Как и из чего образуется торф? Где применяется? || Что делают из торфа

Топливо из торфа и сапропели выгодная альтернатива

Подробности
Категория: Прочие

Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) нашли способ изготавливать топливные брикеты из низкосортных горючих материалов — сапропели (донные отложения), торфа и бурого угля, которые по теплотворной способности (количество тепла, выделяемое при сгорании) равны каменному углю и имеют самую низкую себестоимость, сообщил один из разработчиков Роман Табакаев.

Разработка была представлена на выставке-презентации «Продукции, технологии и услуги предприятий и организаций научно-образовательного комплекса муниципальным образованиям Томской области» для муниципалитетов южной части Томской области. Такие выставки проводятся для того, чтобы познакомить жителей сел с инновационными разработками томских компаний и вузов.

https://www.youtube.com/watch?v=

«Мы изготавливаем брикеты из низкосортного топлива — торф, бурый уголь, древесные отходы. Даже из сапропели, которая фактически является землей. Несколько подобных изделий представлены на рынке. Но те брикеты разрушаются при контакте с водой и стоят дороже — очень дорого обходится их производство из-за необходимости использовать прессовые установки для формовки брикетов.

А наши брикеты можно руками лепить, оборудование нужно менее мощное», — сказал ученый. Также он отметил, что себестоимость тонны разработанного им топлива составляет около 1 тысячи рублей, что в несколько раз дешевле каменного угля. При этом теплотворная способность топливных брикетов практически равна теплотворной способности каменного угля.

«Главная инновация в том, что предложена новая технология. Она состоит из трех этапов. Мы обрабатываем термически исходное сырье без доступа кислорода и получаем в итоге из низкосортного топлива три продукта: топливный газ, который сжигается при работах, углеродистый остаток и смолу, которые используются непосредственно для брикетов», — добавил Табакаев.

Сейчас разработчики на средства гранта федеральной программы «Умник» переходят к разработке промышленного образца автоматизированной линии по производству брикетов. Создание комплекса для производства 20 тонн топлива в сутки — этого хватит, чтобы обеспечить теплом небольшой поселок — обойдется примерно в 6 миллионов рублей. В ближайшее время они планируют найти инвесторов и выйти на рынок.

По словам Табакаева, основными потребителями нового топлива станут жители северных районов области. «Уголь им везти очень дорого: он уже в Томске в 2,5 раза дороже, чем в Кузбассе. Электричество тоже очень дорогое — чуть ли не 5 рублей за кВт.ч», — пояснил Табакаев.

Для справки

Томский политехнический университет основан в 1896 году как Томский технологический институт императора Николая II. В состав вуза сегодня входят 11 учебных институтов, три факультета, 100 кафедр, три НИИ, 17 научно-образовательных центров и 68 научно-исследовательских лабораторий. В вузе обучаются 22,3 тысячи студентов, в том числе 224 студента из 31 страны дальнего зарубежья. В 2009 году ТПУ вошел в число 12 вузов страны, получивших статус национального исследовательского университета.

(РИА-Новости, 23.08.2012)

Описание и область применения

Торфяное топливо «ЛАД» — высококачественное коммунально-бытовое топливо.

Оно не уступает по калорийности дровам, бурому углю, сланцам, низкосортному каменному углю. Теплотворная способность торфяного топлива составляет 3000-3500 ккал/кг.

Торфяное топливо «ЛАД» не выделяет канцерогенных веществ, является экологически чистой продукцией.

Торфяное топливо «ЛАД» рекомендуется использовать для обогрева домов, дач, теплиц, бань, котельных, топки печей, а также приготовления пищи.

Преимущества торфяного топлива:

  • использование торфяного топлива «ЛАД» обеспечивает равномерное, устойчивое и продолжительное горение, малое количество золы (до 5%), отсутствие копоти и сажи;
  • торфяное топливо снижает затраты на отопление по сравнению с дровами (большая теплотворная способность) и каменным углем (меньшее шлакообразование);
  • торфяное топливо — это 100 % органический продукт;
  • торфяное топливо — более экологично при сжигании в сравнении с углем из-за малого содержания серы и золы (шлаков);
  • торфяное топливо не вызывает воспламенения в дымоходах, так как в дыме практически не содержится тяжелого креозота;
  • торфяное топливо безопасно для кожи и глаз человека, т.к. не вспыхивает и не искрит;
  • торфяное топливо при горении не выделяет токсичных газов.

