Zde najdete referáty,seminárky atd.

Uhlí

je hnědá, černá nebo hnědo-černá hořlavá hornina. Získává se dolováním z povrchových nebo hlubinných dolů a používá se jako palivo. Uhlí je složeno především z uhlíku, obsahuje však také další chemické prvky především síru a příměsi radioaktivní (uran a thorium). Od doby průmyslové revoluce je uhlí především důležitou energetickou surovinou. Velká část světové výroby elektřiny (40%) využívá spalování uhlí, které probíhá v klasických uhelných respektive v tepelných elektrárnách. Uhlí se kromě výroby elektrické energie používá také k vytápění a ohřevu vody (výroba technologického tepla), uhlí je také velmi cennou primární surovinou pro mnoho odvětví chemického průmyslu.

Uhlí vzniklo z rostlinných a živočišných zbytků, které byly uloženy v anaerobních vodních prostředích, kde nízké hladiny kyslíku bránily jejich kompletnímu rozkladu a oxidaci (hnití).

Uhlí je nejčastěji používaný tuhý materiál pro výrobu tepla spalováním. Světová spotřeba uhlí je 5200 milionů tun ročně, z toho 75% je využíváno pro výrobu elektřiny. Region Číny a Indie ročně spotřebuje 1500 milionů tun a předpokládá se, že v roce 2025 bude jejich spotřeba převyšovat 2700 milionů tun ročně. V USA se ročně spotřebuje 1000 milionů tun, z toho 90% pro výrobu elektřiny.

Při výrobě elektřiny se spaluje uhlí v kotli,kde se ohřívá voda na vodní páru, která roztáčí parní turbíny a elektrické generátory respektive alternátory. Při současné spotřebě vystačí zásoby uhlí na mnoho stovek let.

Vysoké ceny ropy a zemního plynu zvyšují zájem o „BTU konverzi“ – technologie jako zplyňování, zkapalňování a tuhnutí. V minulosti bylo uhlí používáno na výrobu svítiplynu, který byl dopravován ke spotřebitelům potrubím a byl využíván na svícení, vaření i topení. Dnes je svítiplyn nahrazen bezpečnějším zemním plynem. Jižní Afrika stále využívá zplyňování uhlí pro mnoho petrochemických potřeb.

Uhlí může být zpracováno na kapalná paliva jako benzín nebo nafta několika různými způsoby.

Fischer-Tropschův proces – syntéza kapalných uhlovodíků – byl použit v nacistickém Německu nebo v jižní Africe, protože tyto země byly politicky izolované a neschopné koupit surovou ropu. Uhlí může být zplyňované na syngas (vyvážená čištěná směs CO a H2 plynů) a syngas zkapalněný Fischer-Tropschovou metodou na lehké uhlovodíky, které jsou dále zpracovávány na benzín a naftu. Syngas může být také převedený na methylalkohol, který může být použitý jako palivo nebo přísada do paliva.

Přímé kapalnění Bergiusovým procesem – kapalnění hydrogenací – je také dosažitelné, ale není užívané vně Německa, kde byly oba tyto procesy ovládané během první a druhé světové války.

Dalším způsobem výroby kapalných uhlovodíků je nízkoteplotní karbonizace (LTC). Uhlí je dopované v teplotách mezi 450 a 700 °C ve srovnání s 800 až 1000 °C pro hutnický koks. Tyto teploty jsou optimální pro výrobu kamenouhelných dehtů. Na rozdíl od klasického dehtu obsahuje mnohem více lehkých uhlovodíků. Kamenouhelný dehet je potom dále zpracováván na paliva. Proces byl vyvinut Lewisem Karrickem roku 1920.

Zachytávat oxid uhličitý uvolňovaný těmito procesy je mnohem snadnější než filtrování ze spalin vzniklých spalováním uhlí se vzduchem, kde je smíchaný s dusíkem a dalšími plyny.

Spalování uhlí produkuje oxid uhličitý spolu s proměnným množstvím oxidu siřičitého v závislosti na kvalitě. Oxid siřičitý reaguje s vodou za tvorby kyseliny siřičité. Jestliže se dostane do atmosféry, reaguje s vodní párou a vrací se na zem ve formě kyselých dešťů. Emise z uhelných elektráren představují největší umělý zdroj oxidu uhličitého a tím výrazně přispívají ke globálnímu oteplování. Moderní elektrárny využívají mnoho technik pro omezení škodlivosti odpadních látek a zvýšení účinnosti. Ačkoli jsou tyto techniky široce využívány v některých zemích, jsou pořád příliš drahé. Uhlí také obsahuje mnoho stopových prvků včetně arsenu a rtuti, které jsou nebezpečné pokud se dostanou do ovzduší. Uhlí také obsahuje malé množství uranu, thoria a dalších přirozeně se vyskytujících radioaktivních izotopů, jejichž vypuštění do ovzduší může vést k radioaktivnímu zamoření. I když jsou tyto prvky v uhlí pouhými stopovými nečistotami, způsobují, že v okolí uhelných elektráren je úroveň radioaktivního záření mnohdy vyšší než v okolí elektráren jaderných.Uhlí se v České republice nachází hlavně v Ostravsko-karvinském regionu (vysoce kvalitní černé uhlí), těží se ale již pouze na Karvinsku. Dále pak ve dvou pánvích pod Krušnými horami se vyskytuje hnědé uhlí. Jedná se o Mosteckou uhelnou pánev a Sokolovskou uhelnou pánev. Hnědé uhlí (těžba 2006 cca 50 mil. tun ročně) se prakticky všechno spotřebuje v České republice, černé uhlí (těžba cca 13 mil. tun) se ze 40% vyváží. Lignitové doly se nacházejí na Břeclavsku a Českobudějovicku (Mydlovary). Malé černouhelné pánve - kdysi hojně využívané a dnes již fakticky opuštěné - se nachází jihozápadně od Brna (Rosice, Oslavany), dále mezi Kladnem a Rakovníkem či Plzní, malé ložisko černého uhlí se též nachází v Podkrkonoší u Žacléře. Uhelné sloje malých mocností lze nalézt na mnoha jiných místech České republiky (třeba na Lounsku, Litoměřicku a Mělnicku a jinde), tyto malé sloje se ale prozatím pro těžbu vůbec nehodí především z ekonomických důvodů (zde jsou předpokládané neúměrně vysoké investiční a provozní náklady na jejich těžbu).