Чим буре вугілля відрізняється від кам'яного?

За часом залягання в надрах землі буре вугілля старше кам'яного вугілля. Під впливом підвищеної температури та тиску буре вугілля перетворюється на кам'яне. Їхня відмінність, хіба що за кольором (біля бурого вугілля - риса бура). А за складом: у бурого вугілля менший вміст вуглецю, ніж у кам'яного, тому він легше горить і переважно використовується на ТЕС, а кам'яний - в основному, для хімічної та металургійної промисловості, хоча також може використовуватися як паливо для ТЕС.

Буре вугілля це вугілля «нижчого сорту», ​​що характеризується високим вмістом води та вмістом вуглецю від 50 до 60%, що надає йому низьку теплотворну здатність.

Майже 90% світового виробництва бурого вугілля використовують для вироблення електроенергії на електростанціях.

У трійку лідерів із виробництва бурого вугілля у світі входять Німеччина, Китай та США.

Буре вугілля експлуатується у промисловому масштабі з 19-го століття.

Визначення та категорії.

Поряд з кам'яним вугіллям, бітумінозним та напівбітумінозним вугіллям. лігніт (Також званий бурим вугіллям) позначає одну з основних категорій вугілля. Разом з торфом це тверде паливо являє собою органічні копалини, результат перетворення рослинних залишків, похованих під тиском у ґрунті.

Буре вугілля зазвичай виникає в результаті скам'янення деревних речовин (деревини) або дозрівання торфу (що є результатом сильної біологічної активності, що розвивається у вологих районах, від трав'янистих рослин і мохів, що поступово перетворюються на гумус, вологий і безкисневий).

В ході геологічної еволюції зі збільшенням глибини (і температури) через геотермічний градієнт вугілля проходить різні послідовні та безперервні стадії, починаючи від бурого вугілля і закінчуючи напівбітумінозним або бітумінозним вугіллям і, нарешті, вугіллям. Якість вугільного родовища залежить від температури, тиску та тривалості його утворення, що називається «органічною зрілістю».

Буре вугілля є осадовими шарами недавнього віку (третинного або четвертинного).

З низькою органічною стиглістю (також відома як «нижчий ступінь»), зазвичай більш м'яка і розсипчаста, з тьмяним і землистим виглядом. Він відрізняється високим вмістом води та вмістом вуглецю від 50 до 60%, що надає йому низьку теплотворну здатність.

В основному буре вугілля, що використовується для виробництва електроенергії на теплових електростанціях, також може використовуватися для обігріву житлових приміщень і в деяких промислових процесах, наприклад, в металургії або паперової промисловості.

Операційний ланцюжок.

Поклади лігніту залягають у континентальних відкладеннях (пісках і глинах) відносно близько поверхні землі (на глибину від кількох метрів до десятків метрів) і можуть утворювати шари великої протяжності.

Це паливо зазвичай видобувається у відкритих шахтах. Враховуючи низьку енергетичну потужність бурого вугілля, велика кількість необхідних для постачання потужних теплових електростанцій, а транспортування на великі відстані невигідне. Тому теплові електростанції повинні розташовуватися у безпосередній близькості від шахт.

Конверсія палива.

Після видобутку буре вугілля перетворюється на паливо для ТЕЦ. Використовуються два основні методи:

метод подрібнення буре вугілля подрібнюється на дробильній установці, а потім переноситься в резервуар (на цьому етапі вологість бурого вугілля зазвичай становить від 40 до 60%).

Потім його подрібнюють для термообробки в присутності гарячої пари, вилученої з «вторинного» тепла від сусіднього котла через контур циркуляції.

Тепло димових газів знижує вміст води у бурому куті з 40% -60% до 10% -20%, рівня, необхідного для отримання оптимальних умов горіння.

Отримана таким чином суміш вводиться в пальники котла при температурі вище 1400 °C.

Під дією тепла, що виділяється при згорянні бурого вугілля, вода в котлі перетворюється на пару високого тиску, що приводить у рух парову турбіну.

Обертання турбіни виробляє механічну енергію, яка сама перетворюється на електрику генератором змінного струму.

У разі бурого вугілля з надзвичайно низькою теплотворною здатністю і особливо високим вмістом води слід зазначити, що перед подачею в камеру згоряння котла необхідна додаткова стадія для більш ефективного видалення вологи, що міститься в ньому. Частинки сухого бурого вугілля відокремлюються за допомогою електрофільтрів, а потім переносяться в пальники котла.

Технологія «псевдозрідженого шару»: подрібнений лігніт використовується безпосередньо в котлі для утворення «шару», що утримується у зваженому стані за рахунок нагнітання висхідного повітря.

Пил бурого вугілля використовується як паливо, а той, який згоряє лише частково, відновлюється для повторного закачування в котел.

Цей метод, що працює за більш низьких температур (від 850 до 900 C), забезпечує більш високу ефективність.Додаючи матеріали-реагенти (наприклад, кальцит), він відокремлює певні елементи (наприклад, сірку). В результаті цей варіант менш забруднює навколишнє середовище, ніж теплова електростанція, що працює на пилоподібному бурому куті.

Перетворення палива на брикет.

Буре вугілля можна перетворити на продукт, еквівалентний середньому сорту вугілля, шляхом зневоднення. Цей продукт, званий «брикетом», використовується як джерело тепла.

Для цього лігніт подрібнюють і висушують до вологості приблизно 15%, а потім формують при високому тиску у вигляді брикетів без додавання якоїсь сполучної речовини.

Ці брикети можуть бути продані на комерційній основі для різних теплових цілей (включаючи домашні казани та каміни або індивідуальні печі).

Перетворення на синтез-газ шляхом газифікації.

Газифікація бурого вугілля полягає у його розкладанні під дією тепла (вище 1000 C) у присутності водяної пари та кисню. Ця реакція дозволяє отримати горючу газову суміш, яка називається «синтез-газом». Отриманий синтез-газ, що складається з окису вуглецю (CO) та водню (H 2 використовується для двох цілей:

Виробництво електроенергії (CCGI) електростанція комбінованого циклу з інтегрованою газифікацією (CCGI) характеризується насамперед операцією газифікації.

Синтез-газ, отриманий з лігніту, очищається від домішок, щоб потім використовувати його як паливо на електростанції з комбінованим циклом (парова турбіна газова турбіна). Принцип такий: газова турбіна виробляє електрику.

Тепло, регенероване у вихлопних газах, використовується, як і у всіх комбінованих циклах, для виробництва пари, яка, у свою чергу, приводить в дію турбіну.

Ця технологія знижує викиди забруднюючих речовин в атмосферу та підвищує ефективність за рахунок комбінованого циклу;

паливо може бути перетворений на синтез-газ (як біопаливо другого покоління за допомогою процесу Фішера-Тропша) хімічної реакції для перетворення монооксиду вуглецю та вуглеводню на водень.

Буре вугілля значно впливає на навколишнє середовище:

його видобуток значно погіршує відповідні землі та може зробити їх непридатними для сільського та лісового господарства. Різні токсичні матеріали, що використовуються у гірничодобувній промисловості, можуть забруднювати ґрунти. Відходи гірничодобувної промисловості чи важкі метали від гірничодобувної промисловості є джерелом забруднення води;

спалювання, газифікація та перетворення лігніту на брикети є джерелами викидів CO 2 .

Крім CO 2 основними викидами забруднюючих речовин від теплових електростанцій є пил, оксиди сірки та азоту.