碳是煤中主要成分,也是最主要的可燃物质。它的含量随着煤生成的“变质”程度的加深而增加,例如,泥炭中碳含量为50%~60%,褐煤中为65%~75%,烟煤中为75%~90%,无烟煤为90%~98%。氢也是煤中重要的可燃物质。氢在煤中的含量随煤变质程度的加深而减少,还与原始的成煤植物有很大关系。由低等植物如藻类形成的煤含氢量较高,有的超过10%。 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。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物和氨,以游离状态析出。世界主要产煤国煤层气资源量和排放量见表4-12。 人类利用煤炭的历史早在2000年前古罗马时期,就有人开始用煤加热取暖,而煤炭工业的兴起则是从18世纪60年代英国的产业革命时期开始的。此时,蒸汽机已经诞生。1787年,世界第一艘蒸汽轮船问世;1825年,世界第一条铁路在苏格兰建成,蒸汽机开始推广使用,冶金业也有较快的发展,煤炭的用量有所增长,并开始成为18世纪的主要能源之一。到了19世纪80年代电动机问世,更促进了煤炭机械化生产。直到20世纪20年代,煤炭的地位才有所下降,石油和天然气的使用越来越多。 世界上还有多少煤炭没有被燃烧 我们曾经挥霍过 把青山投进炉膛 让宝贵的财富化为缕缕青烟 于是灾难降临 泥石流洪水汹涌而来 沙漠步步进逼 吞噬我们的家园 以上诗句是对人类消耗煤炭及其后果的真实写照。 据世界能源委员会的评估,世界煤炭可采资源量达4.84×104亿吨标准煤,占世界化石燃料可采资源量的66.8%。2003年年末世界煤炭探明可采储量见表4-13,其中储量最大的国家依次为美国、俄罗斯、中国、澳大利亚、印度、德国、南非和波兰。世界主要国家硬煤消费量见表4-14。煤炭的用途见图4-3。 表4-13 2003年年末世界煤炭探明可采储量(兆吨) 表4-14 世界主要国家硬煤消费量(兆吨) 图4-3 煤炭的用途示意图 |
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