碳是煤中主要成分,也是最主要的可燃物質(zhì)。它的含量隨著煤生成的“變質(zhì)”程度的加深而增加,例如,泥炭中碳含量為50%~60%,褐煤中為65%~75%,煙煤中為75%~90%,無煙煤為90%~98%。氫也是煤中重要的可燃物質(zhì)。氫在煤中的含量隨煤變質(zhì)程度的加深而減少,還與原始的成煤植物有很大關(guān)系。由低等植物如藻類形成的煤含氫量較高,有的超過10%。 構(gòu)成煤炭有機質(zhì)的元素主要有碳、氫、氧、氮和硫等,此外,還有極少量的磷、氟、氯和砷等元素。碳、氫、氧是煤炭有機質(zhì)的主體,占95%以上。碳和氫是煤炭燃燒過程中產(chǎn)生熱量的元素,氧是助燃元素。煤炭燃燒時,氮不產(chǎn)生熱量,在高溫下轉(zhuǎn)變成氮氧化物和氨,以游離狀態(tài)析出。世界主要產(chǎn)煤國煤層氣資源量和排放量見表4-12。 人類利用煤炭的歷史早在2000年前古羅馬時期,就有人開始用煤加熱取暖,而煤炭工業(yè)的興起則是從18世紀(jì)60年代英國的產(chǎn)業(yè)革命時期開始的。此時,蒸汽機已經(jīng)誕生。1787年,世界第一艘蒸汽輪船問世;1825年,世界第一條鐵路在蘇格蘭建成,蒸汽機開始推廣使用,冶金業(yè)也有較快的發(fā)展,煤炭的用量有所增長,并開始成為18世紀(jì)的主要能源之一。到了19世紀(jì)80年代電動機問世,更促進了煤炭機械化生產(chǎn)。直到20世紀(jì)20年代,煤炭的地位才有所下降,石油和天然氣的使用越來越多。 世界上還有多少煤炭沒有被燃燒 我們曾經(jīng)揮霍過 把青山投進爐膛 讓寶貴的財富化為縷縷青煙 于是災(zāi)難降臨 泥石流洪水洶涌而來 沙漠步步進逼 吞噬我們的家園 以上詩句是對人類消耗煤炭及其后果的真實寫照。 據(jù)世界能源委員會的評估,世界煤炭可采資源量達4.84×104億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,占世界化石燃料可采資源量的66.8%。2003年年末世界煤炭探明可采儲量見表4-13,其中儲量最大的國家依次為美國、俄羅斯、中國、澳大利亞、印度、德國、南非和波蘭。世界主要國家硬煤消費量見表4-14。煤炭的用途見圖4-3。 表4-13 2003年年末世界煤炭探明可采儲量(兆噸) 表4-14 世界主要國家硬煤消費量(兆噸) 圖4-3 煤炭的用途示意圖 |
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