UHLÍ. Autor: Mgr. Stanislava Bubíková. Datum (období) tvorby: Ročník: devátý

UHLÍ Autor: Mgr. Stanislava Bubíková

Datum (období) tvorby: 14. 5. 2012

Ročník: devátý

Vzdělávací oblast: Člověk a příroda / Chemie / Organické sloučeniny; chemie a společnost

Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky

1

Anotace: Žáci se seznámí s druhy uhlí. V rámci tohoto modulu žáci rozdělí uhlí podle kvality. Popíší vznik a použití uhlí, vyjmenují nejznámější naleziště v ČR. Posoudí dopad těžby na ŽP.


2

Uhlí • černá nebo černohnědá hořlavá usazená hornina • vzniklo z rostlinných zbytků v prostředí bez kyslíku cyklickou sedimentací • proces vzniku: rašelina

lignit

hnědé uhlí

Obr. č. 1: Rašelina [2] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/ File:Huvenhoops_Moorschichtung.jpg

černé uhlí

antracit

Obr. č. 2: Antracit [3] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki /File:Anthrazit.jpg


3

Vznik uhlí • vzniklo z rostlinných (i živočišných) zbytků – černé uhlí v mladších prvohorách a druhohorách (po křídu) ze stromovitých plavuní, přesliček a kapradin – hnědé v druhohorách (křída) a v třetihorách z jehličnatých stromů (cykasy, jinany)

• podmínky: – anaerobní vodní prostředí (bažiny) – nízká hladina kyslíku – teplé podnebí (tropy)

Obr. č. 3: Stromovité kapradiny [4] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Tree_Fern_ Durban_Botanic_Gardens_12_09_2010.JPG

• nedošlo k rozkladu a oxidaci (hnití) • zbytky uhelnatěly

– tlak nadloží (písek, jíl)

Obr. č. 4: Cykas [5] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File: Cycas_revoluta.D%C3%BCsseldorf.jpg


4

Historie využití • objev vlastností uhlí – Číňané v době kamenné – na zemském povrchu nebo na březích řek – vykopávali uhlí a hloubili tunely do uhelných slojí

•

důležitá energetická surovina – od 19. století (průmyslová revoluce)

Obr. č. 5: Opuštěný kamenouhelný důl [6] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File: Coal_mine_gruve2_longyearbyen_2.jpg Obr. č. 6: Povrchová těžba [7] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File: Coal_mine_in_Dhanbad,_India.jpg


5

Druhy uhlí

lignit

hnědé uhlí

černé uhlí

antracit

nejméně kvalitní hnědé uhlí

obsahuje méně než

obsahuje

nejkvalitnější černé uhlí

75 % uhlíku

75 – 90 % uhlíku

Obr. č. 7, 8, 10, 12: Typy uhlí

6 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky

Lignit • obsahuje úlomky dřev, zachované kmeny • použití: energetika, topení • lignit v ČR: – výskyt: jižní Morava (Kyjov, Dubňany) – obsah vody skoro 50 % – využití: elektrárna Hodonín

Obr. č. 7: Desetitunový lignit, Japonsko [8] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sanbongi_Brown_Coal_ Memorial_Hall,_10_ton_brown_coal,_in_2010-03-06.jpg


7

Hnědé uhlí • • • •

mladší než černé (třetihory) obsahuje méně než 75 % uhlíku těží se v povrchových dolech ČR: podhůří Krušných hor – Sokolovská pánev • •

Lom Jiří a Lom Družba po těžbě vzniká jezero Medard

– Mostecká pánev • • •

Obr. č. 8: Brikety hnědého uhlí [9] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Kohlenhaufen.jpg

mocnost slojí 25 – 45 m Lom ČSA, Lom Jan Šverma, Lom Vršany, Lom Nástup – Tušimice, Lom Bílina po těžbě vzniká jezero Most a rekultivované výsypky

• použití: palivo tepelných elektráren Obr. č. 9: Tepelná elektrárna, Polsko [10] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Be%C5%82chat%C3%B3w_Elektrownia.jpg


8

Černé uhlí • • • •

starší než hnědé (prvohory) obsahuje 75 – 90 % uhlíku těží se v hlubinných dolech naleziště v ČR: – Ostravsko-karvinská pánev • •

– – – –

Obr. č. 10: Černé uhlí [11] dostupné z: http://commons .wikimedia.org/ wiki/File:Handv oll_Gold.jpg

mocnost slojí 2 – 4 m Důl Darkov, Důl ČSM, Důl Jan Karel, Důl Karviná (ČSA a Lazy)

Plzeňsko-manětínská pánev Kladensko-slánská pánev Žacléřsko-svatoňovická pánev Rosicko-oslavanská pánev

• použití: palivo tepelných elektráren, vytápění, výroba koksu

Obr. č. 11: Důl Darkov [12] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Darkov_celkovy_pohled.jpg 9


