פחם: הרכב, יישום, שיטות מיצוי

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

סלע זה, שנוצר בעובי קרום כדור הארץ, מגוון מאוד. עד כה, הזנים שלה נבדלים, כגון, למשל, פחם חום, אנתרציט, פחם. הרכב הפחם הוא לחות וזיהומים מינרלים. עם זאת, בהתייחס ללחות, זה מפחית משמעותית את חום הבעירה.

הרכב הגזע. כימיקלים

מלבד העובדה שפחם מכיל לחות, הוא מכיל גם חומר כמו גופרית. גם טומאה זו נחשבת מזיקה, והיא אינה כלולה בצורתה הטהורה, אלא בהרכב זיהומים כגון פיריט, סידן, ברזל גופרתי. כאשר משתמשים בפחם, או ליתר דיוק, כאשר הוא נשרף עם זיהומים כאלה בהרכב, ייווצר אידוי מזיק - דו תחמוצת הגופרית, או דו תחמוצת הגופרית. יש לו השפעה שלילית למדי על בריאות האדם אם הוא נושם. הוא מסוגל לגרום לקורוזיה מהירה של המתכת, כמו גם להרעיל את האטמוספירה באדיה. יש לציין שתכולת הגופרית בהרכב הפחם, שנכרה באגן דוניץ, נמוכה למדי. האינדיקטור של חומר זה הוא רק 1-2%. אם משווים לאגנים של אזורי המרכז והצפון, אז התוכן של טומאה מזיקה זו בהם מתחיל רק מ-3.5%. מלאההרכב הכימי של חומרי הגלם הוא כדלקמן:

• האחוז הגבוה ביותר של פחמן - מ-50 עד 96%;
• אחרי פחמן מגיע חמצן, שתכולתו היא בין 25 ל-37%;
• השלישי ברשימה זו הוא מימן, האחוז שלו הוא בין 3 ל-6%;
• הכימיקל האחרון הוא חנקן, התוכן שלו יכול להיות בין 0 ל-2.7%.

Peat

היום משתמשים גם בכבול, שהוא שרידי סלע. הוא נמצא בשימוש נרחב למדי, למרות העובדה שהוא נחשב, למעשה, בזבוז. ראוי לציין כאן כי ההרכב של סוג זה של פחם שונה בכך שהתכולה הכמותית של כל הזיהומים המזיקים, כולל גופרית, היא הרבה פחות. גם אחוז היסוד הכימי פחמן ירד ל-50-60%.

פחם חום

כשלעצמו, פחם חום הוא מסה ארצית בעלת צפיפות גבוהה למדי, שנוצרת מכבול, אך יחד עם זאת שומרת בצורה מושלמת על המבנה העצי שלה. השימוש בפחם מסוג זה הרבה פחות נפוץ מאבן, למשל. זאת בשל העובדה שבעת שריפה היא יוצרת להבה מעושנת, שיוצרת גם ריח די לא נעים. הוא משמש לרוב בזיקוק יבש. בעזרתו ניתן להשיג חומרים כמו למשל אמוניה עם חומצה אצטית. גזע זה נחשב הצעיר ביותר מכל הזנים האחרים. ההרכב של סוג זה של פחם הוא כדלקמן:

• כמו במהסוג הקודם, פחמן שורר כאן - 50-77%;
• תכולת החמצן כמעט זהה - 26-37%;
• אחוז מימן הוא 3-5, וחנקן הוא 0-2.

כדאי להוסיף שההתפתחות החזקה של הטכנולוגיה הובילה לכך שאנשי טכנולוגיה למדו איך להשיג גז סינטטי מחומר גלם זה, שיכול לשמש כחלופה למזוט.

