Разное

Формула древесного угля – Древесный уголь формула химическая – Формула горения угля. Химическая формула угля, процесс его образования и использование в промышленности

30.08.2017

Содержание

Древесный уголь формула химическая – Формула горения угля. Химическая формула угля, процесс его образования и использование в промышленности

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.

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%.

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.

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.

Древесный уголь

Этот тип угля не является ископаемым, поэтому он имеет некоторые особенности своего состава. Производят его путем нагрева сухой древесины до температуры 450-500 oC без доступа воздуха. Этот процесс называют пиролизом. В ходе него из древесины выделяется ряд веществ: метанол, ацетон, уксусная кислота и другие, после чего она превращается в уголь. Кстати, горение древесины — это тоже пиролиз, но из-за наличия кислорода воздуха загораются выделяющиеся газы. Именно этим и обуславливается наличие языков пламени при горении.

Древесина не является однородной, в ней очень много пор и капилляров. Подобная структура отчасти сохраняется и полученном из нее угле. По этой причине он обладает хорошей адсорбционной способностью и применяется наряду с активированным углем.

Влажность этого типа угля совсем небольшая (около 3%), но при длительном хранении он поглощает влагу из воздуха и процентное содержание воды повышается до 7-15%. Содержание неорганических примесей и летучих веществ регламентируется ГОСТами и должно составлять не более 3% и 20% соответственно. Элементный состав зависит от технологии получения, и примерно выглядит так:

  • Углерод 80-92%.
  • Кислород 5-15%.
  • Водород 4-5%.
  • Азот ~0%.
  • Сера ~0%.

Химическая формула угля древесного показывает, что по содержанию углерода он близок к каменному, но вдобавок имеет лишь незначительное количество ненужных для горения элементов (серы и азота).

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%.

fb.ru

Формула угля в химии

Определение и формула угля

Строение атома углерода приведено на рис. 1. Помимо древесного угля, углерод может существовать в виде простого вещества алмаза или графита, принадлежащих к гексагональной и кубической системам, кокса, сажи, карбина, поликумулена графена, фуллерена, нанотрубок, нановолокон, астралена и т.д.

Рис. 1. Строение атома углерода.

Химическая формула угля

Химическая формула угля – С. Она показывает, что в составе молекулы этого вещества находится один атом углерода (Ar = 12 а.е.м.). По химической формуле можно вычислить молекулярную массу угля:

M(С) = Mr (С) × 1 моль = 12,0116 г/моль

Структурная (графическая) формула угля

Более наглядной является структурная (графическая) формула угля. Она показывает то, как связаны атомы между собой внутри молекулы (рис. 2).

Рис. 2. Строение аллотропных модификаций углерода: а) алмаза; б – графита; в) – фуллерена.

Электронная формула

Электронная формула, показывающая распределение электронов в атоме по энергетическим подуровням показана ниже:

6С 1s22s22p2

Она также показывает, что углерод относится к элементам р-семейства, а также число валентных электронов — на внешнем энергетическом уровне находится 4 электрона (2s22p2).

Примеры решения задач


Понравился сайт? Расскажи друзьям!



ru.solverbook.com

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

Древесный уголь формула — Какая химическая формула древеснова угля — 22 ответа



В разделе Домашние задания на вопрос Какая химическая формула древеснова угля заданный автором АртЁмка лучший ответ это У древесного угля нет общей формулы. В основном он будет состоять из чистого углерода – С, остальное занимают вещества древесины, которых совсем немного – лигнин, целлюлоза, другие вещества с гораздо более сложными формулами, чем просто С.

Ответ от 22 ответа[гуру]

Привет! Вот подборка тем с ответами на Ваш вопрос: Какая химическая формула древеснова угля

