Въглеродът, водородът и кислородът са основните органични вещества във въглищата, представляващи повече от 95%; Колкото по-дълбоко е коалификацията, толкова по-високо е съдържанието на въглерод и толкова по-ниско е съдържанието на водород и кислород. Въглеродът и водородът са елементите, които генерират топлина по време на изгарянето на въглища, а кислородът е елементът, поддържащ горенето. При изгаряне на въглища азотът не генерира топлина, а се трансформира в азотни оксиди и амоняк при висока температура и се утаява в свободно състояние. Сярата, фосфорът, флуорът, хлорът и арсенът са вредни компоненти във въглищата, от които най-важна е сярата. Когато се изгарят въглища, по-голямата част от сярата се окислява до серен диоксид (SO2), който се отделя с димните газове, замърсявайки атмосферата, застрашавайки растежа на животните и растенията и човешкото здраве и разяждайки металното оборудване; Когато въглища с високо съдържание на сяра се използват в металургичното коксуване, това също влияе върху качеството на кокса и стоманата. Следователно съдържанието на "сяра" е един от важните показатели за оценка на качеството на въглищата.

Запалимият газ, получен от разлагането на органична материя във въглищата при определени температура и условия, се нарича "летлив", който е смесен газ, съставен от различни въглеводороди, водород, въглероден оксид и други съединения. Летливият е и основният показател за качество на въглищата, който играе важна референтна роля при определяне на начините за преработка и използване и технологичните условия на въглищата. Въглищата с ниска степен на коалификация имат повече летливи вещества. Ако условията на горене не са подходящи, въглищата с високо съдържание на летливи вещества лесно ще произвеждат неизгорели въглеродни частици при изгаряне, известни като "черен дим"; И произвежда повече замърсители като въглероден оксид, полициклични ароматни въглеводороди и алдехиди, а топлинната ефективност е намалена. Следователно, подходящите условия и оборудване за горене трябва да бъдат избрани според летливите вещества на въглищата.

Във въглищата има малко неорганични вещества, главно вода и минерали, и тяхното наличие намалява качеството и използваемата стойност на въглищата. Минералите са основните примеси във въглищата, като сулфид, сулфат и карбонат, повечето от които са вредни компоненти.

"Влагата" има голямо влияние върху преработката и оползотворяването на въглищата. Когато водата се превръща в пара по време на горене, тя абсорбира топлина, като по този начин намалява калоричността на въглищата. Влагата във въглищата може да бъде разделена на външна влага и вътрешна влага, а вътрешната влага обикновено се използва като индекс за оценка на качеството на въглищата. Колкото по-ниска е степента на въглища, толкова по-голяма е вътрешната повърхност на въглищата и толкова по-високо е съдържанието на влага.

„Пепел“ е твърдият остатък, останал след пълното изгаряне на въглищата, и е важен показател за качество на въглищата. Пепелта идва главно от незапалими минерали във въглищата. Когато минералът се изгаря, той трябва да абсорбира топлина и голямо количество шлака ще отнеме топлина, така че колкото по-висока е пепелта, толкова по-ниска е топлинната ефективност на изгарянето на въглища; Колкото повече пепел, толкова повече пепел се получава от изгарянето на въглища и толкова повече летлива пепел се отделя. Като цяло съдържанието на пепел във висококачествените и чистите въглища е относително ниско [1].

Въглищата са разпространени във всички континенти и океански острови, но разпределението на въглищата в света е много неравномерно и запасите от въглища в различните страни също са много различни. Китай, Съединените щати, Русия и Германия са богати на запаси от въглища и те също са големи страни производителки на въглища в света, сред които Китай е страната с най-голям добив на въглища в света. Въглищните ресурси на Китай са в челните редици на света, на второ място след САЩ, Русия и Австралия [9].

Въпреки че важната позиция на въглищата е заменена от петрол, за дълъг период от време, тя неизбежно ще намалее поради постепенното изчерпване на петрола. Поради огромните запаси от въглища и бързото развитие на науката и технологиите, новите технологии като газификацията на въглища станаха зрели и широко използвани.

