固体可燃有机岩煤 _生活百科

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煤(固体可燃有机岩)【固体可燃有机岩煤】煤主要由碳、氢、氧、氮、硫和磷等元素组成，碳、氢、氧三者总和约占有机质的95%以上，是非常重要的能源，也是冶金、化学工业的重要原料，有褐煤、烟煤、无烟煤、半无烟煤这几种分类。着名作家朱自清也曾以煤为标题写过一首诗，赋予其独特的象徵意义。截至2011年，中国是世界上煤炭产量最大的国家，煤炭产量32.4亿吨，相当于18.004亿吨油当量，占世界比例高达48.3%；其次是美国，占世界产量比例为14.8%；排名第三的是澳大利亚，占世界产量比例为6.3%；印度和印尼则分别排名第四五，占世界产量比例分别是5.8%和5.0% 。
基本介绍中文名：煤
外文名：coal
拼音：méi
分类：无烟煤、烟煤、褐煤
历史简介煤为不可再生的资源。煤是古代植物埋藏在地下经历了複杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿产，一种固体可燃有机岩，主要由植物遗体经生物化学作用，埋藏后再经地质作用转变而成。俗称煤炭。中国是世界上最早利用煤的国家。辽宁省新乐古文化遗址中，就发现有煤制工艺品，河南巩义市也发现有西汉时用煤饼炼铁的遗址。《山海经》中称煤为石涅，魏、晋时称煤为石墨或石炭。明代李时珍的《本草纲目》首次使用煤这一名称。希腊和古罗马也是用煤较早的国家，希腊学者泰奥弗拉斯托斯在公元前约300年着有《石史》，其中记载有煤的性质和产地；古罗马大约在2000年前已开始用煤加热。煤炭是一种可以用作燃料或工业原料的矿物。它是古代植物经过生物化学作用和地质作用而改变其物理、化学性质，由碳、氢、氧、氮等元素组成的黑色固体矿物。煤也是获得有机化合物的源泉。通过煤焦油的分馏可以获得各种芳香烃；通过煤的直接或间接液化，可以获得燃料油及多种化工原料。煤作为一种燃料，早在800年前就已经开始。煤被广泛用作工业生产的燃料，是从18世纪末的产业革命开始的。随着蒸汽机的发明和使用，煤被广泛地用作工业生产的燃料，给社会带来了前所未有的巨大生产力，推动了工业的向前发展，随之发展起煤炭、钢铁、化工、採矿、冶金等工业。煤炭热量高，标準煤的发热量为 7000大卡/千克。而且煤炭在地球上的储量丰富，分布广泛，一般也比较容易开採，因而被广泛用作各种工业生产中的燃料。煤炭除了作为燃料以取得热量和动能以外，更为重要的是从中製取冶金用的焦炭和製取人造石油，即煤的低温乾馏的液体产品——煤焦油。经过化学加工，从煤炭中能製造出成千上万种化学产品，所以它又是一种非常重要的化工原料，如我国相当多的中、小氮肥厂都以煤炭作原料生产化肥。我国的煤炭广泛用来作为多种工业的原料。大型煤炭工业基地的建设，对我国综合工业基地和经济区域的形成和发展起着很大的作用。此外，煤炭中还往往含有许多放射性和稀有元素如铀、锗、镓等，这些放射性和稀有元素是半导体和原子能工业的重要原料。煤炭对于现代化工业来说，无论是重工业，还是轻工业；无论是能源工业、冶金工业、化学工业、机械工业，还是轻纺工业、食品工业、交通运输业，都发挥着重要的作用，各种工业部门都在一定程度上要消耗一定量的煤炭，因此有人称煤炭是工业的“真正的粮食” 。我国是世界上煤炭资源最丰富的国家之一，不仅储量大，分布广，而且种类齐全，煤质优良，为我国工业现代化提供了极为有利的条件。生成过程在地表常温、常压下，由堆积在停滞水体中的植物遗体经泥炭化作用或腐泥化作用，转变成泥炭或腐泥；泥炭或腐泥被埋藏后，由于盆地基底下降而沉至地下深部，经成岩作用而转变成褐煤；当温度和压力逐渐增高，再经变质作用转变成烟煤至无烟煤。