Как мы используем уголь — 4 основных способа

Как мы используем уголь? Люди во всем мире уже тысячи лет используют уголь для обогрева своих домов и приготовления пищи. Уголь использовался в Римской империи для обогрева общественных бань. В империи ацтеков блестящий камень использовался как для украшений, так и в качестве топлива.

Промышленная революция была основана на угле. Это была более дешевая альтернатива древесному топливу, и при сгорании вырабатывалось больше энергии. Уголь давал пар и энергию, необходимые для массового производства товаров, выработки электроэнергии и топлива для пароходов и поездов, которые были необходимы для транспортировки товаров для торговли. Большинство угольных шахт эпохи промышленной революции находились в северной Англии, где в начале 18 века добывалось более 80% угля.

Сегодня уголь продолжает использоваться как напрямую (отопление), так и косвенно (производство электроэнергии). Уголь также необходим для сталелитейной промышленности.

Топливо

Во всем мире уголь в основном используется для производства тепла. Это ведущий источник энергии для большинства развивающихся стран, и в 2011 году мировое потребление увеличилось более чем на 30%.

Уголь может сжигаться отдельными домохозяйствами или в огромных промышленных печах. Он производит тепло для комфорта и стабильности, а также нагревает воду для санитарии и здоровья.

Электричество

Электростанции, работающие на угле, являются одним из самых популярных способов производства и распределения электроэнергии. На электростанциях, работающих на угле, уголь сжигается и нагревает воду в огромных котлах. Кипящая вода создает пар, который вращает турбину и приводит в действие генератор для производства электроэнергии.

Почти вся электроэнергия в Южной Африке (около 93%) вырабатывается за счет угля. Польша, Китай, Австралия и Казахстан — это другие страны, которые полагаются на уголь для производства электроэнергии. В Соединенных Штатах около 45% электроэнергии в стране вырабатывается за счет угля.

Коксохимическая промышленность

Уголь играет жизненно важную роль в сталелитейной промышленности. Чтобы производить сталь, железную руду необходимо нагревать, чтобы отделить железо от других минералов в породе. В прошлом для нагрева и разделения руды использовался сам уголь. Однако при нагревании уголь выделяет примеси, такие как сера, что может сделать полученный металл слабым.

Еще в 9 веке химики и инженеры открыли способ удаления этих примесей из угля перед его сжиганием. Уголь выпекается в духовке в течение примерно 12-36 часов при температуре около 1000-1100 °C (1800-2000 °F). Это приводит к удалению таких примесей, как угольный газ, монооксид углерода, метан, смолы и нефть. Полученный материал — уголь с небольшим количеством примесей и высоким содержанием углерода — представляет собой кокс. Этот метод называется коксованием.

Кокс сжигается в доменной печи с железной рудой и воздухом при температуре около 1200 ° C (2200 ° F). Горячий воздух воспламеняет кокс, а кокс расплавляет железо и отделяет примеси. Полученным материалом является сталь. Кокс обладает тепловыми и химическими свойствами, которые придают стали прочность и гибкость, необходимые для строительства мостов, небоскребов, аэропортов и автомобилей.

Многие из крупнейших производителей угля в мире (Соединенные Штаты, Китай, Россия, Индия) также входят в число крупнейших производителей стали. Япония, еще один лидер в сталелитейной промышленности, не располагает значительными запасами угля. Это один из крупнейших в мире импортеров угля.

Синтетические продукты

Газы, которые выделяются в процессе коксования, могут быть использованы в качестве источника энергии. Угольный газ можно использовать для получения тепла и света. Уголь также может быть использован для производства синтез-газа, комбинации водорода и монооксида углерода. Синтез-газ может быть использован в качестве транспортного топлива, аналогичного нефти или дизельному топливу.

Кроме того, побочные продукты из угля и кокса могут быть использованы для производства синтетических материалов, таких как смола, удобрения и пластмассы.

Более подробно про виды угля.