Какой пищевой продукт получают из каменного угля пищевой
Читайте также:
- Переработка угля
Каменный уголь появился на планете Земля около 360 миллионов лет назад. Данный отрезок нашей истории ученые именовали Карбоном или Каменноугольным периодом. В это же время фиксируется и появление первых наземных рептилий, первых крупных растений. Погибшие животные и растения разлагались, а колоссальное количество кислорода активно способствовало ускорению этого процесса. Сейчас на нашей планете присутствует лишь 20% кислорода, а в то время животные дышали полной грудью, ведь количество кислорода в атмосфере Карбона достигал 50%. Именно такому количеству кислорода мы обязаны современным богатством угольных залежей в недрах Земли.
Но уголь – это еще не все. Вследствие различных видов переработки из угля получают огромное количество разнообразных полезных веществ и продуктов. Что делают из угля? Именно об этом мы поговорим в данной статье.
Основные продукты угля
Самые скромные подсчеты говорят о том, что продукты угля составляют 600 наименований.
Ученые разработали различные методы получения продуктов переработки каменного угля. Метод переработки зависит от желаемого конечного продукта. Например, чтобы получить чистые продукты, такие первичные продукты переработки каменного угля – коксовый газ, аммиак, толуол, бензол – применяют жидкие промывочные масла. В особых аппаратах обеспечивается герметизация продуктов и защита их от преждевременного разрушения. Процессы первичной переработки предполагают и метод коксования, при котором каменный уголь нагревается до температуры +1000оС при полностью перекрытом доступе кислорода.
По окончанию все необходимых процедур любой первичный продукт дополнительно очищается. Основные продукты переработки каменного угля:
- нафталин
- фенол
- углеводород
- салициловый спирт
- свинец
- ванадий
- германий
- сера
- цинк.
Без всех этих продуктов наша жизнь была бы намного сложнее.
Взять хотя бы косметологическую промышленность, она является наиболее полезной для людей областью применения продуктов переработки угля. Такой продукт переработки угля, как цинк широко применяется для лечения жирной кожи и угревой сыпи. Цинк, а также серу добавляют в кремы, сыворотки, маски, лосьоны и тоники. Сера ликвидирует имеющееся воспаление, а цинк предупреждает развитие новых воспалений.
Кроме этого, лечебные мази на основе свинца и цинка применяют для лечения ожогов и травм. Идеальным помощником при псориазе является тот же цинк, а также глинистые продукты каменного угля.
Каменный уголь является сырьем для создания отличных сорбентов, которые применяются в медицине для лечения заболеваний кишечника и желудка. Сорбенты, в составе которых присутствует цинк, используют для лечения перхоти и жирной себореи.
В результате такого процесса, как гидрогенизация, из каменного угля на предприятиях получают жидкое топливо. А продукты сжигания, которые остаются после этого процесса, являются идеальным сырьем для разнообразных стройматериалов, имеющих огнеупорные свойства. К примеру, именно таким образом создается керамика.
Направление использования | Марки, группы и подгруппы |
|---|---|
1. Технологическое | |
1.1. Слоевое коксование | Все группы и подгруппы марок: ДГ, Г, ГЖО, ГЖ, Ж, КЖ, К, КО, КСН, КС, ОС, ТС, СС |
1.2. Специальные процессы подготовки к коксованию | Все угли, используемые для слоевого коксования, а также марки Т и Д (подгруппа ДВ) |
1.3. Производство генераторного газа в газогенераторах стационарного типа: | |
смешанного газа | Марки КС, СС, группы: ЗБ, 1ГЖО, подгруппы — ДГФ, ТСВ, 1ТВ |
водяного газа | Группа 2Т, а также антрациты |
1.4. Производство синтетического жидкого топлива | Марка ГЖ, группы: 1Б, 2Г, подгруппы — 2БВ, ЗБВ, ДВ, ДГВ, 1ГВ |
1.5. Полукоксование | Марка ДГ, группы: 1Б,1Г,подгруппы — 2БВ, ЗБВ, ДВ |
1.6. Производство углеродистого наполнителя (термоантрацита) для электродных изделий и литейного кокса | Группы 2Л, ЗА, подгруппы — 2ТФ и 1АФ |
1.7. Производство карбида кальция, электрокорунда | Все антрациты, а также подгруппа 2ТФ |
2. Энергетическое | |
