Composición química del lignito. Lignito: métodos de extracción

carbón marron llamada roca sedimentaria que se forma durante la descomposición de restos de plantas antiguas (helechos arbóreos, colas de caballo y musgos, así como las primeras gimnospermas). Proceso educativo y composición. carbón marron similar, pero el marrón es menos valioso. Sin embargo, hay más depósitos de lignito en el planeta y se encuentran a menor profundidad. El lignito se compone de una mezcla de compuestos aromáticos de alto peso molecular (principalmente carbono, hasta un 78%), así como de agua y sustancias volátiles con una pequeña cantidad de impurezas. Dependiendo de la composición del carbón, cambia la cantidad de calor liberado durante su combustión, así como la cantidad de ceniza producida.

La educación también exigía cumplimiento siguiente condición: El material vegetal en descomposición debe haberse acumulado más rápido de lo que ocurrió la descomposición. El lignito se formó principalmente sobre turba antigua, donde se acumulaban compuestos de carbono y prácticamente no había acceso al oxígeno. El material de partida para la formación de carbón es la turba, que anteriormente también se utilizaba activamente como combustible. El carbón apareció cuando las capas de turba estaban debajo de otros sedimentos. Al mismo tiempo, la turba se comprimió y perdió agua, dando como resultado la formación de carbón.

El lignito surgió cuando se formaron capas de turba comprimida a poca profundidad (cuando se produjeron a mayor profundidad, se formó hulla). Por lo tanto, hay más depósitos de lignito y se encuentran más cerca de la superficie. Las vetas de carbón también se elevaron durante el período, lo que provocó que algunas de ellas quedaran varios metros por debajo de la superficie. Debido a esto, se desarrollan la mayoría de los depósitos de lignito. método abierto.

Hay 3 tipos principales de lignito: lignito (con una estructura leñosa claramente visible de las plantas madre), terroso suelto y denso y brillante. El lignito es común en sedimentos de varias edades, que van desde el Devónico y el Carbonífero, pero los depósitos más ricos pertenecen a las edades Mesozoica y Terciaria.

El lignito se utiliza como combustible energético y como materia prima química para la producción de combustible líquido y diversas sustancias sintéticas, gases y fertilizantes. Mediante un procesamiento especial, el lignito se convierte en coque apto para la producción.

Los depósitos de lignito más grandes de Rusia:

Campo Soltonskoye

El único depósito de carbón ubicado en . Las reservas proyectadas se estiman en 250 millones de toneladas. El carbón se extrae aquí mediante minería a cielo abierto.

Actualmente, las reservas probadas de lignito en dos minas a cielo abierto ascienden a 34 millones de toneladas. En 2006 se extrajeron aquí 100 mil toneladas de carbón. En 2007 el volumen de producción debería ser de 300 mil toneladas, en 2008 ya 500 mil toneladas.

Cuenca Kansk-Achinsk

Cuenca de carbón, situada a varios cientos de kilómetros al este. Cuenca de Kuznetsk en el territorio del territorio de Krasnoyarsk y en parte en las regiones de Kemerovo e Irkutsk. Esta cuenca de Siberia Central tiene importantes reservas de lignito térmico. La minería se lleva a cabo principalmente mediante minería a cielo abierto (la parte abierta de la cuenca tiene una superficie de 45 mil km2 - 143 mil millones de toneladas de carbón, vetas con un espesor de 15 a 70 m). También hay depósitos de carbón.

Las reservas totales ascienden a unos 638 mil millones de toneladas. El espesor de las vetas de trabajo es de 2 a 15 m, el máximo es de 85 m. Los carbones se formaron en el período Jurásico.