Ответ от Каролина -)[гуру]
Древесный уголь
Формула: смесь с переменным составом.
Описание: Древесный уголь находит широкое применение в пиротехнике. Существует множество типов угля, для каждого из которых характерны свои свойства. Древесный уголь, сделанный из ивы или виноградной лозы считают слишком превосходно подходящим для черного пороха, в то время как paulownia и сосновый древесный уголь обычно используются для создания искр. Размер частиц и процесс приготовления сильно влияют на свойства угля и возможность его использования для определенной цели. Очень тонкодисперсный уголь пылит на воздухе и называется ‘airfloat’.
Опасности: При работе с тонкими порошками угля необходимо использовать респиратор. Свежеприготовленный уголь может быть пирофорен, и перед тем как его использовать ему дают отлежаться как минимум день.
Источники: Брикеты для шашлыка не подходят для изготовления черного пороха, однако вполне пригодны для создания искр. Древесный уголь можно изготовить дома, хотя воспроизводимые результаты получить трудно. Для изготовления угля несколько прутков (диаметром 1-2 см) помещают в герметичную стальную емкость с маленьким отверстием (для выхода газов) и сильно нагревают. Важно, чтобы процесс не был слишком долгим, в противном случае выход угля будет очень низок. Хороший древесный уголь напоминает начальные прутки, но окрашен в черный цвет с коричневым оттенком, должен быть достаточно хрупким и легко размалываться. При пиролизе древесины в отсутствии кислорода формируются газы, которые выходят из отверстия емкости. По прошествии некоторого времени количество выходящего дыма уменьшается, в этот момент нагревание прекращают. Емкость оставляют закрытой до полного охлаждения. Свежеполученный древесный уголь может быть пирофорен, и должен отлежаться на воздухе не менее суток, прежде чем его можно использовать.

Ответ от 2 ответа[гуру]

Привет! Вот еще темы с нужными ответами:

 

Ответить на вопрос:

Следующий вопрос5h4o

22oa.ru

Какая химическая формула угля? – Полезная информация для всех

Каменный уголь – это углерод в чистом виде, просто спрессованный под большим давлением настолько, что молекулы углерода приблизились друг к другу образовав кристаллическую решетку. То есть, чем больше молекул соединены вместе, тем плотнее получается материал. При максимальном сжатии (соединении каждой молекулы со всеми соседними) получается уже не уголь, а алмаз. Таким образом, грифель (уголек в карандаше) , уголь, и алмаз имеют одну формулу “C”, а отличаются лишь строением кристаллической решетки.

Это ископаемый уголь средней степени углефикации, содержит в горючей массе от 75% до 92 % углерода, от 7 до 72 % летучих веществ. Подразделяется на марки: длиннопламенные, газовые, газово-жирные, жирные, коксово-жирные, коксовые, отощнноспекающиеся, тощие, слабоспекающиеся.

Выяснять химическую формулу угля тоже самое, что выяснять химическую формулу борща. Уголь (угли, они очень различные и имеют различающийся сотав) это смесь разных химических веществ, в основном высокомолекулярных полициклических ароматических соединений (аренов) с высоким содержанием углерода. Уголь это не углерод в чистом виде с кристаллической решеткой, как полагают многие. Наиболее наглядно можно представить уголь как затвердевшую нефть. Ведь нефть также является смесью углеводородов даже с бо#769;льшим содержанием углерода по отношению к углю, но никто ведь не утверждает, что нефть это жидкий углерод в чистом виде.
Таким образом, если Вас интересует состав конкретной марки угля, то ищите информацию по аренам (антрацен С14Н10 одна из самых крупных молукул, состоящая из трех бензольных колец, заметно даже по упрощенной формуле большое количество углерода в ней; нафталин С10Н8 два бензольных кольца; бензол C6H6 одно бензольное кольцо; а так же их модификации и прочие варианты) . Кроме полициклических углеводородов в углях содержатся в разном количестве вода и минеральные примеси. По содержанию углеводорода угли подразделяются на бурые (6570 не более 76 % углерода, до 50 % летучих веществ и около 43 % воды) , каменные (прядка 80 % улерода, до 32 % летучих веществ и до 12 % воды) , антрациты (до 96 % углерода, менее 8 % летучих веществ) . Антрацит этот самый древний, блестящий и плотный уголь, который даже дает название благородным черным оттенкам краски, уже является похожим на то, каким принято считать уголь: чистый углерод, ну слегка загрязненный примесями. Образуются антрациты при повышенных давлении и температуре на бо#769;льшей глубине, поэтому по составу наиболее близки к графиту, который как раз и является аллотропной модификацией углерода в чистом виде (с кристаллической решеткой) и так же может считаться углем.

info-4all.ru

Древесный уголь – Госстандарт

Основной частью древесного угля является углерод. Древесный уголь по своему составу схож с каменным углем, в котором углерод также является основным элементом. По сути, и древесный и каменный уголь имеют в основе древесину. Только в каменном угле древесина разлагалась многие века при ограниченном доступе кислорода, а древесный уголь – это обугленная древесина, которую частично сожгли при недостатке кислорода.