Рекомендации по применению:

  • для разгорания торфяного топлива «ЛАД» следует пользоваться специальными взрывобезопасными жидкостями для розжига, как при использовании древесного угля (полить торфяное топливо, подождать пару минут, чтобы дать впитаться жидкости, и поджечь);
  • при использовании торфяного топлива «ЛАД» для приготовления пищи следует дать прогореть топливу до образования углей;
  • также для растопки торфяного топлива «ЛАД» можно использовать дрова или щепу (положите в печь сначала щепу, топом заполните ее на 2/3 объема торфяным топливом «ЛАД», закройте топочную дверцу, а поддув откройте);
  • после того, как растопите печь (котел), добавьте торфяное топливо «ЛАД» в топку, закройте поддув, заслонку трубы прикройте максимально — это будет зависеть от индивидуальных особенностей вашей печи (котла) — так тепло будет поддерживаться длительное время, торфяное топливо «ЛАД» будет отдавать тепло равномерно и долго;
  • для того, чтобы приноровиться и выбрать для себя оптимальный режим отопления при использовании торфяного топлива «ЛАД» для обогрева домов, дач, теплиц, бань, котельных, топки печей, возможно Вам понадобится повторить эту процедуру несколько раз;
  • образовавшуюся золу рекомендуется использовать как органическое удобрение и раскислитель почвы.

Хранение:

Хранить торфяное топливо «ЛАД» следует на сухих площадках, защищенных от грунтовых и сточных вод, а также от атмосферных осадков, например, на каком-либо настиле, покрыв топливо полиэтиленовой пленкой.

Из чего образуется торф?

Известно, что состоит данный продукт из минеральных и органических частиц, а также не до конца разложившихся травянистых растений. В его составе могут присутствовать ветви деревьев, корни кустарников, мох, кора. Все это служит “сырьем” для образования торфа.

Сам процесс его появления основывается на биохимических сложных процессах – разложении остатков растений. В их разложении участие принимают микроорганизмы (грибки, бактерии). Их деятельность при разложении весьма интенсивна, и именно, благодаря им возможен быстрый распад структуры растений и выщелачивание фитомассы. Именно так и образуется торфогенный слой в почве.

Известно, что самая активная фаза разложения остатков растений осуществляется весной и летом, хотя скорость разложения также во многом зависит от состава самих растений и кислотно-щелочной среды, в которой и происходит данный процесс.

Предлагаем ознакомиться  Отек вымени у коров после отела: как снять, чем лечить?

Около 30% изначальной массы растений становится чистым торфом, остальная часть преобразуется в минеральные вещества, они впоследствии вытекают с потоками внутренних вод или испаряются в атмосферу. Теперь вы знаете, как образуется торф.

Применение в науке

Растительное происхождение торфа впервые установил .

Так как торф достаточно быстро накапливается и хорошо компрессируется при перегнивании, в торфяниках отлагаются привнесённые в него вещества. Поверхность торфяника неровная, и вещества, выпавшие на него, обычно плохо выдуваются обратно ветром. По причине перегнивания и более-менее равномерного сжатия эти вещества хорошо прослеживаются в переслоениях уплотнившегося торфа.

При извержениях выпавшие пеплы хорошо прослеживаются в торфяниках, а органическое вещество торфяников выше и ниже отложившегося пепла поддаётся датировке . В это распространённый метод датировок выпавших вулканических пеплов, который широко применяется в , на , на , на и . Также в прибрежных торфяниках отлагается песок, который выносят волны . Таким образом можно датировать извержения вулканов и крупные цунами, случившиеся 4000 и более лет назад.

Торфяные болота

Отметим, что большое количество этого материала находится на дне болот. Дело в том, что болота могут быть покрыты мхом – сфагнумом, который является одним из многих элементов “сырья”. Торф образуется из сфагнума в результате отмирания и оседания на дно последнего. Также подводные части растений отмирают и тоже падают.

