Анрацит как самый эффективный твердый природный энергоноситель

ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный университет им. Н.Г.Чернышевского»

Кафедра нефтехимии

И техногенной безопасности

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине «Химия нефти и газа»

АНТРАЦИТ КАК САМЫЙ  ЭФФЕКТИВНЫЙ ТВЕРДЫЙ ПРИРОДНЫЙ  ЭНЕРГОНОСИТЕЛЬ

Студента 4 курса Института химии

Скокино Ирины Эдуардовны

Научный руководитель к.х.н., доцент ______________ Ромаденкина С.Б.

Зав. Кафедрой д.х.н., профессор          ______________ Кузьмина Р.И.

Саратов 2012

Содержание

Введение           3

1. Образование угля         4

2. Классификация углей        8

3. Технический анализ углей       14

4. Переработка углей         20

5. Применение антрацита        25

Заключение          28

Список использованной литературы      29

Введение

Я выбрала данную тему курсовой работы, потому что считаю, что у угля антрацит большие перспективы применения во многих областях. Антраци́т— самый древний из ископаемых углей, уголь наиболее высокой степени (метаморфизма). Лучший сорт каменного угля, отличающийся черным цветом, сильным блеском, большой теплотворной способностью. Высшая разновидность угля – твердого горючего полезного ископаемого, образованного из растительных остатков растений в результате гумификации и углефикации.

Целью моей курсовой работы является рассказ о свойствах антрацита и углей в целом, классификации углей, а так же применении и переработки. Одним из интересных пунктов работы – Парогазовая установка с пиролизом угля. Я ознакомлю с ее принципом работы, технологической схемой и рядом преимуществ и недостатков этой установки.

1.Образование угля

Для образования  угля необходимо обильное накопление растительной массы. В древних торфяных болотах, начиная с девонского периода, накапливалось органическое вещество, из которого без доступа кислорода формировались ископаемые угли. Большинство промышленных месторождений ископаемого угля относится к этому периоду, хотя существуют и более молодые месторождения. Возраст самых древних углей оценивается примерно в 350 миллионов лет.

Уголь образуется в условиях, когда гниющий растительный материал накапливается быстрее, чем  происходит его бактериальное разложение. Идеальная обстановка для этого  создаётся в болотах, где стоячая вода, обеднённая кислородом, препятствует жизнедеятельности бактерий и тем самым предохраняет растительную массу от полного разрушения. На определённой стадии процесса, выделяемые в ходе его кислоты предотвращают дальнейшую деятельность бактерий. Так возникает торф — исходный продукт для образования угля. Если затем происходит его захоронение под другими наносами, то торф испытывает сжатие и, теряя воду и газы, преобразуется в уголь.

Под давлением  наслоений осадков толщиной в 1 километр из 20-метрового слоя торфа получается пласт бурого угля толщиной 4 метра. Если глубина погребения растительного  материала достигает 3 километров, то такой же слой торфа превратится в пласт каменного угля толщиной 2 метра. На большей глубине, порядка 6 километров, и при более высокой температуре 20-метровый слой торфа становится пластом антрацита толщиной в 1,5 метра.

В результатах  движения земной коры угольные пласты испытывали поднятие и складкообразование. С течением времени приподнятые части разрушались за счёт эрозии или самовозгорания, а опущенные сохранялись в широких неглубоких бассейнах, где уголь находится на уровне не менее 900 метров от земной поверхности.

Газификация угля – производство горючего (технологического) газа при неполном окислении органической массы угля, имеет давнюю историю  с периодами бурного развития и спадами. Впервые горючий газ из угля получил англичанин Мэрдок в 1792 г. как попутный продукт при производстве       Уголь в основном применяется в качестве топлива. До недавнего времени значительная его часть сжигалась для обогрева домов. Сегодня уголь используется преимущественно для получения электроэнергии или в производственных процессах. Однако до начала широкомасштабной добычи природного газа многие страны получали газ из угля. Этот метод по-прежнему применяется в странах, не имеющих газовых месторождений.

