Древесный уголь химическая формула: удельная теплота сгорания, производство, класс опасности
 |  |
ДРЕВЕСНЫЙ УГОЛЬ, макропористый высокоуглеродистый продукт, получаемый пиролизом древесины без доступа воздуха. Структура и св-ва угля определяются т-рой пиролиза. Пром. древесный уголь, получаемый при конечной т-ре 450-550 °С, — аморфный высокомол. продукт, включающий алифатич. и ароматич. структуры; состав: 80-92% С, 4,0-4,8% Н, 5-15% О. Древесный уголь содержит также 1-3% минер. примесей, гл. обр. карбонатов и оксидов К, Na, Ca, Mg, Si, Al, Fe. Кажущаяся плотность елового угля составляет 0,26, осинового — 0,29, соснового — 0,30, березового — 0,38 г/см3; истинная плотность древесного угля 1,43 г/см3; пористость 75-80%; уд. теплоемкость 0,69 и 1,21 кДж/(кг.К) соотв. при 24 и 560 °С; теплопроводность 0,058 Вт/(м.К), теплота сгорания 31500-34000 кДж/кг, уд. электрич. сопротивление 0,8.108 0,5.102 Ом.см. Древесный уголь обладает парамагнитными св-вами, обусловленными присутствием стабилизир. макрорадикалов (парамагнитных центров ПМЦ) — высокореакционноспособных концевых радикалов Rк* и менее реакционноспособных срединных радикалов Rcp*, макс. концентрации к-рых достигаются соотв. при 550 и 325 °С. При термообработке древесного угля (400-900 °С) без доступа воздуха в результате р-ций Rк + RH : RкH + Rcр*, Rср* : Rк + CO + CО2 + H2 + СmНn и R* + R* : R-R происходит уплотнение его структуры, сопровождаемое убылью массы (до 18%) и выделением смеси газов, содержащей (в % по объему) от 12,7 до 0,7 СО, от 8,5 до 4,5 СО2, от 36,5 до 67,5 Н2, от 45,0 до 24,0 углеводородов (преим. СН4). Снижаются доля алифатич. структур, водорода (до 1,5%), кислорода (до 4,5%), концентрация ПМЦ (до 1,7.1018 спин/г), уд. электрич. сопротивление (до 0,5 Ом.см). Повышаются доля ароматич. структур и углерода (до 95%), степень кристалличности, истинная плотность (до 1,97 г/см3). Присутствие макрорадикалов обусловливает высокую реакц. способность древесного угля по отношению к кислороду. Так, свежеприготовл. древесный уголь при 30-90 °С за 1 ч хемосорбирует из воздуха 0,5-2% (от массы угля) кислорода; одновременно из угля выделяются низкомол. продукты, гл. обр. вода (0,3-1,5%). На воздухе развивается цепной разветвл. процесс автоокисления древесного угля: Rк* + О2 : RкOO*; RкOO* + RH : RкOOH + Rср*, Rср* + О2 : RсрОО*, RсрОО* + RH : RcpOOH + Rсp*, RcpOOH + RH : RO* + R* + H2O и R* + R* : R-R. В результате может произойти самовозгорание древесного угля, если к.-л. из параметров процесса (концентрация ПМЦ, т-ра, концентрация О2 и геом. размеры массы угля) превысит нек-рую критич. величину. Чтобы избежать этого, древесный уголь стабилизируют, выдерживая слой угля высотой не более 60 мм при 50-80°С не менее 10 мин, т. е. в условиях, когда ни один из параметров не превышает критич. величину. Древесный уголь получают пиролизом древесины в стальных вертикальных непрерывно действующих ретортах производительностью 100-2200 кг/ч, а также в разл. печах. Выход древесного угля в пересчете на нелетучий углерод составляет 21-25% от безводной древесины. В СССР древесный уголь получают из древесины твердолиств. пород, березы или из смеси древесины твердолиств. и мягколиств. пород. Он должен содержать не более 3% золы, не более 6% влаги, не более 7% частиц размером менее 12 мм. Массовая доля нелетучего углерода в древесном угле должна составлять 77-90%. Перспективно получение древесного угля из измельченной древесины с