Отметим, что экосистема болота объясняется детям еще в 3 классе. Как образуется торф – одна из тем данного раздела. Совсем не обязательно понимать все тонкости биохимического процесса образования этого материала. Достаточно лишь знать, что он является продуктом гниения отмерших растений.

Литература

  • , , «Энерготехнологическое использование топлива», М., 1956.
  • Торфяные месторождения и их комплексное использование в народном хозяйстве, М., 1970.
  • Использование торфа и выработанных торфяников в сельском хозяйстве, Л., 1972.
  • Торф в народном хозяйстве, М., 1968.
  • Лиштван И. И., Король Н. Т., Основные свойства торфа и методы их определения, Минск, 1975.
  • , Торфяные месторождения, М., «Недра», 1976.
  • A. F. Bowman, Soils and the Greenhouse Effect, 1990.
  • Безуглова О. С. . Удобрения и стимуляторы роста. Дата обращения 22 февраля 2015.
Статьи
  • // Большая российская энциклопедия. Том 32. — М., 2016. — С. 313—314.
  • Торф // Техническая энциклопедия. Том 23. — М.: Советская энциклопедия, 1934. — Стб. 746—763
Нормативные документы

ГОСТ 21123-85 Торф. Термины и определения

(горючие полезные ископаемые)

Угольный ряд
Нефтяной и нафтоидный ряд

Основные виды

Ископаемое
Нефть  и нефтепродукты 
 
и  
Торф 
Возобновляемое и биологическое
Искусственное

Применение в сельском хозяйстве

Раньше торф использовался на тепловых и электростанциях, однако открытие больших месторождений угля и газа отодвинуло на второй план данный материал. Сегодня он активно применяется в сельском хозяйстве для:

  1. Создания эффективных удобрений и стимуляторов роста.
  2. Изготовления таблеток для рассады.
  3. Создания плодородных грунтов.
  4. Создания покрывного материала на зиму.

Учитывая то, из чего образуется торф, не удивительно, что его основное применение сводится к созданию удобрений. И хотя возможно его использование в качестве топлива на электростанциях, от этого уже давно отошли.

Запасы торфа в мире

По разным оценкам, в мире от 250 до 500 млрд тонн торфа (в пересчёте на 40 % ), он покрывает около 3 % площади суши. При этом в северном полушарии торфа больше, чем в южном; заторфованность растёт при движении к северу и при этом возрастает доля верховых торфяников. Так, в площади торфяников занимают 4,8 %, в  — 14 %, в  — 30,6 %.

В доля занятых торфяниками земель достигает 31,8 % в () и 12,5 % — в . Также большое количество залежей торфа есть в Республике Карелия, Республике Коми, ряде западных областей (особенно в Рязанской, Московской, Владимирской областях). Достаточные запасы торфа имеются на (месторождение Морочно-1). Также большие запасы торфа имеются в , , , , , ряде штатов .

По оценкам канадской Peat Resources (2010 год), на первом в мире месте по запасам торфа (170 млрд т) — Канада, на втором — Россия (150 млрд т).

Возобновление торфа в России оценивается в 260—280 млн тонн в год.

Другие области

Также материал может быть использован в качестве адсорбента при загрязнении воды. В медицине его применяют для создания лечебных грязевых ванн и даже для получения медицинских препаратов. Медицинский этиловый спирт, фурфурол, щавелевая кислота и другие вещества получают с его помощью.

Из материала также изготавливают топливные брикеты, которые используются для отопления дома. Его применение возможно и в сфере строительства, в частности при возведении дорожных насыпей. При возведении зданий специального назначения могут использовать торфоизоляционные плиты и торфяные панели.

Еще этот материал могут облагораживать путем сухой перегонки в специальных торфококсовальных печах. При перегонке получают торфяной кокс и побочные продукты в виде смол. Они могут служить ценным сырьем для дальнейшей переработки. В частности, можно получить воск, фенолы, парафины и даже уксусную кислоту.

Теперь вы знаете, как образуется и используется торф, однако это далеко не все сферы его применения. Он может применяться даже как упаковочный материал. Если переработать его до порошкообразного состояния, то он станет отличной “упаковкой” для хранения и транспортировки овощей.

