Der Energiewert von Steinkohle ist einer der höchsten unter allen Brennstoffen. Beim Verbrennen wird eine enorme Menge an Wärme und Energie freigesetzt, die in verschiedene Richtungen verwendet werden kann. Wenn es sich um eine vollständige Verbrennung von 30 kg Steinkohle handelt, können Sie die Menge an freigesetzter Energie genau berechnen.
Steinkohle ist ein komplexes organisches Derivat, das eine große Menge an Kohlenstoff enthält. Die vollständige Verbrennung von 1 Kilogramm Steinkohle erzeugt ungefähr 29,3 Megajoule Energie. Um die Gesamtenergiemenge zu berechnen, die bei der Verbrennung von 30 kg Steinkohle freigesetzt wird, muss daher der Wert des Energiewerts mit der Masse der Kohle multipliziert werden.
29,3 megajoule/kg * 30 kg = 879 Megajoule
Somit werden bei einer vollständigen Verbrennung von 30 kg Steinkohle etwa 879 Megajoule Energie freigesetzt. Dies ist eine ziemlich beträchtliche Menge an Energie, die in Industrie, Energie oder für Heizung verwendet werden kann.
Die Geschichte der Steinkohle
Es ist symbolisch, dass Großbritannien die Heimat der industriellen Verwendung von Steinkohle wurde. In der zweiten Hälfte des 18. Jahrhunderts begann der Industrialisierungsprozess, und Steinkohle wurde zu einem integralen Bestandteil des Energie- und Brennstoffsektors. Infolgedessen hat das Land ein rasantes Wachstum in Industrie und Wirtschaft erlebt.
Steinkohle wurde in Großbritannien und während der industriellen Revolution weit verbreitet verwendet. Kohle-Dampfmaschinen sind die Grundlage für die Energieproduktion geworden und haben die Entwicklung verschiedener Industrien ermöglicht: Metallurgie, Textil, chemische Industrie usw. Diese Zeit in der Geschichte war ein Durchbruch in der Entwicklung von Wissenschaft und Technologie.
Steinkohle, mit seinem hohen Kohlenstoffgehalt ist er zu einer der beliebtesten Brennstoffquellen geworden. Im 20. Jahrhundert wurde Steinkohle in der Energiewirtschaft und bei der Stromerzeugung weit verbreitet verwendet. Heute verwenden wir auch Kohle als Energiequelle, obwohl es alternative Quellen wie Öl und Gas gibt.
Herkunft und Bildung
Der Prozess der Bildung von Steinkohle findet seit Millionen von Jahren statt. Die Anfangsphase ist die Bildung von Torf, dem Primärprodukt der Zersetzung von Pflanzenresten. Unter dem Einfluss von hohem Druck und Temperatur verwandelt sich Torf allmählich in unterirdische Schichten aus Braunkohle, Braunkohle, Kokskohle und schließlich Steinkohle.
Die Hauptfaktoren, die die Qualität und chemische Zusammensetzung von Steinkohle beeinflussen, sind ihre Herkunft und der Grad der "Verödung". Je höher der Grad der Verödung ist, desto kohlenstoffarmer und energiewerter ist Kohle.
Unter Berücksichtigung all dieser Faktoren kann Steinkohle mit einem Gewicht von 30 kg bei vollständiger Verbrennung eine beträchtliche Menge an Energie freisetzen.
Zusammensetzung und chemische Eigenschaften
Steinkohle ist eine komplexe organische Substanz, die durch einen langen Prozess der Umwandlung von Pflanzenresten unter dem Einfluss von hohen Temperaturen und Druck entsteht. Die Zusammensetzung von Steinkohle kann je nach Lagerstätte und Verarbeitungsgrad variieren.
Die wichtigsten chemischen Elemente, die zur Steinkohle gehören: Kohlenstoff (50 bis 98%), Wasserstoff (3 bis 6%), Stickstoff (0,5 bis 2%), Sauerstoff (2 bis 10%), Schwefel (0,2 bis 5%) und viele Verunreinigungen (Phosphor, Silizium, Aluminium usw.).
Steinkohle ist ein gutes brennbares Material und kann bei vollständiger Verbrennung eine beträchtliche Menge an Energie freisetzen. Der Verbrennungsprozess von Steinkohle selbst ist eine chemische Reaktion, bei der sich Kohlenstoff aus der Luft mit Sauerstoff verbindet und Kohlendioxid (CO2) und Wasser (H2O) entsteht. Während des Verbrennungsprozesses werden auch Wärme und Licht freigesetzt.