El área de la cuenca se divide en 10 regiones geológicas industriales, en cada una de las cuales se está desarrollando un depósito:

• Абанское
• Irsha-Borodinskoye
• Berezovskoe
• Nazarovskoe
• bogotolskoye
• Borodinó
• Uryupskoe
• Barandatskoe
• Itatskoye
• Sayano-Partizanskoe

Lensky cuenca de carbón

Se encuentra en el territorio de la República de Sakha (Yakutia) y el territorio de Krasnoyarsk. La mayor parte se encuentra en las tierras bajas centrales de Yakut en la cuenca y sus afluentes (Aldana y Vilyuya). El área es de unos 750.000 km2. Las reservas geológicas totales hasta una profundidad de 600 m son más de 2 billones de toneladas. El territorio de la cuenca del carbón se divide en dos partes: la occidental, que ocupa la sineclisa Vilyui de Siberia, y la oriental, que forma parte de la zona marginal de la región plegada de Verkhoyansk-Chukotka.

Las vetas de carbón están compuestas de rocas sedimentarias del Jurásico Inferior al Paleógeno. La aparición de rocas carboníferas se complica por suaves elevaciones y depresiones. En la depresión de Verkhoyansk, los estratos carboníferos se acumulan en pliegues complicados por fracturas, su espesor es de 1000-2500 m. El número y espesor de las vetas de carbón mesozoicas. varias partes Las cuencas son diversas: en la parte occidental hay de 1 a 10 capas con un espesor de 1 a 20 m, en la parte oriental hay hasta 30 capas con un espesor de 1 a 2 m. No solo se encuentran lignitos. , pero también brasas.

Las brasas contienen del 15 al 30% de humedad, el contenido de cenizas del carbón es del 10 al 25% y el poder calorífico es de 27,2 MJ/kg. Las vetas de lignito tienen forma de lente por naturaleza, el espesor varía de 1 a 10 ma 30 m.

Los depósitos de lignito se encuentran a menudo junto a depósitos de hulla. Por ello, también se extrae en cuencas tan famosas como Minusinsk o Kuznetsk.

Carbón

Carbón-- roca sedimentaria, producto de la descomposición profunda de restos vegetales (helechos arbóreos, colas de caballo y musgos, así como las primeras gimnospermas). En cuanto a su composición química, el carbón es una mezcla de compuestos aromáticos policíclicos de alto peso molecular con una alta fracción de masa de carbono, así como agua y sustancias volátiles con pequeñas cantidades de impurezas minerales, que forman cenizas cuando se quema el carbón. Los carbones fósiles se diferencian entre sí por la proporción de sus componentes, lo que determina su calor de combustión. Fila compuestos orgánicos, que forman parte del carbón, tiene propiedades cancerígenas.

carbón marron

umgol subbitominoso, o umgol retumbante (lignina negra) - un mineral combustible, carbón fósil de la segunda etapa de metamorfismo (un enlace de transición entre lignito y carbón), obtenido de lignito o directamente de turba.

La clasificación de los carbones fósiles es bastante confusa, por lo que en la Unión Europea e Inglaterra se utiliza el término lignito (que se considera sinónimo de lignito), pero en América el lignito y el lignito se distinguen por separado, y de forma muy clara. En Rusia, el concepto de lignito suele ser sinónimo de lignito (este último término es más común) o un concepto inactivo; con menos frecuencia, el concepto de lignito cubre el lignito. alto grado carbonificación (VSU) y no captura carbón subbituminoso de la VSU, este último se clasifica como hulla.

Contiene entre un 50 y un 77 % de carbono, entre un 20 y un 30 % (a veces hasta un 40 %) de humedad y una gran cantidad de sustancias volátiles (hasta un 50 %). Tiene un color negro-marrón o negro, con menos frecuencia marrón (la línea en el gres porcelánico siempre es marrón). Se forman a partir de residuos orgánicos muertos bajo presión de carga y bajo la influencia de temperaturas elevadas a una profundidad de aproximadamente 1 kilómetro. Se utiliza como combustible en salas de calderas pequeñas y privadas, así como como materia prima química. Tienen un poder calorífico bajo, unos 26 MJ/kg.

En el aire, el lignito pierde humedad rápidamente, se agrieta y se convierte en polvo.

Composición y estructura

El carbón subbituminoso (pardo) es una masa carbonosa densa, parecida a una piedra, de color casi negro a marrón claro, siempre con una raya marrón. A menudo exhibe una estructura leñosa parecida a una planta; la fractura es concoidea, terrosa o leñosa. Arde fácilmente con una llama humeante, emitiendo un olor a quemado peculiar y desagradable.

