कोयला: संरचना, अनुप्रयोग, निष्कर्षण के तरीके

2024 लेखक: Howard Calhoun | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-17 10:28

पृथ्वी की पपड़ी की मोटाई में बनने वाली यह चट्टान बहुत ही विविध है। आज तक, इसकी किस्मों को प्रतिष्ठित किया जाता है, जैसे, उदाहरण के लिए, भूरा कोयला, एन्थ्रेसाइट, कोयला। कोयले की संरचना नमी और खनिज अशुद्धियाँ हैं। हालांकि, नमी के संबंध में, यह दहन की गर्मी को काफी कम कर देता है।

नस्ल की संरचना। रसायन

कोयले में नमी होने के साथ-साथ इसमें सल्फर जैसा पदार्थ भी होता है। यह अशुद्धता हानिकारक भी मानी जाती है, और यह अपने शुद्ध रूप में नहीं, बल्कि पाइराइट, कैल्शियम, आयरन सल्फेट जैसी अशुद्धियों की संरचना में होती है। जब कोयले का उपयोग किया जाता है, या यों कहें, जब इसे संरचना में ऐसी अशुद्धियों के साथ जलाया जाता है, तो हानिकारक वाष्पीकरण होगा - सल्फर डाइऑक्साइड, या सल्फर डाइऑक्साइड। सांस लेने पर मानव स्वास्थ्य पर इसका नकारात्मक प्रभाव पड़ता है। यह धातु का तेजी से क्षरण करने में सक्षम है, साथ ही इसके धुएं से वातावरण को जहरीला बनाने में सक्षम है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि डोनेट बेसिन में खनन किए गए कोयले की संरचना में सल्फर सामग्री काफी कम है। इस पदार्थ का सूचक केवल 1-2% है। यदि मध्य और उत्तरी क्षेत्रों के घाटियों के साथ तुलना की जाती है, तो उनमें इस हानिकारक अशुद्धता की सामग्री केवल 3.5% से शुरू होती है। भरा हुआकच्चे माल की रासायनिक संरचना इस प्रकार है:

• कार्बन का उच्चतम प्रतिशत - 50 से 96% तक;
• कार्बन के बाद ऑक्सीजन आती है, जिसकी मात्रा 25 से 37% होती है;
• इस सूची में तीसरा हाइड्रोजन है, इसका प्रतिशत 3 से 6% है;
• आखिरी रसायन नाइट्रोजन है, इसकी मात्रा 0 से 2.7% तक हो सकती है।

पीट

आज पीट का भी उपयोग किया जाता है, जो चट्टान के अवशेष हैं। यह काफी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, इस तथ्य के बावजूद कि इसे वास्तव में एक बेकार माना जाता है। यहां यह ध्यान देने योग्य है कि इस प्रकार के कोयले की संरचना इस मायने में भिन्न है कि सल्फर सहित सभी हानिकारक अशुद्धियों की मात्रात्मक सामग्री बहुत कम है। रासायनिक तत्व कार्बन का प्रतिशत भी 50-60% तक गिर गया।

भूरे रंग का कोयला

अपने आप में, भूरा कोयला काफी उच्च घनत्व वाला एक मिट्टी का द्रव्यमान है, जो पीट से बनता है, लेकिन साथ ही साथ इसकी लकड़ी की संरचना को पूरी तरह से बरकरार रखता है। उदाहरण के लिए, इस प्रकार के कोयले का उपयोग पत्थर की तुलना में बहुत कम आम है। यह इस तथ्य के कारण है कि जब इसे जलाया जाता है, तो यह एक धुएँ के रंग की लौ बनाता है, जो एक अप्रिय गंध भी पैदा करता है। यह अक्सर शुष्क आसवन में प्रयोग किया जाता है। इसकी मदद से, एसिटिक एसिड के साथ अमोनिया जैसे पदार्थ प्राप्त करना संभव है। इस नस्ल को अन्य सभी किस्मों में सबसे छोटा माना जाता है। इस प्रकार के कोयले की संरचना इस प्रकार है:

• जैसा किपिछला प्रकार, कार्बन यहाँ प्रबल होता है - 50-77%;
• ऑक्सीजन सामग्री व्यावहारिक रूप से समान है - 26-37%;
• हाइड्रोजन का प्रतिशत 3-5 है, और नाइट्रोजन 0-2 है।

यह जोड़ने योग्य है कि प्रौद्योगिकी के मजबूत विकास ने इस तथ्य को जन्म दिया है कि प्रौद्योगिकीविदों ने इस कच्चे माल से सिंथेटिक गैस प्राप्त करना सीख लिया है, जिसका उपयोग ईंधन तेल के विकल्प के रूप में किया जा सकता है।