Подробно о способах и видах добычи торфа

Как упоминалось ранее, большее количество месторождений торфа находятся на поверхности. Торф добывают лишь по двум главным схемам:

  • с поверхности земли (вырезание верхнего слоя почвы)
  • из карьеров (с помощью экскаваторов)
Предлагаем ознакомиться  Как делать подарки на новый год

Существует всего 5 видов торфа:

  • фрезерный (отрезной)
  • гидроскреперный
  • гидроторф
  • кусковой
  • багерный

Как и из чего образуется торф? Где применяется? || Что делают из торфа

Фрезерный торф – один из самых распространенных видов. Он добывается на глубине всего 2 см благодаря трактору, который разрыхляет почву, измельчает торф и превращает его в мелкую крошку. Затем торф высыхает на солнце, собирается в валки, и затем разрыхляется еще один слой. После каждого такого процесса, торф добывается на одном и том же месте еще 5 – 6 раз.

Кусковой торф получают экскаваторным путем. Каждый такой кусок торфа весит не менее 500 г. Данный способ добычи практически не отличается от предыдущего способа, но единственное отличие заключается в том, что он нуждается в погодных условиях. Кусковой торф можно добывать в любое время года. Такой торф добывают из глубины 50 см с помощью специального диска с цилиндром, в котором прессуется торф.

Гидроторф получают гидравлическим путем, который впервые был предложен в 1914 году, как это упоминалось ранее.

Резной торф добывают из торфяных кирпичей ручным способом, иногда машинно-формовочным.

Что касается транспортировка торфа с мест добычи, то она проводится после окончательного высушивание торфа и вывозится железнодорожным узкоколейным путем. Для сельскохозяйственных целей, торф транспортируется автотранспортным путем.

Способы добычи бурого угля аналогичны для всех ископаемых углей. Различают открытый (карьерный) и закрытый. Наиболее старый метод закрытой добычи – штольни, наклонные скважины до угольного пласта небольшой мощности и неглубокого залегания. Применяется в случае финансовой неэффективности устройства карьера.

Шахта – вертикальная или наклонная скважина в толще породы от поверхности до угольного пласта. Данный способ используется при глубоком залегании угленосных пластов. Характеризуется высокой себестоимостью добываемых ресурсов и высокой аварийностью.

Добыча открытым способом ведется при относительно небольшой (до 100 м) глубине залегания угольного пласта. Открытая или карьерная добыча наиболее экономичная, на сегодняшний день таким способом добывается примерно 65% всего угля. Главный минус карьерной выработки – большой урон окружающей среде. Добыча бурого угля преимущественно ведется открытым способом ввиду небольшой глубины залегания.

Первоначально осуществляется удаление вскрыши (слоя пород над угольным пластом). После этого производится отбойка угля буровзрывным методом и его транспортировка специализированным (карьерным) автотранспортом с места добычи. Вскрышные работы, в зависимости от величины и состава слоя, могут осуществляться бульдозерами (при рыхлом слое незначительной толщины) или роторными экскаваторами и драглайнами (при более толстом и плотном слое породы).

Разновидности

Сортов и разновидностей бурого угля достаточно много, среди которых выделяют несколько основных:

  1. Обычный бурый уголь, консистенция плотная, матового бурого цвета.
  2. Бурый уголь землистого излома, легко стирающийся в порошок.
  3. Смолистый, очень плотный, темно-бурый, иногда даже иссиня-черный. В изломе напоминает смолу.
  4. Лигнит, или битуминозное дерево. Уголь с хорошо сохранившейся растительной структурой. Иногда встречается даже в виде целых стволов деревьев с корнями.
  5. Дизодил – бурый бумажный уголь в виде истлевшей тонкослоистой растительной массы. Легко разделяется на тонкие листы.
  6. Бурый торфяной уголь. Напоминающий торф, с большим количеством посторонних примесей, иногда напоминающий землю.

Процентное соотношение золы и горючих элементов у различных видов бурого угля варьируется в широких пределах, что и определяет достоинства горючего материала той или иной разновидности.

Экологические функции

Торфообразование продолжается и в настоящее время. Торф выполняет важную экологическую функцию, накапливая продукты и таким образом аккумулируя в себе атмосферный .

После осушения торфяной залежи из-за доступа кислорода в торфе начинается активная деятельность , разлагающих его органическое вещество. Этот процесс называется , в ходе него углекислый газ выделяется со скоростью, на порядок превосходящей скорость его аккумуляции в ненарушенном болоте.