Cuando se trata con hidróxido de potasio se obtiene un líquido de color marrón oscuro. La destilación seca produce amoníaco, libre o unido a ácido acético. Gravedad específica 0,5--1,5. Promedio composición química, menos cenizas y azufre: 50--77% (en promedio 63%) carbono, 26--37% (en promedio 32%) oxígeno, 3--5% hidrógeno y 0--2% nitrógeno. Las principales impurezas del lignito son las mismas que las de cualquier otro carbón fósil.

La gran mayoría de los lignitos se clasifican como humitas en su composición material. Las sapropelitas y las variedades de transición humus-sapropel tienen una importancia subordinada y se encuentran en forma de capas intermedias en capas compuestas de humitas. La mayoría de las lignitas están compuestas por microcomponentes del grupo de la vitrinita (80-98%) y sólo en las lignitas del Jurásico. Asia Central predominan los microcomponentes del grupo fusinita (45-82%); Las lignitas del Carbonífero Inferior se caracterizan por un alto contenido de leuptinita.

Las hullas se caracterizan por un alto contenido de grupos fenólicos, carboxilo e hidroxilo, la presencia de ácidos húmicos libres, cuyo contenido disminuye a medida que aumenta el grado de metamorfismo del 64 al 2-3% y de resinas del 25 al 5%. En algunos depósitos, las lignitos blandos dan un alto rendimiento de extracto de benceno (5-15%), que contiene entre 50 y 75% de ceras, y tienen un alto contenido de uranio y germanio.

Clasificación

Los carbones se dividen en grados y grupos tecnológicos; Esta división se basa en parámetros que caracterizan el comportamiento de los carbones durante la exposición térmica. La clasificación rusa difiere de la occidental.

En Rusia, todos los lignitos se clasifican como grado B:

Los carbones se dividen en grupos tecnológicos según su capacidad de sinterización; para indicar el grupo de tecnología a designación de letra grado, se agrega una cifra que indica el valor más bajo del espesor de la capa plástica en estos carbones, por ejemplo G6, G17, KZh14, etc.

Según GOST de 1976, el lignito se divide según el grado de metamorfismo (coalificación) en tres etapas: O 1, O 2 y O 3 y clases 01, 02, 03. La base de esta división es la reflectividad de la vitrinita. en aceite R°, su valor estandarizado para la etapa O 1 - menos de 0,30; O2-0,30-0,39; O3-0,40-0,49. Por clasificación internacional, adoptado por la Comisión Económica para Europa (1957), el lignito se divide en seis clases según la humedad (hasta 20, 20-30, 30-40, 40-50, 50-60 y 70%) y cinco grupos según sobre el rendimiento de resinas semicoquizables.

Entre las variedades, se distinguen informalmente las suaves, terrosas, mate, lignito y densas (brillantes). También se distingue:

• § Lignito denso: color marrón con un brillo mate, fractura terrosa;
• § Lignito terroso: marrón, se desgasta fácilmente hasta convertirlo en polvo;
• § Lignito resinoso: muy denso, de color marrón oscuro e incluso negro, brillante cuando se rompe como resina;
• § El lignito de papel, o disodil, es una masa vegetal descompuesta en capas finas, que se divide fácilmente en hojas finas;
• § La turba de carbón, como si se sintiera, similar a la turba, a menudo contiene muchas impurezas extrañas y, a veces, se convierte en tierra de alumbre.

Otra clasificación es la alemana, basada en el porcentaje de elementos:

Diferencias con el carbón.

El lignito se diferencia en apariencia del carbón duro por el color de la línea en el plato de porcelana: siempre es marrón. La diferencia más importante con respecto a la hulla es su menor contenido de carbono y su contenido significativamente mayor de volátiles bituminosos y agua. Esto explica por qué el lignito se quema más fácilmente, produce más humo, olores, así como la reacción antes mencionada con el potasio cáustico y produce poco calor. Debido a su alto contenido en agua, se utiliza para la combustión en forma de polvo, en el que inevitablemente se convierte cuando se seca. El contenido de nitrógeno es significativamente menor que el de las hullas, pero el contenido de azufre es mayor.