泥炭化作用是指高等植物遗体在沼泽中堆积经生物化学变化转变成泥炭的过程。腐泥化作用是指低等生物遗体在沼泽中经生物化学变化转变成腐泥的过程。腐泥是一种富含水和沥青质的淤泥状物质。冰川过程可能有助于成煤植物遗体汇集和保存。【煤的形成年代】在整个地质年代中，全球範围内有三个大的成煤期：(1)古生代的石炭纪和二叠纪，成煤植物主要是孢子植物。主要煤种为烟煤和无烟煤。(2)中生代的侏罗纪和白垩纪，成煤植物主要是裸子植物。主要煤种为褐煤和烟煤。(3)新生代的第三纪，成煤植物主要是被子植物。主要煤种为褐煤，其次为泥炭，也有部分年轻烟煤。主要用途煤是重要能源，也是冶金、化学工业的重要原料。主要用于燃烧、炼焦、气化、低温乾馏、加氢液化等。①燃烧。煤炭是人类的重要能源资源，任何煤都可作为工业和民用燃料。②炼焦。把煤置于乾馏炉中，隔绝空气加热，煤中有机质随温度升高逐渐被分解，其中挥发性物质以气态或蒸气状态逸出，成为焦炉煤气和煤焦油，而非挥发性固体剩留物即为焦炭。焦炉煤气是一种燃料，也是重要的化工原料。煤焦油可用于生产化肥、农药、合成纤维、合成橡胶、油漆、染料、医药、炸药等。焦炭主要用于高炉炼铁和铸造，也可用来製造氮肥、电石。电石是塑胶、合成纤维、合成橡胶等合成化工产品。③气化。气化是指转变为可作为工业或民用燃料以及化工合成原料的煤气。④低温乾馏。把煤或油页岩置于 550℃左右的温度下低温乾馏可製取低温焦油和低温焦炉煤气，低温焦油可用于製取高级液体燃料和作为化工原料。⑤加氢液化。将煤、催化剂和重油混合在一起，在高温高压下使煤中有机质破坏，与氢作用转化为低分子液态和气态产物，进一步加工可得汽油、柴油等液体燃料。加氢液化的原料煤以褐煤、长焰煤、气煤为主。综合、合理、有效开发利用煤炭资源，并着重把煤转变为洁净燃料，是人们努力的方向。产地介绍在各大陆、大洋岛屿都有煤分布，但煤在全球的分布很不均衡，各个国家煤的储量也很不相同。中国、美国、俄罗斯、德国是煤炭储量丰富的国家，也是世界上主要产煤国，其中中国是世界上煤产量最高的国家。中国的煤炭资源在世界居于前列，仅次于美国和俄罗斯。矿石开採煤的开採是一项最艰苦的工作，当前正在花较大的力量来改善工作条件。由于煤炭资源的埋藏深度不同，开採方式一般相应地也有矿井开採(埋藏较深)和露天开採(埋藏较浅)之分。其中，可露天开採的资源量在总资源中的比重大小，是衡量开採条件优劣的重要指标，中国可露天开採的储量仅占7.5%，美国为32%,澳大利亚为35%；矿井开採条件的好坏与煤矿中含瓦斯的多少成反比，中国煤矿中含瓦斯比例高，高瓦斯和有瓦斯突出的矿井占40%以上。中国採煤以矿井开採为主，如山西、山东、徐州及东北地区大数採用这一开採方式，也有露天开採，如朔州平朔煤矿——全国最大的露天煤矿。三分之二以上的地下煤炭生产由使用连续採矿机械的房柱法开採。有钨合金钻头的连续开採机一面前一面从表面上破煤，然后再运输到等候接送的汽车上运送到输送带被转移到地面。採煤机前进一段距离，停止移动而后支撑被放入。这个过程反覆，直到煤层开採完。不使用爆破手段。另一种地下採煤方法，是长壁开採法，占了百分之二十左右的生产。这种方法使用横跨400至600英尺的煤层（长壁）的切割机。这台机器上有一个旋转缸钨钻头切下煤，而后煤炭送入输送系统，再由其带出来的矿井。屋顶由大型钢铁支持，附于机器。由于机器向前推动，屋顶支撑也前进。近80 %的煤炭开採可使用这种方法。其余百分之十一的地下生产，是由传统的採矿用的炸药法，爆破后煤炭被移除。煤可以创造沥青、煤气、煤焦油和焦炭煤当原料使用煤在1200℃的密闭炉(称为炼焦炉)中乾馏，可得固定碳很高含量之煤焦，俗称焦炭分类煤有褐煤、烟煤、无烟煤三类。