Mrki ugalj: svojstva i primjena. Mrki ugalj, kameni ugalj i antracit

TO ugalj. By spoljni znaci razlikuje se od treseta po većoj zbijenosti i manjem sadržaju vidljivih biljnih ostataka, od uglja - uglavnom po smeđoj boji. Takođe se dijagnostikuje reakcijama sa kaustičnom alkalijom i razblaženom azotnom kiselinom, bojenjem rastvora u tamno smeđu i svetlo žutu (do crveno-smeđu). Kada je izložen zraku, postaje smeđi i puca; karakterizira visoka higroskopnost i vlažnost. Gustina 1200–1500 kg/m3. Ima zemljanog, rastresitog mrkog uglja, gustog mat i sjajnog. Prema sastavu početne tvari većina mrkog uglja pripada humitima, u kojima se u obliku međuslojeva javljaju sapropelne i humusno-sapropelne sorte. Od mikrokomponente uglja u većini mrkog uglja (80–98%) dominiraju predstavnici vitrinita group, u nekim varijantama – fuzinit ili liptinit.

Elementarni sastav zapaljiva masa mrkog uglja: C 65–76%, H 4–6,5%, ponekad i više, O+N 18–30%; kalorijska vrijednost 23,9–32,0 MJ/kg; sadržaj huminskih kiselina 2-63%, isparljivih materija 40-65%, primarne smole 5-20% ili više. Prema stepenu metamorfizma ( ugljavanje) mrki ugalj se deli u 3 klase (01, 02, 03); Indikator refleksije vitrinita (odnosno manje od 0,30%, 0,30–39%, 0,40–0,49%) uzet je kao osnova za ovu podjelu. Sa povećanjem stepena metamorfizma u mrkom uglju povećava se sadržaj ugljika i specifična toplota sagorevanja, a smanjuje se sadržaj kiseonika, huminskih kiselina i smola. Industrijske klasifikacije mrkog uglja u različite zemlje prihvaćeno prema različitim tehnološkim parametrima. U Rusiji se mrki ugljevi dijele u tri tehnološke grupe prema vlažnosti (1B - preko 40%, 2B - 30-40% i 3B - manje od 30%). By međunarodna klasifikacija, koju je usvojila Ekonomska komisija za Evropu (1957), mrki ugljevi se dijele na 6 klasa prema sadržaju vlage i 5 grupa prema prinosu polukoksnih smola. Postoje i druge klasifikacije. U nizu zemalja (Indija, Australija, itd.) mrki ugalj se naziva ligniti. Značajan dio mrkog uglja leži u slojevima (naslaganjima) uglja debljine 10-60 m (ponekad 100-200 m) i na malim dubinama, što omogućava njihovo uglavnom otkopavanje. otvorena metoda.

Na osnovu rezervi (milijarde tona), baseni mrkog uglja dijele se na jedinstvene (preko 500), velike (50–500), srednje (10–50) i male (manje od 10). Ukupne svjetske rezerve procjenjuju se na 1316 milijardi tona, potvrđene rezerve na 398 milijardi tona (2. polovina 2000-ih). Provjerene rezerve uglavnom koncentrisano u SAD - 135,3 milijarde tona ( Fort Union, bazeni uglja Misisipija i Teksasa), Rusija - 101,5 milijardi tona ( Kansk-Achinsk ugljeni bazen, Irkutski ugljeni basen, Lena ugljeni bazen , Bazen uglja Moskovske regije ), Kina – 53,3 milijarde tona, Australija – 39,9 milijardi tona (bazen mrkog uglja Latrobe Valley), Brazil – 10,1 milijardu tona (bazen mrkog uglja Alta Amazonas ), Njemačka – 6,6 milijardi tona ( Bazen uglja Donje Rajne, tirinško-saksonski i magdeburški ugljeni bazen).

Svjetska proizvodnja u drugoj polovini 2000-ih. iznosio je 924,83 miliona tona. Glavne zemlje proizvođači uglja (proizvodnja u milionima tona): Njemačka (176,3), SAD (76,4), Rusija (73,0), Grčka (71,5), Australija (67,7), Turska (61,0). Poljska (60,8).

