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事實揭露 揭密真相
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主要由碳、氫、氧、氮、硫和磷等元素組成,碳、氫、氧三者總和約占有機質的95%以上,是非常重要的能源,也是冶金、化學工業的重要原料,有褐煤、煙煤、無煙煤、半無煙煤這幾種分類。著名作家朱自清也曾以煤為標題寫過一首詩,賦予其獨特的象徵意義。截至2011年,中國是世界上煤炭產量最大的國家,煤炭產量32.4億噸,相當於18.004億噸油當量,占世界比例高達48.3%;其次是美國,占世界產量比例為14.8%;排名第三的是澳大利亞,占世界產量比例為6.3%;印度印尼則分別排名第四五,占世界產量比例分別是5.8%和5.0%。

中文名稱:煤

外文名稱:coal

分類:無煙煤、煙煤、褐煤

煤的形成

科學家普遍認為,煤是由植物變化而來。因為在煤層中,可以找到植物纖維,甚至木塊。植物是如何成為煤礦的呢?目前的推論是:    在湖沼、盆地等低洼地帶和有水的環境裡,長滿了各種高達的樹木(可高達30米以上)。當高大的樹木倒下以後,被水淹沒了,造成了倒木和氧隔絕的情況。隨着倒木數量的不斷增加,最終形成了植物遺體的堆積層。這些古代植物遺體的堆積層漸漸形成了泥炭層,這是煤的形成的第一步。    由於地殼的運動,泥炭層下沉了。泥炭層受到地熱的作用變成了褐煤。    褐煤進一步變化,逐漸變成了煙煤或無煙煤。[1]

主要成分

煤其主要成分為碳、氫、氧和少量的氮、硫或其它元素。硫是煤最主要雜質之一,其通常以硫化物之形式出現於煤的燃燒生成物中。於某些國家,例如美國已設立規範管制硫化物之排放量,因除去此類有害雜質花費不低,故政府均獎勵生產低硫煤以減少污染。

煤被認為是遠古植物遺骸埋在地層下經過泥炭→褐煤→煙煤→無煙煤的轉變所形成的,無煙煤還可以進一步轉化為石墨

煤是由古代植物遺體埋在地層下或在地殼中經過一系列非常複雜的變化而形成的,是由有機物無機物所組成的複雜的混合物,主要含有碳元素,此外還含有少量的氫、氮、硫、氧等元素以及無機礦物質(主要含硅、鋁、鈣、鐵等元素)。

煤的結構複雜,煤的主要成分以有機質為主體,構成有機高分子的主要是碳、氫、氧、氮等元素。煤中存在的元素有數十種之多,但通常所指的煤的元素組成主要是五種元素、即碳、氫、氧、氮和硫。

在煤中含量很少,種類繁多的其他元素,一般不作為煤的元素組成,而只當作煤中伴生元素或微量元素

一、煤中的碳一般認為,煤是由帶脂肪側鏈的大芳環和稠環所組成的.這些稠環的骨架是由碳元素構成的。因此,碳元素是組成煤的有機高分子的最主要元素。同時,煤中還存在着少量的無機碳,主要來自碳酸鹽類礦物,如石灰岩和方解石等。

二、煤中的氫氫是煤中第二個重要的組成元素。

三、煤中的氧氧是煤中第三個重要的組成元素.它以有機和無機兩種狀態存在.。

四、煤中的氮煤中的氮含量比較少,一般約為0.3.0%.氮是煤中唯一的完全以有機狀態存在的元素。

五、煤中的硫煤中的硫分是有害雜質,它能使鋼鐵熱脆、設備腐蝕、燃燒時生成的二氧化硫(SO2)污染大氣,危害動、植物生長及人類健康.所以,硫分含量是評價煤質的重要指標之一。[2]

分類

根據其碳化程度不同分類

可以依次分為泥炭、褐煤(棕褐煤、黑赫煤)、煙煤(生煤)、無煙煤、亞煤(褐煤的一種,是日本的特有分類)。無煙煤碳化程度最高,泥炭碳化程度最低。

根據其岩石結構不同分類,可以分為燭煤、絲炭、暗煤、亮煤和鏡煤。含有95%以上鏡質體的為鏡煤,煤表面光亮,結構堅實,含有鏡質體和亮質體的為亮煤,含粗粒體的為暗煤,含絲質體的為絲炭,由許多小孢子形成的微粒體組成的為燭煤。