Die spezifische Verbrennungswärme von Steinkohle beträgt im Durchschnitt etwa 25-30 MJ / kg (Megajoule pro Kilogramm). Somit wird bei einer vollständigen Verbrennung von 30 kg Steinkohle etwa 750 bis 900 MJ Energie freigesetzt.
Methoden zur Gewinnung von Steinkohle
Die erste und gebräuchlichste Methode zur Steinkohlenbergbau ist die offene Entwicklung. Es wird auf der Erdoberfläche durchgeführt, wenn die Kohle herausragt oder in Form eines Kohlenbergs oder einer starken Kohleschicht nahe an der Oberfläche liegt. Dabei wird eine einfache mechanische Entwicklung mit Hilfe von Baggern und Muldenkippern durchgeführt. Diese Methode wird normalerweise verwendet, wenn ein besonders hohes Maß an Reinheit und Qualität der Kohle für die Produktion nicht erforderlich ist.
Der zweite Weg zur Steinkohlenbergbau ist die unterirdische Entwicklung. Es wird verwendet, wenn Kohle in großer Tiefe ist und spezielle Technologien sowie sichere und durchdachte Systeme für die Arbeit von Bergarbeitern erforderlich sind. Unter unterirdischen Bedingungen wird Kohle mit Hilfe von Bergwerken, Minen und Galerien abgebaut. Diese Art der Gewinnung bietet die Möglichkeit, hochwertige Kohle zu erhalten und sie kostengünstig zu nutzen.
Der dritte Weg zur Steinkohlenbergbau ist die kombinierte Entwicklung, die die Elemente der beiden vorherigen Methoden kombiniert. Es wird verwendet, wenn die Kohle aufgrund der Besonderheiten ihres Vorkommens in unterschiedlichen Tiefen liegt oder wenn unterschiedliche Technologien erforderlich sind. Die kombinierte Bergbaumethode beinhaltet eine Kombination aus offener und unterirdischer Entwicklung, die maximale Effizienz und Flexibilität bei der Steinkohlenbergbau bietet.
Offene Beute
Der offene Bergbau beinhaltet die Entfernung der oberen Erdschicht, um Steinkohlevorkommen zu erreichen. Dazu wird die Vegetation und die Bodenschicht gereinigt. Dann werden Splits und Explosionen durchgeführt, um die Kohleblöcke zu extrahieren.
Einer der wichtigsten Aspekte des offenen Steinkohlenbergbaus ist sein Energiewert. Steinkohle ist eine der Hauptenergiequellen und ihre Verbrennung ermöglicht die Freisetzung einer beträchtlichen Menge an Energie.
Um den Energiewert von Steinkohle zu berechnen, müssen Sie ihre Masse und chemische Zusammensetzung kennen. In unserem Fall beträgt die Masse der Steinkohle 30 kg.
Für die vollständige Verbrennung von 1 kg Steinkohle wird etwa 29,3 MJ Energie freigesetzt. Daher ist es notwendig, 29,3 MJ mit der Masse zu multiplizieren, um die Energie zu berechnen, die bei vollständiger Verbrennung von 30 kg Kohle freigesetzt wird.
Somit wird bei einer vollständigen Verbrennung von 30 kg Steinkohle etwa 879 MJ Energie freigesetzt.
Diese Menge an Energie ermöglicht die Verwendung von Steinkohle in verschiedenen Bereichen, einschließlich Stromerzeugung und Heizung. Der unbestreitbare Vorteil des offenen Steinkohlenbergbaus liegt in seiner Erschwinglichkeit und Stabilität im Vergleich zu anderen Brennstoffen.
Unterirdischer Bergbau
Spezielle Minen und Bergwerke werden für die unterirdische Steinkohlenbergbau verwendet. Zuerst wird der Prozess des Bohrens von Brunnen durchgeführt, dann findet die Entdeckung des Gesteins und die Gewinnung von Kohle statt. Der Abbau von Steinkohle erfolgt in großen Tiefen, was eine strenge Sicherheitstechnik und die Verwendung spezieller Geräte erfordert.