Получение каменноугольного газа связано с производством  кокса — бездымного топлива, необходимого для плавления железной руды. Кокс получают, нагревая уголь в герметичных  печах, где он не горит ввиду отсутствия кислорода. Но при этом под действием тепла вытесняются аммиак, каменноугольная смола, газ. и лёгкие масла, и остаётся лишь твёрдое вещество. Это и есть кокс.

Уголь служит сырьём для различных изделий. Аммиак, каменноугольная  смола и лёгкие масла, получаемые при производстве кокса, используются для изготовления красок, антисептиков, медикаментов, моющих средств, духов, удобрений, гербицидов, ядохимикатов и бытовой химии. Из угля можно получать даже заменитель сахара — сахарин.

Существуют  три основных типа ископаемого угля. Степень его изменения по сравнению с изначальным торфом определяет уровень сто метаморфизма (или углефикации). Меньше всего изменился лигнит, или бурый уголь. В нем содержится наименьшее количество углерода (около 30%), а при его сгорании образуется много дыма и выделяется мало тепла. Самым распространённым и теплоёмким является битуминозный уголь, отличающийся большим разнообразием сортов. Обычно в пластах этого угля перемежаются тусклые и глянцевитые прослойки. Глянцевитые прослойки образовались из остатков деревьев, а тусклые — из более мелкой растительности. В битуминозном угле содержится мягкое вещество, напоминающее древесный уголь; именно оно пачкает нам руки.

У антрацита  наивысшая степень метаморфизма. Он на 98% состоит из углерода и отличается высокой твердостью и чистотой. Его трудно зажечь, но при горении он даёт очень горячее пламя с малым количеством дыма. Большая часть залежей угля образовалась 360–286 млн. лет назад, причём его было так много, что геологи назвали этот период каменноугольным. Источником угольных месторождений были доисторические тропические леса, произраставшие в болотистой местности и отличавшиеся от современных. В большинстве своём они состояли из гигантских древовидных папоротников, а также из крупных хвощей и ряда более мелких растений.

Отмиравшие  древовидные папоротники и прочая растительность осыпались в болота. В болотной воде очень мало кислорода, ускоряющего процесс разложения бактериями органического материала, поэтому медленно гниющие деревья  превращались в торф — первая стадия образования угля. В процессе торфообразования выделялся метан, или болотный газ.

Торф, уплотняясь, превращался в уголь. Из слоя торфа  толщиной 10–15 м образуется тонкий (около 1 м) пласт угля. Первый этап уплотнения проходил в древних болотах по мере того, как появлялись все новые слои гниющей растительности, под массой которых спрессовывались нижние пласты.

В каменноугольный  период происходило поднятие земной коры, в результате накапливались  поверх торфа. Впоследствии слои грунта и торфа были погребены под морскими водами, а затем вновь вышли на поверхность.

Образовывались  другие болота, где появлялись новые  отложения торфа. Этот процесс, называемый циклическим осадконакоплением, повторялся много раз. В угольных районах  имеется ряд расположенных один над другим пластов угля, разделённых слоями осадочных пород. Толщина этих пластов колеблется от нескольких миллиметров до многих метров.

Уголь считается  самой необычной породой по двум причинам. Во-первых, он образуется из органического материала некогда живой ткани — и, во-вторых, в отличие от других пород, он может гореть и выделять тепло.

Добыча угля связана с риском для жизни, и, несмотря на строгие меры безопасности, ежегодно под землёй погибают сотни  шахтёров. Да и сжигание угля чревато  экологическими последствиями и приводит ко многим заболеваниям. Угольные газы также содержат соединения серы, вызывающие кислотные дожди. В результате наносится вред растительности, гибнет рыба и другие представители водной фауны, разрушаются здания.

Углекислый газ — один из основных продуктов сжигания угля. Он относится к газам, являющимся причиной «парникового эффекта»: тепло поглощается атмосферой, а не уходит в открытый космос, вследствие чего происходит глобальное потепление климата[1].

