ar nepilnīgu struktūru, kas praktiski nesatur nekādus piemaisījumus. Aktivētā ogle ir 87-97% oglekļa, un tā var saturēt arī ūdeņradi, skābekli, slāpekli, sēru un citas vielas. Savā ķīmiskajā sastāvā aktīvā ogle ir līdzīga grafītam – materiālam, ko cita starpā izmanto parastajos zīmuļos. Aktivētā ogle, dimants, grafīts ir dažādas oglekļa formas, kas praktiski nesatur piemaisījumus. Pēc strukturālajām īpašībām aktīvās ogles pieder pie oglekļa mikrokristālisko šķirņu grupas - tie ir grafīta kristalīti, kas sastāv no 2-3 nm garām plaknēm, kuras savukārt veido sešstūraini gredzeni. Taču grafītam raksturīgā atsevišķu režģa plakņu orientācija viena pret otru tiek izjaukta aktīvajos ogļos - slāņi ir nejauši nobīdīti un nesakrīt to plaknei perpendikulārā virzienā. Papildus grafīta kristalītiem aktīvās ogles satur no vienas līdz divām trešdaļām amorfā oglekļa, līdz ar to ir arī heteroatomi. Neviendabīga masa, kas sastāv no grafīta kristalītiem un amorfā oglekļa, nosaka aktīvo ogļu unikālo poraino struktūru, kā arī to adsorbcijas un fizikāli mehāniskās īpašības. Ķīmiski saistītā skābekļa klātbūtne aktīvo ogļu struktūrā, kas veido bāziska vai skāba rakstura virsmas ķīmiskos savienojumus, būtiski ietekmē to adsorbcijas īpašības. Aktīvās ogles pelnu saturs var būt 1-15%, dažreiz tas tiek attīrīts līdz 0,1-0,2%.

Struktūra

Aktivētajai oglei ir milzīgs poru skaits un līdz ar to tai ir ļoti liels virsmas laukums, kā rezultātā tai ir augsta adsorbcija (1 g aktīvās ogles, atkarībā no ražošanas tehnoloģijas, virsmas laukums ir no 500 līdz 1500 m2). Tas ir augstais porainības līmenis, kas padara aktīvo ogli “aktivizētu”. Aktīvās ogles porainības palielināšanās notiek īpašas apstrādes – aktivācijas laikā, kas būtiski palielina adsorbējošo virsmu.

Aktivētajās oglēs izšķir makro-, mezo- un mikroporas. Atkarībā no molekulu lieluma, kas jānotur uz ogļu virsmas, ogles jāražo ar dažādām poru lieluma attiecībām. Aktīvās ogles poras klasificē pēc to lineārajiem izmēriem - X (pusplatums - spraugam līdzīgam poru modelim, rādiuss - cilindriskam vai sfēriskam):

• X<= 0,6-0,7 нм - микропоры;
• 0,6-0,7 < Х < 1,5-1,6 нм - супер- микропоры;
• 1,5-1,6 < Х < 100-200 нм - мезопоры;
• X > 100-200 nm - makroporas.

Adsorbciju mikroporās (īpatnējais tilpums 0,2-0,6 cm 3 /g un 800-1000 m 2 /g), kas pēc izmēra salīdzināmas ar adsorbētajām molekulām, galvenokārt raksturo tilpuma piepildīšanas mehānisms. Līdzīgi adsorbcija notiek arī supermikroporās (īpatnējais tilpums 0,15-0,2 cm 3 /g) - starpposma zonās starp mikroporām un mezoporām. Šajā reģionā mikroporu īpašības pakāpeniski deģenerējas, un parādās mezoporu īpašības. Adsorbcijas mehānisms mezoporās sastāv no secīgas adsorbcijas slāņu veidošanās (polimolekulārā adsorbcija), kas beidzas ar poru aizpildīšanu atbilstoši kapilārās kondensācijas mehānismam. Parastajām aktīvajām oglēm mezoporu īpatnējais tilpums ir 0,02-0,10 cm 3 /g, īpatnējā virsma ir 20-70 m 2 /g; tomēr dažām aktīvajām oglēm (piemēram, balinātājiem) šie skaitļi var sasniegt attiecīgi 0,7 cm 3 /g un 200-450 m 2 /g. Makroporas (īpatnējais tilpums un virsmas laukums attiecīgi 0,2-0,8 cm 3 /g un 0,5-2,0 m 2 /g) kalpo kā transporta kanāli, kas absorbēto vielu molekulas ieved aktīvās ogles granulu adsorbcijas telpā. Mikro- un mezoporas veido lielāko aktīvās ogles virsmas daļu, attiecīgi tās dod vislielāko ieguldījumu to adsorbcijas īpašībās.
Mikroporas ir īpaši piemērotas maza izmēra molekulu adsorbcijai, savukārt mezoporas ir īpaši piemērotas lielāku organisko molekulu adsorbcijai. Aktīvās ogles poru struktūru noteicošā ietekme ir izejvielai, no kuras tās tiek ražotas. Aktīvajām oglēm uz kokosriekstu čaumalu bāzes ir raksturīgs lielāks mikroporu īpatsvars, bet uz ogļu bāzes veidotajām aktīvām oglēm – lielāks mezoporu īpatsvars. Liela daļa makroporu ir raksturīga koksnes aktīvām oglēm. Aktīvajā oglejā, kā likums, ir visu veidu poras, un to tilpuma sadalījuma diferenciālajai līknei pēc izmēra ir 2-3 maksimumi. Atkarībā no supermikroporu attīstības pakāpes aktīvās ogles izšķir ar šauru sadalījumu (šo poru praktiski nav) un platas (būtiski attīstītas).

Aktivētās ogles porās notiek starpmolekulārā pievilcība, kas izraisa adsorbcijas spēku (Van der Vāla spēku) rašanos, kas pēc būtības ir līdzīgi gravitācijas spēkam ar vienīgo atšķirību, ka tie darbojas molekulārā, nevis astronomiskā līmenī. Šie spēki izraisa reakciju, kas līdzīga nokrišņu reakcijai, kurā adsorbētās vielas var noņemt no ūdens vai gāzes plūsmām. Noņemto piesārņotāju molekulas uz aktīvās ogles virsmas notur starpmolekulārie van der Vāla spēki. Tādā veidā aktīvās ogles no attīrāmajām vielām noņem sārņus (atšķirībā, piemēram, no balināšanas, kad krāsaino piemaisījumu molekulas netiek noņemtas, bet ķīmiski pārvēršas par bezkrāsainām molekulām).
Ķīmiskās reakcijas var notikt arī starp adsorbētajām vielām un aktīvās ogles virsmu. Šos procesus sauc par ķīmisko adsorbciju vai ķīmisko adsorbciju, bet pamatā fiziskās adsorbcijas process notiek aktīvās ogles un adsorbētās vielas mijiedarbības rezultātā. Ķīmisorbciju plaši izmanto rūpniecībā gāzu attīrīšanai, degazēšanai, metālu atdalīšanai, kā arī zinātniskos pētījumos. Fiziskā adsorbcija ir atgriezeniska, tas ir, adsorbētās vielas var atdalīt no virsmas un noteiktos apstākļos atgriezt to sākotnējā stāvoklī. Ķīmisorbcijā adsorbētā viela ar ķīmisko saišu palīdzību tiek saistīta ar virsmu, mainot tās ķīmiskās īpašības. Ķīmisorbcija nav atgriezeniska.

Dažas vielas ir vāji adsorbētas uz parastās aktīvās ogles virsmas. Šīs vielas ir amonjaks, sēra dioksīds, dzīvsudraba tvaiki, sērūdeņradis, formaldehīds, hlors un ūdeņraža cianīds. Lai efektīvi noņemtu šādas vielas, tiek izmantotas aktīvās ogles, kas piesūcinātas ar īpašām ķīmiskām vielām. Impregnētās aktīvās ogles tiek izmantotas specializētos pielietojumos gaisa un ūdens attīrīšanā, respiratoros, militāriem nolūkiem, kodolrūpniecībā utt.

Ražošana

Aktīvās ogles ražošanai tiek izmantotas dažāda veida un dizaina krāsnis. Visizplatītākie ir: vairāku plauktu, šahtas, horizontālās un vertikālās rotācijas krāsnis, kā arī verdošā slāņa reaktori. Aktīvo ogļu pamatīpašības un galvenokārt poraino struktūru nosaka sākotnējās oglekli saturošās izejvielas veids un tā apstrādes metode. Pirmkārt, oglekli saturošas izejvielas tiek sasmalcinātas līdz daļiņu izmēram 3-5 cm, pēc tam pakļautas karbonizācijai (pirolīzei) - apgrauzdēšanai augstā temperatūrā inertā atmosfērā bez gaisa piekļuves, lai noņemtu gaistošās vielas. Karbonizācijas stadijā veidojas nākotnes aktīvās oglekļa karkass - primārā porainība un izturība.