Uso

Como combustible, el lignito en Rusia y muchos otros países se utiliza mucho menos que el carbón duro, sin embargo, debido a su bajo costo, es más popular en salas de calderas pequeñas y privadas y, a veces, ocupa hasta el 80%. Se utiliza para la combustión pulverizada (durante el almacenamiento, el lignito se seca y se desmorona) y, a veces, en su totalidad. En las pequeñas centrales térmicas provinciales también se suele quemar para producir calor.

Sin embargo, en Grecia y especialmente en Alemania, el lignito se utiliza en centrales eléctricas de vapor, generando hasta el 50% de la electricidad en Grecia y el 24,6% en Alemania.

La producción de combustibles de hidrocarburos líquidos a partir del lignito mediante destilación se está extendiendo a gran velocidad. Después de la destilación, el residuo es apto para producir hollín. De él se extrae gas combustible y se obtienen reactivos carbono-álcali y cera de montaña (cera de montaña).

También se utiliza en pequeñas cantidades para manualidades.

Producción de lignito, en millones de toneladas:

En los años 60 del siglo XX, Ucrania extrajo alrededor de 1 millón de toneladas de lignito del depósito de Alejandría, la cuenca del Dnieper, que ocupa el décimo lugar en el mundo en términos de depósitos de lignito. En 2008 prácticamente cesó la producción y las ventas. Se espera que en 2012 se reanude la extracción de lignito en Ucrania en el yacimiento de Mokrokalygorsky, cuyas reservas se estiman en 7,76 mil millones de toneladas.

carbón marron-- el carbón fósil duro, formado a partir de turba, contiene entre un 65 y un 70% de carbono, tiene un color marrón y es el más joven de los carbones fósiles. Se utiliza como combustible local y también como materia prima química. Contienen mucha agua (43%) y por tanto tienen un bajo poder calorífico. Además, contienen una gran cantidad de sustancias volátiles (hasta un 50%). Se forman a partir de residuos orgánicos muertos bajo presión de carga y bajo la influencia de temperaturas elevadas a una profundidad de aproximadamente 1 kilómetro.

A pesar de que en el sector energético Últimamente Se ha producido un avance tecnológico increíble: el lignito, que se descubrió hace bastante tiempo y comenzó a utilizarse activamente en el siglo XIX, todavía tiene demanda y se utiliza ampliamente en la práctica. Esta situación se explica por la relación calidad-precio óptima. este tipo de combustible. En cuanto a características básicas, es inferior al mismo carbón., pero gracias propiedades inusuales lignito, su uso es posible en una variedad de áreas actividad económica hombre moderno.

Origen del lignito

Las características del lignito están determinadas por su origen – representa un eslabón intermedio en el largo y químicamente complejo proceso de formación del carbón. El material de partida para esto son los depósitos subterráneos de restos de antiguos helechos y colas de caballo que, bajo la influencia de una combinación de factores, se conservaron a grandes profundidades. Como resultado, la masa densa se convirtió gradualmente en carbono (el lignito se compone en promedio de un 60% de carbono), donde la primera etapa de transformación fue la turba, luego el lignito, que en el proceso de diversas transformaciones se convirtió en hulla y posteriormente en antracita.

De este modo, El lignito es carbón joven e “inmaduro”. Esta circunstancia explica en gran medida las propiedades y el uso del lignito. Sus depósitos se encuentran a una profundidad de hasta 600 metros en forma de capas gruesas continuas de espesor variable. Promedio la profundidad de las capas de carbón varía de 10 a 60 metros, aunque se conocen depósitos donde el espesor de la capa alcanza los 200 m. Todo esto hace que el proceso de extracción de lignito sea sencillo y económico y, por tanto, rentable.

Minería de lignito

Los expertos estiman las reservas totales de lignito en el mundo en aproximadamente 5 billones de toneladas. Los principales yacimientos se concentran en Rusia, Europa del Este, así como en Australia. La mayor cantidad de combustible marrón se produce en Alemania, donde se extrae a cielo abierto en tres grandes depósitos.

