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煤炭的成因與應(yīng)用

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煤炭的成因與應(yīng)用

  煤炭是一種固體可燃有機(jī)巖,主要由植物遺體經(jīng)生物化學(xué)作用,埋藏后再經(jīng)地質(zhì)作用轉(zhuǎn)變而成,是什么因素導(dǎo)致煤炭的形成呢?以下是由學(xué)習(xí)啦小編整理關(guān)于煤炭的形成過(guò)程的內(nèi)容,希望大家喜歡!

  煤炭的形成過(guò)程的

  煤炭是千百萬(wàn)年來(lái)植物的枝葉和根莖,在地面上堆積而成的一層極厚的黑色的腐植質(zhì),由于地殼的變動(dòng)不斷地埋入地下,長(zhǎng)期與空氣隔絕,并在高溫高壓下,經(jīng)過(guò)一系列復(fù)雜的物理化學(xué)變化等因素,形成的黑色可燃沉積巖,這就是煤炭的形成過(guò)程。  一座煤礦的煤層厚薄與這地區(qū)的地殼下降速度及植物遺骸堆積的多少有關(guān)。地殼下降的速度快,植物遺骸堆積得厚,這座煤礦的煤層就厚,反之,地殼下降的速度緩慢,植物遺骸堆積的薄,這座煤礦的煤層就薄。又由于地殼的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使原來(lái)水平的煤層發(fā)生褶皺和斷裂,有一些煤層埋到地下更深的地方,有的又被排擠到地表,甚至露出地面,比較容易被人們發(fā)現(xiàn)。還有一些煤層相對(duì)比較薄,而且面積也不大,所以沒(méi)有開(kāi)采價(jià)值,有關(guān)煤炭的形成至今尚未找到更新的說(shuō)法。  煤炭是這樣形成的嗎?有些論述是否應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步加以研究和探討。一座大的煤礦,煤層很厚,煤質(zhì)很優(yōu),但總的來(lái)說(shuō)它的面積并不算很大。如果是千百萬(wàn)年植物的枝葉和根莖自然堆積而成的,它的面積應(yīng)當(dāng)是很大的。因?yàn)樵谶h(yuǎn)古時(shí)期地球上到處都是森林和草原,因此,地下也應(yīng)當(dāng)?shù)教幱袃?chǔ)存煤炭的痕跡;煤層也不一定很厚,因?yàn)橹参锏闹θ~、根莖腐爛變成腐植質(zhì),又會(huì)被植物吸收,如此反復(fù),最終被埋入地下時(shí)也不會(huì)那么集中,土層與煤層的界限也不會(huì)劃分得那么清楚。  但是,無(wú)可否認(rèn)的事實(shí)和依據(jù),煤炭千真萬(wàn)確是植物的殘骸經(jīng)過(guò)一系統(tǒng)的演變形成的,這是顛簸不破的真理,只要仔細(xì)觀察一下煤塊,就可以看到有植物的葉和根莖的痕跡;如果把煤切成薄片放到顯微鏡下觀察,就能發(fā)現(xiàn)非常清楚的植物組織和構(gòu)造,而且有時(shí)在煤層里還保存著像樹(shù)干一類的東西,有的煤層里還包裹著完整的昆蟲(chóng)化石。在地表常溫、常壓下,由堆積在停滯水體中的植物遺體經(jīng)泥炭化作用或腐泥化作用,轉(zhuǎn)變成泥炭或腐泥;泥炭或腐泥被埋藏后, 由于盆地基底下降而沉至地下深部,經(jīng)成巖作用而轉(zhuǎn)變成褐煤;當(dāng)溫度和壓力逐漸增高,再經(jīng)變質(zhì)作用轉(zhuǎn)變成煙煤至無(wú)煙煤。泥炭化作用是指高等植物遺體在沼澤中堆積經(jīng)生物化學(xué)變化轉(zhuǎn)變成泥炭的過(guò)程。腐泥化作用是指低等生物遺體在沼澤中經(jīng)生物化學(xué)變化轉(zhuǎn)變成腐泥的過(guò)程。腐泥是一種富含水和瀝青質(zhì)的淤泥狀物質(zhì)。冰川過(guò)程可能有助于成煤植物遺體匯集和保存。

  煤炭的應(yīng)用歷史

  雖然煤炭的重要位置已被石油所替代,但在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi),由于石油的日漸枯竭,導(dǎo)致它必然走向衰敗,而煤炭因儲(chǔ)量巨大,加之科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,煤炭汽化等新技術(shù)日趨成熟,并得到廣泛應(yīng)用,煤炭必將成為人類生產(chǎn)生活中的無(wú)法替代的能源之一。