2.Классификация углей

Одним из важнейших  направлений стандартизации углей  является их классификация по маркам и технологическим группам, по размеру  кусков, группам степени окисленности и другим признакам.[2] Классификация по маркам и технологическим группам построена по принципу возрастающей углефикации от бурого угля до антрацита. Углефикация – фаза углеобразования, в которой торф последовательно превращается в бурый, каменный уголь и антрацит. Степень углефикации – характер и глубина диагенеза и метаморфизма угля. В зависимости от параметров, устанавливаемых нормативно-технической документацией, различают три степени углефикации: низшую, среднюю и высшую. Марка угля – условное обозначение разновидности угля, близкого по генетическим признакам, основным энергетическим и технологическим свойствам. Бурый уголь – уголь низшей степени углефикации, образующийся из торфа в результате диагенеза. Каменный уголь – уголь средней степени углефикации, образующийся из бурого угля в результате метаморфизма. Каменный уголь в порядке возрастания степени углефикации разделяется на следующие марки: Д – длиннопламенный, Г – газовый, Ж – жирный, К – коксовый, ОС – отощенный спекающийся, СС – слабоспекающийся, Т – тощий, ГЖ – газовый жирный, КЖ – коксовый жирный и др. Антрацит относится к углю высшей степени углефикации, образующегося из каменного угля в результате метаморфизма. Классификация на группы по степени окисленности. В угольной промышленности действует два стандарта, устанавливающие группы по степени окисленности: ГОСТ 14834-76 и ГОСТ 10020-83. ГОСТ 14834-76 распространяется на окисленные бурые угли в зависимости от высшей теплоты сгорания в сухом беззольном состоянии топлива и массовой доли общей влаги в рабочем состоянии топлива устанавливает группу окисленности. ГОСТ 10020-83 распространяется на окисленные каменные угли и антрацит, добываемые открытым способом, и устанавливает классификацию по группам в зависимости от величины относительного уменьшения высшей теплоты сгорания на сухое беззольное топливо и количества выветренной массы угля. Группа по степени окисленности угля указывается в документе о качестве. Классификация по размеру кусков. Механизация добычи приводит к увеличению содержания мелочи и дефициту средне- и крупнокускового топлива. Пылеподавление в шахтах повышает влажность углей, что затрудняет их рассортировку. ГОСТ 19242-73 «Угли бурые, каменные и антрацит. Классификация по размеру кусков».

Ископаемые угли - 1 бурые, 2 каменные, 3 антрациты[3].

Бурый уголь(лигни́т)  - низший член общего генетического ряда ископаемых углей; мягкие, плотные, полевой, коричневый; твёрдый ископаемый уголь, образовавшийся из торфа,  влажность 60%; характеризуется цветом, содержание углерода 63-71%, теплота сгорания 25,5-33,5 МДж/кг. Используется как местное топливо, а также как химическое сырье[4].

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.

Средний химический состав:

Углерод 69%

Водород 5,2%

Кислород 25%

Азот 0,8%

Как топливо, бурый уголь употребляется значительно меньше, чем каменный уголь. В последнее время стали добывать из бурого угля светильный газ. Сухой перегонкой из многих бурых углей, в особенности так называемых «Schwehlkohle» Саксонии и Силезии, добываются парафин, карболовая кислота, креозот и тому подобные продукты. Буроугольный дёготь, в отличие от каменноугольного, в качестве красящего вещества не годится. Некоторые плотные разновидности легко полируются и годны для токарных поделок; еще в древности этим пользовались[5].

Антрацит (греч. ανθραξ -- уголь)-горит без пламя, дыма и запаха. Высококачественное энергетическое топливо.  наиболее углефицированная разновидность ископаемого угля, содержащий углерода 89-98%, плотная порода, серовато-черного цвета с ярким металлическим блеском, теплота сгорания 33.5-35.2 МДж/кг[4].

Антрацит не самовозгорается  и выдерживает перевозки на значительные расстояния. Присутствующий в разных районах Донецкого каменноугольного бассейна в виде слоев значительной мощности, главным образом в отложениях карбоновой и пермской систем.

Антрацит широко применяется  как высококачественное энергетическое топливо, а также как сырье в черной (используют так называемый термический антрацит, Получаемый путем прокаливания антрацита особого сорта в шахтных печах при температуре до 1350 ° C) и цветной металлургии, химической и электротехнической промышленности и т.д. Антрацит - углеродистая сырья при изготовлении абразивов, Восстановители, электродов. В Украине доступно на Донбассе (Восточный Донбасс). В структуре балансовых запасов угля Украины антрациты составляют 11,3%.