Mrki ugalj se koristi kao energent i komunalno gorivo, za proizvodnju ugljenih briketa, gasovitih i tečno gorivo, ugljenično-alkalni reagensi, huminske kiseline, vosak, metalurški koks, ekstrakcija rijetkih i elemenata u tragovima.

Mrki ugalj je zapaljiva sedimentna stijena, svojevrsna veza između prijelaza treseta u stanje uglja. Mrki ugalj se još naziva i subbitumenski ugalj ili crni lignit. Sama definicija lignita (od latinskog “drvo”, “drvo”) sugerira da je to “najmlađa” vrsta uglja, a struktura mu je slična vlaknastoj strukturi drveta. Boja je od svijetlosmeđe do skoro crne, ali ako pređete komadom uglja preko porculanske pločice, pruga će uvijek biti smeđa.

Porijeklo

Prema "biljnoj" verziji njegovog porijekla, izvor za stvaranje mrkog uglja su četinari, listopadno drveće i biljke. Našavši se pod značajnim slojem vode, gotovo potpuno lišeni kiseonika, prekriveni glinom, peskom i drugim slojevima zemlje, ovi biljni ostaci tinjaju. Štoviše, s vremenom se količina ugljika u njima samo akumulirala. I, nakon formiranja treseta iz ovih ostataka, počela je sljedeća faza, kada je nastao mrki ugalj (kasnije se pretvara u ugalj i antracit). Mrki ugalj je prvi put otkriven u Rusiji 1720-ih u Moskovskoj oblasti.

Rezerve

Prema jednom podatku, mrki ugalj čini oko 35% ukupnih rezervi uglja u Rusiji, što je oko 1616 milijardi tona (ova brojka uključuje dokazane i procijenjene rezerve). Dokazane rezerve mrkog uglja za 2009. godinu iznose 107922 miliona tona. Štaviše, 95% istraženih i neotkrivenih rezervi nalazi se u azijskom dijelu Rusije. Bazeni bogati nalazištima mrkog uglja: Lenski, Kansko-Ačinski, Tunguski, Kuznjecki, Turgajski, Tajmirski, Podmoskovni, itd. Strateški baseni sa visokim sadržajem mrkog uglja su Kansko-Ačinski i Kuzbaski.
Većina mrkog uglja leži na plitkim dubinama do 500 metara u slojevima. Prosječna debljina slojeva je 10-60 metara, ali ima i naslaga debljine 100-200 metara. S tim u vezi, smatra se da je siguran i efikasan za kopanje, a samim tim i nije skup kao, na primjer, kameni ugalj. Odnosno, mrki ugalj se gotovo uvijek vadi na otvoren način, koristeći kamenolome i otvorene kopove. Inače, Rusija je na drugom mjestu u svijetu po proizvodnji mrkog uglja. Na primjer, u 2010. godini proizvodnja mrkog uglja iznosila je 76 miliona tona „Energetska strategija Rusije za period do 2020.“ navodi nesumnjivi značaj mrkog uglja za energetsku budućnost zemlje. Takođe treba reći da su smeđe naslage često u blizini kamenih naslaga.

Uzimajući u obzir proces stvaranja mrkog uglja, možemo navesti njegova glavna svojstva i sastav:

Specifična toplota sagorevanja (sadržaj kalorija) - 22-31 MJ/kg (prosečno 26 MJ/kg) ili 5400-7400 Kcal/kg.

Sadržaj ugljika u mrkom uglju je manji nego u kamenom uglju, zbog čega je klasifikovan kao sa niskim stepenom karbonizacije. Sa visokim sadržajem vlage, ima svojstvo brzog gubitka na zraku, pucanja i pretvaranja u prah. Gustina mrkog uglja je 0,5-1,5 g/cm3. Obično je njegova struktura prilično gusta, ali može biti i labava. Zbog prisustva u velike količine hlapljive tvari, voda i nizak sadržaj ugljika, mrki ugalj lako gori, ali istovremeno emituje dim i neobičan miris paljevine.
Mrki ugalj se sastoji od huminskih kiselina (koje apsolutno nema u uglju) s primjesom ugljovodonika i ugljikoida. Sadržaj huminskih kiselina kreće se od 64% do 2-3% u zavisnosti od lokacije ležišta. Od ovog faktora zavisi i prisustvo smola (od 25% do 5%). U nekim ležištima mrki ugalj sadrži ekstrakt benzena (5-15%), vosak (50-70%), kao i sadržaj uranijuma i germanijuma.