катализатором, ускоряющим процесс в неск. раз и повышающим выход угля на 30-40%. Широко применяется крупнокусковый (более 12 мм) древесный уголь из твердолиств. пород древесины, имеющий наиб. высокую мех. прочность. Он используется в качестве сырья для получения активного угля, CS2, окисленного древесного угля, карбюризатора, в качестве восстановителя в произ-ве кристаллич. Si, черных и цветных металлов, проволоки и др. Мелкий древесный уголь может служить подкормкой животным, его используют также для получения бытового топлива — древесноугольных брикетов. Окисленный древесный уголь получают окислением древесного угля воздухом в условиях, когда ни один из параметров окисления не превышает критич. величину. На пов-сти древесного окисленного угля (углеродного ионообменника) содержатся функц. группы — карбоксильные, гидроксильные, карбонильные, хинонные, пероксидные и др. Статич. ионообменная емкость по NaOH составляет 1,0-8,0 м2.экв/г. Древесный окисленный уголь содержит значительно больше кислорода (18-40%), чем древесный уголь, но меньше углерода (55-75%) и водорода (1,5-4,0%). Зольность его такая же, как у древесного угля (до 3%), но после обеззоливания минер. к-той она не превышает 0,4%. Кажущаяся плотность древесного окисленного угля 0,45-0,52 г/см3, истинная — 1,5-1,9 г/см3, пористость 75-80%, уд. электрич. сопротивление 2,1.108-1,5 3 1011 Ом.см. В зависимости от характера поверхностных функц. групп, их количеств. соотношения и формы (водородной или катионзамещенной) древесный окисленный уголь проявляет комплексо-образующие, ионообменные, электронообменные или каталитич. св-ва. В сравнении с селективными ионообменными смолами они обладают рядом преимуществ: термостойки (до 300 °С), исключительно радиационно- и химстойки (не растворяются, не набухают и не слипаются во всех средах, в т. ч. в щелочах), нетоксичны. Древесный окисленный уголь используют для получения особо чистых в-в, напр., при глубокой очистке реактивов от примесей катионов переходных металлов, щел.-зем. металлов, как катализатор переэтерификации в произ-ве жиров, инверсии cахаров и др. Древесноугольный карбюризатор — твердый гранулированный продукт, состоящий гл. обр. из дробленого древесного угля, карбонатов щелочных (в осн. К и Na) или щел.-зем. (гл. обр. Ва и Са) металлов (10-20%). Его используют для цементации стальных изделий путем насыщения поверхностного слоя стали углеродом. Введение в карбюризатор разл. добавок, напр., наводороженного железа, мочевины, повышает скорость цементации в 2 раза. Для удержания добавок на частицах угля часто используют связующее (крахмал, поливинилацетатную эмульсию, мазут, мелассу и др.). Мировое произ-во древесного угля более 5 млн. т/год, в т. ч. в СССР ок. 200 тыс. т/год (1986). === Исп. литература для статьи «ДРЕВЕСНЫЙ УГОЛЬ»: Завьялов А. Н., Калугин Е. Н., «Химия древесины», 1978, № 4, с. 88-92; Древесный уголь. Получение, основные свойства и области применения древесного угля, М., 1979; Тарковская И. А., Окисленный уголь, К., 1981. А. Н. Завьялов. Страница «ДРЕВЕСНЫЙ УГОЛЬ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.
|
|
Древесный уголь
Что мы знаем о древесном угле? То, что он стал обязательной составляющей рюкзака среднестатистического туриста, что это незаменимая вещь в походах и пикниках, при приготовлении пищи. На самом деле, история древесного угля уходит глубоко в прошлое. Области же его применения не ограничиваются заурядным мангалом, они многочисленны.