煤的种类不同，其成分组成与质量不同，发热量也不相同。单位质量燃料燃烧时放出的热量称为发热量，规定凡能产生29.27MJ低位发热量的能源可折算为1公斤煤当量（标準煤），并以此标準折算耗煤量。1．褐煤：多为块状，呈黑褐色，光泽暗，质地疏鬆；含挥发分40%左右，燃点低，容易着火，燃烧时上火快，火焰大，冒黑烟；含碳量与发热量较低（因产地煤级不同，发热量差异很大），燃烧时间短，需经常加煤。2．烟煤：一般为粒状、小块状，也有粉状的，多呈黑色而有光泽，质地细緻，含挥发分30%以上，燃点不太高，较易点燃；含碳量与发热量较高，燃烧时上火快，火焰长，有大量黑烟，燃烧时间较长；大多数烟煤有粘性，燃烧时易结渣。3．无烟煤：有粉状和小块状两种，呈黑色有金属光泽而发亮。杂质少，质地紧密，固定碳含量高，可达80%以上；挥发分含量低，在10%以下，燃点高，不易着火；但发热量高，刚燃烧时上火慢，火上来后比较大，火力强，火焰短，冒烟少，燃烧时间长，粘结性弱，燃烧时不易结渣。应掺入适量煤土烧用，以减轻火力强度。4、泥煤：碳化程度最浅，含碳量少，水分多，Mar可高达90%，所以需要露天风乾后使用；泥煤的灰分很容易熔化，发热量低，挥发分含量很多，因此极易着火燃烧。泥煤可燃性好，很容易着火燃烧，反应性强，含硫量低，灰分熔点低，但机械强度较低。因此，泥煤在工业上使用价值不高，更不宜长途运输，一般只作为地方性燃料使用。产区分布于西南各省和浙江（西湖泥煤）等地2009年6月，国家质量监督检验检疫总局与国家标準化管理委员会联合发布《中国煤炭分类》国家标準(GB/T 5751-2009)，依据乾燥无灰基挥发分Vdaf、乾燥无灰基氢Hdaf、粘结指数G、胶质层最大厚度Y、奥亚膨胀度 b、低煤阶煤透光率 P、恆湿无灰基高位发热量Qgr，maf 7项分类指标，将煤分为14类。即褐煤、长焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、气煤、气肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫瘦煤、贫煤和无烟煤。根据其岩石结构不同分类，可以分为烛煤、丝炭、暗煤、亮煤和镜煤。含有95%以上镜质体的为镜煤，煤表面光亮，结构坚实，含有镜质体和亮质体的为亮煤，含粗粒体的为暗煤，含丝质体的为丝炭，由许多小孢子形成的微粒体组成的为烛煤。根据煤中含有的挥发性成分多少来分类，可以分为贫煤（无烟煤，含挥发分低于12%）、瘦煤（含挥发分为12-18%）、焦煤（含挥发分为18-26%）、肥煤（含挥发分为26-35%）、气煤（含挥发分为35-44%）和长焰煤（含挥发分超过42%）。其中焦煤和肥煤最适合用于炼焦碳，挥发分过低不粘结，过高会膨胀都无法用于炼焦，但一般炼焦要将多种煤配合。化学组成煤中有机质是複杂的高分子有机化合物，主要由碳、氢、氧、氮、硫和磷等元素组成，而碳、氢、氧三者总和约占有机质的95%以上；煤中的无机质也含有少量的碳、氢、氧、硫等元素。碳是煤中最重要的组分，其含量随煤化程度的加深而增高。泥炭中碳含量为50%～60%，褐煤为60%～70%，烟煤为74%～92%，无烟煤为 90%～98% 。煤中硫是最有害的化学成分。煤燃烧时，其中硫生成SO2，腐蚀金属设备，污染环境。煤中硫的含量可分为 5 级：高硫煤，大于4%；富硫煤，为2.5%～4%；中硫煤，为1.5%～2.5%；低硫煤，为1.0%～1.5%；特低硫煤，小于或等于1% 。煤中硫又可分为有机硫和无机硫两大类。

固体可燃有机岩 煤

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