想知道什么是“工业煤”?

【专家解说】：工业的粮食-煤 来源:学生百科图书 类别:阅读 发布时间:05-17 -------------------------------------------------------------------------------- 人类发现煤的历史相当长, 我国是世界上最早用煤作燃料的国家.远在 3000 多年前, 我们的祖先就已开始采煤, 并用这种”黑石”来取暖、烧水煮饭了.在汉唐时代, 就已经建立了手工煤炭业, 煤在冶铸金属(利用热能)方面得到了广泛的应用.可这时, 世界上的大多数国家还不知道煤是什么东西呢! 煤在古代除了叫黑石之外, 还有其他许多名称.如石涅啦, 黑金啦, 石墨啦, 石炭啦, 等等都是. 那么, 煤又是怎样形成的呢? 人类发现和使用煤炭, 虽然已有3000 多年的历史了, 但煤是怎样生成的, 却是近几百年来才逐步弄清的. 煤是由植物变来的, 这已是我们谁也不会怀疑的事实.但煤里面的热能是从哪里来的呢? 这就需要从植物说起了. 原来, 绿色植物中的叶绿素, 能够从空气中吸收二氧化碳, 同时吸收太阳光;依靠太阳光的能量, 把根部送来的水分解, 放出氧气, 而把氢气同二氧化碳发生一系列的复杂的化学反应, 变成为植物生存所必需的物质--各种各样的糖类.这个奇妙的过程就是我们通常所说的”光合作用”, 正因为有了光合作用, 植物才会越长越高.那么, 绿油油的树枝、粗大的树干, 是怎么变成黑色的像石头一样的煤呢? 早在远古时代, 地球上还没有人类.气候比现在也要温暖湿润得多, 因而地面上到处生长着茂密高大的造煤植物.特别是在海边和内陆湖沼地带, 由于这里终年积水, 营养丰富, 植物尤其茂盛.一开始, 这些地方生长着的植物并不高大, 但随着植物不断地生长和死亡, 这些植物的遗体越堆越多, 使得水越来越浅, 养料也越来越丰富.最后, 这些地方发育了高大茂密的森林. 森林一批批生长, 又一批批地死亡.经过许多次的不断反复之后, 植物遗体在这些地方越堆越多.在细菌的作用下, 植物的遗体最终变成一种黑褐色或褐色的淤泥状物质--泥炭.由植物遗体变成泥炭, 我们把这一变化过程叫”泥炭化阶段”, 它是煤即将形成的前奏. 如果地球的表面和地壳真是永远不变的话, 即使有了很多的植物遗体, 煤仍是无法形成的.但我们知道, 地球的表面从来没有安静过, 常常发生频繁的地壳运动. 如果地壳上升了, 低洼的地方变成平地甚至高山, 由于水分减少, 植物将生长得少而慢, 一般是无法形成煤的. 如果地壳下降了, 而且下降得很快的话, 特别是当地壳下降的速度超过植物遗体堆积的速度时, 植物由于水太深而无法继续生长下去, 那么, 煤同样也是难以形成的. 只有当地壳缓慢地下降时, 植物才能不断地生长和死亡, 泥炭层也才能不断地形成和加厚.而且有可能形成很厚的煤层. 如果这里的地壳反复地上升和下降, 则有可能形成许多煤层.在浅海和内陆湖沼, 由于地壳下降, 泥炭层会被陆地上的河流带来的泥沙掩埋, 而且随着地壳的不断下降, 覆盖在泥炭层上的泥沙会越来越厚, 泥炭层会被掩埋得越来越深.这些被掩埋的植物遗体, 经过长期的高温高压和细菌的作用, 形成了褐煤.由泥炭变成褐煤的作用, 我们把它叫做”岩化作用”. 褐煤在高温高压下, 将继续失去水分和挥发水分, 碳会进一步增加, 慢慢地变成了烟煤: 烟煤进一步变化, 最后变成了无烟煤. 由褐煤、烟煤到无烟煤的过程, 最主要的变化就是煤里面碳的含量在不断地增多, 所以这种作用又叫做”碳化作用”或者”变质作用”.所以说, 只有大量的植物是不够的;适当的、有节奏的地壳运动也是造煤的一个必要前提, 二者缺一不可.说到这里, 你对为什么把煤叫做”太阳石”这个问题应该弄清楚了吧! 在地球形成和演化的整个地质历史上, 曾多次出现过有利于成煤的地质条件.例如我国在石炭纪、二叠纪(距今2.5~3.3 亿年)和侏罗纪(距今 1.4~1.95 亿年)等时期, 对煤的形成就很有利, 我国的煤大都是这些时期形成的.把煤作为燃料烧掉, 多少年来我们都认为这是天经地义的事情.近几十年来, 随着社会的发展和科技的进步, 人们才发现煤浑身都是宝.