Активированный (активный) уголь - пористое вещество, которое получают из различных углеродосодержащих материалов органического происхождения: древесный уголь (марки активированного угля БАУ-А, ОУ-А, ДАК и др.), каменноугольный кокс (марки активированного угля АГ-3, АГ-5, АР и др.), нефтяной кокс, кокосовый уголь и др. Содержит огромное количество пор и поэтому обладает очень большой удельной поверхностью на единицу массы, вследствие чего обладает высокой адсорбцией. 1 грамм активированного угля в зависимости от технологии изготовления имеет поверхность от 500 до 1500 м?. Применяют в медицине и промышленности для очистки, разделения и извлечения различных веществ.
Активированный Уголь
Как работает уголь:
Активированный Уголь
Есть два основных механизма, которыми активизированный углерод удаляет загрязнители из воды: адсорбция и каталитическое сокращение (процесс, заставляющий притягиваться отрицательно заряженные ионы загрязнителя к положительно заряженному активированному углероду). Органические соединения удаляются адсорбцией, а остаточные дезинфицирующие средства, такие как хлор, и хлорамины удаляются каталитическим сокращением.
Производство:
Хороший активированный уголь получается из ореховой скорлупы (кокосовой, из косточек некоторых плодовых культур.) Прежде активированный уголь делали из костей крупного рогатого скота (костный уголь). Сущность процесса активации состоит во вскрытии пор, находящихся в углеродном материале в закрытом состоянии. Это делается либо термохимически (предварительно материал пропитывают раствором хлорида цинка, карбоната калия или некоторыми другими соединениями и нагревают без доступа воздуха), либо путём обработки перегретым паром или углекислым газом или их смесью при температуре 800-850 градусов. В последнем случае технически сложно получить парогазовый агент, имеющий такую температуру. Широко распространён приём подачи в аппарат для активации одновременно с насыщенным паром ограниченного количества воздуха. Часть угля сгорает и в реакционном пространстве достигается необходимая температура. Выход активного угля в этом варианте процесса заметно снижается. Значение удельной поверхности пор у лучших марок активных углей может достигать 1800-2200 м2; на 1 г угля. Различают макро-, мезо- и микро- поры. В зависимости от размеров молекул, которые нужно удержать на поверхности угля, должен изготавливаться уголь с разными соотношениями размеров пор.
Применение:
1)В противогазах
Классический пример использования активированного угля связан с использованием его в противогазе. Разработанный Н. Д. Зелинским противогаз спас множество жизней солдат в первой мировой войне. К 1916 году он был принят на вооружение почти во всех европейских армиях;
2)При производстве сахара
Первоначально для очистки сахарного сиропа от красящих веществ при сахароварении использовался костный активированный уголь. Однако этот сахар нельзя было употреблять в пост, как имеющий животное происхождение. Сахарозаводчики начали выпускать «постный сахар», который либо не очищался и имел вид цветных помадок, либо чистился через древесный уголь;
3)Другие области применения
Активированный уголь применяется в медицине, химической, как носитель катализаторов, а во многих реакциях сам действует в качестве катализатора, фармацевтической и пищевой промышленности. Фильтры, содержащие активированный уголь, используются во многих современных моделях устройств для очистки питьевой воды.
На китайском угольном месторождении Люхуангоу, который длился более 130 лет. Пламя поглощало около 2 млн тонн угля ежегодно.
С 1930-х годов остров Хасима стал самым густонаселённым местом на Земле. На площади с береговой линией около 1 километра проживало свыше 5 тысяч человек, которые занимались добычей угля. Однако к 1974 году абсолютно все жители остров покинули из-за того, что уголь на острове полностью закончился. В настоящее время Хасима является городом-призраком с заброшенными строениями, а для посещения туристов открыта только часть острова, безопасная для посещений.
В 2010 году на 110-м китайском шоссе государственного значения была зафиксирована самая большая автомобильная пробка планеты. Водители сообщали, что они преодолевали 100-километровый участок в течение 5 дней, а всего затор длился с 14 по 25 августа. Причиной пробки стало резкое увеличение количества грузовиков, которые перевозили уголь из провинции Внутренняя Монголия в столицу Китая.