Химический состав древесного угля включает в себя:

Углерод

80..92% (средний показатель 85%)

Кислород

5..15%

Фосфор

0,016..0,037%

Водород

4..4,8%

Летучие вещества

не более 20%

Зола

не более 3%

Влага

от 2..4% до 7..15%

Удельная теплота сгорания (калорийность)

7000..8100Ккал/кг

В процессе обугливания состав древесного угля покидает большая часть влаги, серы, фосфора и кислорода. При этом потери углерода и водорода минимальны. Также остается и зола, которая не удаляется при обугливании. Причем, чем выше температура выжигания, тем меньше углерода остается в составе. Так, например, при температуре 450°С уровень углерода равен 85 %, а водорода – 3 %. Содержание фосфора зависит от вида древесины: в березовом древесном угле его содержится 0,037 %, в еловом – 0,017 %, а в сосновом – 0,016 %.

При небольшом содержании кислорода, находясь при обычной температуре, древесный уголь обладает способностью присоединять кислород. Поэтому одно из его свойств – склонность к самовозгоранию. Влажность по окончании процесса обугливания равняется 2-4 %, но она существенно возрастает в процессе хранения – до 7-15 %. Теплотворная способность древесного угля, произведенного при температуре 400-500°С, составляет 7000-8100 Ккал/кг. Для сравнения, калорийность каменного угля – 7200-8600 Ккал/кг.

Физический состав и свойства древесного угля:

Плотность (кажущаяся плотность)

260-380 кг/м2

Истинная плотность

130-150 кг/м2 (в среднем 143 кг/м2)

Удельная поверхность

160-400 м/г

Вес

Около 210 г – 1 л
От 100 до 195 кг – 1 м?

Отношение объема пор к объему куска (пористость)

72-80 %

Средняя удельная теплоемкость

0,69-1,21 кДж/(кг.К) при 24 и 560°С

Теплопроводность

0,058 Вт/(м.К)

Удельное электрическое сопротивление

0,8.10– 0,5.109 Ом.см

Древесный уголь очень пористый. Причем, отношение объема пор к объему куска зависит от сорта древесины: так у березового угля оно равно 72 %, а у елового – 80 %. Также от сорта древесины зависит и вес угля: 1 м3 насыпного сухого елового угля весит около 100 кг, такой же объем березового угля весит около 180 кг, а букового – уже около 195 кг.

Различают кажущуюся плотность древесного угля и истинную. Кажущаяся плотность – это вес угля в том виде, как он есть, со всеми порами. Она тоже зависит от сорта древесины: из плотных пород получается плотный уголь, а из мягких – мягкий. Так у елового древесного угля кажущаяся плотность – 260 кг/м2, осинового – 290 кг/м2, а березового – уже 380 кг/м2. Истинная же плотность возрастает с температурой обугливания. К примеру, при температуре 350°С плотность угля равняется 1500 кг/м2. Если же температура возрастает до 1500°С, то плотность увеличивается до 1869 кг/м2.

Качественный древесный уголь имеет черный блестящий цвет с синим отливом. На изломе видно, что он хорошо сохранил структуру дерева. А вся его поверхность покрыта трещинами. По этим трещинам можно определить время обугливания (чем больше их, тем быстрее оно проходило). При ударе куски угля издают достаточно звонкий звук. Сам уголь легко разжигается и дает много тепла.

Существует два вида древесного угля: черный и белый. Белый уголь обугливается при низкой температуре. Лишь под конец ее резко увеличивают до 1000°С. Раскаленные куски достают из пламени и засыпают смесью песка, пепла и земли, чтобы охладить. Именно эта смесь делает поверхность угля белой. Коры у белого угля нет, она выжигается в процессе обугливания. Тогда как у черного угля обычно кора сохраняется. Поверхность у белого угля ровная и твердая. В Японии создают белый уголь из каменного или железного дуба. Такой уголь очень твердый и горит долго, поэтому он считается самым лучшим.

Различают древесный уголь, изготовленный из древесины смешанных лиственных пород, и из древесины твердолиственных пород (данная древесина более предпочтительна). Также классифицируют по размеру кусков: 6-12 мм – мелкий и больше 25 мм – крупный. Разделяют уголь и по ГОСТу: А – высший сорт, Б – первый сорт.