Месторождение углей  Антрацит на Украине находится в  Луганской и Донецкой областях. Добыча производится в шахтах глубиной до 1500 м., из шахты уголь попадает на углеперерабатывающие предприятия (Горно – обогатительные фабрики), где он обогащается и сортируется по фракциям (размерам кусков) и затем поступает потребителям. По своим теплотворным качествам уголь Антрацит превосходит все каменные угли - 8200 ккл/кг, для сравнения природный газ 7000 ккл/кг. Уголь Антрацит самый твердый из всех углей , летучих веществ при горении выделяется всего до 5%. Антрациты используются в различных сферах деятельности человека- в промышленном производстве (варят металл , производят электроэнергию, сахар, химическую продукцию и др.), в коммунальной сфере (отопление, нагрев воды и др.), для индивидуального отопления , а также из Антрацитов делают фильтранты для очищения воды , стоков и др[5].

Древесный уголь - это один из основных видов нашей продукции. Уголь древесный из твердых пород лиственных деревьев, в основном береза, а также осина и дуб. Уголь изготовлен в специальной пиролизной печи методом безкислородного сжигания качественной древесины. Древесный уголь - это твёрдый микропористый высокоуглеродистый продукт, образующийся при пиролизе древесины. Технология производства древесного угля - нагревание древесины в печах без доступа кислорода.

Древесный уголь  не образует открытого пламени и  дыма, он дает только жар. Поэтому при  использовании древесного угля время  приготовления блюд сокращается, поскольку  не нужно ждать, пока дрова перегорят, а теплоотдача древесного угля очень  велика - до 3100 кДж/кг

Показатели  древесного угля:

Массовая доля воды –  не более 7%

Массовая доля золы – не более 3,5%

Массовая доля нелетучего углерода – не менее 80%

Фракция  - 20-80мм.

Белый уголь («хакутан», «сиродзуми»  или «бинтётан», «бинтёдзуми») разновидность древесного угля, изготовленного из очень плотного каменного дуба, произрастающего на Дальнем Востоке на сопках. Пользуется особым спросом в Японии и Южной Корее.

Каменный уголь — осадочная порода, представляющая собой продукт глубокого разложения остатков растений (древовидных папоротников, хвощей и плаунов, а также первых голосеменных растений). Большинство залежей каменного угля было образовано в палеозое, преимущественно в каменноугольном периоде, примерно 300—350 миллионов лет тому назад.

Уголь каменный исторически является первым видом ископаемого топлива. Использование каменного угля позволило совершить промышленную революцию, которая способствовала развитию угольной промышленности. Так к середине двадцатого века около половины производимой энергии в мире получали за счет использования угля.

Добыча каменного угля —  трудоемкий процесс. Способ добычи определяется глубиной залегания угля. Если угольный пласт находится на глубине не больше 100 метров, разработка ведется открытым способом в угольных разрезах. При больших глубинах залегания угольное месторождение разрабатывается подземным способом, и для добычи угля используются шахты.

Уголь разных марок обладает различными свойствами. Совершено, очевидно, что при сжигании эти различия будут обязательно проявляться. И их необходимо знать и учитывать при подборе угля и выборе режимов сжигания.

Органическая (горючая) масса угля это – летучие вещества и твердый (коксовый) остаток. Летучие вещества составляют от 60% и более для бурого угля до нескольких процентов в антрацитах.

По химическому составу каменный уголь представляет смесь высокомолекулярных полициклических ароматических соединений с высокой массовой долей углерода, а также воды и летучих веществ с небольшими количествами минеральных примесей, при сжигании угля образующих золу. Ископаемые угли отличаются друг от друга соотношением слагающих их компонентов, что определяет их теплоту сгорания. Ряд органических соединений, входящих в состав каменного угля, обладает канцерогенными свойствами. Содержание углерода в каменном угле, в зависимости от его сорта, составляет от 75 % до 95 %.[6]

3.Технический анализ углей

Все виды твердых горючих  ископаемых объединяют в себе две  составляющие: органическое вещество и минеральные компоненты, которые прежде рассматривали как балласт, но теперь все чаще считают источником ценного минерального сырья, в частности редких и рассеянных элементов. Для оценки возможностей и режимов переработки горючих ископаемых применяют технический анализ, позволяющий определить направления использования их как энергетического и химического сырья. Под техническим анализом понимается определение показателей, предусмотренных техническими требованиями на качество угля.