2.1. Пылевидное и слоевое сжигание в стационарных котельных установках | Вес бурые угли и атрациты.а также неиспользуемые для коксования каменные угли. Для факельно-слоевого сжигания антрациты не используются |
2.2. Сжигание в отражательных печах | Марка ДГ, i руппы — 1Г, 1СС, 2СС |
2.3. Сжигание в подвижных теплоустановках и использование для коммунальных и бытовых нужд | Марки Д, ДГ, Г, СС, Т, А, бурые yгли, антрациты и неиспользуемые для коксования каменные угли |
3. Производство строительных материалов | |
3.1. Известь | Марки Д, ДГ, СС, А, группы 2Б и ЗБ; неиспользуемые для коксования марки ГЖ, К и группы 2Г, 2Ж |
3.2. Цемент | Марки Б, ДГ, СС, ТС, Т, Л, подгруппа ДВ и неиспользуемые для коксования марки КС, КСН, группы 27, 1ГЖО |
3.3. Кирпич | Неиспользуемые для коксования угли |
4. Прочие производства | |
4.1. Углеродные адсорбенты | Подгруппы: ДВ, 1ГВ, 1ГЖОВ, 2ГЖОВ |
4.2. Активные угли | Группа ЗСС, подгруппа 2ТФ |
4.3. Агломерация руд | Подгруппы: 2ТФ, 1АВ, 1АФ, 2АВ, ЗАВ |
Продукты коксования угля
Коксующийся уголь – это уголь, который при помощи промышленного коксования дает возможность получить кокс, представляющий собой техническую ценность. В процессе коксования каменных углей обязательно учитывается их технический состав, коксуемость, спекаемость, и прочие характеристики.
Как же протекает процесс коксования угля? Коксование является технологическим процессом, который имеет конкретные стадии:
- подготовка к коксованию. На этом этапе происходит измельчение и смешение угля с образованием шихты (смеси для коксования)
- коксование. Этот процесс осуществляется в камерах коксовой печи с применением газового нагрева. Шихта помещается в коксовую печь, где на протяжении 15 часов осуществляется нагревание в условиях температуры примерно 1000 °C
- образование «коксового пирога».
Коксование – это совокупность процессов, происходящих в каменном угле при его нагревании. При этом из тонны сухой шихты получается около 650–750 кг кокса. Его применяют в металлургии, используют в качестве реагента и топлива в некоторых отраслях химической отрасли. Кроме этого, из него создают карбид кальция.
Качественные характеристики кокса — это горючесть и реакционная способность. Основные продукты коксования угля, помимо собственно кокса:
- коксовый газ. Из тонны сухого угля получают около 310-340 м3. Качественный и количественный состав коксового газа определяет температура коксования. Из коксовальной камеры выходит прямой коксовый газ, который имеет в своем составе газообразные продуты, пары каменноугольной смолы, сырого бензола и воды. Если удалить из него смолу, сырой бензол, воду и аммиак образуется обратный коксовый газ. Именно его применяют в качестве сырья для химического синтеза. Сегодня этот газ применяют в качестве топлива на металлургических комбинатах, в коммунальном хозяйстве и как химическое сырье
- каменноугольная смола – это вязкая черно-бурая жидкость, в которой содержится примерно 300 разнообразных веществ. Самые ценные составляющие этой смолы – это ароматические и гетероциклические соединения: бензол, толуол, ксилолы, фенол, нафталин. Количество смолы достигает 3-4% от массы коксуемого газа. Из каменноугольной смолы получают примерно 60 различных продуктов. Эти вещества являются сырьем для получения красителей, химических волокон, пластмасс
- сырой бензол является смесью, в которой присутствует сероуглерод, бензол, толуол, ксилолы. Выход сырого бензола достигает лишь 1.1% от массы угля. В процессе разгонки из сырого бензола выделяют индивидуальные ароматические углеводороды и смеси углеводородов
- концентрат химических (ароматических) веществ (бензол и его гомологи) предназначен для создания чистых продуктов, которые применяются в химической отрасли, для производства пластмасс, растворителей, красителей
- надсмольная вода – это низко концентрированный водный раствор аммиака и аммонийных солей, в которой присутствует примесь фенола, пиридиновых оснований и некоторых других продуктов. Из надсмольной воды в процессе переработки выделяют аммиак, который вместе с аммиаком коксового газа применяется для изготовления сульфата аммония и концентрированной аммиачной воды.