Процесс производства древесного угля достаточно прост: его выжигают в закрытом пространстве без доступа воздуха. Такая операция называется пиролизом. При высокой температурной обработке из древесины получается: древесный уголь, а также жидкие и газообразные продукты (ацетон, метанол, уксусная кислота, смолы и пр.). Но, несмотря на всю простоту, процесс пиролиза должен строго регулироваться. В противном случае, количество полученного древесного угля окажется меньше, а сам уголь будет мелким и пахнуть смолами. Главное правило: во время производства к процессу не должно быть доступа воздуха. К слову, лучшим древесным углем считается тот, который выжгли при температуре, не превышающей 400-500°С.

Современные предприятия, на которых производится древесный уголь, оснащены специальными ретортными печами. Весь процесс проходит непосредственно в такой печи. Предваряет ее топка, далее идет камера, в которой происходит процесс пиролиза. Следующая часть – сушильная камера. По обеим сторонам печи располагаются реторты, слева с подготовленными дровами, а справа – с остывающим углем. Завершает установку вытяжная труба. Камеры пиролиза и просушки угля разделены, благодаря чему тепло используется с большей пользой. Причем, пламя образуется за счет горения летучих продуктов, а не за счет горения дров. Летучие продукты, которые выделяются при сгорании, переносятся обратно в топку и там сгорают.

По статистическим данным, в настоящее время в мире производится около 9 млн.т. древесного угля в год. Причем, большую часть из этого количества производит Бразилия – около 7,5 млн.т. Доля России в общей сумме производимого угля – 100 тыс.т. в год. Мы используем импортируемый древесный уголь из Китая, Украины и Белоруссии. А количество потребляемого угля на одного человека в год составляет всего 100 граммов. Лидером по потреблению древесного угля является Япония – около 60 кг на человека в год. В странах Европы этот показатель равен примерно 20 кг.

Применение древесного угля лежит во многих областях:

– металлургическая промышленность использует его в качестве восстановителя, то есть для отделения металла от руды, а также, чтобы защитить отливаемый металл от окисления. Ценное качество угля при этом – минимальный процент серы и фосфора в составе.

– цветная металлургия и производство ферросплавов используют его в качестве компонента шихты.

– радиоэлектронная промышленность применяет его для производства кристалличес

gosstandart.info

скажите, плиз, химическую формулу алмаза

В свободном состоянии углерод известен в виде алмаза, кристаллизующегося в кубической системе, и графита, принадлежащего к гексагональной системе. такие формы его, как древесный уголь, кокс. сажа, имеют неупорядоченную структуру.
Алмаз – бесцветное прозрачное вещество, чрезвычайно сильно преломляющие лучи света. Из всех простых веществ алмаз имеет максимальное число атомов, приходящихся на единицу объема, – атомы углерода “упакованы” в алмазе очень плотно.
Поэтому алмаз, графит, древесный уголь, кокс, сажа, карбин, поликумулен будут иметь формулу – С.

просто буква С

Алмаз это УГЛЕРОД, в таблице С …по моему

Алмаз – это минерал, одна из аллотропных форм углерода. Так что С )))

Она до крайности проста. Это – углерод (С) , одна из его форм.

Вообще то по химической формуле это чистый углерод С
Вот схематический рисунок строения его кристалла:
<img src=”//content.foto.my.mail.ru/mail/andrey.klimov/_answers/i-1199.jpg” >
А вот на википедии есть очень много интересного про этот минерал:
<a rel=”nofollow” href=”http://ru.wikipedia.org/wiki/РђР» маз” target=”_blank”>http://ru.wikipedia.org/wiki/РђР» маз</a>

С, как у графита.

Алмаз- кристаллический углерод. С

touch.otvet.mail.ru

90zavod.ru

Формула угля в химии

Определение и формула угля

Строение атома углерода приведено на рис. 1. Помимо древесного угля, углерод может существовать в виде простого вещества алмаза или графита, принадлежащих к гексагональной и кубической системам, кокса, сажи, карбина, поликумулена графена, фуллерена, нанотрубок, нановолокон, астралена и т.д.

Рис. 1. Строение атома углерода.

Химическая формула угля

Химическая формула угля – С. Она показывает, что в составе молекулы этого вещества находится один атом углерода (Ar = 12 а.е.м.). По химической формуле можно вычислить молекулярную массу угля:

M(С) = Mr (С) × 1 моль = 12,0116 г/моль

Структурная (графическая) формула угля

Более наглядной является структурная (графическая) формула угля. Она показывает то, как связаны атомы между собой внутри молекулы (рис. 2).

Рис. 2. Строение аллотропных модификаций углерода: а) алмаза; б – графита; в) – фуллерена.