Ещё в 1960 году на долю угля приходилась 1/2 всей получаемой энергии, и уже в 1970 году его доля сократилась до 1/3.
Самым твёрдым и качественным является уголь-антрацит. Он обладает металлическим блеском и известен людям ещё с древнейших времён. Основные запасы антрацитов приходятся на Россию и Китай (более 6 млн тонн угля), причём в Китае разработка ведётся очень широко и угля хватит примерно на 20-25 лет. В России антрацита хватит на 275 лет.
Как образуется уголь?
Идеальным местом для образования угля являются , где стоячая вода, обеднённая , препятствует жизнедеятельности бактерий сохраняя значительную часть растительных масс от полного разложения. На одной из стадий выделяются кислоты, которые предотвращают дальнейшую деятельность бактерий. Так возникает — исходный продукт для образования угля. Если позже происходит его захоронение под другими наносами, то торф подвергается сжатию, теряя воду и газы, преобразуясь в уголь.
Наслоение осадков создаёт давление. Так под воздействием давления масс из 20-метрового слоя торфа формируется пласт бурого угля толщиной 4 метра. Если глубина погребения растительного материала возрастает до 3 километров, то такой же слой торфа сформируется в пласт каменного угля толщиной в 2 метра. На большей глубине, порядка 6 километров, и при более высокой температуре 20-метровый слой торфа становится пластом антрацита толщиной всего в 1,5 метра.
Существует множество полезных ископаемых, которые добываются из недр Земли. Все они крайне важны, поскольку позволяют получить необходимые для комфортной жизни вещи. Они дают возможность обогревать жилища, питаться, перемещаться в пространстве с большой скоростью, делать чудесные украшения и много другого. Во время исследований ученые открывают очень интересные факты о полезных ископаемых, которые позволяют побольше узнать о тайнах, скрывающихся в подземных глубинах.
- Уголь – наиболее распространенное ископаемое, которое используется в виде топлива . Мало кто знает, что из 20-метрового слоя торфа под давлением образуется всего лишь 2-х метровый пласт угля. Если аналогичный слой мертвой растительности залегает на глубине 6 км, то пласт угля будет иметь всего 1,5 м.
- Малахит – полудрагоценный камень, из которого делаются потрясающие украшения
. Самый большой камень, который удалось добыть, весил 1,5 тонны. Обнаружив такое сокровище, горняки подарили его императрице Екатерине ll. Позднее камень стал экспонатом петербургского музея Горного института.
- Обсидиан – вулканическое стекло
. Этот материал обладает высокой плотностью. Он образуется под воздействием очень высоких температур при извержении магмы. Археологам удалось найти подтверждения того, что первые хирургические инструменты изготавливались из этого материала.
- Сегодня каждый человек знает что такое нефть, и как она происходит. Первая теория происхождения этого полезного ископаемого предполагала, что нефть является ничем иным, как мочой китов
. Черное золото начали добывать путем сбора его с поверхности водоемов. В нынешнее время нефть выкачивают из недр Земли при помощи насосных станций.
- Ученые продолжают преподносить новые интересные факты о металлах. Так, золото было признано одним из самых гибких металлов
. Оно используется даже для изготовления швейных нитей. Из одной унции золота можно получить нить длиной около 80 км.
- Железная руда издавна используется человеком. Археологам удалось доказать, что изготовление первых предметов из железной руды датируется ll-lll вв. до нашей эры
. Первыми использовали это полезное ископаемое жители Месопотамии.
- Хлористый натрий или соль добывается в наибольшем количестве
. Несмотря на необходимость этого полезного ископаемого для жизни человека, всего 6% его используется в пищу. Для посыпания дорог при гололеде используется 17% соли. Львиная доля этого минерала используется промышленностью и составляет 77% от всей добычи.