Tomēr iegūtajam karbonizētajam ogleklim (karbonātam) ir sliktas adsorbcijas īpašības, jo tā poru izmēri ir mazi un iekšējās virsmas laukums ir ļoti mazs. Tāpēc karbonāts tiek aktivizēts, lai iegūtu īpašu poru struktūru un uzlabotu adsorbcijas īpašības. Aktivizācijas procesa būtība ir poru atvēršana, kas oglekļa materiālā atrodas slēgtā stāvoklī. To veic vai nu termoķīmiski: materiālu iepriekš piesūcina ar cinka hlorīda ZnCl 2, kālija karbonāta K 2 CO 3 vai kādu citu savienojumu šķīdumu un karsē līdz 400–600 °C bez gaisa piekļuves, vai arī ar visizplatītāko apstrāde - ar pārkarsētu tvaiku vai oglekļa dioksīdu CO 2 vai to maisījumu 700-900 °C temperatūrā stingri kontrolētos apstākļos.
Aktivizācija ar ūdens tvaiku ir karbonizēto produktu oksidēšana par gāzveida produktiem saskaņā ar reakciju - C + H 2 O -> CO + H 2; vai ar ūdens tvaiku pārpalikumu - C + 2H 2 O -> CO 2 + 2H 2. Plaši izplatīts paņēmiens ir ierobežota gaisa daudzuma ievadīšana aparātā, lai to aktivizētu vienlaikus ar piesātinātu tvaiku. Daļa ogļu sadeg un reakcijas telpā tiek sasniegta nepieciešamā temperatūra. Aktīvās ogles iznākums šajā procesa variantā ir ievērojami samazināts. Aktivēto ogli iegūst arī termiski sadalot sintētiskos polimērus (piemēram, polivinilidēnhlorīdu).

Aktivizēšana ar ūdens tvaiku ļauj iegūt ogles ar iekšējo virsmu līdz 1500 m 2 uz gramu ogļu. Pateicoties šim milzīgajam virsmas laukumam, aktīvās ogles ir lieliski adsorbenti. Tomēr ne visa šī zona var būt pieejama adsorbcijai, jo lielas adsorbēto vielu molekulas nevar iekļūt mazās porās. Aktivizācijas procesā veidojas nepieciešamā porainība un īpatnējais virsmas laukums, un notiek ievērojams cietās vielas masas samazinājums, ko sauc par izdegšanu.

Termoķīmiskās aktivācijas rezultātā veidojas rupji poraina aktīvā ogle, ko izmanto balināšanai. Tvaika aktivizācijas rezultātā veidojas smalki poraina aktīvā ogle, ko izmanto tīrīšanai.

Tālāk aktīvā ogle tiek atdzesēta un pakļauta iepriekšējai šķirošanai un sijāšanai, kur tiek izsijātas dūņas, pēc tam atkarībā no nepieciešamības iegūt noteiktos parametrus aktīvā ogle tiek pakļauta papildu apstrādei: mazgāšana ar skābi, impregnēšana (impregnēšana ar dažādas ķīmiskas vielas), slīpēšana un žāvēšana. Pēc tam aktīvā ogle tiek iepakota rūpnieciskā iepakojumā: maisos vai lielmaisos.

Klasifikācija

Aktivētā ogle tiek klasificēta pēc izejmateriāla veida, no kuras tā izgatavota (ogles, koks, kokosrieksts utt.), pēc aktivācijas metodes (termoķīmiskā un tvaika) un pēc mērķa (gāze, atgūšana, balināšana un oglekļa nesēji). ķīmisko sorbentu katalizatori), kā arī pēc izdalīšanās formas. Pašlaik aktīvā ogle galvenokārt ir pieejama šādos veidos:

• pulverveida aktīvā ogle,
• granulēta (sasmalcināta, neregulāras formas daļiņas) aktivētā ogle,
• formēta aktīvā ogle,
• ekstrudēta (cilindriskas granulas) aktivētā ogle,
• audums, kas piesūcināts ar aktīvo ogli.

Pulverveida aktīvās ogles daļiņas ir mazākas par 0,1 mm (vairāk nekā 90% no kopējā sastāva). Oglekļa pulveri izmanto rūpnieciskai šķidrumu attīrīšanai, tostarp sadzīves un rūpniecisko notekūdeņu attīrīšanai. Pēc adsorbcijas pulverveida ogle ir jāatdala no apstrādājamajiem šķidrumiem, filtrējot.

Granulētas aktīvās ogles daļiņas, kuru izmērs ir no 0,1 līdz 5 mm (vairāk nekā 90% no sastāva). Granulētu aktivēto ogli izmanto šķidruma attīrīšanai, galvenokārt ūdens attīrīšanai. Attīrot šķidrumus, aktīvā ogle tiek ievietota filtros vai adsorberos. Gaisa un citu gāzu attīrīšanai izmanto aktīvās ogles ar lielākām daļiņām (2-5 mm).

Formētā aktīvā ogle ir aktīvā ogle dažādu ģeometrisku formu veidā atkarībā no pielietojuma (cilindri, tabletes, briketes utt.). Formētā ogle tiek izmantota dažādu gāzu un gaisa attīrīšanai. Attīrot gāzes, aktīvā ogle tiek ievietota arī filtros vai adsorberos.

Ekstrudētais ogleklis tiek ražots ar daļiņām cilindru formā ar diametru no 0,8 līdz 5 mm, parasti piesūcinātas (piesūcinātas) ar īpašām ķīmiskām vielām un izmantotas katalīzē.

Ar oglekli piesūcināti audumi ir pieejami dažādās formās un izmēros, un tos visbiežāk izmanto gāzu un gaisa attīrīšanai, piemēram, automobiļu gaisa filtros.

Galvenās īpašības

Granulometriskais izmērs (granulometrija) ir aktīvās oglekļa granulu galvenās daļas izmērs. Mērvienība: milimetri (mm), acs USS (amerikāņu) un acs BSS (angļu valodā). Kopsavilkuma tabula par USS acu daļiņu izmēru pārveidošanu milimetros (mm) ir sniegta attiecīgajā failā.

Tilpuma blīvums ir materiāla masa, kas sava svara ietekmē aizpilda tilpuma vienību. Mērvienība ir grami uz kubikcentimetru (g/cm3).

Virsmas laukums ir cietas vielas virsmas laukums, kas dalīts ar tās masu. Mērvienība ir kvadrātmetrs līdz gramam ogļu (m 2 /g).

Cietība (vai stiprība) - visi aktīvās ogles ražotāji un patērētāji izmanto ievērojami atšķirīgas stiprības noteikšanas metodes. Lielākā daļa metožu ir balstītas uz šādu principu: aktīvās ogles paraugs tiek pakļauts mehāniskai slodzei, un stiprības mērs ir smalkās frakcijas vai vidēja lieluma maluma daudzums, kas rodas ogļu iznīcināšanas laikā. Neiznīcināto ogļu daudzums procentos (%) tiek ņemts par stiprības mēru.

Mitrums - mitruma daudzums, ko satur aktīvā ogle. Mērvienība ir procenti (%).

Pelnu saturs ir pelnu daudzums (dažkārt tiek uzskatīts tikai par ūdenī šķīstošu) aktivētajā oglē. Mērvienība ir procenti (%).

Ūdens ekstrakta pH ir ūdens šķīduma pH vērtība pēc aktīvās ogles parauga uzvārīšanas tajā.

Aizsardzības darbība - noteiktas gāzes adsorbcijas laika mērīšana ar oglekli, pirms minimālā gāzes koncentrācija sāk iziet cauri aktīvās ogles slānim. Šo testu izmanto oglēm, ko izmanto gaisa attīrīšanai. Visbiežāk aktīvo ogli pārbauda attiecībā uz benzolu vai tetrahloroglekli (pazīstams arī kā oglekļa tetrahlorīds CCl 4).

CTC adsorbcija (adsorbcija uz oglekļa tetrahlorīda) - oglekļa tetrahlorīds tiek izvadīts caur aktīvās ogles tilpumu, piesātinājums notiek līdz nemainīgai masai, pēc tam tiek iegūts adsorbētā tvaika daudzums, kas attiecas uz ogļu paraugu procentos (%).

Joda indekss (joda adsorbcija, joda skaitlis) ir joda daudzums miligramos, kas var adsorbēt 1 gramu aktīvās ogles pulvera veidā no atšķaidīta ūdens šķīduma. Mērvienība - mg/g.

Metilēnzilā adsorbcija ir metilēnzilā miligramu skaits, ko no ūdens šķīduma absorbē viens grams aktīvās ogles. Mērvienība - mg/g.

Melases krāsas maiņa (melases skaitlis vai indekss, indikators melasei) - aktīvās ogles daudzums miligramos, kas nepieciešams melases standartšķīduma 50% dzidrināšanai.