根據煤中含有的揮發性成分多少來分類

可以分為貧煤(無煙煤,含揮發分低於12%)、瘦煤(含揮發分為12-18%)、焦煤(含揮發分為18-26%)、肥煤(含揮發分為26-35%)、氣煤(含揮發分為35-44%)和長焰煤(含揮發分超過42%)。其中焦煤和肥煤最適合用於煉焦碳,揮發分過低不粘結,過高會膨脹都無法用於煉焦,但一般煉焦要將多種煤配合。

1989年10月,中華人民共和國國家標準局發布《中國煤炭分類國家標準》(GB5751-86),依據乾燥無灰基揮發分Vdaf、粘結指數G、膠質層最大厚度Y、奧亞膨脹度b、煤樣透光性P、煤的恆濕無灰基高位發熱量Qgr,maf等6項分類指標,將煤分為14類。即褐煤、長焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、氣煤、氣肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、貧瘦煤、貧煤和無煙煤。

按終端用途

一般生產的煤炭可分為兩種:焦煤與電煤,均屬於廣義範圍的煙煤與次煙煤。焦煤與電煤市場的經營彼此相對獨立。 [3]

特性和用途

1、無煙煤

特點:無煙煤又稱白煤或硬煤,是煤化程度最高的一種煤,因其燃燒時無黑煙而稱無煙煤。它具有揮發分低、固定碳高(含碳最高達89%~97%)、比重大(1.4~1.9左右)、燃點高(普遍在380℃以上)、化學反映性低等點。

用途:無煙煤主要供民用和合成氨造氣原料,低灰、低硫且可磨性好的無煙煤不僅可以作高爐噴吹和燒結鐵礦石用的燃料,而且還可以用作製造各種碳素材料,如碳電極,陽級糊和活性碳的原料;一些優質無煙煤製成的航空用型煤,可供飛機發動機和車輛馬達的保溫用。

2、貧煤

特點:貧煤是碳化程度最高的一種煙煤。無粘結性,在層狀煉焦爐中不結焦。貧煤的燃點高達370℃~400℃,燃燒時火焰短、耐燒,是一種較好的動力煤。

用途:貧煤主要用於發電和民用燃料。

3、貧瘦煤

特點:貧瘦煤是粘結性較弱的高變質、低揮發分煙煤,結焦性比典型瘦煤差。單獨煉焦時,生成的粉焦甚多,如在配煤煉焦中配入一定比例貧瘦煤,能起到瘦化作用。

用途:貧瘦煤主要用於發電、民用及鍋爐燃料。

4、瘦煤

特點:瘦煤是煤化程度最高的煉焦煤,它的揮發分低,受熱後產生的膠質體數量比焦煤少,且軟化程度高。

用途:用瘦煤單獨煉焦時,能得到塊度大、裂紋少、抗碎強度較好的焦炭,但這種焦炭的耐磨強度較差,瘦煤作煉焦配煤用效果較好。某些高灰高硫瘦煤也可作發電和鐵路機車、鍋爐等的摻燒燃料用。

5、焦煤

特點:焦煤是一種結焦性最好的煉焦用煤,它的碳化程度高、粘結性好,加熱時能產生熱穩定性很高的膠質體。

用途:用焦煤單獨煉焦,能獲得塊度大、裂紋少、強度高、耐磨性好的優質焦炭。但單獨煉焦時,由於膨脹壓力大,易造成推焦困難,一般都用焦煤煉焦配煤用,效果較好。

6、肥煤

特點:肥煤是粘結性最強、中等煤化程度的煤,加熱時能產生大量膠質體。

用途:用肥煤單獨煉焦能產生熔融性好、強度高的焦炭,但焦炭的橫裂紋多,氣孔率高,易碎,因此多與粘結性較弱的氣煤,瘦煤或弱粘煤等配合煉焦。

7、1/3焦煤

特點:1/3焦煤是介於焦煤、肥煤和氣煤之間的過渡煤。具有中高揮發分的強粘結性煤。

用途:用這種煤單獨煉焦時,能生成熔融性良好、強度較高的焦炭。煉焦時,1/3焦煤的配入量可在較寬範圍內波動,都能獲得強度較高的焦炭,這種煤也是良好的煉焦配煤中的基礎煤。