Coal

חומר מאובן זה הוא חומר מעבר מליגניט לאנתרציט. זה שונה בכך שהוא דלק מצוין, בניגוד לחומר חום. זה הגזע הזה שהוא הכי ממוקש בזמננו. הוא נמצא בשימוש הנפוץ ביותר כדלק לתחנות כוח תרמיות, למשל. הוא מצוין לחימום בתים פרטיים, להפעלת מפעלים וכדומה. הערך הקלורי שיש לסוג זה של חומר גלם גבוה בהרבה מזה של חום. בתור זיהומים מזיקים, סוג זה של פחם מכיל לחות בכמות של 3 עד 12%. בנוסף, הוא מכיל גם 32% חומרים נדיפים בעירה.

ההרכב הכימי שונה מהמין הקודם. כמות הפחמן גבוהה בהרבה - מ-75 ל-93%. תכולת החמצן ירדה משמעותית - 3-19%, תכולת המימן נשארה בערך באותה רמה - 4-6%. מחוון החנקן עדיין נמוך - עד 2.7%.

אם תשאלו את השאלה, איזה פחם עדיף, אז כנראה שהתשובה עליה תהיה הבאה: אנתרציט. זה שונה בכך שהמבנה שלו צפוף ככל האפשר, פני השטח מעט מבריק, ולערך הקלורי יש את האינדיקטור הטוב ביותר.החיסרון היחיד שלו הוא שהוא נדלק די גרוע. לרוב זה משמש לייצור דברים כמו אלקטרודות פחמן, משחת אלקטרודות. השימוש בו כחומר גלם לדלק בתעשיית המטלורגיה נפוץ מאוד. עומק ההתרחשות של סלע זה גדול למדי - 6 ק מ. מבין הכימיקלים הוא מכיל פחמן בכמות של 95-97%, וכן מימן - מ-1 עד 3%.

שיטת הכרייה

ראוי לציין ששיטת המיצוי תלויה מאוד במיקום מרבץ הפחם, או יותר נכון, בעומק התרחשותו. בהתאם לגורם זה, שיטת פתוח (מחצבה) ושיטת מכרה סגורה. כל שיטה נבדלת בטכנולוגיה שלה, כמו גם ביתרונות ובחסרונות.

כרייה פתוחה

היתרון העיקרי של כריית פחם בבור פתוח הוא הבטיחות היחסית. העניין הוא שמשתמשים בו רק אם עומק הסלע אינו עולה על 100 מטרים. במילים אחרות, לא נוצר פיר שיכול לקרוס בזמן תאונה. תהליך הכרייה עצמו מתבצע לפי הנוהל הבא.

ראשית עליך להסיר את שכבת האדמה העליונה המכסה את הסלע. שכבה זו נקראת עומס יתר, ושיטת הסרתה היא עומס יתר. הליך זה, בהתאם לסוג הקרקע, מתבצע בעזרת דחפורים, קווי גרירה, מחפרים עם גלגלי דלי או מגרדים. לאחר הסרת שכבת האדמה, ניתן להמשיך לריסוק הסלע עצמו. ללשם כך משתמשים במגרסה, רובי מים, דחפורים וציוד אחר. אם הסלע במשקע הפחם צפוף מדי, אז במקרים נדירים משתמשים בקידוח ובפיצוץ של הפחם. שיטת כרייה זו מכסה בדרך כלל שטח גדול למדי.

באשר לחסרונות השיטה, הם כדלקמן:

• ראשית, גרימת נזק סביבתי משמעותי באתר הכרייה.
• שנית, כל הסלע שנכרה בדרך זו מכיל כמות גדולה של זיהומים מזיקים בהרכבו.

היתרונות העיקריים של כריית פחם בבור פתוח, בנוסף לבטיחות, הם מהירות גבוהה, כמו גם חסכון.

שיטה שנייה

סגור, או שיטת המכרה, כפי שניתן לנחש, משמשת אם הסלע נמצא עמוק מספיק מתחת לאדמה. בשטח שטוח, ערוצים אנכיים או אופקיים נוצרים עד התפר מאוד עם פחם, ולאחר מכן נוצר מכרה. אם תפר הפחם ממוקם באזור הררי, אז ה-adit הוא המקום שפותח את העבודה.