Электронная формула

Электронная формула, показывающая распределение электронов в атоме по энергетическим подуровням показана ниже:

6С 1s22s22p2

Она также показывает, что углерод относится к элементам р-семейства, а также число валентных электронов — на внешнем энергетическом уровне находится 4 электрона (2s22p2).

Примеры решения задач



Понравился сайт? Расскажи друзьям!



ru.solverbook.com

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.

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%.

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.

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.

Древесный уголь

Этот тип угля не является ископаемым, поэтому он имеет некоторые особенности своего состава. Производят его путем нагрева сухой древесины до температуры 450-500 oC без доступа воздуха. Этот процесс называют пиролизом. В ходе него из древесины выделяется ряд веществ: метанол, ацетон, уксусная кислота и другие, после чего она превращается в уголь. Кстати, горение древесины — это тоже пиролиз, но из-за наличия кислорода воздуха загораются выделяющиеся газы. Именно этим и обуславливается наличие языков пламени при горении.

Древесина не является однородной, в ней очень много пор и капилляров. Подобная структура отчасти сохраняется и полученном из нее угле. По этой причине он обладает хорошей адсорбционной способностью и применяется наряду с активированным углем.

Влажность этого типа угля совсем небольшая (около 3%), но при длительном хранении он поглощает влагу из воздуха и процентное содержание воды повышается до 7-15%. Содержание неорганических примесей и летучих веществ регламентируется ГОСТами и должно составлять не более 3% и 20% соответственно. Элементный состав зависит от технологии получения, и примерно выглядит так:

  • Углерод 80-92%.
  • Кислород 5-15%.
  • Водород 4-5%.
  • Азот ~0%.
  • Сера ~0%.

Химическая формула угля древесного показывает, что по содержанию углерода он близок к каменному, но вдобавок имеет лишь незначительное количество ненужных для горения элементов (серы и азота).

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%.

fb.ru

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

Основное сырье для производства древесного угля

Древесный уголь – твердое высокоуглеродистое биотопливо, которое производят из древесины путем ее нагревания без доступа кислорода, в результате процесса под названием «пиролиз». Древесный уголь характеризуется высокой теплоемкостью (более 30 000 кДж/кг), даже небольшое его количество дает длительный жар, практически не выделяет дыма и копоти из-за чего широко используется для приготовления пищи.

Качество древесного угля главным образом определяет качество используемой древесины как сырья для его производства. В зависимости от используемого сырья, древесный уголь разделяют на 3 разновидности:

— Марка «А» — древесный уголь, который изготовлен из древесины твердолиственных пород: береза, бук, ясень, вяз, дуб, клен. Уголь марки А считается наиболее качественным и востребованным на рынке.

— Марка «Б» — переугленная смесь твердо- и мягколиственных пород древесины; для получения древесного угля класса Б могут быть использованы осина, ольха, липа, тополь, ива.

— Марка «В» — древесный уголь, изготовлен из смеси твердо-, мягколиственных и хвойных пород древесины.

Требования к сырью для переугливания можно найти в государственном стандарте — ГОСТ 24260-80 «Сырье для пиролиза и углежжения». Согласно ему, для углежжения также подходят и другие породы лиственных деревьев, например, все фруктовые: яблоня, груша, вишня, черешня, слива, а так же граб, ильм, акация и другие.

Для древесного угля используемого в качестве топлива при приготовлении пищи, большое значение имеет вид древесины, из которой он изготовлен. Дубовая или берёзовая древесина в данном случае являются наиболее оптимальными вариантами, так как получаемый при этом уголь характеризуется продолжительным горением, а также высоким и ровным жаром, выделяемым при горении. Однако, цены на свежесрубленное сырье неустанно растут, потому все чаще используется как сырье отходы лесозаготовительной промышленности, щепа, отходы фанерного производства — так называемые «карандаши». При наличии бесперебойных поставок, древесина для вторичной переработки более выгодна в качестве сырья для производства древесного угля.