不仅是一种重要的能源, 而且是一种十分重要的有机化工原料.那么, 煤究竟有哪些用处呢? 从前面的叙述中我们已经知道, ”煤氏三兄弟”中变质程度最深的是无烟煤, 它的发热量也最高.烧起来火力很强, 烟尘很少, 燃烧后灰渣也不多, 是一种很好的燃料;烟煤虽说变质程度比无烟煤差, 发热量中等, 但它却是三兄弟中最有出息的一个, 因为它不仅可以用来炼焦冶炼钢铁, 而且还可以被气化、液化用于生产和生活的许多方面;褐煤变质程度最差, 发热量也最低, 但它却是很好的化工原料! 那么, 把煤作为化工原料又能干什么呢? 要想知道这些, 我们就首先必须知道煤焦油的来历.我们把煤放到炼焦炉里, 隔绝空气, 加热到1000℃左右时, 就可得到焦炭、煤焦油和焦炉气这些产品.1 吨优质炼焦煤, 经焦化, 可得到700~800kg 焦炭, 30~40kg 的煤焦油和100 多kg 的焦炉气.其中, 焦炭是冶金工业的 ”粮食”, 而且还可以用来生产煤气、电极、合成氨、电石等.电石除用于照明、切割和焊接金属外, 还是生产塑料、合成纤维、合成橡胶等重要化工产品的原料.至于焦炉气么, 首先它是很好的气体燃料, 使用煤气这在许多城市里已是很普遍的了.其次它也是重要的化工原料.说来说去, 最有用处的还是要数煤焦油了.它的用途真是丰富多采, 极为广泛.说来话长, 100 多年前, 由于人们对它知之甚少, 当时是把它当做废物倒掉的.光阴似箭, 日月如梭, 到了19 世纪中叶, 随着化学工业的发展, 人们才发现煤焦油原来成分极为复杂, 多达500 种以上.用它可以制造出千百种用途各异、色彩缤纷的化工产品.于是, 煤焦油一下子成了有机化学工业珍贵的”原料仓库”.比如染料、香料、合成橡胶、塑料、合成纤维、农药、化肥、炸药、洗涤剂、除草剂、溶剂、沥青、油漆、糖精、卫生球等等.制造这些产品的原料都可以从煤焦油中获得. 除煤焦油、煤气、焦炭外, 就是一向被我们看作是废物的许多东西, 今天也都是”宝贝”了.如燃烧煤过程中产生的硫氧化物, 现在用它可以生产出优质硫酸;煤灰和煤渣, 现在可以用来制造水泥等建筑材料.在煤灰里甚至还可以提取出大量的被誉为”电子工具的粮食”的半导体材料--锗和镓. 噢! 从煤里竟能得到这么多宝贵的东西, 怪不得它被人们称誉为”万能的原料, 黑色的金子”呢! 可以说, 从18 世纪末到20 世纪初的100 年时间里, 以煤为主要能源的世界, 发生了科学技术、经济和社会的巨变, 今天这个高度现代化的世界经济, 就是在以煤为主要能源的基础上建立起来的. 新中国成立40 年来, 我国的煤炭工业发展十分迅速.1990 年我国原煤产量达10.8 亿吨, 比1949 年增长了32 倍, 是世界上产煤最多的国家.我国的煤炭资源分布十分广泛而又不均匀. 主要分布在山西、内蒙古、陕西、河南、山东、河北一带, 以及安徽、江苏两省北部、新疆、贵州、云南、黑龙江等省、区也不少.其中, 尤以山西、内蒙古、新疆、陕西最为集中, 北方仅山西、内蒙古两省区的煤炭储量就占全国煤炭总储量的60%以上. 由于我国的煤炭资源主要分布在北方, 因而我国的煤炭基地也主要在北方.全国年产量超过1000 万吨的12 个大煤矿, 有10 个在北方. 目前, 我国最大的煤矿是山西的大同, 年产量达3500 万吨以上, 被誉为 ”煤都”.在大同的西南, 有我国也是世界最大的露天煤矿--山西平朔的安太堡露天煤矿, 年产量达1533 万吨.它是我国现代化水平最高的煤矿, 从剥离到采煤, 从运输到选煤, 全部是现代化设备.在这里, 你可以看到世界上最大的斗容25m3 的特大电铲, 不停地把土和岩石剥掉, 把煤挖出来.然后, 通过我国第一条现代化铁路--大秦铁路线, 将煤运到我国最大的煤炭转运港--秦皇岛港.由此再转运到我国的东北、华东和华南等地区, 支持着那里的社会主义建设. 总之, 我国不仅煤炭资源极为丰富, 而且质地优良, 品种齐全.通过广大煤矿工人的辛勤劳动, 为我国的经济发展提供了充足的”粮食”.然而, 随着工业的发展, 煤炭的消耗越来越大.因烧煤产生的大量烟灰、飘尘和有害气体, 污染了环境, 人们逐渐转向比它更优越的新能源: 石油.