登陆注册
16451200000003

第3章 煤炭是如何被人类利用的?

我国劳动人民发现和利用煤炭比欧洲人早1800多年。古人刚发现煤炭时,不是用它来生火,而是用它写字。后来,有人看到它与木炭的形态很相像,就试着把它与木炭一同放进火里烧,果然,黑石头烧红了,而且比普通木炭烧得猛烈,烧得持久。从此,人们就挖掘煤炭来代替木炭生火。

地球上的化石燃料的地质总储量中,煤炭约占80%。目前,世界上已有80多个国家发现了煤炭资源。全世界煤炭地质总储量为107500亿吨标准煤,其中技术经济可采储量为10391亿吨。90%的地质储量和60%的技术经济可采储量集中在美国、前苏联、中国和澳大利亚等国。以现代开采和利用煤炭的速率计算,煤炭资源还能使用几百年。

当前世界能源年消耗量中,煤炭仍占三分之一。世界能源发展史现正进入一个新时期,石油的黄金时代即将告终,大量增加煤炭的生产和利用已是当务之急。

在各类能源中,今后几十年内可大量增产和弥补石油不足的能源是煤炭,煤炭成了人类迈向可再生能源和核能为主的未来能源的桥梁。

尽管我国煤炭产量快速增长,2003年煤炭产量达16.67亿吨,2004年达到19.56亿吨,同比增长17.3%,供需缺口仍然日趋扩大,出口减少,进口增加。

但大规模开发和利用煤炭,将面临着一系列新问题。例如,露天开采会破坏土地,使矿井地面塌陷。矿井和选煤厂废水污染,煤矿石处理,烧煤产生大量二氧化碳会造成温室效应,影响气候等。另外,煤炭给运输也带来一些问题。

尽管如此,随着时间的推移,世界石油资源日趋短缺,水电资源开发殆尽,以及环保技术的进步,现代经济对煤炭的需求仍将增加。据联合国欧经会预测,世界煤炭的需求和贸易,在今后几十年中将呈逐渐上升趋势。世界八大产煤国(中国、美国、俄罗斯、乌克兰、德国、波兰、印度、澳大利亚),在今后的几十年中仍将生产世界煤炭产量的85%。世界八大产煤国的煤炭出口量占全球煤炭出口量的80%。

煤炭的国际能源战略地位日益增强的主要原因是,亚洲地区经济增长速度将比世界其他地区要高,经济增长在很大程度上依赖于能源供应的增加。迄今,煤在亚洲许多国家和地区的能源结构中仍占有很重要的地位,如韩国、印尼、泰国、印度、中国和中国台湾省等,对煤的需求十分迫切。

构成煤炭有机质的元素主要有碳、氢、氧、氮和硫等,此外,还有极少量的磷、氟、氯和砷等元素。碳、氢、氧是煤炭有机质的主体,占95%以上;煤化程度越深,碳的含量越高,氢和氧的含量越低。碳和氢是煤炭燃烧过程中产生热量的元素,氧是助燃元素。煤炭燃烧时,氮不产生热量,在高温下转变成氮氧化合物和氨,以游离状态析出。硫、磷、氟、氯和砷等是煤炭中的有害成分,其中以硫最为重要。煤碳燃烧时绝大部分的硫被氧化成二氧化硫(SO2),随烟气排放,污染大气,危害动植物生长及人类健康,腐蚀金属设备;当含硫多的煤用于冶金炼焦时,还影响焦炭和钢铁的质量。所以,“硫分”含量是评价煤质的重要指标之一。

煤中的有机质在一定温度和条件下,受热分解后产生的可燃性气体,被称为“挥发分”,它是由各种碳氢化合物、氢气、一氧化碳等化合物组成的混合气体。挥发分也是主要的煤质指标,在确定煤炭的加工利用途径和工艺条件时,挥发分有重要的参考作用。煤化程度低的煤,挥发分较多。如果燃烧条件不适当,挥发分高的煤燃烧时易产生未燃尽的碳粒,俗称“黑烟”;并产生更多的一氧化碳、多环芳烃类、醛类等污染物,热效率降低。因此,要根据煤的挥发分选择适当的燃烧条件和设备。