- Необычайно интересную историю имеет королева металлов – платина
. В XVl веке она была обнаружена испанскими путешественниками, прибывшими к берегам Африки. После исследования этого материала была обнаружена его тугоплавкость. По этой причине платина была признана непригодной и была оценена ниже стоимости серебра.
- Серебро издавна славится своими бактерицидными свойствами
. Еще воины древнего Рима использовали его для лечения. Если в бою человеку наносились серьезные раны, то целители обкладывали места увечий серебряными пластинами. После таких процедур раны быстро и без всяких осложнений заживали.
- Мрамор еще в древности использовался для отделки помещений и создания различных декоративных элементов
. Обусловлено это удивительной твердостью материала и его износостойкостью. Мрамор на протяжении 150 лет сохраняет первоначальный вид даже при воздействии температуры, влаги или солнечных лучей.
- Алмазы признаны самыми твердыми минералами, добываемыми из недр земли
. При этом удар, нанесенный молотком с большой силой, может расколоть камень на мелкие кусочки.
- Уран – это металл, который считается одним из самых тяжелых химических элементов
. В урановой руде содержится ничтожное количество чистого металла. Уран имеет 14 стадий превращений. Все элементы, которые образуются в ходе превращения, являются радиоактивными. Безопасным считается только свинец, который является заключительной стадией превращения. Для полного преобразования урана в свинец понадобится около миллиарда лет.
- Медь является единственным металлом, который не выдает искры при трении
, поэтому инструменты из меди могут использоваться в местах, где есть повышенная опасность возгорания.
- О почве можно постоянно узнавать много нового. Так, ученые исследовали распространенное полезное ископаемое – торф. Они выявили в нем своеобразные нити, которые отличаются необычайной прочностью. Это открытие нашло свое применение в легкой промышленности. В Голландии были представлены первые изделия из торфяных нитей. Торф является прекрасным консервантом
. Он сохраняет останки, попавшие в него тысячи лет назад. Это позволяет ученым узнавать интересные факты о скелете человека, жившего задолго до наших дней, и исследовать останки уже исчезнувших видов животных.
- Гранит известен как прочный стройматериал. Но далеко не всем известно, что он проводит звук гораздо быстрее, чем воздух. Скорость прохождения звуковых волн по граниту в 10 раз больше, чем прохождения по воздушному пространству
.
Те дни, когда надо было подбросить охапку угля в очаг, чтобы согреться, для большинства из нас позади, но уголь по-прежнему важен для функционирования современных компьютеров, кондиционеров воздуха и даже автомобилей. Что вы знаете об одном из самых необходимых сырьевых товаров в мире?
№1. Прежде чем превратиться в уголь, пласты дна древнего болота примерно за 9,000 лет переходят в другое известное соединение углерода. Это торф.
В правильных условиях высокая температура и давление под земной корой могут превратить органический материал вековых болотных отложений в уголь. Но прежде чем это произойдёт, материал проходит промежуточную стадию, которую ирландцы сделали знаменитой. Торф - это уголь в процессе приготовления, и как известно большинству, он горит. (Для ценителей односолодового виски, торф также придаёт Islay его характерный аромат.)
Также имеются разные сорта самого угля. Они варьируются по содержанию воды, углерода и других ингредиентов, и их также, и они также изменяются со временем. На формирование самого твёрдого угля, называемого антрацитом, требуются миллионы лет. Долгий путь от торфа.
№2. Повышение эффективности угольной станции всего на 1% сокращает выброс CO2 на 2-3%. Согласно Всемирной ассоциации угля, индустриальные объекты, превращающие уголь в энергию, генерируют 41% мирового электричества. В Соединённых Штатах эта доля примерно на среднем уровне, 43%. Но вторая по величине экономика в мире, Китай, на 81% зависит от угля в сфере выработки электроэнергии; и примерно на одном уровне с многими другими странами, Индия зависит от угля на 70%. Некоторые страны получают электроэнергию почти полностью из угля - например, Южная Африка (94%) и Польша (86%).