Klasifikacija

Službena klasifikacija ga dijeli na brendove i tehnološke grupe. Podjela nastaje zbog načina na koji ugalj djeluje tokom termičke obrade. U Rusiji se svi mrki uglji klasificiraju kao B. Prilikom podjele na tehnološke grupe uzimaju se u obzir svojstva sinteriranja uglja. Grupe se identificiraju na sljedeći način: brendu se dodaje broj koji najviše označava mala velicina ugljeni sloj, na primjer, G6, G17, itd.

U Rusiji je usvojeno nekoliko klasifikacija mrkog uglja (još od vremena SSSR-a).
Također, prema GOST 1976, mrki ugalj je podijeljen prema stupnju ugljičavanja u tri faze: O 1, O 2 i O 3. Faze zavise od reflektivnosti uglja u potapanju nafte: O 1 - manje od 0,30%, O 2 - 0,30-0,39%, O 3 - 0,40-0,49%.
Na osnovu vlažnosti, mrki ugalj se deli u šest grupa: vlažnost do 20%, 20-30%, 30-40%, 40-50%, 50-60% i 70%.
Na osnovu prinosa primarnog polukoksnog katrana mrki ugljevi se dijele u četiri grupe: preko 25%, 20-25%, 15-20%, 15% i manje.

Također razlikovati sledeće vrste mrki ugalj:

• Gusti mrki ugalj– smeđe boje sa mat sjajem i zemljanim lomom.
• Zemljani mrki ugalj– lako se pere u prah.
• Smolasti mrki ugalj- gusta, tamno smeđa, čak i crna, kada se lomi, sa smolastim sjajem.
• Papirni lignit (dizodil)- raspadnuta biljna masa koja se lako može odvojiti u tanke listove.
• Tresetni mrki ugalj– veoma sličan tresetu.

Aplikacija

Interes za ovu vrstu minerala kao što je mrki ugalj raste svake godine. Činjenica je da se niska cijena i velike rezerve istraženog i neotkrivenog uglja osjećaju, a obim upotrebe mrkog uglja postaje sve veći. Kao gorivo, ova vrsta uglja je manje popularna od kamenog uglja. Ali, opet, zbog niske cijene, koristi se u malim kotlovnicama i termoelektranama, kao i za grijanje individualnih kuća i vikendica.

Tečno ugljikovodično gorivo se dobiva destilacijom iz mrkog uglja. Ostatak se koristi za dobijanje čađi. Prilikom prerade proizvodi i zapaljivi gas i kameni vosak koji se koristi u papirnoj, tekstilnoj, drvoprerađivačkoj industriji i izgradnji puteva.

Mrki ugalj takođe služi kao sirovina za proizvodnju gasa. Ovaj proces se naziva gasifikacija uglja. Leži u činjenici da mrki ugalj u specijalnim gasnim generatorima sa visoke temperature(do 1000 °C) zagrejan. Ovaj proces proizvodi plin koji se sastoji od metana, vodika i ugljičnog monoksida. Ovaj plin se naknadno prerađuje u sintetički plin – analog prirodni gas. Zauzvrat, stručnjaci su izmislili novi način proizvodnja gasa - podzemna gasifikacija, gde se ceo proces odvija pod zemljom bez direktnog vađenja uglja. Da bi to učinili, kopaju vertikalne kanale koji se približavaju naslagama mrkog uglja i prolaze ih visoke temperature. Kroz druge kanale izlazi rezultat uticaja temperatura - gas.

Drugi proces za preradu mrkog uglja je hidrogenacija. To ide ovako: mrki ugalj se pomiješa s teškim uljem i pod utjecajem katalizatora spoji s vodonikom na temperaturi od 450 °C. Kao rezultat, dobivaju se sintetički plinovi i frakcije tekućeg goriva. Dobijeni proizvod se još jednom podvrgava procesu hidrogenacije i dobija se benzin vrlo dobrog kvaliteta.