Lietošanas jomas

Aktivētā ogle labi adsorbē organiskas, lielmolekulāras vielas ar nepolāru struktūru, piemēram: šķīdinātājus (hlorētos ogļūdeņražus), krāsvielas, eļļu utt. Adsorbcijas spējas palielinās, samazinoties šķīdībai ūdenī, palielinoties struktūras nepolaritātei un palielinot molekulmasu. Aktivētās ogles labi adsorbē tvaikus vielām ar relatīvi augstu viršanas temperatūru (piemēram, benzols C 6 H 6), bet mazāk gaistošos savienojumus (piemēram, amonjaks NH 3). Pie relatīvā tvaika spiediena p p /p us mazāks par 0,10-0,25 (p p ir adsorbētās vielas līdzsvara spiediens, p us ir piesātināta tvaika spiediens), aktīvā ogle nedaudz absorbē ūdens tvaikus. Taču, ja p p /p us ir lielāks par 0,3-0,4, tiek novērota ievērojama adsorbcija, un gadījumā, ja p p /p us = 1, gandrīz visas mikroporas ir piepildītas ar ūdens tvaiku. Tāpēc to klātbūtne var sarežģīt mērķa vielas uzsūkšanos.

Aktīvā ogle tiek plaši izmantota kā adsorbents, kas absorbē tvaikus no gāzu emisijām (piemēram, attīrot gaisu no oglekļa disulfīda CS 2), aizturot gaistošo šķīdinātāju tvaikus to atgūšanai, ūdens šķīdumu attīrīšanai (piemēram, cukura sīrupi). un alkoholiskie dzērieni), dzeramais ūdens un notekūdeņi. ūdens, gāzmaskās, vakuumtehnoloģijā, piemēram, sorbcijas sūkņu izveidošanai, gāzu adsorbcijas hromatogrāfijā, smaku absorbētāju uzpildīšanai ledusskapjos, asins attīrīšanai, kaitīgo vielu absorbcijai no kuņģa-zarnu traktā utt. Aktivētā ogle var būt arī katalītisko piedevu nesējs un katalizatora polimerizācija. Lai aktīvajai oglei piešķirtu katalītiskās īpašības, makro un mezoporām tiek pievienotas īpašas piedevas.

Attīstoties aktīvās ogles rūpnieciskajai ražošanai, šī produkta izmantošana nepārtraukti pieaug. Šobrīd aktīvā ogle tiek izmantota daudzos ūdens attīrīšanas procesos, pārtikas rūpniecībā un ķīmisko tehnoloģiju procesos. Turklāt izplūdes gāzu un notekūdeņu attīrīšana galvenokārt balstās uz aktīvās ogles adsorbciju. Un līdz ar kodoltehnoloģiju attīstību aktīvā ogle ir galvenais radioaktīvo gāzu un notekūdeņu adsorbents atomelektrostacijās. 20. gadsimtā aktīvās ogles izmantošana parādījās sarežģītos medicīniskos procesos, piemēram, hemofiltrācijā (asins attīrīšana ar aktīvo ogli). Aktivētā ogle tiek izmantota:

Ūdeni klasificē kā notekūdeņus, gruntsūdeņus un dzeramo ūdeni. Šīs klasifikācijas raksturīga iezīme ir piesārņotāju koncentrācija, kas var būt šķīdinātāji, pesticīdi un/vai halogenēti ogļūdeņraži, piemēram, hlorēti ogļūdeņraži. Atkarībā no šķīdības izšķir šādus koncentrācijas diapazonus:

• 10-350 g/l dzeramajam ūdenim,
• 10-1000 g/l gruntsūdeņiem,
• 10-2000 g/l notekūdeņiem.

Peldbaseinu ūdens apstrāde neatbilst šai klasifikācijai, jo šeit mēs runājam par dehlorēšanu un deozonēšanu, nevis ar tīru piesārņotāja adsorbciju. Dehlorēšana un deozonēšana tiek efektīvi izmantota peldbaseinu ūdens attīrīšanā, izmantojot kokosriekstu čaumalas aktivēto ogli, kuras priekšrocība ir liela adsorbcijas virsma un tāpēc tai ir lieliska dehlorēšanas iedarbība ar augstu blīvumu. Augsts blīvums nodrošina apgrieztu plūsmu, neizskalojot no filtra aktīvās ogles.

Granulētu aktivēto ogli izmanto fiksētās stacionārās adsorbcijas sistēmās. Piesārņotais ūdens plūst caur pastāvīgu aktīvās ogles slāni (galvenokārt no augšas uz leju). Lai šī adsorbcijas sistēma varētu brīvi darboties, ūdenim jābūt brīvam no cietām daļiņām. To var garantēt ar atbilstošu pirmapstrādi (piemēram, smilšu filtru). Daļiņas, kas nonāk stacionārajā filtrā, var noņemt ar adsorbcijas sistēmas pretplūsmu.

Daudzi ražošanas procesi izdala kaitīgas gāzes. Šīs toksiskās vielas nedrīkst izdalīties gaisā. Visbiežāk gaisā sastopamās toksiskās vielas ir šķīdinātāji, kas nepieciešami ikdienas materiālu ražošanai. Šķīdinātāju (galvenokārt ogļūdeņražu, piemēram, hlorēto ogļūdeņražu) atdalīšanai var veiksmīgi izmantot aktīvo ogli, pateicoties tās ūdeni atgrūdošām īpašībām.

Gaisa attīrīšanu iedala gaisa piesārņojuma attīrīšanā un šķīdinātāja reģenerācijā pēc piesārņojošās vielas daudzuma un koncentrācijas gaisā. Augstās koncentrācijās šķīdinātājus reģenerēt no aktīvās ogles ir lētāk (piemēram, ar tvaiku). Bet, ja toksiskas vielas pastāv ļoti zemās koncentrācijās vai maisījumā, ko nevar izmantot atkārtoti, tiek izmantota vienreizējās lietošanas formētā aktīvā ogle. Formētā aktīvā ogle tiek izmantota stacionārās adsorbcijas sistēmās. Piesārņotās ventilācijas plūsmas iet caur pastāvīgu ogļu slāni vienā virzienā (galvenokārt no apakšas uz augšu).

Viena no galvenajām impregnētās aktīvās ogles pielietošanas jomām ir gāzes un gaisa attīrīšana. Daudzu tehnisku procesu rezultātā piesārņotais gaiss satur toksiskas vielas, kuras nevar pilnībā izvadīt ar parasto aktivēto ogli. Šīs toksiskās vielas, galvenokārt neorganiskas vai nestabilas, polāras vielas, var būt ļoti toksiskas pat zemās koncentrācijās. Šajā gadījumā tiek izmantota impregnēta aktīvā ogle. Dažreiz ar dažādām starpposma ķīmiskajām reakcijām starp piesārņojošo komponentu un aktīvo vielu aktīvās ogles sastāvā piesārņotāju var pilnībā izvadīt no piesārņotā gaisa. Aktivētās ogles ir piesūcinātas (impregnētas) ar sudrabu (dzeramā ūdens attīrīšanai), jodu (attīrīšanai no sēra dioksīda), sēru (attīrīšanai no dzīvsudraba), sārmu (attīrīšanai no gāzveida skābēm un gāzēm - hlors, sēra dioksīds, slāpeklis dioksīds utt. ...), skābe (tīrīšanai no gāzveida sārmiem un amonjaka).

Reģenerācija

Tā kā adsorbcija ir atgriezenisks process un nemaina aktīvās ogles virsmu vai ķīmisko sastāvu, piesārņotājus no aktīvās ogles var noņemt desorbcijas ceļā (izdalot adsorbētās vielas). Van der Volsa spēks, kas ir galvenais adsorbcijas virzītājspēks, ir novājināts, tāpēc tiek izmantotas trīs tehniskas metodes, lai ļautu noņemt piesārņotāju no ogļu virsmas:

• Temperatūras svārstību metode: van der Volsa spēka ietekme samazinās, paaugstinoties temperatūrai. Temperatūra paaugstinās karstas slāpekļa plūsmas vai tvaika spiediena palielināšanās dēļ 110-160 °C temperatūrā.
• Spiediena svārstību metode: kad daļējais spiediens samazinās, Van Der Wals spēka ietekme samazinās.
• Ekstrakcija - desorbcija šķidrās fāzēs. Adsorbētās vielas tiek noņemtas ķīmiski.

Visām šīm metodēm ir trūkumi, jo adsorbētās vielas nevar pilnībā noņemt no ogļu virsmas. Aktivētās ogles porās paliek ievērojams daudzums piesārņojošo vielu. Izmantojot tvaika reģenerāciju, 1/3 no visām adsorbētajām vielām joprojām paliek aktīvajā oglē.

Ķīmiskā reģenerācija attiecas uz sorbenta apstrādi ar šķidriem vai gāzveida organiskiem vai neorganiskiem reaģentiem temperatūrā, kas parasti nav augstāka par 100 °C. Gan oglekļa, gan bezoglekļa sorbenti tiek ķīmiski reģenerēti. Šīs apstrādes rezultātā sorbāts tiek vai nu desorbēts bez izmaiņām, vai arī tiek desorbēti tā mijiedarbības produkti ar reģenerējošo līdzekli. Ķīmiskā reģenerācija bieži notiek tieši adsorbcijas aparātā. Lielākā daļa ķīmiskās reģenerācijas metožu ir ļoti specializētas noteiktam sorbāta veidam.