Поэтому неудивительно, что многие исследования были посвящены сокращению углеродных выбросов и других загрязнений, вызываемых сжиганием угля. Промывка угля после добычи для удаления примесей позволяет уменьшить выбросы пепла более чем на 50% и при этом также удалить большую часть серы, вызывающей кислотные дожди. Перемалывание плит в порошок также даёт повышение эффективности и скорости сжигания. В выхлопной трубе фильтры улавливают сажу и большую часть пепла, а поглотители захватывают ртуть и большую часть серы.
Викторианский Лондон с его ядовитым жёлтым смогом далеко позади. Однако имеются сильные мотивы держаться за уголь. Доходы от усовершенствований, как видите, существенны.
Более того, уголь ещё долго будет играть важнейшую роль в генерации энергии. Чаще всего прогнозируют даже небольшое увеличение его доли в производстве электроэнергии в ближайшие несколько десятилетий. При всех разговорах о природном газе и альтернативной энергии уголь сохраняет свою роль всегда готового, базисного энергоносителя, который трудно чем-либо заменить.
№3. В отличие от многих сырьевых товаров, цены угля формируются непосредственно на основе переговоров между производителями и потребителями.
Просматривая рыночные цены нефтяного сектора, можно видеть такие марки, как «западнотехасская средняя» или «брент». Можно видеть спотовую цену или контрактную цену урана.
Но цены угля не стандартизованы таким образом. Они определяются только в ходе переговоров между производителем и потребителем.
Чтобы отслеживать рынок угля, мы наблюдаем за некоторыми из них. Для коксующегося уголь самая важная контрактная цена – результат переговоров между австралийскими производителями и японскими металлургическими компаниями. Для энергетического угля, используемого для генерации электроэнергии, ценовой спектр намного шире - но большинство наблюдателей следит за индонезийскими экспортными ценами.
№4. Быстрее всех увеличивает импорт угля... Китай? А вот и нет: Индия.
Это пример статистического казуса. Китай и Япония совместно импортируют больше угля, чем Индия, и рейтинг Китая среди лидеров потребления угля и общего роста определяет его место на переднем крае растущего мирового спроса. Но - у Индии самый быстрый рост импорта угля.
Взглянем на картину импорта за последние пару лет. С 2011 по 2012 год Индия увеличила своё производство с 585 до 595 млн т (Мт) - но в то же время ей пришлось увеличить импорт со 105 до 160 Мт, чтобы удовлетворить внутренний спрос. Индия находится на этом пути уже несколько лет и не сойдёт с него в ближайшие годы.
Причина заключается в значительной неэффективности. Новые угольные проекты сталкиваются с задержками одобрения регулирующими органами - а когда они получают одобрение, возникают различные проблемы, например, с урегулированием экологических вопросов. Затем, существует проблема нерентабельности перемещения угля туда, где он нужен, через всю страну. По некоторым оценкам, для половины транспортируемого угля актуальна проблема недостаточной пропускной способности железных дорог.
Результат: энергетические компании вынуждены импортировать уголь в количестве, лишь позволяющем оставаться на плаву.
№5. Число индонезийских миллиардеров почти утроилось с 2010 года - до 29.
Австралия долгое время была крупнейшим экспортёром угля. Однако, Индонезия её обогнала, сначала по экспорту теплового угля, а сейчас и по общему объёму экспорта. В 2012 году Индонезия экспортировала 52% общемирового объёма угля, это последний год, за который имеются цифры экспорта.
Действительно, Индонезия имеет огромные запасы энергетического угля, всего 4.5 млрд т на конец 2013 года. Кроме того, у страны есть огромное преимущество перед Австралией: расположение. Расстояние до крупнейших импортёров угля Китая, Индии, Южной Кореи и Тайваня почти вдвое меньше. И если бы не было так сложно преодолевать нормативные барьеры, индонезийские компании могли бы создавать базовую инфраструктуру - ленточные конвейеры, железные дороги и порты - намного проще и быстрее.