कोयला

यह जीवाश्म सामग्री लिग्नाइट से एन्थ्रेसाइट में संक्रमणकालीन सामग्री है। यह अलग है कि यह भूरे रंग के पदार्थ के विपरीत एक उत्कृष्ट ईंधन है। यह वह नस्ल है जो हमारे समय में सबसे अधिक खनन की जाती है। उदाहरण के लिए, यह थर्मल पावर प्लांट के लिए ईंधन के रूप में सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। यह निजी घरों को गर्म करने, कारखानों के संचालन आदि के लिए उत्कृष्ट है। इस प्रकार के कच्चे माल का कैलोरी मान भूरे रंग की तुलना में बहुत अधिक होता है। हानिकारक अशुद्धियों के रूप में, इस प्रकार के कोयले में 3 से 12% की मात्रा में नमी होती है। इसके अलावा, इसमें 32% वाष्पशील ज्वलनशील पदार्थ भी होते हैं।

रासायनिक संरचना पिछली प्रजातियों से अलग है। कार्बन की मात्रा बहुत अधिक है - 75 से 93% तक। ऑक्सीजन सामग्री में काफी कमी आई - 3-19%, हाइड्रोजन सामग्री लगभग समान स्तर पर बनी रही - 4-6%। नाइट्रोजन संकेतक अभी भी कम है - 2.7% तक।

यदि आप प्रश्न पूछें कि कौन सा कोयला बेहतर है, तो इसका उत्तर, सबसे अधिक संभावना है, निम्नलिखित होगा: एन्थ्रेसाइट। यह अलग है कि इसकी संरचना यथासंभव घनी है, सतह थोड़ी चमकदार है, और कैलोरी मान का सबसे अच्छा संकेतक है।इसका एकमात्र दोष यह है कि यह काफी बुरी तरह से रोशनी करता है। अधिकतर इसका उपयोग कार्बन इलेक्ट्रोड, इलेक्ट्रोड पेस्ट जैसी चीजें बनाने के लिए किया जाता है। धातु उद्योग में ईंधन कच्चे माल के रूप में इसका उपयोग बहुत आम है। इस चट्टान की घटना की गहराई काफी बड़ी है - 6 किमी। रसायनों में से, इसमें कार्बन 95-97% की मात्रा में होता है, साथ ही हाइड्रोजन - 1 से 3% तक।

खनन की विधि

यह ध्यान देने योग्य है कि निष्कर्षण की विधि कोयले के भंडार के स्थान पर, या यों कहें, इसकी घटना की गहराई पर बहुत निर्भर है। इस कारक के आधार पर, एक खुली (खदान) विधि और एक खदान, बंद विधि को प्रतिष्ठित किया जाता है। प्रत्येक विधि अपनी तकनीक के साथ-साथ फायदे और नुकसान से अलग होती है।

खुले खनन

ओपन पिट कोयला खनन का मुख्य लाभ सापेक्ष सुरक्षा है। बात यह है कि इसका उपयोग तभी किया जाता है जब चट्टान की गहराई 100 मीटर से अधिक न हो। दूसरे शब्दों में, कोई शाफ्ट नहीं बनाया जाता है जो दुर्घटना के दौरान गिर सकता है। खनन प्रक्रिया स्वयं निम्नलिखित प्रक्रिया के अनुसार की जाती है।

सबसे पहले आपको चट्टान को ढकने वाली मिट्टी की ऊपरी परत को हटाने की जरूरत है। इस परत को ओवरबर्डन कहा जाता है, और इसे हटाने की विधि ओवरबर्डन है। यह प्रक्रिया, मिट्टी के प्रकार के आधार पर, बुलडोजर, ड्रैगलाइन, बकेट-व्हील एक्सकेवेटर या स्क्रेपर्स की मदद से की जाती है। मिट्टी की परत को हटा दिए जाने के बाद, आप चट्टान को ही कुचलने के लिए आगे बढ़ सकते हैं। के लियेइसके लिए क्रशर, वाटर गन, बुलडोजर और अन्य उपकरणों का इस्तेमाल किया जाता है। यदि कोयले के भंडार में चट्टान बहुत घनी है, तो दुर्लभ मामलों में, कोयले की ड्रिलिंग और ब्लास्टिंग का उपयोग किया जाता है। यह खनन विधि आमतौर पर काफी बड़े क्षेत्र को कवर करती है।

विधि की कमियों के संबंध में, वे इस प्रकार हैं:

• सबसे पहले, खनन स्थल पर महत्वपूर्ण पर्यावरणीय क्षति हो रही है।
• दूसरा, इस तरह से खनन की जाने वाली सभी चट्टानों में बड़ी मात्रा में हानिकारक अशुद्धियाँ होती हैं।

खुले गड्ढे वाले कोयला खनन के मुख्य लाभ, सुरक्षा के अलावा, उच्च गति के साथ-साथ अर्थव्यवस्था भी हैं।

दूसरा तरीका

बंद, या खदान विधि, जैसा कि आप अनुमान लगा सकते हैं, का उपयोग तब किया जाता है जब चट्टान काफी गहराई तक भूमिगत हो। समतल भूभाग पर, कोयले के साथ बहुत सीवन तक ऊर्ध्वाधर या क्षैतिज चैनल बनते हैं, जिसके बाद एक खदान बनाई जाती है। यदि कोयले की सीवन पर्वतीय क्षेत्र में स्थित है, तो संपादन वह स्थान है जो कार्य को खोलता है।