Таблица плотности древесины и примерный выход угля кг/м3

Порода Условная плотность (кг/м3) Плотность в абсолютно сухом состоянии (кг/м3) Выход древесного угля (кг/м3)
Лиственница 630 520 160
Сосна обыкновенная 470 400 120
Ель 420 360 105
Кедр 410 350 100
Пихта сибирская 350 300 90
Граб 760 630 190
Дуб 650 550 160
Клен 650 550 160
Ясень обыкновенный 640 550 160
Бук 640 530 160
Береза 600 520 150
Орех 470 135
Ольха 490 420 120
Осина 470 400 110
Липа 470 400 110

Необычное сырье для производства древесного угля

Скорлупа кокосового ореха

В регионах, где широко распространена кокосовая пальма практикуется производство древесного угля, где как сырье используется скорлупа кокосового ореха. Объём получаемого древесного угля при использовании традиционных методов не превышает 30% от использованного сырья. Чтоб получить древесный уголь хорошего качества, используются полностью высушенные, чистые оболочки кокосовых орехов.
Для наших широт такое сырье более чем экзотично, однако индонезийцы и филиппинцы обжигая скорлупу и получают из неё очень качественный уголь для приготовления барбекю, а также уголь для кальянов. Часто переугливание кокосовой скорлупы осуществляется кустарным методом, однако есть специальные модели печи для переугливания кокосовой скорлупы

Скорлупа грецкого ореха

Как сырье для производства древесного угля скорлупа грецкого ореха используется довольно редко. Главным образом по причине высокой стоимости самого сырья, которое также широко используется в фармацевтике. Переугленная скорлупа грецкого ореха используется для изготовления брикетов, которые отличаются высокой теплопроводностью, ровной и гладкой поверхностью, а также приятным ароматом древесины и полным отсутствием пыли.

Кости животных

Экстравагантный шеф-повар Дэн Барбер (Нью-Йорк,США) делает древесный уголь от животных костей для использования в своем ресторане. Такой древесный уголь полностью черный, но сохраняет оригинальную форму. Так посетители могут заказать свиной стейк, поджаренный над древесным углем, сделанный из свиных костей.

synergy-dream.com

Уголь древесный свойства — Справочник химика 21





    Адсорбенты можно разделить на следующие общие категории бокситы (природные минералы, состоящие в основном из А1зОз) активированная окись алюминия (очищенный боксит) гели (вещества, состоящие из окиси кремния или алюмогеля и получаемые с помощью химических реакций) молекулярные сита (натрийкальциевые силикаты, или цеолиты) углерод (древесный уголь), адсорбционные свойства которого получаются в результате активирования. Все эти вещества, кроме угля, применяются для осушки газа. Активированный уголь используется для извлечения углеводородов из природного гааа и очистки газа от некоторых примесей. Активность угля по воде очень незначительна. Первые четыре класса адсорбентов приведены в порядке возрастания их стоимости, определяемой их свойствами. Чем больше поглотительная активность адсорбента, тем он дороже стоит, хотя пропорциональность здесь и не соблюдается. Окончательный выбор адсорбента должен производиться с учетом стоимости оборудования, срока службы адсорбента, эффективности его применения в данном процессе и т. д. Чрезмерное внимание к одной лишь стоимости может [c.240]








    Многочисленные опыты показывают, что в среде жидкого кислорода и воздуха горение ряда органических веществ протекает более интенсивно. Необходимо при этом, чтобы реакция началась до соприкосновения с жидким кислородом или воздухом. Например, уголь дуговой лампы, один из концов которого нагрет до красна, при погружении в прозрачный сосуд Дьюара с жидким кислородом продолжает гореть очень спокойно с интенсивным выделением света и теила. Бурная реакция происходит при погружении в сосуд с жидким кислородом раскаленных проволок из стали и магния. В ряде случаев реакция горения сопровождается взрывом. Например, прп погружении в жидкий воздух горящего кусочка фосфора происходит сильный взрыв. Смеси жидкого кислорода со спиртом и керосином обладают очень сильными взрывчатыми свойствами при наличии достаточного импульса. Эти свойства жидких воздуха и кислорода позволили использовать их для получения взрывчатых веществ. В качестве взрывчатого вещества вначале применяли древесные опилки, пропитанные жидким воздухом, обогащенным кислородом. В настоящее время взрывчатые вещества, представляющие смесь тонко измельченного горючего вещества с жидким кислородом, получили название оксиликвитов [22] и их широко применяют в промышленности. [c.44]

    Лит. К о р о б к и н В. А., Углежжение. (Теория и практика), Свердловск — М., 1948 Козлов В. Н,, Древесный уголь, его свойства и области применения, Тр. Ин-та лесохозяйственных проблем, (Рига), 1958, 16 Корякин В. И,, Термическое разложение древесины, М., 1962 [c.164]

    Свойства древесного угля [7—9]. Древесный уголь является конечным продуктом термического разложения древесины без доступа воздуха. Установлено, что различные древесные породы при одной и той же температуре переугливания дают уголь примерно одинакового элементарного состава (табл. 18). [c.65]