Mrki ugalj je takođe sirovina u procesu polukoksovanja. Ovdje se na temperaturi od 500-600 °C i isključujući pristup zraka zagrijavanjem mrkog uglja dobivaju polukoks, primarni katran, voda i polukoksni plin. Polukoks (ili koks prosječna temperatura) koristi se u metalurgiji za proizvodnju ferolegura, fosfata, kalcijum karbida i kao tehnološko gorivo.

Ne zaboravite da mrki ugalj sadrži huminske kiseline koje povećavaju plodnost tla i poboljšavaju prinose usjeva.

NISKI UGLJEN, vrsta fosilnog uglja najniži stepen metamorfizam, koji je prelazni oblik sa treseta na ugalj. Po vanjskim karakteristikama razlikuje se od treseta po tome što je zbijeniji i ima manji sadržaj uočljivih biljnih ostataka, a od uglja - uglavnom po boji smeđih tonova. Takođe se dijagnostikuje reakcijama sa kaustičnom alkalijom i razblaženom azotnom kiselinom, bojenjem rastvora u tamno smeđu i svetlo žutu (do crveno-smeđu). Kada je izložen zraku, postaje smeđi i puca. Mrki ugalj karakterizira visoka higroskopnost i vlažnost. Gustina 1200-1500 kg/m3. Ima zemljanog, rastresitog mrkog uglja, gustog mat i sjajnog. Prema sastavu početne tvari većina mrkog uglja pripada humitima, u kojima se u obliku međuslojeva javljaju sapropelne i humusno-sapropelne sorte. Od mikrokomponenti uglja, u većini mrkog uglja (80-98%) prevladavaju predstavnici grupe vitrinita, u nekim varijantama - fuzinit ili liptinit.

Elementarni sastav zapaljive mase mrkog uglja: C 65-76%, H 4-6,5%, ponekad više, O + N 18-30%; kalorijska vrijednost 23,9-32,0 MJ/kg; sadržaj huminskih kiselina 2-63%, isparljivih materija 40-65%, primarne smole 5-20% ili više. Prema stepenu metamorfizma (ugljenosti), mrki ugljevi se dijele na 3 klase (01, 02, 03); Indikator refleksije vitrinita (odnosno manje od 0,30%, 0,30-39%, 0,40-0,49%) uzet je kao osnova za ovu podjelu. Sa povećanjem stepena metamorfizma u mrkom uglju povećava se sadržaj ugljika i specifična toplota sagorevanja, a smanjuje se sadržaj kiseonika, huminskih kiselina i smola. Industrijske klasifikacije mrkog uglja u različitim zemljama usvojene su prema različitim tehnološkim parametrima. U Rusiji se mrki ugalj dijele u tri tehnološke grupe prema sadržaju vlage (1B - preko 40%, 2B - 30-40% i ZB - manje od 30%). Prema međunarodnoj klasifikaciji koju je usvojila Ekonomska komisija za Evropu (1957.), mrki ugalj se dijeli na 6 klasa prema sadržaju vlage i 5 grupa prema prinosu polukoksnih smola. Postoje i druge klasifikacije. U nizu zemalja (Indija, Australija, itd.) mrki ugalj se naziva ligniti.