Zemas temperatūras termiskā reģenerācija ir sorbenta apstrāde ar tvaiku vai gāzi 100-400 °C temperatūrā. Šī procedūra ir diezgan vienkārša, un daudzos gadījumos to veic tieši adsorberos. Augstās entalpijas dēļ ūdens tvaikus visbiežāk izmanto termiskai reģenerācijai zemā temperatūrā. Tas ir drošs un pieejams ražošanā.

Ķīmiskā reģenerācija un zemas temperatūras termiskā reģenerācija nenodrošina pilnīgu adsorbcijas oglekļa atgūšanu. Termiskā reģenerācija ir ļoti sarežģīts, daudzpakāpju process, kas ietekmē ne tikai sorbātu, bet arī pašu sorbentu. Termiskā reģenerācija ir tuva aktīvo ogļu ražošanas tehnoloģijai. Dažādu veidu sorbātu karbonizācijas laikā uz akmeņoglēm lielākā daļa piemaisījumu sadalās 200-350 °C temperatūrā, un 400 °C temperatūrā parasti tiek iznīcināta aptuveni puse no kopējā adsorbāta. CO, CO 2, CH 4 - galvenie organiskā sorbāta sadalīšanās produkti izdalās, karsējot līdz 350 - 600°C. Teorētiski šādas reģenerācijas izmaksas ir 50% no jaunas aktīvās ogles izmaksām. Tas norāda uz nepieciešamību turpināt meklēt un attīstīt jaunas ļoti efektīvas metodes sorbentu reģenerācijai.

Reaktivācija - pilnīga aktīvās ogles reģenerācija, izmantojot tvaiku 600 °C temperatūrā. Piesārņotā viela tiek sadedzināta šajā temperatūrā, nededzinot ogles. Tas ir iespējams zemās skābekļa koncentrācijas un ievērojama tvaika daudzuma dēļ. Ūdens tvaiki selektīvi reaģē ar adsorbētajām organiskajām vielām, kas ļoti reaģē ūdenī šajās augstajās temperatūrās, kā rezultātā notiek pilnīga sadegšana. Tomēr nevar izvairīties no minimālas ogļu sadedzināšanas. Šie zaudējumi ir jākompensē ar jaunām oglēm. Pēc reaktivācijas bieži gadās, ka aktīvā ogle uzrāda lielāku iekšējo virsmu un augstāku reaktivitāti nekā sākotnējā ogle. Šie fakti ir saistīti ar papildu poru veidošanos un koksēšanas piesārņojumu aktivētajā oglē. Mainās arī poru struktūra – tās palielinās. Reaktivācija tiek veikta reaktivācijas krāsnī. Ir trīs veidu krāsnis: rotācijas krāsnis, šahtas krāsnis un mainīgas gāzes plūsmas krāsnis. Mainīgas gāzes plūsmas krāsnim ir priekšrocības, pateicoties zemiem sadegšanas un berzes zudumiem. Aktivētā ogle tiek iepludināta gaisa plūsmā, un sadegšanas gāzes var tikt pārnestas uz augšu pa režģi. Aktivētā ogle kļūst daļēji šķidra intensīvas gāzes plūsmas dēļ. Gāzes arī transportē sadegšanas produktus, kad tās tiek atkārtoti aktivizētas no aktīvās ogles uz pēcdegli. Pēcdedzinātājam tiek pievienots gaiss, lai tagad varētu sadedzināt gāzes, kas nebija pilnībā aizdedzinātas. Temperatūra paaugstinās līdz aptuveni 1200 °C. Pēc sadegšanas gāze plūst uz gāzes mazgātāju, kurā gāze tiek atdzesēta līdz temperatūrai no 50-100 °C dzesēšanas rezultātā ar ūdeni un gaisu. Šajā kamerā sālsskābi, ko veido adsorbēti hlorogļūdeņraži no attīrītas aktīvās ogles, neitralizē ar nātrija hidroksīdu. Augstās temperatūras un straujās dzesēšanas dēļ nenotiek toksisku gāzu (piemēram, dioksīnu un furānu) veidošanās.

Stāsts

Agrākā vēsturiskā atsauce uz ogļu izmantošanu ir datēta ar seno Indiju, kur sanskrita rakstos bija teikts, ka dzeramais ūdens vispirms jālaiž cauri oglēm, jātur vara traukos un jāpakļauj saules gaismai.

Ogļu unikālās un labvēlīgās īpašības bija zināmas arī Senajā Ēģiptē, kur ogles medicīniskiem nolūkiem izmantoja jau 1500. gadā pirms mūsu ēras. e.

Senie romieši izmantoja ogles arī dzeramā ūdens, alus un vīna attīrīšanai.

18. gadsimta beigās zinātnieki zināja, ka karbolēns spēj absorbēt dažādas gāzes, tvaikus un izšķīdušās vielas. Ikdienā cilvēki novērojuši: ja, vārot ūdeni, pannā, kurā iepriekš gatavotas vakariņas, tiek iemestas pāris ogles, tad ēdiena garša un smarža pazūd. Laika gaitā aktīvo ogli sāka izmantot cukura attīrīšanai, benzīna uztveršanai dabasgāzēs, audumu krāsošanai un ādas miecēšanai.

1773. gadā vācu ķīmiķis Karls Šēle ziņoja par gāzu adsorbciju uz oglēm. Vēlāk tika atklāts, ka ogles var arī izmainīt šķidrumu krāsu.

1785. gadā Sanktpēterburgas farmaceits T. E. Lovics, kurš vēlāk kļuva par akadēmiķi, vispirms vērsa uzmanību uz aktīvās ogles spēju attīrīt alkoholu. Atkārtotu eksperimentu rezultātā viņš atklāja, ka pat vienkārši sakratot vīnu ar ogļu pulveri, iespējams iegūt daudz tīrāku un kvalitatīvāku dzērienu.

1794. gadā ogles pirmo reizi tika izmantotas Anglijas cukurfabrikā.

1808. gadā ogles pirmo reizi izmantoja Francijā, lai dzidrinātu cukura sīrupu.

1811. gadā, gatavojot melno apavu krēmu, tika atklāta kaulu ogles balināšanas spēja.

1830. gadā viens farmaceits, veicot eksperimentu ar sevi, uzņēma gramu strihnīna un palika dzīvs, jo vienlaikus norija 15 gramus aktīvās ogles, kas adsorbēja šo spēcīgo indi.

1915. gadā pasaulē pirmo filtrējošo oglekļa gāzmasku Krievijā izgudroja krievu zinātnieks Nikolajs Dmitrijevičs Zeļinskis. 1916. gadā to pieņēma Antantes armijas. Galvenais sorbējošais materiāls tajā bija aktīvā ogle.

Aktīvās ogles rūpnieciskā ražošana sākās 20. gadsimta sākumā. 1909. gadā Eiropā tika ražota pirmā pulverveida aktīvās ogles partija.

Pirmā pasaules kara laikā aktīvā ogle no kokosriekstu čaumalām pirmo reizi tika izmantota kā adsorbents gāzmaskās.

Pašlaik aktīvā ogle ir viens no labākajiem filtru materiāliem.

Ogļu aktīvās ogles

Uzņēmums piedāvā plašu Carbonut aktīvās ogles klāstu, kas ir pierādījušas sevi visdažādākajos tehnoloģiskajos procesos un nozarēs:

• Carbonut WT šķidrumu un ūdens attīrīšanai (zemes, notekūdeņu un dzeramā ūdens, kā arī ūdens attīrīšanai),
• Carbonut VP dažādu gāzu un gaisa attīrīšanai,
• Carbonut GC zelta un citu metālu ieguvei no šķīdumiem un celulozes ieguves un motelurģijas rūpniecībā,
• Carbonut CF cigarešu filtriem.

Ogļu aktīvās ogles tiek ražotas tikai no kokosriekstu čaumalām, jo ​​kokosriekstu aktīvām oglēm ir vislabākā tīrīšanas kvalitāte un visaugstākā uzsūkšanas spēja (jo ir vairāk poru un attiecīgi lielāka virsmas laukums), ilgākais kalpošanas laiks (augstā dēļ cietība un atkārtotas reģenerācijas iespēja), absorbēto vielu desorbcijas trūkums un zems pelnu saturs.

Carbonut aktīvās ogles Indijā tiek ražotas kopš 1995. gada, izmantojot automatizētas un augsto tehnoloģiju iekārtas. Ražošanai ir stratēģiski svarīga vieta, pirmkārt, tiešā tuvumā izejvielu avotam - kokosriekstam, otrkārt, tiešā jūras ostu tuvumā. Kokosrieksts aug visu gadu, nodrošinot nepārtrauktu kvalitatīvu izejvielu avotu lielos daudzumos ar minimālām piegādes izmaksām. Jūras ostu tuvums ļauj izvairīties arī no papildu loģistikas izmaksām. Visi Carbonut aktīvās ogles ražošanas tehnoloģiskā cikla posmi tiek stingri kontrolēti: tas ietver rūpīgu izejvielu atlasi, pamatparametru kontroli pēc katra ražošanas starpposma, kā arī gala, gatavā produkta kvalitātes kontroli saskaņā ar ar noteiktajiem standartiem. Ogļu aktīvās ogles tiek eksportētas gandrīz visā pasaulē un, pateicoties lieliskajai cenas un kvalitātes attiecībai, ir ļoti pieprasītas.