    Уголь древесный, адсорбционная способность Угольная кислота, образование и свойства.  [c.325]

    Основными вспомогательными фильтрующими веществами являются диатомит, перлит, целлюлоза, асбест, уголь, древесная мука и др. Наиболее распространен диатомит (кизельгур) — окаменевшие остатки микроскопически малых морских растений (диатомей). Диатомиты различных месторождений отличаются по своим свойствам и по-разному используются при фильтровании. Диатомиты глубинного происхождения менее пористы, быстрее осаждаются и меньше пригодны для фильтрования [47]. Большие залежи диатомитов обнаружены на территории Армянской ССР. [c.45]

    Некоторые пористые твердые тела, например активированный древесный уголь, силикагель или глинозем, обладают способностью поглощать на своей поверхности большие количества других веществ как из раствора, так и из газовой фазы. Это явление, открытое более 150 лет назад, называется адсорбцией. Твердые тела, обладающие таким свойством и называемые адсорбентами, имеют миллионы мельчайших пор, в результате чего их эффективная поверхность исключительно велика. Например, некоторые сорта древесного угля обладают удельной поверхностью более 1300 M je, а продажный силикагель может иметь удельную поверхность выше 800 м /г. [c.136]

    Уголь [104—106] —самый разнообразный, животного и растительного происхождения — костный, древесный, сахарный и пр. Получают его термообработкой сырья без доступа воздуха и дальнейшей активацией водяным паром, СОг и некоторыми другими соединениями. Пористость — 60—70%, удельная поверхность — до 1200 м /г. Выпускается уголь в виде порошка или гранул, его марка определяется исходным сырьем, способом активации, формой частиц. Угли, приготовленные различными способами, различаются по составу и структуре, содержат примеси посторонних веществ, что оказывает влияние на их адсорбционные и каталитические свойства. [c.136]

    Структура АУ (антрацитового и древесного) почти одинаковая. Структура и свойства древесного угля зависят от исходного материала. Чем плотнее древесина, тем более мелкопористым получается активированный уголь. Сосновый уголь крупнопористый, механически непрочен и практически ие применяется в адсорбционных процессах. Самые мелкопористые и прочные угли получаются из скорлупы орехов и косточек плодов (скорлупа кокосового ореха, косточка абрикоса). Активацией можно добиться удельной поверхности А У до 1000 лг /г. [c.85]

    В опытах А. М. Гурвича и Т. Б. Гапон [174] этим методом весьма просто осуществлена очистка сульфатов цинка и кадмия от следов меди, железа, никеля и кобальта — металлов, которые даже в небольших концентрациях оказывают сильное влияние на оптические свойства люминофоров, полученных на основе сульфидов цинка и кадмия. Оказалось возможным удалить из растворов сульфатов цинка и кадмия одновременно железо, медь, никель и кобальт путем фильтрования растворов через колонку, содержащую в верхнем слое активный уголь марки ДАУХ ( древесный активированный уголь для хроматографии ) и диметилглиоксим в отношении 10 1, а в нижнем слое — один уголь. Нижний слой необходим для задержания в колонке частично растворимого в воде диметилглиоксима (0,04% при 18° С). [c.218]

    Свободный углерод встречается в виде двух простых веществ — алмаза и графита. С некоторой натяжкой (ввиду наличия примесей) к этим двум формам можно прибавить и третью — так называемый аморфный углерод, важнейшими представителями которого являются сажа и древесный уголь. По внешним свойствам алмаз резко отличается от обеих других модификаций. Он бесцветен, прозрачен, имеет плотность 3,5 г/см и является самым твердым из всех минералов. Графит представляет собой серую, непрозрачную и жирную на ощупь массу с плотностью 2,2 г/см . В противоположность алмазу он очень мягок— легко царапается ногтем и при трении оставляет серые полосы на бумаге. Аморфный углерод по свойствам довольно близок к графиту. Плотность его колеблется обычно в пределах 1,8—2,1 г/см . У некоторых разновидностей аморфного углерода сильно выражена способность к адсорбции (т. е. поглощению на поверхности) газов, паров и растворенных веществ. [c.292]

    Краткая характеристика элементов подгруппы углерода. Углерод. Аллотропные видоиз

www.chem21.info

Полезные свойства древесного угля. Статьи | ЗОНДИР

Древесный уголь – это уникальный продукт, образующийся при пиролизе древесины без доступа воздуха. Применяется в производстве кристаллического кремния, сероуглерода, чёрных и цветных металлов, активного угля и т. д., а также как топливо в быту (удельная теплота сгорания 31,5—34 МДж/кг). Древесный уголь классифицирован в системе стандартов (ГОСТ) — ГОСТ 7657-84.