煤中的无机物质含量很少,主要有水分和矿物质,它们的存在降低了煤的质量和利用价值。矿物质是煤炭的主要杂质,如硫化物、硫酸盐、碳酸盐等,其中大部分属于有害成分。

水分对煤炭的加工利用有很大影响。水分在燃烧时变成蒸汽要吸热,因而降低了煤的发热量。煤炭中的水分可分为外在水分和内在水分,一般以内在水分作为评定煤质的指标。煤化程度越低,煤的内部表面积越大,水分含量越高。

灰分是煤碳完全燃烧后剩下的固体残渣,是重要的煤质指标。灰分主要来自煤炭中不可燃烧的矿物质。矿物质燃烧灰化时要吸收热量,大量排渣要带走热量,因而灰分越高,煤炭燃烧的热效率越低;灰分越多,煤炭燃烧产生的灰渣越多,排放的飞灰也越多。一般,优质煤和洗精煤的灰分含量相对较低。

在未来一段时期内,煤炭仍将是一种主要能源。我们的任务是寻求更有效的、环境可接受的途径,使每吨煤发更多的电,减少污染物的排放总量。煤炭的综合利用是今后的发展方向,现在世界各国正在执行清洁煤技术计划,这一举措将会使人类真正受益。

同类推荐
  • 科学文库——接触伊甸恶魔

    科学文库——接触伊甸恶魔

    本书主要讲述的内容是:爬行动物的概论、蛇类、蟒蛇、游蛇、龟鳖、侧颈龟、曲颈龟、鳖类、蜥蜴、壁虎、鬣蜥、蛇蜥、巨蜥、石龙子、鳄鱼。
  • 智慧百科(航天卷)

    智慧百科(航天卷)

    本系列丛书一共为分9卷,分别主动物卷、奥运卷、航天卷、军事卷、植物卷、体育卷、历史卷、科学卷、人体卷。
  • 科学我知道——Why通讯

    科学我知道——Why通讯

    本书主要讲述的是:古老的声音通信是什么样的、风筝也可以传信吗、鸽子为什么叫信使等等。
  • 天机

    天机

    从人类诞生起,我们就处于无穷无尽的谜题之中。抛弃一般的科学和历史常识,想不到竟然会找到如此可怕的蛛丝马迹。本书通过八大章节分别介绍了最新的考古发现、西方宗教演化史、近现代科学发展史、濒死研究、20世纪物理学和纯粹数学成就、古典哲学、以及中国、古印度和古埃及宗教玄学等内容。
  • 科学伴你行——人类的触角

    科学伴你行——人类的触角

    在人类发展的历史长河当中,有无数的具有划时代意义的发明与创造,正是由于这些发明与创造的出现,使人类不论在经济上,还是在社会生活上都发生了翻天覆地的变化;与此同时也推动了社会的向前发展,比如说斯蒂芬逊发明火车,以极大的推动力加速了资本主义的发展,爱迪生一生中千余项发明,给人类以莫大的益处。在享受他们为我们带来的文明的同时,我们有必要了解一下他们发明的经历,看看他们在自己的人生道路上,是如何辟荆棘,如何以执著的精神来完成他们心中的梦想!
热门推荐
  • 易者亦难矣

    易者亦难矣

    易者,既是交易者,也是易界中人,而我作为一名易者,所闻所见皆是“异”。
  • 礼仪全书3

    礼仪全书3

    在现代社会,礼仪可以有效地展现施礼者和受礼者的教养、风度与魅力,它体现着一个人对他人和社会的认知水平、尊重程度,是一个人的学识、修养和价值的外在表现。
  • TFboys之星星的缘分