Классы | Условные обозначения | Пределы крупности кусков | |
|---|---|---|---|
нижний | верхний | ||
Сортовые | |||
Плитный | П | 100(80) | 200; 300 |
Крупный (кулак) | К | 50 (40) | 100(80) |
Орех | О | 25 (20) | 50 (40) |
Мелкий | М | 13(10) | 25 (20) |
Семечко | С | 6 (5; 8) | 13(10) |
Штыб | Ш | 6 (5; 8) | |
Совмещённые и отсевы | |||
Крупный с плитным | ПК | 50 (40) | 200; 300 |
Орех с крупным | КО | 25 (20) | 100(80) |
Мелкий с орехом | ОМ | 13(10) | 50 (40) |
Семечко с мелким | МС | 6 (5; 8) | 25 (20) |
Семечко со штыбом | СШ | 13(10) | |
Мелкий с семечком и штыбом | МСШ | 50 (40) | |
Орех с мелким, семечком и штыбом | ОМСШ | 25(20) | |
Рядовой | Р | 200; 300 | |
В стратегии развития Кемеровской области до 2035 года вновь говорится о глубокой переработке угля. Из чёрного золота сегодня можно сделать многое: лекарства, асфальт, удобрения для растений и др. Но в последние годы угольщики всё яснее дают понять, что добывают топливо на продажу, а не для переработки. О том, почему в Кузбассе до сих пор не развита углехимия корреспонденту «АиФ в Кузбассе» рассказал заместитель директора по научной работе Института углехимии и химического материаловедения Александр Козлов.
От резины до лекарств
Арина Мерлова, «АиФ-Кузбасс»: Александр Петрович, а что вообще понимается под глубокой переработкой угля? Ведь и его сжигание, например, тоже можно назвать переработкой — в чистую энергию.
Александр Козлов: человечество привыкло использовать уголь только как топливо. Так и получается – уголь сожгли, тепло получили. Переработка! Но ведь уголь может дать гораздо больше, чем кажется на первый взгляд.
Тем не менее в Кузбассе на сегодняшний день есть только один комбинат, занимающийся переработкой угля. Он располагается в Новокузнецке. В Кемерове предприятий, которые выпускали бы продукты углехимии, сжижая уголь, газифицируя его, перерабатывая в наноматериалы, нет. К их открытию нужно стремиться, и тогда уголь станет ещё более востребованным: часть угля будет использоваться в химии, отходы обогащения станут топливом для газогенераторов. И даже шлаку найдётся своё место. Например, его можно использовать при строительстве дорог. Абсолютно безотходное производство!
— Где могут пригодиться продукты глубокой переработки?
— Только представьте себе, в результате глубокой переработки угля и техногенных отходов можно получать больше 180 видов химических продуктов. А их, в свою очередь, можно использовать для получения тысяч продуктов смежных отраслей. Цифры ведь колоссальные! Из каменноугольной смолы получают бензол, толуол, нафталин, а уже из них – множество органических веществ. Продукты коксования каменного угля востребованы в металлургии, из них производят высококачественные стали. Из чёрного золота производят гуминовые препараты, а они широко используются в сельском хозяйстве при рекультивации земель, в производстве асфальта, битума, аккумуляторов, керамических изделий, краски, резины, косметических и лекарственных препаратов. Углеродные сорбенты, которые применяют в пищевой, химической, топливно-энергетической, горно-металлургической, нефтегазодобывающей и перерабатывающей отраслях, охране окружающей среды, машиностроении, тоже можно получить из угля всех марок.
Углеродные материалы – это инновационный и дефицитный на мировом рынке товар. Потому в России, а конкретнее, в Кузбассе, такое производство быть должно, обязано. Ведь именно Кузбасс обладает богатейшими запасами угля! Глубокая переработка угля – бизнес очень рентабельный и конкурентоспособный. По крайней мере, опыт зарубежных стран об этом свидетельствует.
Кому нужна переработка?
— О переработке угля в своё время много говорил ещё Аман Тулеев, но преградой всегда были финансы. Понятно, что переработанный уголь стоит дороже, но прежде чем эту переработку начать, нужно ведь и денег немало вложить. Бизнесу это делать не торопится (ведь проще уголь просто продать), да и государство тоже. Ведь разрез – это крупный налогоплательщик, а переработчики, как правило, это много мелких производств. Получается, глубокая переработка угля никому не нужна и будущего у неё нет?