Опасность представляют , которые могут произойти в осушённых торфяниках.

На торфяных залежах образуются органогенные торфяные почвы. Оторфованность может наблюдаться в верхних минеральных почв при длительном переувлажнении или в холодном климате.

При затоплении торфяников водами водохранилищ, массы торфа иногда всплывают, образуя .

В чем заключается процесс пиролиза торфа.

Процесс пиролиза торфа называется также газификацией или газогенерацией. Данный процесс происходит при температуре от 800 до 1300 град С.

Суть данного процесса заключена в производстве горючего газа при помощи нагрева сырья до определенной температуры при ограниченном доступе кислорода. В результате данного процесса, происходящего в топочных устройствах, ограничивающих приток воздуха извне можно получить такие вещества как:

  • Монооксид углерода
  • Метиловый газ
  • Водород
  • Метан
  • Газообразные углеводороды
  • И иные компоненты в самых различных пропорциях.

Давайте рассмотрим, чем отличается данный процесс от обыкновенного горения торфа.

Если при сжигании торфа в обычной печи обеспечить приток необходимого количества кислорода, то в результате такого сжигания образуется двуокись углерода, вода, зола (количество которой соответствует содержанию неорганических веществ в исходном торфе) и тепло.

Но если после начала процесса горения поступление воздуха будет ограничено, то горение будет продолжаться, но продукты горения будут немного другими. В результате получается вода, газообразный водород и монооксид углерода. При этом будет выделяться тепло, способствующее продолжению процесса горения.

Полученный путем пиролиза торфа газ состоит из водорода, метана, моноксида и диоксида углерода, небольшого количества углеводородных соединений высокого порядка, например такого как этан, и различные примесей, например таких как смолы и частицы золы.

В отличие от гораздо большого объёма исходного торфа, полученный из него путем пиролиза газ более удобен для хранения и транспортировки. Генераторный газ может быть использован для получения тепловой и электрической энергии и в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания после его очистки. Кроме этого, после дополнительной очистки от H2S, CS2 и CO2 —генераторный газ может быть использован в производстве аммиака как источник водорода. Также возможно и дальнейшая переработка генераторного газа с целью получения из него жидких видов топлива.

Предлагаем ознакомиться  Как снизить давление народными средствами быстро: лучшие способы лечения в домашних условиях

Бурый уголь

Бурый уголь является в виде плотной, землистой, деревянистой или волокнистой углистой массы с бурой чертой, со значительным содержанием летучих битуминозных веществ. В нем часто хорошо сохранилась растительная древесная структура; излом раковистый, землистый или деревянный; цвет бурый или смоляно-черный;

легко горит коптящим пламенем, выделяя неприятный своеобразный запах гари; при обработке едким калием дает темно-бурую жидкость. При сухой перегонке образует аммиак, свободный или связанный с уксусной кислотой. Удельный вес 0,5—1,5. Средний химический состав, за вычетом золы: 50—77% (в среднем 63%) углерода, 26—37% (в среднем 32%) кислорода, 3—5% водорода и 0—2% азота.

На фото ниже — бурый уголь.

От каменного угля бурый уголь, как показываетназвание, отличается цветом (то более светлым, то более темным); есть, правда, и черные разновидности, но они в порошке в таком случае все-таки являются бурыми, между тем как антрацит и каменный уголь всегда дают черную черту на фарфоровой пластинке. Существенное отличие от каменного угля заключается в менее высоком содержании углерода и значительно большем содержании битуминозных летучих веществ.

Торфяная промышленность

Ресурсы торфа охватывают около 400 млн. гектаров, однако в эксплуатацию введено лишь около 300 млн. гектаров. Добычей торфа занимается всего 23 стран мира. Лидирующими из них являются России, в которой сосредоточено около 150 млн. гектаров и Канада, где торфяные угодия составляют 110 млн. гектаров. Торф – возобновляемый ресурс и его образуется гораздо больше, чем затрачивается.