En Rusia, la geografía de la producción es mucho más amplia, aunque La mayoría de Los depósitos se concentran en la parte asiática del país. Una de las cuencas de carbón más grandes del mundo es Kansko-Achinsky, ubicada en el territorio de Krasnoyarsk. y, a pesar de que cubre parcialmente las regiones de Kemerovo e Irkutsk, Krasnoyarsk es considerado con razón el principal proveedor de lignito de nuestro país.

La cuenca Kansk-Achinsk es un territorio enorme, dividido en decenas de yacimientos separados, cada uno de los cuales es capaz de satisfacer las necesidades energéticas de toda la región. Por ejemplo, La sección más grande de la cuenca es Berezovsky., de donde se extrae el llamado carbón de Sharypovo, suministra combustible sólido a la central eléctrica del distrito estatal local, en cuya energía se basa la economía de toda la región.

Otra gran cuenca carbonífera es la Tunguska. También se relaciona con Región de Krasnoyarsk, aunque la mayor parte se encuentra en el territorio de la República de Sajá, en la llamada Llanura Central de Yakut.

Principales características del lignito

El lignito se considera un combustible de baja carbonización, ya que la concentración de carbono (la sustancia que asegura la combustión activa) es menor en él que en la piedra. Esto también explica la menor calor especifico combustión: la cantidad de calor que se libera durante la combustión de 1 kg de combustible. Para el lignito, esta cifra es en promedio de 5,4 a 5,6 kcal., pero ciertas variedades, por ejemplo, seleccionadas, desde el punto de vista del calor específico de combustión, superan significativamente el nivel medio.

El lignito tiene un alto contenido de humedad. – promedio 25% y, en algunos casos, el contenido de humedad del combustible puede alcanzar el 40%.. Esta circunstancia no De la mejor manera posible afecta las propiedades combustibles del lignito y su uso. Cuando se quema en grandes cantidades, se desprende humo y aparece un olor a quemado peculiar, muy persistente, lo que genera ciertos inconvenientes a la hora de utilizar carbón para calentar casas particulares.

Otro característica importante cualquier combustible sólido- contenido de cenizas. Se determina como porcentaje y se refiere al volumen de residuos no combustibles que quedan en el horno después de la combustión completa del carbón. El contenido de cenizas depende de la presencia de humedad e impurezas extrañas en la masa de carbón en forma varias resinas. Su contenido puede variar según el yacimiento donde se extrae el carbón. Así, por ejemplo, el carbón del depósito de Borodino se distingue por nivel alto humedad y contenido de cenizas, que en algunos casos puede alcanzar el 20% o más.

Ámbito de aplicación

Dependiendo de la combinación específica de las propiedades anteriores, el uso de lignito es posible en la mayoría de los casos. Diferentes areas actividad económica. En primer lugar, El bajo coste lo hace atractivo desde el punto de vista de los propietarios de viviendas privadas., donde la calefacción se basa en el funcionamiento de calderas de combustible sólido. El más popular en este segmento es el que se extrae en Krasnoyarsk., que se caracteriza por una humedad moderada (20-22%) y un contenido de cenizas (del 5 al 8%), así como por un alto poder calorífico. Con tales indicadores, es ideal para la combustión en calderas estándar de combustible sólido.

Desde este punto de vista, sólo se puede comparar la hulla montenegrina. Su principal ventaja es el bajo contenido de impurezas, así como la humedad, que no supera el 7%, y en algunas variedades de carbón montenegrino es sólo del 3%. En consecuencia, el contenido de cenizas de dicho combustible fluctúa en el nivel del 7-8%, y el calor específico de combustión está en el rango de 7800-8200 kcal/kg.

También El lignito se puede utilizar en pequeñas salas de calderas y centrales térmicas., donde el combustible debe coincidir requisitos especiales. El uso de hulla, y más aún de antracita, en este caso no resulta rentable debido a su elevado coste. Pero el lignito es casi ideal para tales fines. En Krasnoyarsk, por ejemplo, el lignito Sharypovsky y Borodino se utiliza principalmente para estos fines.