— По результатам исследований международное энергетическое агентство в 2014 году обнаружило, что впервые за последние два десятилетия перерастал расти спрос на уголь. В тот год страны, входящие в ОЭСР, а это 34 страны, уже сократили потребление угля на 47 млн тонн. Китай, который потребляет половину объёма угля, добываемого на всей планете, также сокращает его потребление на электростанциях, чтобы вредные выхлопы не отравляли экологию, но при этом увеличивает его количество для переработки.
Именно потому и нужно в Кузбассе развивать технологии глубокой переработки угля, ведь только тогда у региона будет инновационное развитие.
Технологии, которые надо использовать при переработке угля, действительно требуют больших финансовых затрат, но Россия не должна превращаться в сырьевой придаток. Это же простая математика: продавая сырьё, а затем покупая продукты переработки, мы теряем большие деньги. Стоит осваивать новые наукоёмкие технологии и из сырья делать продукт. Это и есть импортозамещение, о котором говорит Владимир Путин.
Возьмём сорбенты. Организация их производства внутри страны принесёт нам колоссальную экономию! Ведь 75% сорбентов для различных очистных установок сегодня страна закупает за рубежом.
— Что и кто может сделать в области глубокой переработки?
— Для изучения вопросов переработки в Кемерове создан Федеральный исследовательский центр угля и углехимии СО РАН. Такой центр в России первый и уникальный! Именно в Кузбассе мы получили идеальные условия развития углехимии: бизнес принимает решение инвестировать, а наша наука, в свою очередь, сопровождает проекты, занимается различными исследованиями.
Несколько лет назад мы начали комплексное исследование угля Сибири. Создан банк данных о марках угля Кузбасса с полным техническим анализом, с геологической и промысловой характеристикой. Результаты исследований, которые проводят в институте, иногда действительно очень удивляют. К примеру, совместно с аграрными НИИ пришли к выводу, что продукты переработки угля стимулируют всхожесть семян. Также мы разработали технологию, при которой уголь можно превращать в жидкие продукты, поняли, как из каменноугольной смолы изготавливать медицинские препараты. Кстати, из угля можно получать современные противотуберкулёзные препараты!
В воздухе угля прибавится?
— Переработка угля вредна для людей и окружающей среды? Сейчас построят ещё несколько химзаводов в черте Кемерова…
— Новые химические предприятия строят не в черте города, а за городом. Это современный подход. К примеру, одна из обогатительных фабрик Кузбасса построена на трассе Анжеро-Судженск – Кемерово. Предприятия по переработке угля, конечно, относятся к химическому производству, но стоит бояться не самих заводов, а халатного, непродуманного отношения к производству. Современный мир не может обойтись без химических производств, а новейшие технологии позволяют свести к минимуму последствия переработки сырья.
Близость месторождений угля к месту его переработки, контроль качества и себестоимости поставляемого угольного сырья – условие успеха проектов в углехимии. Стоимость некоторых конечных продуктов, которые получают из угля, выше стоимости сырья в десятки, сотни и даже тысячи раз.
Но для развития углехимии нужны существенные инвестиции, рентабельность молодой отрасли пока не ясна. Ясно одно: чтобы Кузнецкий бассейн оставался не только угольной базой, но и стал перспективным регионом, необходимо вводить новые высокопроизводительные угольные предприятия, способные перейти на полную переработку добываемого угля. В Кузбассе ежегодно строятся новые обогатительные фабрики, следующая ступень – строительство экологически чистых предприятий по глубокой переработке угля.
— Какое место занимает углехимия в экономике России?
— В 2014 году Правительство РФ утвердило программу развития угольной промышленности России на период до 2030 года. В неё вошли перспективные проекты в области углехимического производства, в том числе и кузбасские. Запасы нефти и газа являются конечными, а интерес к углю, как материалу, из которого можно получить множество других продуктов, нарастает. Но, к сожалению, в России пока научно-исследовательские работы не инвестируют. Государство недостаточно поддерживает развитие углехимической промышленности. Пока всё развивается слабо. Инновационные возможности углехимических технологий не закладываются в новые проекты, разработки, регламенты и стандарты, потому и идёт отставание промышленных предприятий от современности. Нужно равняться на европейские страны. К примеру, возьмем Бельгию. Она покупает у России уголь и превращает его в широкую гамму самых разнообразных продуктов, стоимость которых выше угля! Стоит понимать, что в современном мире копать и продавать уже просто невыгодно. Пока мы отстаём от наших соседей, хотя все предпосылки для развития имеются.