На топливо тратится всего лишь 30% мирового запаса торфа, остальные 70% применяются для садоводства и сельского хозяйства. Верхний торфяной слой обладает подходящими свойствами для животноводства, цветоводства, растениеводства и овощеводства в тепличных условиях. Торф играет важную роль на мировом рынке, особенно растительный торф, который больше всего экспортируется.

В Тверской области сосредоточено самое крупное месторождение торфа – 21%. Благодаря этому, Тверская область полностью обеспечивается энергией и плодородием почв. ОАО «Тверьторф» выпускает самое большое количество торфяной продукции по всей России. В 90-х годах, добыча минерала значительно упала. В связи с кризисом, оборудование перестало обновляться, мощность предприятий, специализированных на торфах также уменьшилась. Сегодня показатели добычи стараются возобновить, однако процесс требует значительного финансирования и больше рабочей силы.

Главнейшей проблемой, связанной с торфяной промышленностью, является разработка нормативно-правовой и законодательной базы. Существуют некие противоречия в правовом статусе торфяных залежей, в котором не хватает четкости применения кредитов, предоставленных налоговой службой. Также заметны недочеты в расчетах платежей и налогах на земельный участок. Поэтому сегодня торфяная промышленность претерпевает серьезный застой.

Российское правительство поставило цель до 2030 года увеличить уровень добычи и переработки торфа для улучшения коммунально-бытовых, смежных и сельскохозяйственных условий. Первым необходимым критерием является усовершенствовать промышленную базу, т.е. разработать новое оборудование, только тогда торф смогут эффективно применять на электростанциях, специализирующихся на теплоснабжении.

В будущем, из-за своих полезных свойств, торф смогут применять в медицине. Торфяной экстракт обогащен минералами, поэтому его свойства отлично подходят к человеческому организму, особенно лечебно воздействует на кожу и подкожные ткани. К 2030 году будет предусмотрено восстановление торфяной базы, постройка котельных и тепловых электростанций в дальних регионах, главным ресурсом которых станет торф.

Торфяная промышленность представляет собой категорию промышленности, которая обеспечивает страну топливом, а также удобрениями. Сегодня, торф, используют в сельском хозяйстве, на химических предприятиях, электростанциях.

Так что же собой представляет торф? Торф имеет характерный бурый цвет. Он образовывается в течении долгого времени из практически разложившихся остатков растений, в основном мхов. Месторождениями торфа являются болота и водоемы, которые почти заросли. В России, территории с наличием торфа располагаются в лесах.

Напомним, что в 2010 году в России произошел страшный пожар, связанный с возгоранием торфяных территорий, в результате чего пострадали леса. После инцидента, стало очевидно, что торфяная промышленность будет еще долго восстанавливаться.

Сейчас во всем мире получают приблизительно 25 млн. тонн торфа. В 1985 году добыча торфа достигла апогея, а именно за год было получено 380 млн. тонн. Однако, начиная с 90-х годов, уровень добычи минерала значительно упал до 29 млн. тонн.

Торфяная земля

Из верхового, реже из низинного разложившегося торфа заготавливаются торфяная земля и торфяной перегной, используемые в и декоративном .

Торф улучшает плодородие земли. Для употребления в качестве компонента почвенных смесей для комнатных и оранжерейных растений дернины торфа выветривают в низких и широких кучах три года, поскольку в свежевыкопанных торфяных дернинах имеются вредные для большинства растений вещества (). Для ускорения выветривания и вымывания кислот производят регулярное перелопачивание.

Происхождение

из чего образуется торф

Уголь бурый образуют слои залежей осадочных пород – флецы, часто большой мощности и протяженности. Материалом для формирования бурого угля служат различного рода пяльпы, кониферы, деревья и торфяные растения. Отложения этих веществ постепенно разлагаются без доступа воздуха, под водой, под шапкой смеси глины и песка.

Процесс тления сопровождается постоянным выделением летучих веществ и постепенно приводит к обогащению растительных остатков углеродом. Уголь бурый – одна из первых стадий метаморфизма таких растительных отложений, после торфа. Дальнейшие стадии – каменный уголь, антрацит, графит. Чем длительней процесс, тем ближе состояние к чистому углерод-графиту. Так, графит относится к азойской группе, каменный уголь – к палеозойской, бурый уголь — преимущественно к мезозойской и кайнозойской.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Наверх
Adblock detector