  根據(jù)成煤的原始物質(zhì)和條件不同,自然界的煤可分為三大類,即腐植煤、殘植煤和腐泥煤。

  中國(guó)是世界上最早利用煤的國(guó)家。遼寧省新樂(lè)古文化遺址中,就發(fā)現(xiàn)有煤制工藝品,河南鞏義市也發(fā)現(xiàn)有西漢時(shí)用煤餅煉鐵的遺址?!渡胶=?jīng)》中稱煤為石涅,魏、晉時(shí)稱煤為石墨或石炭。明代李時(shí)珍的《本草綱目》首次使用煤這一名稱。希臘和古羅馬也是用煤較早的國(guó)家,希臘學(xué)者泰奧弗拉斯托斯在公元前約300年著有《石史》,其中記載有煤的性質(zhì)和產(chǎn)地;古羅馬大約在2000年前已開(kāi)始用煤加熱。

  煤炭的應(yīng)用范圍

  煤炭的用途十分廣泛,可以根據(jù)其使用目的總結(jié)為三大主要用途:(1)動(dòng)力煤,(2)煉焦煤,(3)煤化工用煤,主要包括氣化用煤,低溫干餾用煤,加氫液化用煤等。

  動(dòng)力煤

  發(fā)電用煤:中國(guó)約1/3 以上的煤用來(lái)發(fā)電,平均發(fā)電耗煤為標(biāo)準(zhǔn)煤370g/(kW·h)左右。電廠利用煤的熱值,把熱能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?/p>

  蒸汽機(jī)車用煤:占動(dòng)力用煤3%左右,蒸汽機(jī)車鍋爐平均耗煤指標(biāo)為100kg/(萬(wàn)噸·km)左右。

  建材用煤:約占動(dòng)力用煤的13%以上,以水泥用煤量最大,其次為玻璃、磚、瓦等。

  一般工業(yè)鍋爐用煤:除熱電廠及大型供熱鍋爐外,一般企業(yè)及取暖用的工業(yè)鍋爐型號(hào)繁多,數(shù)量大且分散,用煤量約占動(dòng)力煤的26%。

  生活用煤:生活用煤的數(shù)量也較大,約占燃料用煤的23%。

  冶金用動(dòng)力煤:冶金用動(dòng)力煤主要為燒結(jié)和高爐噴吹用無(wú)煙煤,其用量不到動(dòng)力用煤量的1%。

  煉焦煤

  中國(guó)雖然煤炭資源比較豐富,但煉焦煤資源還相對(duì)較少,煉焦煤儲(chǔ)量?jī)H占中國(guó)煤炭總儲(chǔ)量27.65%。

  煉焦煤類包括氣煤(占13.75%),肥煤(占3.553%),主焦煤(占5.26%),瘦煤(占4.01%),其它為未分牌號(hào)的煤(占 0.55%);非煉焦煤類包括無(wú)煙煤(占10.93%),貧煤(占5.55 % ),弱粘煤(占1.74%),不粘煤(占13.8%),長(zhǎng)焰煤(占12.52%),褐煤(占12.76%),天然焦(占0.3%),未分牌號(hào)的煤(占13.80%)和牌號(hào)不清的煤(占1.06%)。

  煉焦煤的主要用途是煉焦炭,焦炭由焦煤或混合煤高溫冶煉而成,一般1.3 噸左右的焦煤才能煉一噸焦炭。焦炭多用于煉鋼,是鋼鐵等行業(yè)的主要生產(chǎn)原料,被喻為鋼鐵工業(yè)的“基本食糧”。

  中國(guó)是焦炭生產(chǎn)大國(guó),也是世界焦炭市場(chǎng)的主要出口國(guó)。2003 年,全球焦炭產(chǎn)量是3.9 億噸,中國(guó)焦炭產(chǎn)量達(dá)到1.78 億噸,約占全球總產(chǎn)量的46%。在出口方面,2003 年中國(guó)共出口焦煤1475 萬(wàn)噸,其中出口歐盟458 萬(wàn)噸,約占1/3。2004 年,中國(guó)共出口焦炭1472 萬(wàn)噸,相當(dāng)于全球焦炭貿(mào)易總量的56%,國(guó)際焦炭市場(chǎng)仍供不應(yīng)求。2008 年中國(guó)焦炭產(chǎn)量總計(jì)約32700 萬(wàn)噸,2009 年1月至9月焦炭產(chǎn)量25276.87萬(wàn)噸。
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