Značajan dio mrkog uglja nalazi se u ugljenim slojevima (nalazištima) debljine 10-60 m (ponekad 100-200 m) i na malim dubinama, što im omogućava da se vade uglavnom otvorenim kopom. Na osnovu rezervi (milijarde tona), baseni mrkog uglja se dijele na jedinstvene (preko 500), velike (50-500), srednje (10-50) i male (manje od 10). Ukupni svjetski resursi procjenjuju se na 4,9 triliona tona, dokazane rezerve su 0,46 triliona tona (u Rusiji 0,11 triliona tona). Glavne rezerve su koncentrisane u Rusiji (Kansko-Ačinski, Irkutsk, Lenski, Moskovska regija ugljeni baseni), Brazilu (Alta-Amazon), SAD-u (Bazen uglja Fort Union, Misisipi i Teksas), Australiji (Dolina Latrobe), Nemačkoj (Donja Rajnski, Tirinško-saksonski i Magdeburški ugljeni bazeni). Svjetska proizvodnja iznosila je 0,884 milijarde tona (2002). Glavne zemlje koje proizvode ugalj (proizvodnja po milijardu tona): Njemačka (0,169), Rusija (0,084), Australija (0,075), Poljska (0,060), Češka (0,048), SAD (0,047). Mrki ugalj se koristi kao energent i gorivo za domaćinstvo, za proizvodnju ugljenih briketa, gasovitih i tečnih goriva, ugljenično-alkalnih reagensa, huminskih kiselina, voska, metalurškog koksa, te ekstrakciju retkih i elemenata u tragovima.

Lit.: Zhemchuzhnikov Yu A., Ginzburg A. I. Osnove petrologije uglja. M., 1960; Geologija ležišta uglja i uljnih škriljaca SSSR-a. M., 1963-1978. T. 1-12; Eremin I.V., Bronovets T.M. Sastav uglja i njihov racionalno korišćenje. M., 1994.

Industrija uglja bavi se vađenjem i primarnom obradom (obogaćivanjem) kamenog i mrkog uglja i to je najviše velika industrija po broju radnika i troškovima proizvodnje osnovnih sredstava.

Ugalj Rusije

Rusija ima razne vrste uglja - mrki, tvrdi, antracit - i zauzima jedno od vodećih mjesta u svijetu po rezervama. Ukupne geološke rezerve uglja iznose 6421 milijardu tona, od čega je 5334 milijarde tona standardnih preko 2/3 ukupnih rezervi. Tehnološko gorivo - koksni ugalj - čine 1/10 ukupne količine kamenog uglja.

Distribucija uglja preko teritorije zemlje nejednako. 95% račun rezervi istočne regije , od čega više od 60% odlazi u Sibir. Najveći dio općih geoloških rezervi uglja koncentriran je u basenima Tunguske i Lene. Kansk-Achinsk i Kuznetsk basen odlikuju se industrijskim rezervama uglja.

Rudarstvo uglja u Rusiji

Po proizvodnji uglja Rusija je na petom mestu u svetu (posle Kine, SAD, Indije i Australije), 3/4 iskopanog uglja se koristi za proizvodnju energije i toplote, 1/4 - u metalurgiji i hemijska industrija. Mali dio se izvozi, uglavnom u Japan i Republiku Koreju.

Otvorena eksploatacija uglja u Rusiji je 2/3 ukupne zapremine. Ova metoda ekstrakcije smatra se najproduktivnijom i najjeftinijom. Međutim, to ne uzima u obzir ozbiljne poremećaje prirode koji su s tim povezani - stvaranje dubokih kamenoloma i velikih deponija otkrivke. Rudništvo je skuplje i ima visoku stopu nezgoda, što je u velikoj mjeri determinirano dotrajanjem rudarske opreme (40% je zastarjelo i zahtijeva hitnu modernizaciju).

Ruski ugljeni baseni

Uloga pojedinog ugljenog basena u teritorijalnoj podjeli rada ovisi o kvaliteti uglja, veličini rezervi, tehničko-ekonomskim pokazateljima proizvodnje, stepenu pripremljenosti rezervi za industrijsku eksploataciju, veličini proizvodnje i karakteristikama. transportne i geografske lokacije. Na osnovu ukupnosti ovih uslova, izdvajaju se: međuokružne baze uglja— Kuznjeck i Kansk-Ačinski basen, koji zajedno čine 70% proizvodnje uglja u Rusiji, kao i basen Pečora, Donjeck, Irkutsk-Čeremhovo i Južno Jakutsk.

Kuznjecki bazen, koji se nalazi na jugu Zapadni Sibir V region Kemerovo, je glavna baza uglja u zemlji i obezbeđuje polovinu sve-ruske proizvodnje uglja. Ovdje leži ugalj Visoka kvaliteta, uključujući koksovanje. Skoro 12% proizvodnje vrši se otvorenim kopom. Glavni centri su Novokuznjeck, Kemerovo, Prokopjevsk, Anžero-Sudžensk, Belovo, Lenjinsk-Kuznjecki.