Antracit • • • • •

nejkvalitnější černé uhlí nejstarší (karbon) obsahuje 90 – 96 % uhlíku těží se v hlubinných dolech naleziště v ČR: – Ostravsko-karvinská pánev

• použití: vytápění, výroba vápna • nevhodný pro výrobu koksu Obr. č. 12: Antracit [13] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ibbenbueren_Anthracite.JPG


10

Těžba hnědého uhlí • • • • • •

povrchová skrývka zeminy odtěžení nadloží (jíly a písky) těžba sloje velkostroji přemístění materiálu na výsypku rekultivace

Obr. č. 13: Lom Družba [14] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Lom_Dru%C5%BEba11.jpg

– po ukončení těžby – rekultivace výsypek – vznik jezer (Medard, Most) Obr. č. 14: Povrchová těžba [15] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Gr%C3%B6%C3 %9Fenvergleich_Schaufelradbagger_Mobilbagger.JPG


11

Těžba černého uhlí • hlubinná • chodby směřující ke sloji – šachta – vertikální, větrací – štola – horizontální nebo se sklonem kopíruje tvar sloje

• dobývání komorováním – starší metoda, využívána v USA – řada komor s podpůrnými pilíři, které se ponechají pro udržení stropu štoly – neumožňuje vytěžení celého ložiska

• stěnování – – – – –

Obr. č. 15: Důlní těžba [16] dostupné z: http://commons.wiki media.org/wiki/File:SL 500_01.jpg

modernější metoda, v Evropě ražba dvou paralelních tunelů vzdálených 20 až 200 metrů dobývací stroj (kombajn) odebírá uhlí dlouhou porubní stěnou strop sloje se za důlní výztuží s horníky postupně hroutí mnohem vyšší účinnost a umožňuje vytěžit okolo 90 % uhlí ze sloje


12

Těžba uhlí • historická

• současná

Obr. č. 16: Manuální těžba [17] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Coalmine .Hvalba.2.jpg

Obr. č. 17: Důlní kombajn, Důl Alexejevskaja [18] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:%D0%9F%D0%BE%D0%B4%D0%B3 %D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%B2%D0%BA%D0%B0_%D0%BB%D0%B0%D0 %B2%D1%8B_101_%D0%BF%D0%BE_%D0%BF%D0%BB%D0%B0%D1%81%D 1%82%D1%83_%D0%9A%D1%80%D0%B0%D1%81%D0%BD%D0%BE%D0%B3 %D0%BE%D1%80%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D0%9E%D0%90%D0 %9E_%D0%A8%D0%B0%D1%85%D1%82%D0%B0_%D0%90%D0%BB%D0%B5 %D0%BA%D1%81%D0%B8%D0%B5%D0%B2%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1% 8F.jpg


Rekultivace • souhrn opatření, které mají zahladit nežádoucí antropogenní zásahy do krajiny • výsypky, haldy – lesoparky, golfová hřiště • tvorba jezer ve vytěžené krajině Obr. č. 18: Budování jezera Medard [19] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:V%C3%BDst avba_b%C5%99ehov%C3%A9_linie.JPG

Obr. č. 19: Halda [20] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:The_ Coal_Pile_-_geograph.org.uk_-_1412614.jpg Obr. č. 20: Srovnávání skládky [21] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Krup p_bridge_reclaimer_rtca_kestrel_mine.jpg


Výroba koksu • karbonizace (proces výroby) – ohřev černého uhlí nad mez termické stability přítomných organických sloučenin – vede k jejich štěpení až na stálé nízkomolekulární produkty a tuhý zbytek – probíhá v koksárenské peci – teplota cca 1 000 °C – omezený přístup kyslíku

Obr. č. 21: Antracit a koks (neleskne se) [22] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:2005-01-28anthrazit_koks.jpg

• produkty: – – – –

koks černouhelný dehet čpavek svítiplyn Obr. č. 22: Koksárna [23] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Monkton_coke_works.jpg


15

Produkty koksování • koks – tvrdý šedý pórovitý materiál bez lesku – obsahuje více než 95 % uhlíku – použití: palivo a redukční činidlo ve vysoké peci (výroba železa) a v teplárnách

• černouhelný dehet (tér) – hnědočerná směs chemických látek – hustá olejovitá kapalina – použití: výroba arenů

• čpavek (amoniak) – zásaditá žíravina

• koksárenský plyn (obdoba svítiplynu) – směs 60 % vodíku (výbušný), 10 % oxidu uhelnatého (jedovatý), methanu – použití: vytápění, zdroj vodíku

Obr. č. 23: Výroba koksu [24] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Pushin 16 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky g_the_coke_-_geograph.org.uk_-_1505250.jpg

Zdroje 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18.