Упоминания о древесном угле встречаются еще в Древнем Египте времен 4000 – 2680 гг. до н.э.. Участки Аравийской пустыни и Синайского полуострова изначально были очень богаты лесами. Именно на этих территориях производство древесного угля было очень крупным, пока лесные запасы не истощились. По некоторым данным, еще пещерные люди знали древесный уголь и пользовались им – они жгли его в пещерах, чтобы не было дыма. Запасали его после больших пожарищ, а также делали самостоятельно. Для этого прогорающие угли посыпали золой. Что касается России, то здесь древесный уголь использовался тоже с давних времен. Все кузнецы пользовались в работе только древесным углем. Производили его на Руси двумя способами: ямным и кучным. В первом случае древесину жгли в ямах. Во втором, из древесины собирали большие стога, обмазывали их толстым слоем грязи и торфа. Причем, сверху оставляли небольшое отверстие, через которое выходил воздух. Эта конструкция горела и тлела около месяца, а остывала еще дней десять. Об экологии речи не шло, и все продукты горения выбрасывались непосредственно в атмосферу. Производить древесный уголь промышленным способом начали на Урале. Современные же производства, экологически чистые и высокоорганизованные, начали появляться в конце XX – начале XXI веков.
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/м? |
| Истинная плотность | 130-150 кг/м? (в среднем 143 кг/м?) |
| 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 | 0,8.108 — 0,5.10? 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 м? 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/м?, осинового – 290 кг/м?, а березового – уже 380 кг/м?. Истинная же плотность возрастает с температурой обугливания. К примеру, при температуре 350°С плотность угля равняется 1500 кг/м?. Если же температура возрастает до 1500°С, то плотность увеличивается до 1869 кг/м?.
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 (1), далее идет камера, в которой происходит процесс пиролиза (2). Следующая часть – сушильная камера (3). По обеим сторонам печи располагаются реторты, слева с подготовленными дровами (4), а справа – с остывающим углем (5). Завершает установку вытяжная труба (6). 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 кристаллического кремния.
— промышленность использует его как реагент для выработки сероуглерода (из него, в свою очередь, производят искусственное волокно, целлофан и даже ядохимикаты).
— при производстве активированных углей древесный уголь играет главную роль.
— при производстве электродов древесный уголь является основой.
— в сельском хозяйстве его применяют как добавку в рацион домашнего скота и птиц, а также как удобрение для почвы.
— при производстве пищевого красителя.
— косметическая отрасль использует его при производстве средств по уходу за волосами, телом и лицом.
— при приготовлении пищи его используют в барбекю, шашлычницах, грилях.
— используется населением как экологичный вид топлива.
Поистине, области применения древесного угля очень разнообразны и обширны. Что же касается Японии, где древесный уголь потребляется повсеместно, то там его закладывают в фундамент зданий, добавляют в мыло, печенье и зубные щетки, и даже играют на нем, как на ксилофоне.
Подводя итог, можно сказать, что древесный уголь обладает очень ценными качествами, являясь одновременно и топливом, дающим большую теплоотдачу, и топливом, абсолютно не загрязняющим окружающую среду.
Содержание статьи:
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.
Вам будет интересно:Логопедический кабинет: оформление своими руками
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%.
Источник
древесный уголь — Химическая энциклопедия
ДРЕВЕСНЫЙ УГОЛЬ
макропористый высокоуглеродистый продукт, получаемый пиролизом древесины без доступа воздуха. Структура и свойства угля определяются температурой пиролиза. Пром. Д. у., получаемый при конечной температуре 450–550 °C, — аморфный высокомол. продукт, включающий алифатич. и ароматич. структуры; состав: 80–92% С, 4,0–4,8% Н, 5–15% О. Д. у. содержит также 1–3% минеральных примесей, гл. обр. карбонатов и оксидов К, Na, Ca, Mg, Si, Al, Fe. Кажущаяся плотность елового угля составляет 0,26, осинового — 0,29, соснового — 0,30, березового — 0,38 г/см3; истинная плотность Д. у. 1,43 г/см3; пористость 75–80%; уд. теплоемкость 0,69 и 1,21 кДж/(кг∙К) соотв. при 24 и 560 °C; теплопроводность 0,058 Вт/(м∙К), теплота сгорания 31500–34000 кДж/кг, уд. электрич. сопротивление 0,8∙108 0,5∙102 Ом.