煤
煤是一种坚硬的岩石,可作为固体化石燃料燃烧。它主要是碳,但也含有氢、硫、氧和氮。它是一种沉积岩,由泥炭形成,由后来铺在上面的岩石压制而成。
泥炭,也就是煤,是由几百万年前生活在热带湿地的植物残骸形成的,比如石炭纪晚期(宾夕法尼亚纪)的植物。此外,木材在不透气的空间里加热也可以制造木炭,这和煤一样。
煤炭可以燃烧,以获得能源或热量。今天开采的煤炭约有三分之二在发电站燃烧发电。像石油一样,当煤炭燃烧时,其碳与空气中的氧气结合,产生大量的二氧化碳,从而导致气候变化。因为这个原因和其他来自煤炭的空气污染,大多数国家都在转向新能源,比如太阳能。但在世界一些地方,如中国,新的煤电厂仍在建设中。
煤可以被焙烧(在没有氧气的地方被加热到非常热的程度)来生产焦炭。焦炭可用于熔炼,以减少矿石中的金属。
一块烟煤
一块优质无烟煤
历程
煤炭是工业革命中最重要的燃料。20世纪,煤炭是英国铁路货运的重要组成部分,构成了几家公司货运量的大部分。21世纪初,为了减少温室气体的排放,英国和其他一些国家的大部分燃煤发电站被关闭。
十九世纪的英国煤田。
不同种类的煤及其形成方式
在合适的条件下,植物材料会一步步转化为
- 泥炭还不是煤。
- 褐煤(褐煤)是最脏的煤,含碳量约为60%-70%,用作发电燃料。喷射是褐煤的一种紧凑形式,有时会被打磨,长期以来一直被用作观赏石。
- 亚烟煤被用作蒸汽发电的燃料。此外,它还是化学合成工业的轻芳烃来源。
- 烟煤是一种致密的岩石,呈黑色,但有时呈深褐色。它是一种相对较软的煤,很容易破碎并迅速燃烧。它在发电站中用作燃料,在制造业中用作热能和动力,用于铁匠制作;并用于制造焦炭。
- 蒸汽煤曾经作为蒸汽机车的燃料被广泛使用。在这种专门用途中,它在美国有时被称为海煤,小蒸汽煤(干小蒸汽螺母或DSSN)被用作家庭热水的燃料。
- 无烟煤是一种较硬、有光泽的黑色煤炭。它燃烧时间较长,主要用于住宅和商业空间供暖。
- 石墨难以燃烧,不常用作燃料。它仍用于铅笔,与粘土混合使用。粉末状时,可作为润滑剂使用。
人们通常认为金刚石是这一过程的最终结果,但事实并非如此。金刚石是碳,但不是由煤形成的。
煤中含有杂质。特定的杂质决定了用途。炼焦煤的灰分和硫、磷含量很少。这些会破坏高炉炼铁。
新斯科舍省海边的烟煤层
环境问题
煤在燃烧时,每单位能源所释放的二氧化碳比石油多出近三分之一,比天然气多出80%。人类产生的二氧化碳几乎有一半是因为燃烧煤炭,所以它是全球变暖的最大单一原因。煤会造成酸雨和烟雾,尤其是在没有洗涤器的情况下燃烧。煤的燃烧会释放出有毒的化学物质,包括烟尘、汞和一氧化碳,它们会导致人类和野生动物患上癌症和哮喘等疾病。煤炭开采,特别是山顶移除开采,会破坏大片土地,破坏自然栖息地。高品位的煤比低品位的煤燃烧得更清洁,尽管它们仍然比其他燃料污染更严重。除了空气污染外,燃烧煤炭还会产生有毒的煤灰,如果不小心排放到环境中,会造成水污染。世界各地有几处地下矿火在燃烧。这些地下大火会向空气中释放有毒烟雾,还可能导致上面的地面塌陷。宾夕法尼亚州的Centralia市因地下煤矿大火被疏散,目前已被废弃。
污染造成的死亡和疾病
很难给出煤炭对健康影响的确切数字。据称,每年有80多万人因煤而早逝,数百万人患病。煤矿工人经常因接触煤尘而患上尘肺病(黑肺病)。
燃烧煤炭会产生大量的空气污染
峰值煤
煤炭峰值是指煤炭开采或燃烧最多的年份。许多国家已经过了煤炭高峰年,例如1985年的德国和2008年的美国。现在这些国家的煤炭开采和燃烧量都在减少。但是中国仍然开采了很多煤炭,并且正在帮助一些国家,比如巴基斯坦,开采更多的煤炭,建设更多的燃煤电站。所以,世界的煤炭高峰年可能已经过去了。
世界煤炭消费量
能源
与其他不可再生能源相比,煤的效率低下,产生大量的温室气体。煤是普遍存在的,而且价格便宜。
- 煤炭提供了世界上约四分之一的供暖需求。
电费
- 燃煤发电站生产了世界上37%的电力。
工业方面
- 世界上近70%的钢铁生产依赖于燃煤。
相关网页
- 煤炭开采
问题和答案
问:什么是煤?答:煤是一种可以作为化石燃料燃烧的坚硬岩石。它主要含有碳,但也含有氢、硫、氧和氮。
问:煤是如何形成的?
答:煤是由数百万年前生活在热带湿地(煤沼泽)的植物遗体形成的,例如石炭纪晚期(宾夕法尼亚)的植物。它是泥炭形成的沉积岩,由后来铺设在上面的岩石的压力形成。木炭是由木材在无空气的空间中加热而成的。
问:煤有哪些用途?
答:煤可以燃烧以获得能量或热量,今天开采的煤中约有三分之二在发电站中燃烧以获得电力。它还可以被焙烧(在没有氧气的地方加热到很高的温度)以生产焦炭,可用于冶炼,以减少矿石中的金属。
问:燃煤有哪些负面影响?
答:当煤被燃烧时,它的碳与空气中的氧气结合,产生大量的二氧化碳,从而导致气候变化。许多人因为燃煤造成的空气污染而患病,提前死亡。
问:各国是否正在放弃使用煤炭作为能源?
答:是的,许多国家正在转向其他能源,如太阳能和风能,而不是依赖煤炭来生产能源。然而,世界上一些地方仍在建造新的煤电厂,如中国。