Autor: Václav Triner Číslo a název DUM: 292 Uhlí Škola: Základní škola Nejdek, Karlovarská, příspěvková organizace Datum vytvoření: 27. 3. 2014 Anotace: Prezentace, kterou je možno využít při výkladu učiva o organických látkách Klíčová slova: palivo, uhlí, těžba a zpracování uhlí Ročník: 9. Vzdělávací oblast: Základní vzdělávání - 2. stupeň - Člověk a příroda – Chemie Organické sloučeniny Očekávaný výstup: Zhodnotí užívání fosilních paliv a vyráběných paliv jako zdrojů energie a uvede příklady produktů průmyslového zpracování ropy Klíčové kompetence: kompetence k učení – žák vyhledává a třídí informace a na základě jejich pochopení, propojení a systematizace je efektivně využívá v procesu učení, tvůrčích činnostech a praktickém životě kompetence k řešení problémů – žák samostatně řeší problémy, volí vhodné způsoby řešení, užívá při řešení problémů logické, matematické a empirické postupy Nutné pomůcky: počítač, interaktivní tabule Ověřeno ve výuce: 28. 3. 2014 ve třídě 9.A
Uhlí
Co je to uhlí • uhlí je hnědá, černá nebo hnědo-černá hořlavá fosilní hornina složená převážně z uhlíku, vodíku, kyslíku a dalších prvků (např. síra, uran, thorium)
Obr. 1
Vznik uhlí • fosilní pevná paliva vznikla geochemickými přeměnami rostlinných zbytků za nepřístupu vzduchu a působením velkého tlaku a teploty • tyto procesy byly nastartovány v různých geologických dobách (od karbonu v prvohorách až po třetihory)
Typy uhlí • podle stáří, kvality a vlastností rozlišujeme: 1. lignit - nejméně kvalitní hnědé uhlí 2. hnědé uhlí 3. černé uhlí 4. antracit – nejkvalitnější černé uhlí
Obr. 2 - Lignit
Obr. 3 - Antracit
Složení uhlí Palivo hnědé uhlí černé uhlí antracit
%C 60 – 75 % 75 – 92 % 92 – 98 %
%H 5 – 6,5 % 4,5 – 5 % 1 – 4,5 %
% O, N, S 20 – 30 % 20 – 33 % 1–4%
Lignit • také označovaný jako nejméně kvalitní hnědé uhlí • vzniklo v třetihorách • užívá se výhradně pro výrobu elektřiny nebo výrobu technologického tepla • leštěný byl využíván jako ozdobný kámen od doby železné
Hnědé uhlí • • • •
vzniklo v třetihorách (před 50 mil. let) obsahuje méně uhlíku (60-75%) má menší výhřevnost používá se k vytápění domácností nebo výrobě tepla a elektřiny v tepelných elektrárnách • obsahuje síru - spalováním vznikají sirné oxidy SOX ( kyselé deště) • v tepelných elektrárnách katalyzátory odsiřují a zachycují popílek ( všechno zachytit však nedokážou)
Černé uhlí • • • • •
vzniklo v prvohorách (před 300 mil. let) obsahuje více uhlíku (75-98%) má vysokou hustotu má vyšší výhřevnost spalováním vzniká méně odpadních látek a popela • používá se k vytápění domácností nebo se zpracovává vysokotepelnou karbonizací , zplyňováním nebo zkapalněním
Karbonizace • zahřátí černého uhlí na teplotu 1 000 až 1 100 °C za nepřístupu vzduchu • vznikají pevné, plynné a kapalné produkty
Obr. 4
Produkty karbonizace • Koks • šedočerná látka, na povrchu pórovitá • téměř čistý C, vhodné palivo • zpracování v pecích na výrobu železa ze železné rudy(teplo, ale zároveň i redukční činidlo)
Obr. 5
Produkty karbonizace • Koksárenský plyn • směs plynů, v 60% zastoupen H, dále CH4, CO • po úpravě se používal pod názvem svítiplyn (na topení a na svícení) • nebezpečný díky obsahu CO • další použití na výrobu H2, CH4, arenů, NH3
Produkty karbonizace • surový koksárenský benzen • surovina pro výrobu benzenu, toluenu a xylenu
• černouhelný dehet • směs mnoha organických sloučenin(až 10 000) • oddělují se z něj složky (např. naftalen, anthracen, fenanthren, fenol, kresol, pyridinové zásady)
• amoniaková voda • vyrábí se z ní amoniak (důležitý pro výrobu hnojiv)
Zplyňování uhlí • uhlí reaguje za vysoké teploty (asi 1.000 °C) se směsí vzduchu a vodní páry • produktem zplyňování je generátorový plyn • generátorový plyn se používá k energetickým účelům v průmyslových závodech
Zkapalňování uhlí • uhlí může být zpracováno na kapalná paliva jako benzín nebo nafta
Citace Všechny použité informace v textu a v tabulce [cit. 2014-03-27]. Dostupné pod licencí Creative Commons na http://cs.wikipedia.org/wiki Všechny uveřejněné odkazy [cit. 2014-03-27]. Dostupné pod licencí Creative Commons na http://www.wikimedia.org • • •
Obr. 2 - http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Lignite_Klingenberg.jpg autor: Prissentenbär Obr. 4 - http://commons.wikimedia.org/wiki/File:CoalcliffICC.jpg autor: Klaus-Dieter Liss Obr. 5 - http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Koks_Brennstoff.jpg?uselang=cs autor: Stahlkocher
Všechny uveřejněné odkazy [cit. 2014-03-27]. Dostupné pod licencí Public Domain na http://www.wikimedia.org • •
Obr. 1 - http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Coal.jpg Obr. 3 - http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Coal_anthracite.jpg