см. Д. у. обладает парамагнитными свойствами, обусловленными присутствием стабилизир. макрорадикалов (парамагнитных центров ПМЦ) — высокореакционноспособных концевых радикалов Rк* и менее реакционноспособных срединных радикалов Rcp*, макс. концентрации которых достигаются соотв. при 550 и 325 °C. При термообработке Д. у. (400–900 °C) без доступа воздуха в результате реакций Rк + RH → RкH + Rcр*, Rср* : Rк + CO + CO2 + H2 + CmHn и R* + R* → R-R происходит уплотнение его структуры, сопровождаемое убылью массы (до 18%) и выделением смеси газов, содержащей (в % по объему) от 12,7 до 0,7 CO, от 8,5 до 4,5 CO2, от 36,5 до 67,5 H2, от 45,0 до 24,0 углеводородов (преим. CH4). Снижаются доля алифатич. структур, водорода (до 1,5%), кислорода (до 4,5%), концентрация ПМЦ (до 1,7∙1018 спин/г), уд. электрич. сопротивление (до 0,5 Ом.см). Повышаются доля ароматич. структур и углерода (до 95%), степень кристалличности, истинная плотность (до 1,97 г/см3). Присутствие макрорадикалов обусловливает высокую реакционная способность Д. у. по отношению к кислороду. Так, свежеприготовл. Д. у. при 30–90 °C за 1 ч хемосорбирует из воздуха 0,5–2% (от массы угля) кислорода; одновременно из угля выделяются низкомол. продукты, гл. обр. вода (0,3–1,5%). На воздухе развивается цепной разветвл. процесс автоокисления Д. у.: Rк* + O2 → RкOO*; RкOO* + RH → RкOOH + Rср*, Rср* + O2 → RсрОО*, RсрОО* + RH → RcpOOH + Rсp*, RcpOOH + RH → RO* + R* + H2O и R* + R* → R-R. В результате может произойти самовозгорание Д. у., если к.-л. из параметров процесса (концентрация ПМЦ, температура, концентрация O2 и геом. размеры массы угля) превысит некоторую критич. величину. Чтобы избежать этого, Д. у. стабилизируют, выдерживая слой угля высотой не более 60 мм при 50–80 °C не менее 10 мин, т. е. в условиях, когда ни один из параметров не превышает критич. величину. Д. у. получают пиролизом древесины в стальных вертикальных непрерывно действующих ретортах производительностью 100–2200 кг/ч, а также в разл. печах. Выход Д. у. в пересчете на нелетучий углерод составляет 21–25% от безводной древесины. В СССР Д. у. получают из древесины твердолиств. пород, березы или из смеси древесины твердолиств. и мягколиств. пород. Он должен содержать не более 3% золы, не более 6% влаги, не более 7% частиц размером менее 12 мм. Массовая доля нелетучего углерода в Д. у. должна составлять 77–90%. Перспективно получение Д. у. из измельченной древесины с катализатором, ускоряющим процесс в неск. раз и повышающим выход угля на 30–40%. Широко применяется крупнокусковый (более 12 мм) Д. у. из твердолиств. пород древесины, имеющий наиб. высокую мех. прочность. Он используется в качестве сырья для получения активного угля, CS2, окисленного Д. у., карбюризатора, в качестве восстановителя в производстве кристаллич. Si, черных и цветных металлов, проволоки и др. Мелкий Д. у. может служить подкормкой животным, его используют также для получения бытового топлива — древесноугольных брикетов. Окисленный Д. у. (Д. о. у.) получают окислением Д. у. воздухом в условиях, когда ни один из параметров окисления не превышает критич. величину. На поверхности Д. о. у. (углеродного ионообменника) содержатся функц. группы — карбоксильные, гидроксильные, карбонильные, хинонные, пероксидные и др. Статич. ионообменная емкость по NaOH составляет 1,0–8,0 м2.экв/г. Д. о. у. содержит значительно больше кислорода (18–40%), чем Д. у., но меньше углерода (55–75%) и водорода (1,5–4,0%). Зольность его такая же, как у Д. у. (до 3%), но после обеззоливания минер. кислотой она не превышает 0,4%. Кажущаяся плотность Д. о. у. 0,45–0,52 г/см3, истинная — 1,5–1,9 г/см3, пористость 75–80%, уд. электрич. сопротивление 2,1∙108-1,5 3 1011 Ом.см. В зависимости от характера поверхностных функц. групп, их количеств. соотношения и формы (водородной или катионзамещенной) Д. о. у. проявляет комплексо-образующие, ионообменные, электронообменные или каталитич. свойства. В сравнении с селективными ионообменными смолами они обладают рядом преимуществ: термостойки (до 300 °C), исключительно радиационно- и химстойки (не растворяются, не набухают и не слипаются во всех средах, в т. ч. в щелочах), нетоксичны. Д. о. у. используют для получения особо чистых веществ, напр., при глубокой очистке реактивов от примесей катионов переходных металлов, щел.-зем. металлов, как катализатор переэтерификации в производстве жиров, инверсии сахаров и др. Древесноугольный карбюризатор — твердый гранулированный продукт, состоящий гл. обр. из дробленого Д. у., карбонатов щелочных (в осн. К и Na) или щел.-зем. (гл. обр. Ba и Са) металлов (10–20%). Его используют для цементации стальных изделий путем насыщения поверхностного слоя стали углеродом. Введение в карбюризатор разл. добавок, напр., наводороженного железа, мочевины, повышает скорость цементации в 2 раза. Для удержания добавок на частицах угля часто используют связующее (крахмал, поливинилацетатную эмульсию, мазут, мелассу и др.). Мировое производство Д. у. более 5 млн. т/год, в т. ч. в СССР ок. 200 тыс. т/год (1986).