Dokumentācija

Lai skatītu dokumentāciju, jums būs nepieciešams Adobe Reader. Ja jūsu datorā nav instalēta programma Adobe Reader , apmeklējiet Adobe vietni www.adobe.com un lejupielādējiet un instalējiet šīs programmas jaunāko versiju (programma ir bezmaksas). Instalēšanas process ir vienkāršs un aizņems tikai dažas minūtes; šī programma jums noderēs nākotnē.

Ja vēlaties iegādāties Aktivētā ogle Maskavā, Maskavas apgabalā, Mitiščos, Sanktpēterburgā - sazinieties ar uzņēmuma vadītājiem. Piegāde tiek veikta arī uz citiem Krievijas Federācijas reģioniem.

Mūsdienās ogles ir viens no visnepieciešamākajiem minerāliem.

Šis resurss veidojas dabiski, tam ir milzīgas rezerves un daudz noderīgu īpašību.

Kas ir ogles un kā tās izskatās?

Raktuves celtniecība ir ļoti dārgs ieguldījums, taču laika gaitā visas izmaksas pilnībā atmaksājas. Kad tiek iegūtas ogles, virspusē nonāk arī citi resursi.

Ir iespēja iegūt dārgmetālus un retzemju elementus, kurus vēlāk var pārdot un saņemt papildu peļņu.

Nafta mūsdienās ir praktiski visvērtīgākais resurss un galvenais degvielas avots. Taču ne viens vien uzņēmums vai valsts, kas iegūst ogles, naftas vārdā atstās novārtā to ieguvi, jo liela nozīme un vērtība ir arī cietajam kurināmajam.

Ogļu veidošanās

Ogles dabā veidojas, mainoties virsmas topogrāfijai. Koku zari, augi, lapas un citas dabas atliekas, kas nav paspējušas pūst, ir piesātinātas ar mitrumu no purviem, tāpēc tās pārvēršas kūdrā.

Tālāk jūras ūdens sasniedz zemi, un, aizejot, tas atstāj arī nogulumu slāni. Pēc tam, kad upe veic savas korekcijas, zeme kļūst pārpurvojusies, atkal veido vai pārklāj augsni. Tāpēc ogļu sastāvs ir ļoti atkarīgs no vecuma.

Akmeņogles ir vidēja vecuma starp brūno, jaunāko, un antracīta, vecāko.

Ogļu veidi, to sastāvs un īpašības

Ir vairāki ogļu veidi:

• ilga liesma;
• gāze;
• tauki;
• kokss;
• zema salipšana;
• izdilis.

Izplatītas ir arī sugas, kas sastāv no vairākām, tā sauktajām jauktajām, kurām ir divu grupu īpašības.

Ogles izceļas ar melnu krāsu, cietu, slāņainu, viegli iznīcināmu struktūru un spīdīgiem ieslēgumiem. Degšanas īpašības ir diezgan augstas, jo materiāls tiek izmantots kā degviela.

Apsvērsim fiziskās īpašības:

1. Blīvums (vai īpatnējais svars) ļoti atšķiras (maksimums var sasniegt 1500 kg/m³).
2. Īpatnējā siltumietilpība ir 1300 J/kg*K.
3. Degšanas temperatūra - 2100°C (apstrādes laikā 1000°C).

Ogļu atradnes Krievijā

Apmēram trešā daļa pasaules rezervju atrodas Krievijas teritorijā.

Ogļu un degslānekļa atradnes Krievijā (noklikšķiniet, lai palielinātu)

Lielākā ogļu atradne Krievijā ir Elginskoje. Tas atrodas Jakutijas reģionā.

Rezerves, pēc aptuveniem aprēķiniem, ir vairāk nekā 2 miljardi tonnu.

Kuzņeckas ogļu baseina (Kuzbass) tuvumā esošais reljefs tika nopietni bojāts liela mēroga resursu ieguves darbību dēļ.

Lielākās ogļu atradnes pasaulē

Ogļu atradņu karte pasaulē (noklikšķiniet, lai palielinātu)

Amerikas Savienotajās Valstīs slavenākais ogļu baseins ir Ilinoisa. Kopējās atradņu rezerves šajā jomā veido 365 miljardus tonnu.

Ogļu ieguve

Mūsu laikā akmeņogles tiek iegūtas trīs fundamentālos veidos. Piemēram:

• karjeras metode;
• ieguve caur iekārtām;
• ieguves metode.

Karjeru ieguves metodi izmanto, ja ogļu šuves atrodas uz virsmas, apmēram simts metru dziļumā vai augstāk.

Karjeri ir vienkārši zemes vai smilšu bedres izrakšana, no kuras tiek veikta ieguve; parasti šādos gadījumos ogļu šuve ir diezgan bieza, kas atvieglo tās ieguvi.

Adits nozīmē akas ar lielu slīpuma leņķi. Visi iegūtie derīgie izrakteņi tiek transportēti pa to uz augšu, neizmantojot nopietnu aprīkojumu vai izrakt baseinu.

Parasti nogulsnes šādās vietās ir plānas un nav īpaši dziļi apraktas. Tāpēc ieguves metode, izmantojot atkritumus, ļauj ātri ražot bez īpašām izmaksām.

Ieguve caur raktuvēm ir visizplatītākā minerālu ieguves metode, tajā pašā laikā visproduktīvākā, bet tajā pašā laikā bīstamā. Mīnas tiek urbtas lielā dziļumā, sasniedzot vairākus simtus metru. Taču tam nepieciešama atļauja, kas apliecina šāda apjomīga darba pamatojumu, un pierādījumi par nogulšņu esamību.

Dažreiz raktuves var sasniegt kilometru vai vairāk dziļumā un stiepties vairāku kilometru garumā, veidojot savstarpēji savienotus gaiteņu tīklus pazemē. 20. gadsimtā ap raktuvēm galu galā izveidojās apmetnes un mazpilsētas, kurās dzīvoja kalnrači un viņu ģimenes.

Tieši ieguves apstākļu dēļ darbs raktuvēs tiek uzskatīts par ļoti sarežģītu un bīstamu, jo ļoti daudz reižu raktuves sabruka, apglabājot desmitiem vai pat simtiem tajās strādājošo.

Ogļu pielietošana

Akmeņogles tiek izmantotas ļoti dažādās jomās. To plaši izmanto kā cieto kurināmo (galvenais mērķis), metalurģijā un ķīmiskajā rūpniecībā, kā arī no tā ražo daudzas citas sastāvdaļas.

Tieši no oglēm tiek ražotas dažas aromātiskās vielas, metāli, ķīmiskās vielas un iegūti vairāk nekā 360 citi pārstrādes produkti.

Savukārt no tā ražotajām vielām ir desmitiem reižu lielāka tirgus vērtība, par dārgāko metodi tiek uzskatīta ogļu pārstrāde šķidrā kurināmā.

Lai saražotu 1 tonnu šķidrās degvielas, būs jāpārstrādā 2-3 tonnas ogļu. Visi pārstrādes laikā iegūtie rūpnieciskie atkritumi bieži tiek izmantoti būvmateriālu ražošanai.

Secinājums

Uz zemes ir daudz ogļu atradņu, kuras joprojām tiek aktīvi iegūtas līdz šai dienai. Bioloģijas stundās 5. klasē un vēl agrāk, dabas vēstures stundās otrajā klasē bērni tiek iepazīstināti ar šo jēdzienu. Šajā darbā mēs īsumā atkārtojām pamata faktus par oglēm - izcelsmi, formulu, markas, ķīmisko sastāvu un izmantošanu, ieguvi un daudz ko citu.

Ogles ir viens no svarīgākajiem resursiem, ko plaši izmanto rūpniecībā. Tomēr joprojām ir jābūt uzmanīgiem, traucējot dabisko vielu plūsmu, jo attīstība izjauc reljefu un pamazām izsmeļ dabas rezerves.

Spoku pilsēta bez oglēm. Tā bija japāņu Hašima. 20. gadsimta 30. gados tā tika atzīta par visapdzīvotāko. 5000 cilvēku var ietilpt nelielā zemes gabalā. Viņi visi strādāja ogļu ražošanā.

Sala izrādījās burtiski veidota no akmens enerģijas avota. Tomēr līdz 1970. gadiem ogļu rezerves bija izsmeltas.

Visi aizgāja. Palika tikai izraktā sala un uz tās esošās ēkas. Tūristi un japāņi sauc Hašimu par spoku. Sala skaidri parāda ogļu nozīmi un cilvēces nespēju bez tām dzīvot. Alternatīvas nav.

Ir tikai mēģinājumi viņu atrast. Tāpēc pievērsīsim uzmanību mūsdienu varonim, nevis neskaidrajām izredzēm.

Apraksts un īpašības

Ogles ir organiskas izcelsmes iezis. Tas nozīmē, ka akmens veidojas no augu un dzīvnieku sadalīšanās atliekām. Lai tie veidotu blīvu biezumu, ir nepieciešama pastāvīga uzkrāšanās un blīvēšana.