19. 20. 21. 22. 23. 24.

BENEŠ, Pavel, Václav PUMPR a Jiří BANÝR. Základy chemie pro 2. stupeň základní školy, nižší ročníky víceletých gymnázií a střední školy. Vyd. 3. Praha: Fortuna, 2001, 96 s. ISBN 80716-8748-0. Huvenhoops_Moorschichtung.jpg. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2012-05-14]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Huvenhoops_Moorschichtung.jpg Anthrazit.jpg. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2012-05-14 3-15]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Anthrazit.jpg Tree_Fern_Durban_Botanic_Gardens_12_09_2010.JPG. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2012-05-14]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Tree_Fern_Durban_Botanic_Gardens_12_09_2010.JPG Cycas_revoluta.D%C3%BCsseldorf.jpg. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2012-05-14]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cycas_revoluta.D%C3%BCsseldorf.jpg Coal_mine_gruve2_longyearbyen_2.jpg. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2012-05-14 ]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Coal_mine_gruve2_longyearbyen_2.jpg Coal_mine_in_Dhanbad,_India.jpg. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2012-05-14 ]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Coal_mine_in_Dhanbad,_India.jpg Sanbongi_Brown_Coal_Memorial_Hall,_10_ton_brown_coal,_in_2010-03-06.jpg. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2012-05-14]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sanbongi_Brown_Coal_Memorial_Hall,_10_ton_brown_coal,_in_2010-03-06.jpg Kohlenhaufen.jpg. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2012-05-14]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Kohlenhaufen.jpg Be%C5%82chat%C3%B3w_Elektrownia.jpg. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2012-05-14]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Be%C5%82chat%C3%B3w_Elektrownia.jpg Handvoll_Gold.jpg. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2012-05-14]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Handvoll_Gold.jpg Darkov_celkovy_pohled.jpg. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2012-05-14]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Darkov_celkovy_pohled.jpg Ibbenbueren_Anthracite.JPG. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2012-05-14]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ibbenbueren_Anthracite.JPG Lom_Dru%C5%BEba11.jpg. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2012-05-14]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Lom_Dru%C5%BEba11.jpg Gr%C3%B6%C3%9Fenvergleich_Schaufelradbagger_Mobilbagger.JPG. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2012-05-14]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Gr%C3%B6%C3%9Fenvergleich_Schaufelradbagger_Mobilbagger.JPG SL500_01.jpg. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2012-05-14]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:SL500_01.jpg Coalmine.Hvalba.2.jpg. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2012-05-14]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Coalmine.Hvalba.2.jpg %D0%9F%D0%BE%D0%B4%D0%B3%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%B2%D0%BA%D0%B0_%D0%BB%D0%B0%D0%B2%D1%8B_101_%D0%BF%D0%BE_%D0%BF%D0%BB%D0%B0%D 1%81%D1%82%D1%83_%D0%9A%D1%80%D0%B0%D1%81%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE%D1%80%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D0%9E%D0%90%D0%9E_%D0%A8%D 0%B0%D1%85%D1%82%D0%B0_%D0%90%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%81%D0%B8%D0%B5%D0%B2%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F.jpg. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2012-05-14]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File: %D0%9F%D0%BE%D0%B4%D0%B3%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%B2%D0%BA%D0%B0_%D0%BB%D0%B0%D0%B2%D1%8B_101_%D0%BF%D0%BE_%D0%BF%D0%BB%D0%B0%D 1%81%D1%82%D1%83_%D0%9A%D1%80%D0%B0%D1%81%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE%D1%80%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D0%9E%D0%90%D0%9E_%D0%A8%D 0%B0%D1%85%D1%82%D0%B0_%D0%90%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%81%D0%B8%D0%B5%D0%B2%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F.jpg V%C3%BDstavba_b%C5%99ehov%C3%A9_linie.JPG. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2012-05-14]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:V%C3%BDstavba_b%C5%99ehov%C3%A9_linie.JPG The_Coal_Pile_-_geograph.org.uk_-_1412614.jpg. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2012-05-14]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:The_Coal_Pile__geograph.org.uk_-_1412614.jpg Krupp_bridge_reclaimer_rtca_kestrel_mine.jpg. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2012-05-14]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Krupp_bridge_reclaimer_rtca_kestrel_mine.jpg 2005-01-28-anthrazit_koks.jpg. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2012-05-14]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:2005-01-28-anthrazit_koks.jpg Monkton_coke_works.jpg. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2012-05-14]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Monkton_coke_works.jpg Pushing_the_coke_-_geograph.org.uk_-_1505250.jpg Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2012-05-14]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Pushing_the_coke_-_geograph.org.uk_-_1505250.jpg

17


UHLÍ. Autor: Mgr. Stanislava Bubíková. Datum (období) tvorby: Ročník: devátý

Recommend Documents