Kansk-Achinsk basen nalazi se na jugu Istočni Sibir u Krasnojarskom teritoriju duž Transsibirske željeznice i čini 12% proizvodnje uglja u Rusiji. Mrki ugalj iz ovog basena je najjeftiniji u zemlji, jer se eksploatacija vrši otvorenim kopom. Zbog niskog kvaliteta ugalj je slabo prenosiv i stoga moćne termoelektrane rade na bazi najvećih površinskih kopova (Irša-Borodinski, Nazarovski, Berezovski).

Pechora basen je najveći u evropskom dijelu i čini 4% proizvodnje uglja u zemlji. Uklanja se od najvažnijih industrijski centri i nalazi se na Arktiku, rudarenje se vrši samo rudarskom metodom. U sjevernom dijelu basena (Vorkutinskoye, Vorgashorskoye ležišta) koksa se koksni ugalj, u južnom dijelu (Intinskoye ležište) - uglavnom energetski uglji. Glavni potrošači pečorskog uglja su Čerepovetski metalurški kombinat, preduzeća u severozapadnom, centralnom i centralnom crnozemlju.

Donjeck basen V Rostov region je istočni dio ugljeni bazen koji se nalazi u Ukrajini. Ovo je jedno od najstarijih područja za eksploataciju uglja. Rudnički način vađenja doveo je do visoke cijene uglja. Proizvodnja uglja opada svake godine i 2007. godine basen je davao samo 2,4% ukupne ruske proizvodnje.

Irkutsk-Cheremkhovo basen u Irkutskoj regiji osigurava nisku cijenu uglja, budući da se eksploatacija vrši otvorenim kopom i proizvodi 3,4% uglja u zemlji. Zbog velike udaljenosti od velikih potrošača koristi se u lokalnim elektranama.

Južno-jakutski bazen(3,9% sveruske proizvodnje) je na Daleki istok. Posjeduje značajne rezerve energenata i tehnološkog goriva, a sva proizvodnja se odvija otvorenim kopom.

Obećavajući ugljeni baseni uključuju Lenski, Tunguski i Tajmirski, koji se nalaze iza Jeniseja severno od 60. paralele. Zauzimaju ogromne prostore u slabo razvijenim i slabo naseljenim područjima istočnog Sibira i Dalekog istoka.

Paralelno sa stvaranjem međuokružnih baza za ugljen, došlo je do širokog razvoja lokalnog ugljeni bazeni, što je omogućilo približavanje proizvodnje uglja područjima njegove potrošnje. Istovremeno, u zapadnim regionima Rusije proizvodnja uglja opada (moskovski basen), au istočnim regionima naglo raste (depoziti Novosibirsk region, Trans-Baikal Territory, Primorye.

Industrijska klasifikacija mrkog uglja uključuje njihovu podjelu u grupe na osnovu vlage i sadržaja pepela i na razrede na osnovu veličine komada. Na osnovu sadržaja vlage u radnom gorivu ( W p) mrki ugalj se dijeli u tri grupe: B1, B2 i B3 sa W p >40, W p =30...40 i W R<30 % соответственно. По зольности сухой массы (A c) mrki ugljevi, zavisno od basena, dijele se u više grupa (od tri do pet). Na osnovu veličine komada mrki ugljevi se dijele na klase: BK (krupni mrki ugljevi - veličine komada od 50 do 100 mm); BO (smeđi orah – komadi od 25 do 50 mm); BM (mali braon – komadi od 13 do 25 mm); BR (smeđi obični - komadi do 200 mm za rudnike i do 300 mm za kamenolome).

Ležišta mrkog uglja nalaze se svuda u našoj zemlji, a njihove rezerve su veoma velike. Samo u Kansk-Ačinskom basenu, geološke rezerve mrkog uglja procjenjuju se na 600 milijardi tona, od čega se 140 milijardi tona može iskopati otvorenim kopom.