Лит.: Завьялов А. Н., Калугин Е. Н., «Химия древесины», 1978, № 4, с. 88–92; Древесный уголь. Получение, основные свойства и области применения древесного угля, М., 1979; Тарковская И. А., Окисленный уголь, К., 1981.
А. Н. Завьялов
Источник:
Химическая энциклопедия
на Gufo.me
Значения в других словарях
- Древесный уголь —
См. Горючие материалы и Уголь.
Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона - ДРЕВЕСНЫЙ УГОЛЬ —
ДРЕВЕСНЫЙ УГОЛЬ, пористая разновидность УГЛЯ, которую обычно получают путем нагрева древесины без доступа воздуха. Древесный уголь использовали в Западной Европе вплоть до позднего средневековья для выплавки железа из руды.
Научно-технический словарь - Древесный уголь —
Твёрдый пористый высокоуглеродистый продукт, образующийся при нагревании древесины без доступа (или при незначительном доступе) воздуха в печах и ретортах (иногда также в кострах, «кучах»).
Большая советская энциклопедия - Древесный уголь —
(англ. charcoal, нем. Holzkohle), часто дает возможность опознать породу дерева. Суть метода сводится к исследованию поперечного, радиального и касательного срезов, которые имеют особенности у каждой породы.
Археологический словарь - ДРЕВЕСНЫЙ УГОЛЬ —
ДРЕВЕСНЫЙ УГОЛЬ — микропористый высокоуглеродистый продукт, образующийся при пиролизе древесины без доступа воздуха. Применяется в производстве кристаллического кремния, сероуглерода, черных и цветных металлов, активного угля и т. д., а также как топливо в быту (теплота сгорания 31,5-34 МДж/кг).
Большой энциклопедический словарь
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! |
| ||
Химический состав Древесный уголь — макропористый высокоуглеродистый продукт, получаемый
Страница … 4 5 6 … 9 10 11 |
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%.
Какая химическая формула древесного угля?
Химия
Наука
Анатомия и физиология
астрономия
астрофизика
Биология
Химия
наука о планете Земля
Наука об окружающей среде
Органическая химия
физика
математический
Алгебра
Исчисление
Геометрия
Prealgebra
тригонометрия и алгебра
Статистика
тригонометрия
,
Молекулярный вес CHArCoAl
Молярная масса CHArCoAl = 138,881378 г / моль
Преобразовать грамм CHARCoAl в родинки или родинки CHArCoAl в граммы
Расчет молекулярной массы:
12.0107 + 1.00794 + 39.948 + 58.9332 + 26.981538
| Элемент | Символ | Атомная масса | # атомов | Массовый процент |
| Алюминий | Al | 26.981538 | 1 | 19,428% |
| аргон | Ar | 39,948 | 1 | 28,764% |
| кобальт | Co | 58,933200 | 1 | 42,434% |
| Водород | H | 1,00794 | 1 | 0,726% |
| Carbon | C | 12.0107 | 1 | 8,648% |
Обратите внимание, что все формулы чувствительны к регистру.Вы хотели найти молекулярный вес одной из этих похожих формул?