Главная проблема его использования состоит в том, чтобы использовать древесный уголь рационально. Это один из самых древних видов топлива, который производился на протяжении нескольких тысячелетий. Уголь пригодный продукт для применения в быту, сталелитейной и химической промышленности, сельском хозяйстве, а также во многих других отраслях промышленности. Сталеплавильная промышленность особенно нуждается в физических свойствах древесного угля.

Древесный уголь является самым дорогим сырьем для доменных печей. У древесного угля отличного качества очень высокая теплотворная способность. В развивающихся странах главным применением древесного угля в быту считается приготовление пищи или нагрев воды для бытовых нужд. Полезных свойств древесного угля достаточно много, их все не перечислить, зато их можно оценить даже в бытовых условиях.

Древесный уголь — масса углерода, которая состоит из множества каменноугольных материалов. Древесный уголь один из самых древних видов топлива, который производился на протяжении нескольких тысячелетий. Древесный уголь считается главным источником энергии во всем мире.

Древесный уголь сделан из большого количества естественных материалов, древесины, таких как гикори, дуб, клен, и фруктовые деревья. У них уникальный аромат и особенность давать лучший сорт древесного угля. Лучшие сорта древесного угля изготавливают из сырья с низким содержанием серы. Древесный уголь используется в определенных отраслях металлургии, для фильтрации органических составов, таких как хлор, бензин, пестициды, и другие ядовитые химикаты в воде и воздухе.

Древесный уголь будет полезен и в будущем. Следует учесть, что использовать его необходимо разумно. Он будет иметь ценность во все века. Качество древесного угля определяется различными методами и способами, с учетом различных требований Эффективность использования заключается в передаче максимального количества высокой температуры объекту, который будет нагрет. Он используется для приготовления, обогрева помещений, или как продукт для доменной печи. Эффективность в целом зависит от рационального использования древесного угля.

Древесный уголь нашел свое широкое применение в сталелитейной и химической промышленности. Древесный уголь экспортируется во многие страны. Покупатели имеют возможность пользоваться им, раскрыть полезные качества древесного угля, что обеспечивает возможность для импортирования древесного угля.

Полезные свойства древесного угля в промышленности

Не менее важные химические и физические свойства древесного угля. Он нашел специальное применение в промышленности. Именно сталеплавильная промышленность нуждается в физических свойствах древесного угля. Древесный уголь — самое дорогое сырье для доменных печей. Физические свойства древесного угля влияют на конечный продукт доменной печи, тогда как химические свойства больше влияют на количество древесного угля, необходимого на тонну железа для конечного состава железа или стали.

Древесный уголь используется для доменной печи, как топливо при плавке метала, он должен быть сильно спрессованным. Но менее спрессованным, чем кокс, сделанный из каменного угля и поэтому доменные печи должны быть рассчитаны по вместимости на кокс из древесного угля. Способность сопротивления печи к разлому при плавке металла и сохранения постоянной циркуляции воздуха, который необходим для поддержания производительности и однородности процесса.

Полезные свойства золы, конечного продукта из древесного угля

Содержание золы в древесном угле колеблется от 0,5 % до 5 %, в зависимости от породы древесины и количества примесей в виде песка и земли. У древесного угля отменного качества содержание золы приблизительно равняется 3 %. У него возможно очень высокое содержание золы — приблизительно 5-10 %. Древесный уголь отменного качества не используется в доменных печах.

Чтобы достичь лучших результатов, данный древесный уголь хорошего качества нужно эффективно жечь. Это особенно важно для полного сгорания древесного угля, как снаружи, так и внутри. Промышленные печи для сжигания древесного угля, такие как доменные печи, печи для спекания, обычно разрабатываются для эффективного использования и применения. Главное использование древесного угля в домашних хозяйствах развивающегося мира — для нагрева воды, приготовления пищи или нагрева воды для бытовых нужд. Древесный уголь также безопасен для приготовления пищи на открытом огне. При приготовлении пищи мы используем высокую температуру, выделенную при сгорании древесного угля приблизительно на 30 %, оставшиеся 70 % практически непригодны.

zondir.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о