В технический анализ обычно объединяются методы, предназначенные для определения в углях и горючих сланцах зольности, содержания влаги, серы и фосфора, выхода летучих веществ, теплоты сгорания, спекаемости и некоторых других характеристик качества и технологических свойств. Полный технический анализ проводится не всегда, часто бывает достаточно провести сокращенный технический анализ, состоящий в определении влажности, зольности и выхода летучих веществ.

Влажность

В связи с тем, что  молекулы воды могут быть связаны  с поверхностью угля силами разной природы (абсорбция на поверхности и в порах, гидратирование полярных групп макромолекул, вхождение в состав кристаллогидратов минеральной части) при разных способах выделения влаги из угля получаются различные величины его обезвоженной массы и, соответственно, разные значения влажности.

Масса угля с содержанием  влаги, с которым он отгружается  потребителю, называется рабочей массой угля, а влага, которая выделяется из нее при высушивании пробы до постоянной массы при 105°C, называется общей влагой рабочей массы угля.

Содержание влаги в  горючем ископаемом характеризуется  его влажностью. Эта величина выражается отношением массы выделившейся при температуре обезвоживания влаги к массе анализируемого образца. Влажность обозначается буквой W (Wasser).

Влага угля снижает полезную массу при перевозках, на ее испарение  тратится большое количество тепла  при сжигании топлива, кроме того, зимой влажный уголь смерзается.

Общее содержание влаги  меняется в зависимости от степени  углефикации ископаемого в следующем  ряду.

Торф > Бурые угли > Антрациты > Каменные угли.

Зольность

В ископаемых углях содержится значительное количество (2-50 %) минеральных  веществ, образующих после сжигания золу. Зольный остаток образуется после прокаливания угля в открытом тигле в муфельной печи при температуре 850±25°С. Зола на 95-97% состоит из оксидов Al, Fe, Ca, Mg, Na, Si, K. Остальное - соединения P, Mn, Ba, Ti, Sb и редких и рассеянных элементов.

Зольность обозначатся  буквой Аd (Asche) и выражается в мас.%. Суммарное содержание влаги и  золы называют балластом. Содержание собственно минеральных веществ обозначается буквой М. Оно определяется с помощью  физических и физико-химических методов (например, микроскопический, рентгеноскопический, радиоизотопный).

Летучие вещества

Летучие вещества - паро- и газообразные продукты, выделяющиеся при разложении органического вещества твердого горючего ископаемого при  нагревании в стандартных условиях. Выход летучих веществ обозначается символом V (volativ), выход на аналитическую пробу Va, на сухое вещество Vd, сухое и беззольное Vdaf. Эта характеристика важна для оценки термической устойчивости структур, составляющих органическую массу угля. Выход летучих веществ при прокаливании послужил основой для одной из классификаций углей по маркам.[7]

Таблица 1. Марки углей

Теплота сгорания

Теплота сгорания - это  основной энергетический показатель угля. Она определяется экспериментально путем сжигания навески угля в  калориметрической бомбе или расчетным путем по данным элементного анализа.

Различают высшую теплоту  сгорания угля Qs как количество теплоты, выделившееся при полном сгорании единицы  массы угля в калориметрической  бомбе в среде кислорода и  низшую удельную теплоту сгорания Qi как высшую теплоту сгорания за вычетом теплоты испарения воды,выделившейся и образованной из угля во время сгорания. Высшая теплота сгорания часто определяется на беззольное состояние угля Qsaf, а низшая на рабочее состояние Qir. Д.И. Менделеевым была предложена формула для расчета высшей теплоты сгорания по данным элементного анализа (кКал/кг):

Qsaf=81°С+300Н-26(О-S), где С,  Н, О, S - массовая доля элементов  в веществе ТГИ, %.