כריית פחם תת-קרקעית יכולה להתבצע באמצעות קירות ארוכים או בשיטת החדר-ועמוד. לבות הן פנים ארוכות. יכול להיות שיש פנים אחד או יותר כאלה במכרה אחד. בפנים כאלה, פחם נחתך לחתיכות באמצעות קומביין כרייה. על מנת לספק חומרי גלם אל פני השטח, נעשה שימוש באותו קוצר. הוא מעמיס את הסלע על המסוע. אם אתה משתמש בשיטה זו, אתה יכול להשיג כמעט את כל הפחם הכלול בוהיווצרות. אם הפחם אינו עמוק מדי, אזי משתמשים בשיטת החדר והעמוד. במקרה זה משתמשים במוטות ובמעברים אופקיים, שנוצרים ביניהם.

כרגע מתרחשים שינויים בתעשיית הפחם. הטכנולוגיה של מערכת ייצור אוטומטית משולבת עם שימוש בתומכי גג מופעלים מוצגת. מפתחת באופן פעיל שיטה שתאפשר שליטה מרחוק על כל מנגנוני הכרייה.

היתרונות של השיטה כוללים את הדברים הבאים:

• הפחם שיתקבל יהיה באיכות גבוהה מאוד;
• סוג הכרייה הזה הרבה פחות מזיק לסביבה;

בין החסרונות, ראוי להדגיש ששיטה זו היא שיטת הכרייה המסוכנת ביותר, והיא גם תדרוש עלויות כספיות משמעותיות לביצועה.

דונייצק Coal Basin

אגן זה ממוקם בשטח של אזורים כמו דונייצק, לוהנסק, דנייפרופטרובסק מהצד של אוקראינה. בנוסף, הוא ממוקם גם בשטח של אזור רוסטוב של הפדרציה הרוסית. השטח הכולל של האגן הזה הוא כ-60 אלף ק"מ2, מתוכם 50 אלף ממוקמים בשטח אוקראינה. אם אנחנו מדברים על אורכו, אז זה בערך 650 ק"מ בכיוון תת הרוחב. יחד עם זאת, רוחבו המרבי מגיע ל-200 ק"מ בלבד. באשר לאיכות ולמאפיינים של הפחם הכרות, הם שונים מאוד. העניין הוא שבאגן הפחם של דונייצק יש שלםסדרה מטמורפית של המאובן הזה. במילים אחרות, ניתן לכרות כאן כל פחם - מחום ועד אנתרציט.

פחם מדליק איכותי

לא פעם עולה השאלה כיצד לקבוע את איכות הפחם המתאים להדלקת דוד דלק מוצק. אין צורך להכיר את כל תכונותיו. שימו לב לדברים הבאים:

• תכולת קלוריות, או חום בעירה. מאפיין זה מתאר כמה חום יכול להפיק דלק מוצק בעת שריפה.
• תוכן האפר הוא המאפיין העיקרי של איכות חומרי הגלם. ככל שהאינדיקטור המספרי של מאפיין זה קטן יותר, כך הפחם יהיה טוב יותר, מה שאומר שהוא יוציא יותר חום במהלך הבעירה. עבור גזעים איכותיים, השיעור נמוך מ-25%.
• חשוב לפקח על הלחות. זה יכול להיות חיצוני או פנימי. את החיצוני ניתן להסיר על ידי ייבוש הפחם פשוט, אך את הפנימי ניתן להסיר רק על ידי שריפה.

פחמן פעיל

מבנה הפחם הזה נקבובי, והוא מתקבל מחומרים אחרים המכילים פחמן שמקורם אורגני. פחמן בחומרי גלם כאלה יהיה בין 87 ל-97%; מימן, חנקן וחמצן קיימים גם כן. מבחינת ההרכב הכימי שלו, סוג זה של פחם דומה יותר לגרפיט. כמו כן, ניתן לחלק את סוג חומר הגלם הזה למספר מחלקות בהתאם לסוג חומר הגלם שיתקבל, לפי שיטת ההפעלה, שיטת ההפעלה והמטרה.