Još veće rezerve uglja koncentrisane su u Tunguskom basenu (nekoliko triliona tona). Velika nalazišta mrkog uglja nalaze se u Kazahstanu, Ukrajini, centralnoj zoni Ruske Federacije, Centralnoj Aziji i Dalekom istoku.

Zbog visokog sadržaja balasta i male mehaničke čvrstoće, mrki ugljevi nisu transportni na velike udaljenosti i, kao i treset, spadaju u kategoriju lokalnih goriva. Međutim, razvijene su različite tehnologije za njihovu pripremu koje omogućavaju pretvaranje mrkog uglja u transportno gorivo, što će u kombinaciji s novim metodama sagorijevanja (na primjer, u fluidiziranom sloju) značajno proširiti mogućnosti njihovog transporta i napraviti njihovo sagorevanje u elektranama efikasnije.

Perspektiva je energetsko-tehnološka ili energetsko-hemijska upotreba mrkog uglja, u kojoj se od njih mogu dobiti sintetička tečna goriva, hemijske sirovine i razni komercijalni proizvodi.

Kameni ugalj. Promjene u organskoj tvari fosilnih goriva u karbonskom stadijumu nastaju pod uticajem niza geoloških faktora u zonama pojačane tektonske aktivnosti. Glavni faktor je, očigledno, temperatura (pretpostavlja se da je do stvaranja kamenog uglja došlo na temperaturama od 250-350 °C). Utvrđeno je da neke stijene i mineralne inkluzije u masi uglja (npr. oksidi željeza, aluminija i dr.) mogu igrati ulogu katalizatora za niz reakcija u ugljenoj supstanci. Kao rezultat toga, organski materijal se dodatno obogaćuje ugljikom uz gubitak spojeva koji sadrže kisik i vodik koji tvore ugljični oksid i dioksid, vodu i metan. Huminske kiseline sadržane u mrkom uglju pretvaraju se u nerastvorljive neutralne humine u fazi uglja.

Kameni ugljevi su veoma raznoliki po hemijskoj zrelosti, te se stoga klasifikuju prema nizu karakteristika: prinos isparljivih materija u odnosu na zapaljivu masu goriva, V g, sinterabilnost čvrstog ostatka, određena zagrevanjem goriva bez pristupa vazduha na temperaturu od 850°C u standardnim uslovima, i toplota sagorevanja bombe po zapaljivoj masi. U prihvaćenoj klasifikaciji kameni ugljevi se dijele na sljedeće klase (sa oznakama razreda): dugovatreni (D), plinoviti (G), plinoviti masti (GZh), mast (Zh), koks (K), koks mast ( KZh), koks drugi (K2), slabo sinterovanje (OS), nisko sinterovanje (SS), mršavo (T). Broj klasa uglja i njihove karakteristike određuju GOST za svaki bazen.

Rezerve kamenog uglja u Ruskoj Federaciji su takođe veoma velike, a većina njih, poput mrkog uglja, koncentrisana je u Sibiru. Među najvećim ugljenim basenima u zemlji danas se razvijaju Kuznjecki, Pečorski, Južnojakutski i Kizelovski.

Kameni ugljevi imaju relativno niži sadržaj pepela i vlage od mrkog uglja: A p = (5...15)%; W r =(5…10)%. Kao rezultat toga, njihova toplina sagorijevanja je veća:

Q n p = (23…27,3) MJ/kg (5500…6500 kcal/kg).

Antracit. Antracit je krajnji rezultat transformacije uglja. Ovu vrstu uglja karakterizira vrlo visok stepen karbonizacije (sadržaj ugljika u gorivoj masi dostiže 94–96%), visoka tvrdoća i gustina, niska vlažnost i jasno izražena finokristalna struktura prirodnog grafita. Zbog svoje povećane krhkosti, iskopavanje antracita je praćeno stvaranjem veće količine sitnih čestica (s komadima manjim od 6 mm) - tzv. Antracit šljaka (AS) je relativno nisko energetsko gorivo, čije je sagorevanje prvi put organizovano u velikim razmerama u svetu u elektranama u SSSR-u još u predratnom periodu.

Ovi ugljevi imaju nizak prinos ( V g = 2...9%).