Какое отношение к этим замечательным фактам имеют индонезийские миллиардеры? Большинство этих людей прямо или косвенно связывает своё благосостояние с сырьевыми товарами. Угольный сектор заметное повлиял на благосостояние Индонезии, страны с 247 млн относительно бедного населения. Розничные продажи росли, даже когда остальной мир сотрясался от кризиса 2008 года; сегменты рынка недвижимости выросли на 30% только за последний год.
Однако, такой уровень сложно поддерживать. Китай рассматривает законопроект об импорте угля с показателем калорийности (мера энергоёмкости) ниже 3,900 килокалорий на кг. Это вид угля, обычно сжигаемого в низкотехнологичных, «грязных» электростанциях - и этот вид угля чаще всего поступает в Китай из Индонезии. Напротив, у большей части энергетического угля из Австралии, Северной Америки и России этот показатель выше уровня 3,900 ккал/кг.
№6. В долговременной перспективе мировой спрос на металлургический уголь будет расти на 500 Мт ежегодно – это рост на 200% к 2030 году.
Китай крупнейший двигатель спроса. В 2012 году потребление китайской металлургической отрасли составило 581 Мт металлургического (коксующегося) угля. Это увеличение на 8% за один год, даже при появлении признаков замедления экономики. Китаю приходится ввозить 71 Мт угля.
Однако, Китай далеко не исключение. Бразилия сооружала многочисленные объекты инфраструктуры, стадионы и дома, готовясь к чемпионату мира по футболу 2014 года и летним Олимпийским играм 2016 года. Японии предстоит восстанавливать множество объектов, и растёт потребление коксующегося угля в Индии, вместе с потребностью в энергетическом угле. И не будем забывать Южную Корею: имея вторую по величине кораблестроительную отрасль, она потребляет больше всех на планете коксующегося угля на душу населения.
При наличии такого спроса предложение является довольно ограниченным. Только пять стран в мире экспортируют значительное количество металлургического угля: Австралия, Канада, Соединённые Штаты, Россия и Индонезия. Глобальная рецессия вынудила некоторых производителей отложить планы по расширению шахт, а новые хорошие месторождения находят довольно редко.
№7. Не только наводнения в Австралии – трудовые проблемы и намечающиеся более высокие налоги на уголь также влияют на цены угля.
Наводнения 2010 года, затопившие угольные шахты, размыли железнодорожные пути, а про закрытые портовые сооружения, может быть, знают немногие в мире, но хорошо знают австралийцы. Нарушить поставки высоко востребованного товара не так уж сложно.
Можно ожидать, что трудовые проблемы также затронут эту отрасль. Например, тысячи турецких шахтёров объявили забастовку против небезопасных условий труда после взрыва на угольной шахте в середине мая, когда погибли более 300 шахтёров. Главный угольный перевозчик Австралии Aurizon Holdings Ltd. желает прекратить более десятка коллективных договоров, после провала длившихся целый год переговоров с рабочими. Это только два примера.
Также существуют налоги, которые будут только расти у двух крупнейших в мире поставщиков угля.
Растущий спрос и ограниченное предложение... похоже на ситуацию, привлекательную для нас, инвесторов.
В четверг 22 мая мы публикуем новый выпуск Casey Energy Report, посвящённый в основном углю. Мы раньше не рекомендовали угольные компании, но сейчас этот сектор выглядит таким многообещающим, что это шанс получить прекрасную прибыль. В этом месяце мы выбрали угольную компанию с несущественными негативными сторонами и прекрасным потенциалом роста.
Вы можете узнать всё об этом из Casey Energy Report. Вы можете попробовать подписаться без всякого риска: если останетесь недовольны или не получите прибылей за первые три месяца, просто отмените подписку, и вам будут полностью возмещены расходы. Даже если вы пропустили срок отмены подписки, можете отменить её в любой момент, и вам вернут разницу. Начать можно .
Если вы не хотите 300 дней в году искать лучшие энергетические инвестиции - мы сделаем это за вас.