8、氣配煤

特點:氣配煤亦稱液肥煤,是一種揮發分膠質體厚度都很高的強粘性肥煤類。氣肥煤結焦性介於肥煤和氣煤之間,單獨煉焦對能產生大量氣體和液體化學產品。

用途:這種煤最適於高溫乾餾制煤氣,也可用於配煤煉焦,以增加化學產品產率。

9、氣煤

特點:氣煤是一種碳化程度最低的煉焦煤,加熱時能產生較多的揮發分和較多的焦油,膠質體的熱穩定性低於肥煤。氣煤也能單獨煉焦,但焦炭的抗碎強度和耐磨強度較差,焦炭多呈細長條且易碎,並有較多的縱裂紋。配煤煉焦肘多配入氣煤,可增加產氣率和化學產品回收率。

用途:氣煤也可以用作機車、發電、工業鍋爐、製造水泥的迴轉窯的燃料和製造城市煤氣。

10、1/2中粘煤

特點:1/2中粘煤是一種中等粘結性的中高揮發分煙煤。一部分中粘煤在單獨煉焦時能生成一定強度的焦炭,可作配煤煉焦的原料;粘結性較弱的另一部分中粘煤單獨煉焦時,生成的焦炭強度差,粉焦率較高。

用途:這種煤可作氣化用煤或動力用煤,在配煤煉焦時也可適當配入。

12、弱粘煤

特點:弱粘煤是一種灰分和硫分比較低的,粘結性較弱的低等或中等碳化程度的煙煤,含碳量一般在80%~90%,加熱時產生的膠質體較小,單獨煉焦時焦炭質量差,易粉碎。但作為配煤可煉出強度較好的冶金焦。

用途:弱粘煤多適於作氣化原料和電廠、機車及鍋爐的燃料。

13、不粘煤

特點:不粘煤是一種在成煤初期已受到不同程度氧化作用的低變質煤到中等變質程度的煙煤,含碳量一般在75%~85%,水分高、燃點低,用火柴可點燃,燃燒時間長,不易熄滅。

用途:不粘煤主要作氣化和發電用煤,也可作動力及民用燃料。

14、長焰煤

特點:長焰煤是煙煤中最年輕的一種,其揮發分和水分含量儀次於褐煤,碳化程度高於褐煤,含碳量低於80%,着火點多低於300℃,燃燒時火焰較長。

用途:長焰煤主要用於發電或其它動力用,在缺少石油的地區也可用來提取低溫(500℃-600℃)煉焦油,其副產品半焦可用來製造合成氨,半水煤氣或其他氣體燃料,也可直接作為民用燃料。遼寧省的長焰煤儲量是全國最大的。

15、褐煤

特點:褐煤是未經過成岩階段,沒有或很少經過變質過程的煤,外觀呈褐色或褐黑色,含碳量比較低、揮發分高、不粘結、易燃燒。

用途:褐煤主要用於發電,也可作氣化原料和鍋爐燃料,有的可用來製造磺化煤或活性碳,有的可作提取褐煤蠟的原料。[4]

採礦方法

大部分煙煤和無煙煤均利用深度採煤法所取得,而近代技術已可使用露天採煤法。露天採煤法需動用每小時能移除數百公噸之大型挖土機,移走數百英尺深之表面土層。雖然成本較低及較快擴挖速度,但會破壞環境景觀。一般深度採煤法之深度為數百呎至數千呎,通常需要數個直井作為坑道通風,抽走甲烷並減少礦坑內部之熱與濕度。大約90﹪以上的煤田利用機械方式採煤和輸送,因而坑道內之運輸主要依賴輸送帶,其將煤輸送至直井,然後再送出地面予以清洗、分類等處理。

煤炭進口國

最大的進口國為日本中國韓國

相關視頻

1、科教-煤的形成

2、這就是露天煤礦,腳下全是煤

參考來源

  1. 煤是如何形成的?,個人圖書館網,2020-01-31
  2. 煤的主要成分是什麼,快資訊網,2019-06-03
  3. 煤的分類和用途,道客巴巴網
  4. 盤點煤的種類及其用途,個人圖書館網,2017-12-26