Steinkohle ist eine der häufigsten Arten von Mineralien, die in der Welt verwendet werden. Es ist eine wichtige Energiequelle, die für die Stromerzeugung, Heizung und industrielle Prozesse verwendet wird.
Einer der Hauptvorteile des unterirdischen Steinkohlenbergbaus ist die Möglichkeit, eine beträchtliche Menge an Energie zu extrahieren. Die vollständige Verbrennung von Steinkohle kann eine große Menge an Wärmeenergie freisetzen, die verwendet werden kann, um Dampf zu erzeugen oder direkt in Elektrizität umzuwandeln.
Der unterirdische Steinkohlenbergbau ist ein wichtiger Bestandteil der weltweiten Energieversorgung und bietet Hunderttausende von Arbeitsplätzen in verschiedenen Ländern. Es ist jedoch auch mit einer Reihe von negativen Auswirkungen auf die Umwelt verbunden, einschließlich Luft- und Wasserverschmutzung, weshalb in letzter Zeit Technologien aktiv entwickelt und eingeführt wurden, um die schädlichen Auswirkungen des unterirdischen Bergbaus auf die Umwelt zu reduzieren.
Der Energiewert von Steinkohle
Steinkohle ist, wie andere Arten von Kohle, ein fossiles brennbares, nützliches Fossil. Es hat aufgrund seines hohen Kohlenstoffgehalts einen hohen Energiewert. Um den Energiewert von Steinkohle zu bestimmen, werden spezielle Messungen und Berechnungen durchgeführt.
Normalerweise wird der Energiewert von Steinkohle in Kalorien pro Gewichtseinheit (cal / g oder kj / g) angegeben. Für Steinkohle kann dieser Wert je nach Qualität und Zusammensetzung variieren. Normalerweise hat Steinkohle einen Energiewert von etwa 7000-8000 cal / g oder 30-35 mj / kg.
Unter Verwendung des Energiewerts von Steinkohle kann berechnet werden, wie viel Energie bei der Verbrennung freigesetzt wird. Im Falle der Verbrennung von Steinkohle mit einem Gewicht von 30 kg kann eine einfache Berechnung durchgeführt werden: Multiplizieren Sie die Masse der Kohle mit ihrem Energiewert. In diesem Fall wird angenommen, dass ungefähr 210.000 Kalorien oder 900.000 KJ Energie freigesetzt werden.
Berechnung der Verbrennungsenergie
Zur Berechnung der Energie, die bei vollständiger Verbrennung von Steinkohle freigesetzt wird, kann verwendet werden thermochemische Daten. Im Durchschnitt gibt 1 Kilogramm Steinkohle etwa 8 bis 9.000 Kilokalorien Wärmeenergie frei.
Für die Berechnung ist es notwendig, die Masse der zu verbrennenden Steinkohle zu kennen. Nehmen wir an, wir haben eine Steinkohle mit einem Gewicht von 30 kg, dh 30.000 Gramm. Wenn Sie die Menge an Energie kennen, die auf 1 Gramm Kohle freigesetzt wird, können Sie die Gesamtenergiemenge erhalten. Daher beträgt die Energie, die bei der Bodenverbrennung von 30 kg Steinkohle freigesetzt wird, ungefähr 240-270 Millionen Kilokalorien.
Somit ermöglicht die vollständige Verbrennung von 30 kg Steinkohle eine enorme Menge an Energie, die in verschiedenen Bereichen der menschlichen Tätigkeit verwendet werden kann.
Wie viel Energie wird bei vollständiger Verbrennung freigesetzt
Der Energiewert von Steinkohle, auch bekannt als Verbrennungswärme, bestimmt die Menge an Energie, die freigesetzt wird, wenn eine bestimmte Kohlemasse vollständig verbrannt wird. Für Steinkohle beträgt der Energiewert etwa 24-35 Megajoule pro Kilogramm.
Für das betrachtete Beispiel mit einem Gewicht von 30 kg Kohle würde die Energie, die bei vollständiger Verbrennung freigesetzt wird, ungefähr 720-1050 Megajoule betragen.
Diese Energie kann für eine Vielzahl von Zwecken verwendet werden, einschließlich Stromerzeugung, Heizung, Dampfproduktion usw.
Es sollte beachtet werden, dass der Energiewert von Kohle je nach Qualität und Verbrennungsprodukt variieren kann, daher können die genauen Werte variieren.