Así, las propiedades y aplicaciones del lignito son bastante amplias, como se señala en la “Estrategia Energética Rusa para el período hasta 2020”. Este documento destaca la indudable importancia de este tipo de combustible para la independencia energética del país.

El lignito se caracteriza generalmente por un alto poder calorífico a un coste relativamente bajo. Pero al mismo tiempo, una gran cantidad de impurezas extrañas en forma de diversas resinas, así como la alta humedad, reducen la eficacia del lignito como combustible. Las recomendaciones específicas para su uso dependen de las características de la variedad seleccionada. Es ideal para calentar casas particulares mediante calderas de combustible sólido, y si se utilizan instalaciones automáticas o semiautomáticas, entonces la mejor solucion se convertirá en hulla montenegrina, que se caracteriza por una baja humedad y contenido de cenizas. Y aquí Para el funcionamiento de pequeñas salas de calderas y centrales térmicas, son adecuados los tipos de combustible de menor calidad, con un mayor contenido de impurezas y humedad, por ejemplo, Borodino o Sharypov.

Los carbones pardos incluyen carbones con un mayor calor específico de combustión de la masa húmeda libre de cenizas de menos de 24 MJ/kg y una reflectividad de vitrinita en aceite (R 0) de menos de 0,50 (GOST 9276-72). Un valor similar de poder calorífico para separar el marrón y el brasas previsto por la clasificación internacional. Las brasas en trozos y en polvo (una línea en un plato de porcelana - "galleta") tienen un color que va del amarillo claro al negro; 1200-1500 kg/m3, peso volumétrico 1,05-1,4 t/m3, peso a granel - 0,70-0,97 t/m3. Hay variedades suaves, terrosas, mate, de lignito y densas (brillantes). En el aire, el lignito pierde humedad rápidamente, se agrieta y se convierte en finos.

La gran mayoría de los lignitos se clasifican como humitas en su composición material. y las diferencias de transición entre humus y sapropel son de importancia secundaria y se presentan en forma de capas intermedias en capas compuestas de humitas. La mayoría de las lignitas están compuestas por microcomponentes (80-98%) y sólo en las lignitas del Jurásico Medio Medio predominan los microcomponentes del grupo fusinita (45-82%); El lignito del Carbonífero Inferior se caracteriza por un alto contenido de leuptinita. En la URSS (GOST 21489-76), el lignito se divide por grado (coalificación) en tres etapas: O1, O2 y O3 y clases 01, 02, 03. La base de esta división es la reflectividad de la vitrinita en el aceite R0. ; su valor normalizado para el estadio O1 es inferior a 0,30; O2 - 0,30-0,39; O3 - 0,40-0,49. Clasificaciones industriales Los lignitos de la URSS (GOST, grupo A 10) según el contenido de humedad del combustible de trabajo (Wr) se dividen en tres grupos tecnológicos (tabla). Los carbones pardos (GOST 9280-75) se dividen en cuatro grupos según el rendimiento de alquitrán semicoquizable primario (Tsk daf más del 25%; 20-25%; 15-20%; 15% o menos) y cuatro subgrupos según calor específico de combustión (Qs daf superior a 31,5; 31-31,5; 29-31 y inferior a 26 MJ/kg). Según la clasificación internacional adoptada por la Comisión Económica para Europa (1957), el lignito se divide en seis clases según la humedad (hasta 20; 20-30; 30-40; 40-50; 50-60; 70-70). y cinco grupos por alquitrán producen semicoquización.

Con un aumento en el grado de metamorfismo en las lignitos, el contenido y el calor específico de combustión aumentan y el contenido disminuye. Las hullas se caracterizan por un alto contenido de grupos fenólicos, carboxilo e hidroxilo, la presencia de ácidos húmicos libres, cuyo contenido disminuye a medida que aumenta el grado de metamorfismo del 64 al 2-3% y de resinas del 25 al 5%. En algunos depósitos, las lignitos blandos dan un alto rendimiento de extracto de benceno (5-15%), que contiene 50-75% de ceras y tienen un alto contenido de y.

Según la clasificación estadounidense, los lignitos corresponden a los carbones subbituminosos B y C, los lignitos A y B.