Toplina sagorijevanja takvog uglja je prilično visoka: Q n p = 34,5 MJ/kg (8300 kcal/kg). Ugljevi sa karakteristikama između kamenog i antracita se nazivaju polu-antracit. Nestabilan prinos takvog uglja je V g = (5...10)%, a toplota sagorevanja je nešto veća od antracita ( Q n p = 35 MJ/kg). Poluantraciti i antraciti se dijele prema zapreminskom prinosu isparljivih tvari u konvencionalnoj zapaljivoj masi V g po zapremini: poluantraciti - (220...300) cm 3 /g, antraciti - manje od 220 cm 3 /g. Toplota sagorevanja isparljivih materija za antracit je 43,1 MJ/kg, za poluantracit 48,2 MJ/kg.

Uljni škriljci. Uljni škriljci spadaju u klasu sapropelita, jako balastiranih sedimentnim stijenama (pijesak, glina), čiji sadržaj dostiže 70%. Kada je sadržaj balasta preko 70%, spaljivanje sapropelita u konvencionalnim uređajima za sagorevanje (sloj ili komora) postaje nemoguće, međutim, u pećima sa fluidizovanim slojem moguće je sagorevanje uljnih škriljaca koji sadrže manje od 30% zapaljivih organskih materija.

Kao tipično gorivo niskog kvaliteta, škriljac je istovremeno i vrijedna sirovina za proizvodnju sintetičkih tekućih goriva i zapaljivog plina, posebno kada se koristi u kombinaciji. Pepeo iz uljnih škriljaca također ima određenu vrijednost kao građevinski materijal i proizvod za deoksidaciju tla u poljoprivredi.

Naša zemlja ima velike rezerve škriljaca. Nalazišta goriva iz škriljaca nalaze se u regijama Kuibyshev, Saratov, Ulyanovsk, Leningrad itd.

Sadržaj pepela u škriljcima je veoma visok i dostiže A p = (50...60)%. Zbog velikog balasta, njihova kalorijska vrijednost je niska Q n p = (5,87...10) MJ/kg (1400...2000 kcal/kg). Sadržaj vodonika u zapaljivoj masi je visok N p = (7,5...9,5)%, što određuje visok prinos isparljivih materija, koji dostiže (80...90)%, i njihovu laku zapaljivost.

Drvno gorivo i gradski otpad. Pored samog ogrevnog drveta, u ovu kategoriju goriva spadaju i razne vrste biljnog otpada koji nastaje kako prilikom seče šume, tako i tokom njene dalje prerade (panjevi, grančice, grane, vrhovi drveća, obrezivanje, iver, strugotina, piljevina, tzv. otpad: borove iglice, lišće, mrtvo drvo, kora), otpad od useva: slama, ogrevno drvo, ljuske, stabljike nekih biljaka itd.

Organski dio drva i drugih biljnih formacija sastoji se uglavnom od ugljikohidrata i, u manjoj mjeri, od proteina, masti, voskova i smola koje su dio biljnih stanica ili ispunjavaju međućelijski prostor biljnog tkiva. Glavne komponente ugljenih hidrata su celuloza (C 6 H 24 O 5) x, od koje se grade ćelijski zidovi, hemiceluloza, koja je hidrolizovani deo celuloze, i posebna inkrustirajuća tvar koja ispunjava međućelijske prostore - lignin (C 9 H 24 O 10). Sadržaj celuloze u organskom dijelu višećelijskih biljaka dostiže 60%, sadržaj lignina se kreće od 20...30%, ovisno o vrsti i starosti drveta. Sadržaj mineralnih soli u glavnom drvetu je 0,21%, u brezi - 0,29...0,38%, u hrastu - 0,37%, u smrči - 0,22...0,37%. Međutim, u kori, listovima, kao i u stabljikama jednogodišnjih biljaka, sadržaj mineralnih soli je znatno veći i iznosi: u kori smreke - 5,77%, u kori bukve - 8,84%, u slami - od 3,3 do 7,2%, u ljusci - 2,31%, trstici - 7,4%. Elementarni sastav i karakteristike različitih vrsta drvnog goriva date su u tabeli. 6.