煤
煤是遠古植物遺骸,埋在地層下,經過地殼隔絕空氣的壓力和溫度條件下作用,產生的碳化化石礦物,主要被人類開採用作燃料。
成分[編輯]
煤其主要成分為碳、氫、氧和少量的氮、硫或其他元素。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。
分類[編輯]
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。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。
品質鑑定[編輯]
對煤的品質鑑定,還要根據其發熱量、灰分(不能燃燒的部分)和含硫量等因素,根據起用途來確定。如果用做燃料,含硫高則會燃燒產生二氧化硫污染大氣,必須要增加脫硫的成本,用做煉焦,膨脹係數也是一個主要因素。
用途[編輯]
煤用於煉焦,可以產生煤焦油及氨水。焦碳是用於煉鐵的重要原料。煤焦油可提取多種工業用的重要化合物。很多人以為煤氣是從煤製造出來的,但事實是煤氣是從原油提煉出來的石腦油再加以提煉而成的。煤也可以直接汽化,生成水煤氣(一氧化碳和氫的混合物),直接用做清潔燃料,。
煤,尤其是煙煤(任何揮發分較高的煤)直接作為燃料會冒出黑煙,浪費其中揮發分並造成大氣污染,英國由於氣候多霧,對污染尤其敏感,早在20世紀初即頒布法律禁止將原煤直接作為燃料,只能燃燒焦碳或半焦。
焦碳作為煉鐵的重要原料,對生鐵的質量有關鍵的作用,如果含硫高,會嚴重降低生鐵質量,灰分高會降低熱值。因此用於煉焦的煤必須經過洗選,以降低其灰分和硫含量。煉出的焦碳必須選大塊堅實的,不能在高爐中被壓碎,以便可以通風。選出的碎焦只能做燃料,碎焦做燃料發熱量大,不冒煙,是很好的燃料。
採礦方法[編輯]
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,移走數百英呎深之表面土層。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。目前大約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。