CHARCOAL
CHARCOAL
В химии вес формулы — это величина, вычисленная умножением атомного веса (в атомных единицах массы) каждого элемента в химической формуле на количество атомов этого элемента, присутствующего в формуле, с последующим сложением всех этих продуктов.
Используемые на этом сайте атомные веса получены из NIST, Национального института стандартов и технологий.Мы используем самые распространенные изотопы. Это как рассчитать молярную массу (среднюю молекулярную массу), которая основана на изотропно взвешенных средних. Это не то же самое, что молекулярная масса, которая является массой одной молекулы четко определенных изотопов. Для объемных стехиометрических расчетов мы обычно определяем молярную массу, которую также можно назвать стандартной атомной массой или средней атомной массой.
Веса формулы особенно полезны при определении относительных весов реагентов и продуктов в химической реакции.Эти относительные веса, вычисленные по химическому уравнению, иногда называют уравнительными весами.
Нахождение молярной массы начинается с единиц грамма на моль (г / моль). При расчете молекулярной массы химического соединения он говорит нам, сколько граммов содержится в одном моле этого вещества. Вес формулы — это просто вес в атомных единицах массы всех атомов в данной формуле.
Распространенный запрос на этом сайте — конвертировать граммы в родинки. Чтобы завершить этот расчет, вы должны знать, какое вещество вы пытаетесь преобразовать.Причина в том, что молярная масса вещества влияет на конверсию. Этот сайт объясняет, как найти молярную массу.
Используя химическую формулу соединения и периодическую таблицу элементов, мы можем сложить атомные веса и рассчитать молекулярный вес вещества.
Если формула, используемая при расчете молярной массы, является молекулярной формулой, вычисленная масса формулы представляет собой молекулярную массу. Массовый процент любого атома или группы атомов в соединении можно рассчитать путем деления общего веса атома (или группы атомов) в формуле на вес формулы и умножения на 100.
,
Описание продукта
Химическая формула Древесный уголь 8×30 Активированный уголь 25 кг мешки
Характеристики антрацита Активированный уголь на основе угля:
1.Выберите высококачественный антрацитовый уголь в виде сырья
2. Он имеет черную гранулу с высокой степенью образования ,
3. Огромная удельная поверхность
4. Стронное поглощение и высокая механическая прочность
5.Легко регенерируется повторно
6. Низкая стоимость
Широко используется в очистке токсичных газов, очистке сточных газов, очистке промышленных и бытовых вод, восстановлении растворителей, очистке сточных вод, морской культуре и других областях.
Элемент анализа | Данные испытаний |
Размер | 0,5 ~ 1 мм; 1 ~ 2 мм; 2 ~ 4 мм; 4 ~ 8 мм или настройка |
Поглощение йода | 600 ~ 1100 мг / г |
Удельная площадь поверхности | 900 ~ 1400m2 / г |
| 3 C 2000 40 ~ 70% | |
Твердость | ≥95% |
Влага | ≤8% |
Зола | |
Плотность нагружения | 550 ~ 650 г / л |
Метиленцианиновый адсорп | 120 ~ 160 мг / г |
РН | 7000 или |
Примечание | Все элементы могут быть настроены в соответствии с вашим запросом. |
Примечание: Ожидайте размеры, указанные выше, мы можем настроить его согласно вашему запросу.
Применение угольного гранулированного активированного угля
Упаковка и доставка
1. 25 кг / мешок
2. 1 тонна / гигантский мешок
3. Настройте упаковку в соответствии с вашим запросом.
Информация о компании
Kelin Company преимущество:
1. Более 20 лет опыта работы с активированным углем, который может предложить вам техническую поддержку.
2. Три производственные линии для активированного угля, которые могут обеспечить своевременную доставку.
3. Производственная операция и процесс сертифицированы в соответствии с системой качества ISO9001
4. Наша собственная команда R & D
5. Мы производим так, чтобы вы могли получить заводскую цену
6. Быстрое и надежное обслуживание
7. Бесплатно образцы могут быть предложены для тестирования
FAQ
1. Как насчет вашего MOQ?