Piemēroti apstākļi rezervuāru apakšā. Kur ir ogļu atradnes, kādreiz bija jūras un ezeri. Mirušie organismi nogrima dibenā un tos nospieda ūdens stabs. Tā tas izveidojās. Akmeņogles ir ne tikai ūdens, bet arī jaunu organisko vielu slāņu turpmākas saspiešanas sekas.

Pamata ogļu rezerves pieder paleozoja laikmetam. Kopš tās beigām ir pagājuši 280 000 000 gadu. Šis ir milzu augu un dinozauru laikmets, dzīvības pārpilnība uz planētas. Nav pārsteidzoši, ka tieši tad īpaši aktīvi uzkrājās organiskās atradnes.

Visbiežāk ogles veidojās purvos. Viņu ūdeņos ir maz skābekļa, kas novērš organisko vielu pilnīgu sadalīšanos.

Ārēji ogļu atradnes atgādina sadedzinātu koku. Iežu ķīmiskais sastāvs ir augstas molekulārās oglekļa aromātisko savienojumu un gaistošo vielu maisījums ar ūdeni.

Minerālu piemaisījumi ir nenozīmīgi. Komponentu attiecība nav stabila. Atkarībā no noteiktu elementu pārsvara tie izšķir ogļu veidi. Galvenie no tiem ietver antracītu.

Brūnā ogļu šķirne ir piesātināta ar ūdeni, un tāpēc tai ir zema siltumspēja. Izrādās, ka akmens nav piemērots kā degviela, piemēram, akmens. Un brūnogles ir atradušas citus lietojumus. Kuru?

Tam tiks pievērsta īpaša uzmanība. Tikmēr noskaidrosim, kāpēc ar ūdeni piesātinātu iežu sauc par brūno. Iemesls ir krāsa.

Ogles ir brūnganas, bez spīduma, irdenas. No ģeoloģiskā viedokļa masu var saukt par jaunu. Tas ir, “fermentācijas” procesi tajā nav pabeigti. Tāpēc akmenim ir mazs blīvums un degšanas laikā veidojas daudz gaistošu vielu.

Fosilās ogles antracīta tips - pilnībā izveidots. Tas ir blīvāks, cietāks, melnāks, spīdīgs. Ir nepieciešami 40 000 000 gadu, lai brūnais akmens kļūtu šāds. Antracīts satur lielu oglekļa daļu – aptuveni 98%.

Dabiski, ka melno ogļu siltuma pārnese ir augsta, kas nozīmē, ka akmeni var izmantot kā degvielu.

Ogļu veidojumi visbiežāk sastopami purvos

Brūnās sugas šajā lomā tiek izmantotas tikai privātmāju apkurei. Viņiem nav nepieciešams rekordliels enerģijas līmenis.

Viss, kas nepieciešams, ir viegla darbība ar degvielu, un antracīts šajā ziņā ir problemātisks. Apgaismot melnās ogles nav viegli. Ražotāji un dzelzceļnieki pieraduši. Darbaspēka izmaksas ir tā vērtas, jo tas ir ne tikai energoietilpīgs, bet arī nesaķep.

Akmeņogles - degviela, kam sadegot paliek pelni. No kā tas sastāv, ja organiskās vielas pārvēršas enerģijā? Atcerieties piezīmi par minerālu piemaisījumiem? Tā ir neorganiskā akmens sastāvdaļa, kas paliek krāšņu apakšā.

Daudz pelnu paliek Ķīnas atradnē Liuhuangou provincē. Antracīta atradnes tur dega gandrīz 130 gadus. Ugunsgrēks tika likvidēts tikai 2004. gadā. Katru gadu tika sadedzinātas 2 000 000 tonnas akmeņu.

Tāpēc veiciet matemātiku cik daudz ogļu izniekota. Izejvielas varētu būt noderīgas ne tikai kā degviela.

Ogļu pielietojums

Ogles sauc par saules enerģiju, kas ieslodzīta akmenī. Enerģiju var pārveidot. Tam nav jābūt termiskam.

Enerģija, kas iegūta, sadedzinot akmeņus, tiek pārveidota, piemēram, elektroenerģijā. Ogļu sadegšanas temperatūra brūnais tips gandrīz sasniedz 2000 grādu. Lai iegūtu elektroenerģiju no antracīta, būs nepieciešami aptuveni 3000 Celsija.

Akmeņogles izmanto kā degvielu

Ja mēs runājam par ogļu degvielas lomu, to izmanto ne tikai tīrā veidā.

Laboratorijas ir iemācījušies ražot šķidru un gāzveida degvielu no organiskajiem iežiem, un metalurģijas rūpnīcas jau sen izmanto koksu.

To iegūst, karsējot ogles līdz 1100 grādiem bez skābekļa. Kokss ir bezdūmu degviela. Metalurgiem svarīga ir arī iespēja izmantot briketes kā dzelzsrūdas reducētājus. Tātad, kokss lieti noder.

Koksu izmanto arī kā maisīšanas līdzekli. Šis ir topošā sakausējuma sākotnējo elementu maisījuma nosaukums. Atbrīvojoties no koksa, lādiņš ir vieglāk izkusis. Starp citu, daži sakausējumu komponenti tiek iegūti arī no antracīta.

Tas var saturēt arī galliju kā piemaisījumus - retus metālus, kas reti sastopami citur.

Viņi arī vēlas iegādāties ogles oglekļa-grafīta kompozītmateriālu ražošanai. Kompozītmateriāli ir masas, kas izgatavotas no vairākām sastāvdaļām, starp kurām ir skaidra robeža.

Mākslīgi radīti materiāli tiek izmantoti, piemēram, aviācijā. Šeit kompozītmateriāli palielina detaļu izturību.

Oglekļa masas var izturēt gan ļoti augstu, gan zemu temperatūru un tiek izmantotas kontakttīkla balstu plauktos.

Kopumā kompozītmateriāli ir nostiprinājušies visās dzīves jomās. Dzelzceļa darbinieki tos klāj uz jaunām platformām.

Ēku konstrukciju balsti ir izgatavoti no nanomodificētām izejvielām. Medicīnā kompozītmateriālus izmanto, lai aizpildītu skaidas kaulos un citus bojājumus, kurus nevar aizstāt ar metāla protezēšanu. Šeit kāda veida ogles daudzpusīgs un daudzfunkcionāls.

Ķīmiķi ir izstrādājuši metodi plastmasas ražošanai no oglēm. Tajā pašā laikā atkritumi nepazūd. Zemas kvalitātes frakcija tiek presēta briketēs.

Tie kalpo kā degviela, kas piemērota gan privātmājām, gan rūpnieciskām darbnīcām. Degvielas briketes satur minimālu daudzumu ogļūdeņražu. Patiesībā tās ir mātītes, kas ir vērtīgas oglēm.

No tā var iegūt tīru benzolu, toluolu, ksilolu un kumorāna sveķus. Pēdējie, piemēram, kalpo par pamatu krāsu un laku izstrādājumiem un iekšējās apdares materiāliem, piemēram, linolejam.

Daži ogļūdeņraži ir aromātiski. Cilvēkiem ir pazīstama naftalīna smarža. Bet daži cilvēki zina, ka to ražo no oglēm.

Ķirurģijā naftalīns kalpo kā antiseptisks līdzeklis. Sadzīvē viela cīnās ar kodes. Turklāt naftalīns var aizsargāt pret vairāku kukaiņu kodumiem. Starp tiem: mušas, mušas, zirgu mušas.

Kopā, ogles maisos iepirkums vairāk nekā 400 veidu produkcijas ražošanai.

Daudzi no tiem ir koksa ražošanas blakusprodukti. Interesanti, ka papildu līniju izmaksas parasti ir augstākas nekā koksa izmaksas.

Ja ņemam vērā vidējo atšķirību starp oglēm un no tām ražotām precēm, tā ir 20-25 reizes.

Tas ir, ražošana ir ļoti izdevīga un ātri atmaksājas. Tāpēc nav pārsteidzoši, ka zinātnieki meklē arvien jaunas tehnoloģijas nogulumiežu apstrādei. Augošajam pieprasījumam ir jābūt piedāvājumam. Iepazīsim viņu.

Ogļu ieguve

Ogļu atradnes sauc par baseiniem. Pasaulē to ir vairāk nekā 3500. Kopējā baseinu platība ir aptuveni 15% no sauszemes platības. ASV ir visvairāk ogļu.

Tur ir koncentrēti 23% pasaules rezervju. Akmeņogles Krievijā– tie ir 13% no kopējām rezervēm. Ķīnai ir bronza. 11% iežu slēpjas tā dzīlēs.

Lielākā daļa no tiem ir antracīts. Krievijā brūnogļu un melnās krāsas attiecība ir aptuveni vienāda. ASV dominē brūnais iežu veids, kas samazina atradņu nozīmi. Neskatoties uz brūnogļu pārpilnību, ASV atradnes ir pārsteidzošas ne tikai apjoma, bet arī mēroga ziņā.