    TFboys之星星的缘分

    初遇,她救他于水深火热之中,再遇,他她-见顷心。之后,他便缠着她不放,她上厕所,他站在门外等候,只为她能够第一眼看见自已。青儿!无论你走到何处,我都会在这儿等你。
  • 画皮:少女捉妖师

    画皮:少女捉妖师

    这个世界上,并非只有美女才会画皮。午夜高粱地里的俊美秀才撩拨着独居寡妇的心弦,艳遇之中暗藏杀机。寡妇的女儿,阴时阴刻降生在大雪地里,注定一生不凡。六岁年纪一碗狗血瓢泼,惊散千年妖魅。多少恨意杀意多少鬼气妖气席卷而来化成眉心一点朱砂。然而人心莫测,云波诡谲。比起妖魔,更可怖的则是人心。爱与恨的纠葛,生与死的眷恋,试问她又能如何挣脱天道,逆天而行。三界六道,轮回不终,一声号令,百鬼夜行。【推荐新文《女帝驯狼夫》完结旧文:《墓中无人:鬼丈夫》】一枝懒花后援会群号:72012883----------------------------------
  • 需要守护的一切

    需要守护的一切

    一个人总归是会变的,记忆的残缺,童年的回忆,多年后的变化。变化中,你是否能守护你所想要守护的东西?爱一个人需要理由吗?也许,并不需要。她的相伴,已然成为你的理所当然。
  • 仙剑之龙在三国

    仙剑之龙在三国

    虚渺灵境一盘棋,下了六百年,十五年后下棋的将是谁?年纪轻轻的少年方小虫,一夜之间失去了师傅和恩人,从乱葬岗爬了出来,仇家是权势倾天下的曹家,而他命不该绝,偶然被诸葛世家捡了回来。然而,在历经生死重重的怪异考验后,身为诸葛世家新一代徒弟的方小虫,却开始因身世的秘密陷入一个个阴谋阳谋中,他如何在三国这个乱世中翩然前行……
  • 最强败家高手

    最强败家高手

    前一瞬,徐笙还是大内第一高手。下一刻,不仅穿越到2015,变成无数财产的继承者,更成为这个时代的隐形神豪。然而,低调并不是徐笙的性格,那倒不如在这个时代,张扬到底!校花羞涩腼腆,女神万紫千红,千金大小姐也要拜倒在牛仔裤下。“这个时代真美好啊,既然如此,那本高手就恭敬不如从命了。”“从现在开始,你负责貌美如花,我负责护花败家!”
  • 花照

    花照

    她是荣国苏将军的千金苏卿莞,他是荣国太尉大人的嫡长子顾凉辰。初次相遇,三月杨柳依依,她眉目含笑,让他一见倾心。第二次相遇,她一舞倾城,千盅醉中解心意。第三次相遇,她唤他一声凉辰,他许诺护她父亲安好,后递上庚帖择了成婚吉日便征战沙场。待他凯旋归来,却红颜枯骨,他站在暮桥桥头良久,想着他们初见的情景,当年的春风吹过十里,她白衣飘飘宛如天仙。他终归没有娶到他想娶的那个姑娘,两年后他与青梅竹马喜结连理却也是在这时与她第四次相遇,这一次是就此陌路还是相伴白头?
  • 爱如空气

    爱如空气

    这是一个十月怀胎,一朝分娩的新生儿。我热切地期盼我的朋友、我的读者捧出自己那颗真诚、慈爱、友善的心去爱怜她、呵护她、扶持她,让她在爱的阳光雨露下健康快乐地成长。生命如烟花般绚烂,生命是人世间最可宝贵的财富,生命对于每个人只有一次。三十而立,四十不惑,五十知天命,六十耳顺,七十人生古来稀。人生是美好的,但也是公平的。
  • 最强领袖

    最强领袖

    吾即崛起于微末,自当携诸君横扫天下,笑傲诸天文明,不枉此生!.但求今生璀璨,不修来世荣华!.我即使死了,也有无数个文明伴我永眠,如那根达亚文明、美索不达米亚文明、穆里亚文明、亚特兰蒂斯文明。