Александр Козлов родился в 1974 году в Кемерове. Окончил химико-технологический факультет КузГТУ, специальность «Машины и аппараты химических производств». Кандидат химических наук.
1 ответ:
0
0
На научном форуме в Кемерове на базе Института углехимии и химического материаловедения, казахстанские ученые продемонстрировали бутербродный маргарин из угля.
Производится он путем органического синтеза,называются такие суррогаты «эрзацами»от немецкого «заменитель».
Читайте также
Донецкий каменноугольный бассейн находится в изгибе речки Северский Донец и от неё же получил свое название. С каменным углем, который выходит тут на поверхность, местное население было знакомом до Петра I, но поиски тут полезных ископаемых начались именно в петровское время и по его прямому указу. Уголь Петру I был показан, когда он возвращался из первого Азовского похода в 1696 году. Петр сказал, что:
После реорганизации государственных структур при Петре I и по его указанию Приказ рудокопных дел был упразднен, и вместо него была создана Берг-коллегия. По ее распоряжению на поиски полезных ископаемых отправлялись экспедиции. В эту местность был послан рудознатец ГРИГОРИЙ КАПУСТИН. Он обследовал эти места и в декабре 1721 года открыл угольные залежи недалеко от современного города Шахты, затем уголь был найден и в других местах Донецкого бассейна, а в 1724 году его уже добывали. Так что честь открытия каменного угля в Донбасе принадлежит ГРИГОРИЮ КАПУСТИНУ.
После смерти Петра I добыча угля была приостановлена, и дело возобновилось только в 18 веке.
Кузбасс или по простому, кузнецкий угольный бассейн, находится на востоке Западной Сибири, в ее южной части. Центром Кузнецкого угольного бассейна считается город Новокузнецк (просто Кузнецк в Пензенской области уже лет триста находится). Всегда жил и работал в Европейской части СССР. Но, однажды, по служебным армейским надобностям заехал из города Одесса чуть дальше Новокузнецка — в Мыски. Ехал тогда поваром. Насмотрелся чудес Поволжских, Заволжских, Уральских и прочих. Кузбасс тогда поразил немыслимо низкой ценой на уголь (около сорока копеек за тонну) и немыслимо невкусной картошкой (напомню, я поваром был).
Ткварчели и Ткибули находятся на территории Грузии. При СССР там действовало несколько угольных шахт и была обогатительная фабрика, которая и обогащала эти угли. Других крупных предприятий в этом районе не было.
Донецкий край — практически вся таблица Менделеева, его кряж, разломы — не хуже «Медной горы», ртутный Никитовский рудник, Бахмутские солевые копи, меловые отложения, но в большей степени Донбасс славен, как угольных край. Существуют технологии при которых тонкие угольные нерентабельные пласты поджигают и дожиг до СО2 идет уже на поверхности.
Как и у многих добывающих предприятий есть свой ресурс по ископаемым, есть много шахт уже вырабатанных, но обычно шахта рассчитывается по предполагаемому шахтному полю на многие десятки, а то и сотни лет. Редко сейчас шахты Донбасса работают на полную мощность. Обычно это один, два участка, а инфраструктура которую необходимо обслуживать осталась таже.
Период в истории развития планеты Земля — каменноугольный период или карбон (325-270 млн. лет назад), который знаменуется теплым и влажным климатом, в заболоченных лесах которого произрастали гигантские травянистые растения: папоротники, хвощи и плауны; за счет фотосинтеза (эндотермическая реакция), т.е. солнечной энергии полученная биомасса этих растений накапливалась в виде углеводов. Кислород в атмосфере увеличивался, а углекислый газ уменьшался. Затем с изменением климата территория этих лесов уменьшалась. Леса исчезали и дали начало образованию пластов каменного угля, который и накопил энергию солнца и «законсервировал» её. При сжигании углей она высвобождается и вновь дают тепло и энергию людям, т.е. энергия химической реакции переходит в другие виды энергии, например, тепло.