Apalaču ogļu baseina rezerves vien sasniedz 1600 miljardus tonnu. Salīdzinājumam, Krievijas lielākais baseins glabā tikai 640 miljardus tonnu akmeņu. Mēs runājam par Kuzņeckas lauku.

Tas atrodas Kemerovas reģionā. Jakutijā un Tivā ir atklāti vēl pāris daudzsološi baseini. Pirmajā reģionā atradnes sauca par Elgu, bet otrajā - Elegetian. Jakutijas un Tyvas atradnes ir slēgta tipa. Tas ir, klints nav tuvu virsmai, bet dziļumā.

Ir nepieciešams būvēt raktuves, adītes, šahtas. Tas ir pacilājoši ogļu cena. Bet noguldījumu apjoms maksā naudu. Kas attiecas uz Kuzņeckas baseinu, tie darbojas jauktā sistēmā. Aptuveni 70% izejvielu tiek iegūti no dzīlēm, izmantojot hidrauliskās metodes.

30% ogļu tiek iegūti atklāti, izmantojot buldozerus. Ar tiem pietiek, ja iezis atrodas tuvu virsmai un pārklājošie slāņi ir vaļīgi.

Arī Ķīnā atklāti iegūst ogles. Lielākā daļa Ķīnas atradņu atrodas tālu ārpus pilsētām. Tas gan netraucēja kādam no atradnēm sagādāt neērtības valsts iedzīvotājiem. Tas notika 2010. gadā.

Pekina ir strauji palielinājusi savus pieprasījumus pēc oglēm no Iekšējās Mongolijas. To uzskata par Ķīnas Tautas Republikas provinci. Uz ceļa uzbrauca tik daudz kravas automašīnu, kas bija piekrautas ar precēm, ka 110. šoseja tika apturēta gandrīz 10 dienas. Sastrēgums sākās 14. augustā un izzuda tikai 25. augustā.

Tiesa, bez ceļa darbiem tas nebūtu varējis notikt. Ogļu kravas automašīnas pasliktināja situāciju. 110. šoseja ir valsts autoceļš. Tātad ne tikai ogļu tranzīts aizkavējās, bet arī citi līgumi tika apdraudēti.

Internetā var atrast video, kur autovadītāji, kuri 2010. gada augustā brauca pa Ķīnas šoseju, ziņo, ka 100 kilometru garā posma nobraukšana prasīja aptuveni 5 dienas.

Brūnogles ir cietās fosilās ogles, kas veidojas no kūdras, satur 65-70% oglekļa, ir brūnā krāsā, jaunākā no fosilajām oglēm. To izmanto kā vietējo degvielu un arī kā ķīmisko izejvielu. Tie satur daudz ūdens (43%), tāpēc tiem ir zema siltumspēja. Turklāt tie satur lielu daudzumu gaistošu vielu (līdz 50%). Tie veidojas no atmirušām organiskām atliekām zem slodzes spiediena un paaugstinātas temperatūras ietekmē apmēram 1 kilometra dziļumā.

Ķīmiskā formula

Tradicionāls vielu ķīmiskā sastāva un struktūras apzīmējums, izmantojot ķīmisko elementu simbolus, ciparu un palīgzīmes (iekavas, domuzīmes utt.). Ķīmiskās formulas ir neatņemama ķīmijas valodas sastāvdaļa, uz to pamata tiek sastādītas ķīmisko reakciju diagrammas un vienādojumi, kā arī vielu ķīmiskā klasifikācija un nomenklatūra.

Ķīmiskā formula var norādīt vai atspoguļot:

1 molekula vai 1 mols vielas;

kvalitatīvais sastāvs (no kādiem ķīmiskajiem elementiem viela sastāv);

kvantitatīvais sastāvs (cik katra elementa atomu satur reāla vai nosacīta vielas molekula).

Formula HNO3 nozīmē:

slāpekļskābe;

1 slāpekļskābes molekula vai 1 mols slāpekļskābes;

kvalitatīvais sastāvs: slāpekļskābes molekula sastāv no ūdeņraža, slāpekļa un skābekļa;

kvantitatīvais sastāvs: slāpekļskābes molekula satur vienu elementa ūdeņraža atomu, vienu elementa slāpekļa atomu, trīs elementa skābekļa atomus.

[rediģēt]

Pašlaik tiek izdalīti šādi ķīmisko formulu veidi:

Vienkāršākā formula . To var iegūt eksperimentāli, nosakot ķīmisko elementu attiecību vielā, izmantojot elementu atomu masas vērtības. Tātad vienkāršākā ūdens formula ir H2O, bet benzola vienkāršākā formula ir CH (atšķirībā no C6H6 – taisnība, skatīt zemāk). Atomi formulās ir apzīmēti ar ķīmisko elementu zīmēm, un to relatīvie daudzumi ir norādīti ar cipariem apakšindeksa formātā.

Patiesa formula. Var iegūt, ja ir zināma vielas molekulmasa. Patiesā ūdens formula ir H2O, kas sakrīt ar visvienkāršāko. Patiesā benzola formula ir C6H6, kas atšķiras no vienkāršākās. Patiesās formulas sauc arī par bruto formulām vai empīriskām. Tie atspoguļo vielas molekulu sastāvu, bet ne struktūru. Patiesā formula parāda precīzu katra elementa atomu skaitu vienā molekulā. Šis daudzums atbilst indeksam - mazam skaitlim aiz atbilstošā elementa simbola. Ja indekss ir 1, tas ir, molekulā ir tikai viens dotā elementa atoms, tad šāds indekss nav norādīts.

Racionāla formula. Racionālās formulas izceļ ķīmisko savienojumu klasēm raksturīgās atomu grupas. Piemēram, spirtiem tiek piešķirta -OH grupa. Rakstot racionālu formulu, šādas atomu grupas tiek liktas iekavās (OH). Atkārtoto grupu skaitu norāda ar cipariem apakšindeksa formātā, kas novietoti uzreiz aiz beigu iekavas. Kvadrātiekavas tiek izmantotas, lai atspoguļotu sarežģītu savienojumu struktūru. Piemēram, K4 ir kālija heksacianokobaltāts. Racionālas formulas bieži tiek atrastas daļēji paplašinātā formā, kad daži no tiem pašiem atomi tiek parādīti atsevišķi, lai labāk atspoguļotu vielas molekulas struktūru.

Strukturālā formula. Grafiski parāda atomu relatīvo izvietojumu molekulā. Ķīmiskās saites starp atomiem ir apzīmētas ar līnijām. Ir divdimensiju (2D) un trīsdimensiju (3D) formulas. Divdimensiju ir matērijas struktūras atspoguļojums plaknē. Trīsdimensiju ļauj attēlot tā sastāvu, relatīvo stāvokli, savienojumus un attālumus starp atomiem vistuvāk teorētiskajiem vielas struktūras modeļiem.

Vienkāršākā formula ir C2H6O

Patiesa, empīriska vai bruto formula: C2H6O

Racionālā formula: C2H5OH

Racionāla formula daļēji paplašinātā formā: CH3CH2OH

Strukturālā formula (2D).

Kopš seniem laikiem cilvēce ir izmantojusi ogles kā vienu no enerģijas avotiem. Un šodien šis minerāls tiek izmantots diezgan plaši. Dažreiz to sauc par saules enerģiju, kas tiek saglabāta akmenī.

Pieteikums

Ogles sadedzina, lai ražotu siltumu, ko izmanto karstā ūdens iegūšanai un māju apkurei. Minerālu izmanto metālu kausēšanas procesos. Termoelektrostacijās ogles sadedzinot pārvērš elektroenerģijā.

Zinātnes sasniegumi ir ļāvuši izmantot šo vērtīgo vielu citādā veidā. Tādējādi ķīmiskā rūpniecība ir veiksmīgi apguvusi tehnoloģiju, kas ļauj iegūt šķidro degvielu no oglēm, kā arī retajiem metāliem, piemēram, germānija un gallija. Pašlaik no vērtīgiem minerāliem tiek iegūts oglekļa grafīts ar augstu oglekļa koncentrāciju. Ir izstrādātas arī metodes plastmasas un augstas kaloritātes gāzveida kurināmā ražošanai no oglēm.

Ļoti maza daļa zemas kvalitātes ogļu un to putekļi pēc apstrādes tiek saspiesti briketēs. Šis materiāls ir lieliski piemērots privātmāju un ražošanas telpu apkurei. Kopumā viņi ražo vairāk nekā četrus simtus dažādu produktu pēc ķīmiskās apstrādes, kam tiek pakļautas ogles. Visu šo produktu cena ir desmitiem reižu augstāka par sākotnējo izejvielu pašizmaksu.

Pēdējos gadsimtos cilvēce ir aktīvi izmantojusi ogles kā kurināmo, kas nepieciešams enerģijas iegūšanai un pārveidei. Turklāt pēdējā laikā pieaug nepieciešamība pēc šī vērtīgā resursa. To veicina ķīmiskās rūpniecības attīstība, kā arī nepieciešamība pēc no tās iegūtiem vērtīgiem un retiem elementiem. Šajā sakarā Krievija šobrīd intensīvi pēta jaunas atradnes, veido raktuves un karjerus un būvē uzņēmumus šīs vērtīgās izejvielas pārstrādei.