भूमिगत कोयला खनन लंबी दीवारों का उपयोग करके या रूम-एंड-पिलर विधि द्वारा किया जा सकता है। लवा लंबे चेहरे हैं। एक खान में एक या एक से अधिक ऐसे चेहरे हो सकते हैं। ऐसे चेहरों में, खनन कंबाइन का उपयोग करके कोयले को टुकड़ों में काटा जाता है। कच्चे माल को सतह पर पहुंचाने के लिए उसी हार्वेस्टर का उपयोग किया जाता है। वह चट्टान को कन्वेयर पर लोड करता है। यदि आप इस विधि का उपयोग करते हैं, तो आप लगभग सभी कोयला प्राप्त कर सकते हैं जो इसमें निहित हैगठन। यदि कोयला बहुत गहरा नहीं है, तो रूम-एंड-पिलर विधि का उपयोग किया जाता है। इस मामले में, डंडे और क्षैतिज मार्ग का उपयोग किया जाता है, जो उनके बीच बनते हैं।

वर्तमान में कोयला उद्योग में परिवर्तन हो रहे हैं। संचालित रूफ सपोर्ट के उपयोग के साथ एक एकीकृत स्वचालित उत्पादन प्रणाली की तकनीक पेश की जा रही है। एक विधि सक्रिय रूप से विकसित की जा रही है जो सभी खनन तंत्रों के रिमोट कंट्रोल की अनुमति देगी।

विधि के लाभों में निम्नलिखित शामिल हैं:

• परिणामी कोयला बहुत उच्च गुणवत्ता का होगा;
• इस प्रकार का खनन पर्यावरण के लिए बहुत कम हानिकारक है;

कमियों के बीच, यह ध्यान देने योग्य है कि यह विधि सबसे खतरनाक खनन विधि है, और इसके कार्यान्वयन के लिए महत्वपूर्ण वित्तीय लागतों की भी आवश्यकता होगी।

डोनेट्स्क कोयला बेसिन

यह बेसिन यूक्रेन की ओर से डोनेट्स्क, लुहान्स्क, निप्रॉपेट्रोस जैसे क्षेत्रों के क्षेत्र में स्थित है। इसके अलावा, यह रूसी संघ के रोस्तोव क्षेत्र के क्षेत्र में भी स्थित है। इस बेसिन का कुल क्षेत्रफल लगभग 60 हजार किमी2 है, जिनमें से 50 हजार यूक्रेन के क्षेत्र में स्थित हैं। अगर हम इसकी लंबाई की बात करें तो यह लगभग 650 किमी उप-अक्षीय दिशा में है। वहीं, इसकी अधिकतम चौड़ाई 200 किमी ही पहुंच पाती है। खनन किए गए कोयले की गुणवत्ता और गुणों के संबंध में, वे बहुत अलग हैं। बात यह है कि डोनेट्स्क कोयला बेसिन में एक संपूर्ण हैइस जीवाश्म की कायांतरित श्रृंखला। दूसरे शब्दों में, यहां किसी भी कोयले का खनन किया जा सकता है - भूरे से एन्थ्रेसाइट तक।

गुणवत्ता जलाने वाला चारकोल

अक्सर यह सवाल उठता है कि ठोस ईंधन बॉयलर को जलाने के लिए उपयुक्त कोयले की गुणवत्ता का निर्धारण कैसे किया जाए। इसके सभी गुणों को जानना जरूरी नहीं है। निम्नलिखित पर ध्यान दें:

• कैलोरी सामग्री, या दहन की गर्मी। यह विशेषता बताती है कि एक ठोस ईंधन को जलाने पर कितनी गर्मी पैदा हो सकती है।
• राख सामग्री कच्चे माल की गुणवत्ता की मुख्य विशेषता है। इस विशेषता का संख्यात्मक संकेतक जितना छोटा होगा, कोयला उतना ही बेहतर होगा, जिसका अर्थ है कि यह दहन के दौरान अधिक गर्मी देगा। अच्छी नस्लों के लिए, दर 25% से कम है।
• आर्द्रता पर नजर रखना जरूरी है। यह बाहरी या आंतरिक हो सकता है। बाहरी को केवल कोयले को सुखाकर हटाया जा सकता है, लेकिन भीतर वाले को केवल जलाने से ही हटाया जा सकता है।

सक्रिय कार्बन

इस कोयले की संरचना झरझरा है, और यह विभिन्न अन्य कार्बन युक्त सामग्री से प्राप्त होता है जो कार्बनिक मूल के होते हैं। ऐसे कच्चे माल में कार्बन 87 से 97% तक होगा; हाइड्रोजन, नाइट्रोजन और ऑक्सीजन भी मौजूद हैं। इसकी रासायनिक संरचना के संदर्भ में, इस प्रकार का कोयला ग्रेफाइट के समान है। इसके अलावा, इस प्रकार के कच्चे माल को सक्रियण विधि, सक्रियण विधि और उद्देश्य के अनुसार प्राप्त होने वाले कच्चे माल के प्रकार के आधार पर कई वर्गों में विभाजित किया जा सकता है।