1Тон обычно, но на основе разных предметов.
2.Могу ли я получить образцы?
Да. Мы предлагаем бесплатные образцы, но стоимость доставки должна быть собрана.
3. Как насчет пакета?
Масса нетто: 25 кг, 1 тонна или согласно запросу.
4. Как насчет сроков доставки?
Всегда7 ~ 15 дней после подтверждения заказа, но также в зависимости от количества заказа.
5. Как начать заказ или произвести оплату?
PI будет отправлен первым после подтверждения заказа, приложенного к нашей банковской информации.Оплата производится T / T, Western Union LC, торговой гарантией Alibaba, Moneygram или Paypal.
Похожие продукты
Наш сервис
1 | Бесплатные образцы. | 1 | Комплексное обслуживание с отдельной группой послепродажного обслуживания | |||
2 | Предоставление информационных консультаций и технического руководства. | 2 | Удовлетворенное решение при выявлении любой проблемы. | |||
3 | Упаковка может быть изготовлена на заказ. | 3 | Эксклюзивное и уникальное решение от профессиональных инженеров. | |||
4 | Ответ на Ваш запрос в течение 24 рабочих часов. | 4 | Новое ремесло, новые технологии и другие сопутствующие консультационные услуги. | |||
| Для легкого прикосновения, пожалуйста, не стесняйтесь связаться ниже непосредственно, спасибо. Кеон Чжан Телефон / WhatSapp / Wechat / Skype: +86 15333808713 E-mail: [email protected] | ||||||
,
Химическая формула порошка активированного угля цена за тонну антрацита
Продукт
Материал : Высоко отобранный антрацит, названный TaiXi или высококачественный битумный уголь
Эксплуатационная характеристика
00
Химическая формула порошка активированного угля тонна антрацита
Мастерская продукта
- С 2007 с богатым опытом экспорта
- Хорошее сервисное обслуживание и послепродажное обслуживание сервисное обслуживание 900 24
- Первоклассное производственное оборудование и мастерская
- Хорошая репутация на мировом рынке
- Что вы думаете — это то, что мы хотим делать
- Позитивный, прогрессивный, инновационный
Химическая формула порошка активированного угля цена за тонну антрацита
Применение
- Очистка воздуха , например, с использованием активированного угля из воздуха, содержащего пары растворителей, используйте активированные растворители; угольный фильтр метод, чтобы сделать дезодорацию воздуха; используется в противогазах и респираторах, используется в промышленности, для защиты от яда и т. д.
- сточных вод фермы выхлопных адсорбции
- Питьевая очистки воды
- Электростанция воды предварительной обработки
- сточных вод переработки лечение , прежде чем
- Биологическая очистка сточных вод
- Токсичные очистка сточных вод
- Извлечение растворителя (из-за адсорбции активированного угля из органических растворителей)
- Хранение химикатов очистка
- Автомобильный хвост очистка газов
- Адсорбция в жидкой фазе , например, использование адсорбции на активированном угле в сахарной промышленности для обесцвечивания раствора сахара; использование активированного угля для обесцвечивания органических материалов в химической промышленности; использование активированного угля для очистки органических примесей в гальванической ванне, чтобы гарантировать качество покрытия поверхности и используется для удаления фенольных сточных вод и т. д.
9 9 9 9 9 9 9 5000 5 900 24 9 921 Газоразделение , такое как извлечение бензола из городского газа; Извлечение из природного газа бензина, пропана и бутана; Используется для утилизации синтез-газа, такого как извлечение углеводородов.
Химическая формула порошок активированного угля цена за тонну антрацита
Отгрузка
- 12.5кг, 25кг, 500кг пластиковый тканый пакет.
- 12,5 кг, 25 кг, крафт-мешок.
- 10mt в 20 fcl,
- 20mt или 22mt в 40 fcl. железный барабан, волоконный барабан, картонная коробка из гофрокартона, растворимый пакет или по желанию клиента и в соответствии с требованием клиента.
Химическая формула порошка активированного угля цена за тонну антрацита
Химическая формула порошка активированного угля цена за тонну антрацита
HOT Продажа
цена за тонну антрацита
Свяжитесь с нами
Химическая формула порошок активированного угля цена за тонну антрацита
,