Fosilijas izcelsme

Senatnē uz Zemes bija silts un mitrs klimats, kurā strauji attīstījās daudzveidīga veģetācija. Tieši no tā vēlāk veidojās ogles. Šīs fosilijas izcelsme ir miljardiem tonnu mirušās veģetācijas uzkrāšanās purvu apakšā, kur tos klāja nogulsnes. Kopš tā laika ir pagājuši aptuveni 300 miljoni gadu. Spēcīgā smilšu, ūdens un dažādu akmeņu spiedienā veģetācija lēnām sadalījās bezskābekļa vidē. Tuvumā esošās magmas radītās augstās temperatūras ietekmē šī masa sacietēja, kas pamazām pārvērtās oglēs. Visu esošo noguldījumu izcelsmei ir tikai šāds skaidrojums.

Derīgo izrakteņu rezerves un to ieguve

Uz mūsu planētas ir lielas ogļu atradnes. Kopumā, pēc ekspertu domām, zemes zarnās ir piecpadsmit triljoni tonnu šī minerāla. Turklāt ogļu ieguve ir pirmajā vietā apjoma ziņā. Tas sastāda 2,6 miljardus tonnu gadā jeb 0,7 tonnas uz vienu mūsu planētas iedzīvotāju.

Ogļu atradnes Krievijā atrodas dažādos reģionos. Turklāt katrā no tiem minerālam ir atšķirīgas īpašības un tam ir savs sastopamības dziļums. Zemāk ir saraksts, kurā iekļautas lielākās ogļu atradnes Krievijā:

1. Tas atrodas Jakutijas dienvidaustrumu daļā. Ogļu dziļums šajās vietās ļauj iegūt minerālu atklātā veidā. Tas neprasa īpašas izmaksas, kas samazina gala produkta izmaksas.
2. Tuvas lauks. Pēc ekspertu domām, tās teritorijā ir aptuveni 20 miljardi tonnu derīgo izrakteņu. Depozīts ir ļoti pievilcīgs attīstībai. Fakts ir tāds, ka astoņdesmit procenti no tā atradnēm atrodas vienā slānī, kura biezums ir 6-7 metri.
3. Minusinskas noguldījumi. Tie atrodas Hakasijas Republikā. Tās ir vairākas atradnes, no kurām lielākās ir Černogorskoje un Izikhskoje. Baseina rezerves ir zemas. Pēc ekspertu domām, tie svārstās no 2 līdz 7 miljardiem tonnu. Šeit tiek iegūtas ogles, kas ir ļoti vērtīgas pēc savām īpašībām. Minerāla īpašības ir tādas, ka degot tiek reģistrēta ļoti augsta temperatūra.
4. Šī atradne, kas atrodas Rietumsibīrijā, ražo produktu, ko izmanto melnajā metalurģijā. Ogles, kas tiek iegūtas šajās vietās, tiek izmantotas koksēšanai. Noguldījumu apjoms šeit ir vienkārši milzīgs.
5. Šis depozīts ražo augstākās kvalitātes produktu. Lielākais derīgo izrakteņu iegulu dziļums sasniedz piecus simtus metru. Kalnrūpniecība tiek veikta gan atklātās šahtās, gan raktuvēs.

Akmeņogles Krievijā iegūst Pečoras ogļu baseinā. Rostovas apgabalā tiek aktīvi attīstīti arī noguldījumi.

Ogļu izvēle ražošanas procesam

Dažādās nozarēs ir nepieciešami dažādu kategoriju minerāli. Kādas atšķirības ir oglēm? Šī produkta īpašības un kvalitātes raksturlielumi ir ļoti atšķirīgi.

Tas notiek pat tad, ja oglēm ir vienāds marķējums. Fakts ir tāds, ka fosilijas īpašības ir atkarīgas no tās ieguves vietas. Tāpēc katram uzņēmumam, izvēloties ogles savai ražošanai, ir jāiepazīstas ar to fiziskajām īpašībām.

Īpašības

Ogles atšķiras ar šādām īpašībām:

Bagātināšanas pakāpe

Atkarībā no izmantošanas mērķa var iegādāties dažāda veida ogles. Degvielas īpašības kļūst skaidras, pamatojoties uz tās bagātināšanas pakāpi. Izcelt:

1. Koncentrāti. Šādu degvielu izmanto elektroenerģijas un siltuma ražošanā.

2. Rūpnieciskie izstrādājumi. Tos izmanto metalurģijā.

3. ogļu smalkā frakcija (līdz sešiem milimetriem), kā arī putekļi, kas rodas iežu drupināšanas rezultātā. No dūņām tiek veidotas briketes, kurām ir labas veiktspējas īpašības sadzīves cietā kurināmā katliem.

Koalifikācijas pakāpe

Saskaņā ar šo rādītāju viņi izšķir:

1. Brūnogles. Šī ir tā pati ogle, tikai daļēji izveidota. Tās īpašības ir nedaudz sliktākas nekā augstākas kvalitātes degvielai. Brūnogles degšanas laikā rada zemu siltumu un drūp transportēšanas laikā. Turklāt tai ir tendence spontāni aizdegties.

2. Ogles. Šim degvielas veidam ir liels skaits marku (pakāpju), kuru īpašības ir atšķirīgas. To plaši izmanto enerģētikā un metalurģijā, mājokļu un komunālajos pakalpojumos un ķīmiskajā rūpniecībā.

3. Antracīts. Šis ir augstākās kvalitātes ogļu veids.

Visu šo minerālu formu īpašības būtiski atšķiras viena no otras. Tādējādi brūnoglēm ir viszemākā siltumspēja, bet antracītam – visaugstākā. Kādas ogles vislabāk pirkt? Cenai jābūt ekonomiski izdevīgai. Pamatojoties uz to, izmaksas un īpatnējais siltums ir optimālā attiecībā uz vienkāršām akmeņoglēm (220 USD par tonnu).

Klasifikācija pēc izmēra

Izvēloties ogles, ir svarīgi zināt to lielumu. Šis indikators ir šifrēts minerālu kategorijā. Tātad ogles var būt:

- "P" - plāksne, kas sastāv no lieliem gabaliem, kuru garums pārsniedz 10 cm.

- "K" - liels, kura izmēri svārstās no 5 līdz 10 cm.

- "O" - uzgrieznis, tas ir arī diezgan liels, ar fragmentu izmēriem no 2,5 līdz 5 cm.

- “M” - mazs, ar maziem gabaliņiem 1,3–2,5 cm.

- "C" - sēklas - lēta frakcija ilgstošai gruzdēšanai ar izmēriem 0,6-1,3 cm.

- “Ш” - gabals, kas pārsvarā ir ogļu putekļi, paredzēts briketēšanai.

- “R” - parasta vai nestandarta, kurā var būt dažāda lieluma frakcijas.

Brūnogļu īpašības

Šīs ir zemākās kvalitātes ogles. Tā cena ir viszemākā (apmēram simts dolāru par tonnu). veidojusies senos purvos, presējot kūdru aptuveni 0,9 km dziļumā. Šī ir lētākā degviela, kas satur lielu daudzumu ūdens (apmēram 40%).

Turklāt brūnoglēm ir diezgan zems sadegšanas siltums. Tas satur lielu daudzumu (līdz 50%) gaistošu gāzu. Ja krāsns kurināšanai izmanto brūnogles, tās kvalitātes īpašības atgādinās neapstrādātu malku. Produkts stipri deg, stipri kūp un atstāj lielu daudzumu pelnu. No šīm izejvielām bieži gatavo briketes. Viņiem ir labas veiktspējas īpašības. To cena svārstās no astoņiem līdz desmit tūkstošiem rubļu par tonnu.

Ogļu īpašības

Šī degviela ir kvalitatīvāka. Akmeņogles ir melnas krāsas akmens ar matētu, daļēji matētu vai spīdīgu virsmu.

Šāda veida degviela satur tikai piecus līdz sešus procentus mitruma, tāpēc tai ir augsta siltumspēja. Salīdzinot ar ozola, alkšņa un bērza malku, ogles saražo 3,5 reizes vairāk siltuma. Šāda veida degvielas trūkums ir augstais pelnu saturs. Akmeņogļu cena vasarā un rudenī svārstās no 3900 līdz 4600 rubļiem par tonnu. Ziemā šīs degvielas izmaksas palielinās par divdesmit līdz trīsdesmit procentiem.

Ogļu uzglabāšana

Ja degvielu paredzēts lietot ilgākā laika periodā, tā jānovieto speciālā šķūnī vai bunkurā. Tur tas ir jāaizsargā no tiešiem saules stariem un nokrišņiem.

Ja ogļu kaudzes ir lielas, tad uzglabāšanas laikā jums pastāvīgi jāuzrauga to stāvoklis. Mazas frakcijas kombinācijā ar augstu temperatūru un mitrumu var spontāni aizdegties.