Таблица 2.Высшая теплота сгорания основных твердых топлив

Спекаемость

Одним из наиболее важных, если не важнейшим, направлением использования каменного угля является его переработка в металлургический кокс - твердый продукт высокотемпературного (>900C) разложения каменного угля без доступа воздуха, обладающий определенными свойствами. Далеко не все угли способны спекаться, т.е. переходить при нагревании без доступа воздуха в пластическое состояние с последующим образованием связанного нелетучего остатка. Если этот спекшийся остаток отвечает требованиям, предъявляемым к металлургическому коксу, то говорят о коксуемости угля. Таким образом, коксуемость есть спекаемость, но первое понятие более узкое. Спекаются угли марок Г, Ж, К, ОС, но металлургический кокс можно получить только из углей марки К или из смеси углей, которая по свойствам приближается к ним.

Элементный анализ твердых горючих ископаемых

Как уже говорилось, органическая масса всех видов ТГИ состоит  из С, Н, О, S и N. Суммарное их количество превышает 99мас.% в расчете на органическое вещество любого угля и торфа.

Содержания углерода и водорода

Углерод и водород определяют по выходу СО₂ и Н₂О при сжигании навески угля в токе кислорода. Эти оксиды улавливают в поглотительных аппаратах, заполненных растворами КОН и Н₂SO₄ соответственно. Последние взвешивают до и после сжигания навески и по разности масс рассчитывают содержание С и Н в пробе, обычно в мас.%. Надо отметить, что при этом результаты могут быть искажены за счет поглощения воды и углекислого газа, имеющих неорганическое происхождение, и образовавшихся за счет термического разложения минеральных компонентов угля.

Содержание азота

Содержание азота в  углях невелико, обычно не превышает 1 %, изредка достигая 3-4 %.

 Содержание серы

В целом более распространена в углях сера. Ее содержание составляет от долей процента до 10-12%. Различают сульфатную (S_SO4), пиритную (S_p) и органическую серу (S_o), суммарное содержание их называется общей серой (S_t). Содержание серы, устанавливаемое по данным элементного анализа, является важной характеристикой, которая определяет особые требования к переработке и использованию сырья, отличающегося ее высокой концентрацией. Выделяющиеся летучие серосодержащие продукты, такие как Н₂S и SO₂, крайне опасны при попадании в окружающую среду, а при проектировании производств, следует учитывать их высокую коррозионную активность[1].

4. Переработка углей

Пиролиз угля

Пиролиз(от др.-греч. πῦρ — огонь, жар и λύσις — разложение, распад) — термическое разложение органических и многих неорганических соединений. В узком смысле, разложение органических природных соединений при недостатке воздуха (древесины, нефтепродуктов и прочего). Более в широком смысле - разложение любых соединений на составляющие менее тяжёлые молекулы, или элементы под действием повышения температуры. Процесс термического пиролиза углеводородного сырья остаётся основным способом получения низкомолекулярных олефинов — этилена и пропилена. Существующие мощности установок пиролиза составляют 113,0 млн.т/год по этилену или почти 100% мирового производства и 38,6 млн.т/год по пропилену или более 67% мирового производства (остальное — 30% производства пропилена приходится на каталитический крекинг, около 3% мирового производства пропилена вырабатывается из нефтезаводских газов НПЗ, а именно из газов процессов замедленного коксования и висбрекинга). При этом, среднегодовой прирост потребления этилена и пропилена в мире составляет более 4%.

Пиролиз угля, так же как и органических полимеров, связан с реакциями гидрирования-дегидрирования. Пиролиз угля с кратковременной выдержкой показал, что после периода подготовки начинается стадия термического разложения угля с более интенсивным выделением газа.

Результатом процесса пиролиза каменных углей является образование при температуре около 1000 С высокообуглероженного твердого остатка - кокса, состав, строение и свойства которого существенно отличаются от состава, строения и свойств исходного угля. Наиболее важными, с точки зрения теплофизических свойств, особенностями этого процесса являются разрушение, отщепление или перестройка вначале массивных, а по мере повышения температуры - все более мелких фрагментов нерегулярной структуры, постепенная замена их жесткими перекрестными связями, образование, укрупнение и агрегирование достаточно протяженных углеродных слоев и вызванное этим уменьшение общего числа внутренних степеней свободы.