Според различните първоначални материали и условия на образуване на въглища, въглищата в природата могат да бъдат разделени на три категории, а именно хумусни въглища, остатъчни хумусни въглища и сапропелни въглища.

Китай е първата страна в света, използваща въглища. Занаяти от въглища бяха открити в древния културен обект Xinle в провинция Liaoning, а въглищни сладкиши бяха открити и в град gongyi, провинция Henan.

В Shan Hai Jing въглищата се наричат ​​​​каменни nie, докато в династиите Wei и Jin въглищата се наричат ​​​​графитни или въглеродни. Името въглища е използвано за първи път в Compendium of Materia Medica от Li Shizhen от династията Мин.

Гърция и древен Рим също са били страни, които са използвали въглища по-рано. Гръцкият учен Теофраст написва „Историята на камъка“ около 300 г. пр.н.е., в която описва природата и произхода на въглищата. Древният Рим започва да използва въглища за отопление преди около 2000 години.

Въглищата са изключително дебел слой черен хумус, натрупан на земята от клоните и корените на растенията в продължение на милиони години. Поради промяната на земната кора, тя е непрекъснато заровена под земята и изолирана от въздуха за дълго време и след поредица от сложни физични и химични промени при висока температура и високо налягане, тя образува черна горима седиментна скала, която е процесът на образуване на въглища.

Дебелината на въглищния пласт във въглищна мина е свързана със скоростта на упадък на кората и натрупването на растителни останки в тази област. Земната кора пада бързо и растителните останки са натрупани дебели, така че въглищният пласт в тази въглищна мина е дебел. Напротив, земната кора пада бавно и растителните останки са тънки, така че въглищният пласт в тази въглищна мина е тънък. Поради тектонското движение на земната кора, първоначалните хоризонтални въглищни пластове са нагънати и напукани. Някои въглищни пластове са заровени по-дълбоко под земята, други са изтласкани на повърхността или дори изложени на земята, което е лесно за намиране от хората. Има и някои въглищни пластове, които са сравнително тънки и малки по площ, така че няма минна стойност и няма актуализирано изявление за образуването на въглища.

По този начин ли се образуват въглища? Дали някои експозиции трябва да бъдат допълнително проучени и обсъдени. Голяма въглищна мина има дебел въглищен пласт и отлично качество на въглищата, но площта й като цяло не е много голяма. Ако това е естествено натрупване на листа и корени на растения в продължение на милиони години, площта му трябва да е много голяма. Тъй като горите и пасищата са били навсякъде по земята в древни времена, трябва да има следи от складиране на въглища навсякъде под земята; Въглищният пласт не е непременно много дебел, тъй като листата и корените на растенията изгниват в хумус, който ще бъде усвоен от растенията. Ако се повтори, няма да е толкова концентриран, когато най-накрая бъде заровен под земята, и границата между почвения слой и въглищния пласт няма да е толкова ясна.

Въпреки това не може да се отрече фактът и основанието, че въглищата наистина се образуват от системната еволюция на растителни остатъци, което е неопровержима истина. Докато внимателно наблюдавате въглищния блок, можете да видите следи от листа и корени на растения; Ако нарежете въглища и ги наблюдавате под микроскоп, можете да намерите много ясни растителни тъкани и структури, а понякога неща като стволове са запазени във въглищни пластове, а някои въглищни пластове все още са обвити с цели фосили на насекоми.

При нормална температура и налягане на повърхността растителните останки, натрупани в застояла вода, се трансформират в торф или сапропел от торф или сапропел; След като бъдат погребани, торфът или сапропелната тиня потъват дълбоко под земята поради упадъка на основата на басейна и се трансформират в лигнит чрез диагенеза; Когато температурата и налягането постепенно се повишават, той се превръща в битуминозни въглища до антрацит чрез метаморфизъм. Торфизацията се отнася до процеса, при който останките от висши растения се натрупват в блатата и се трансформират в торф чрез биохимични промени. Сапропаргизацията се отнася до процеса, при който останките от нисши организми се трансформират в сапропелова тиня чрез биохимични промени в блатата. Сапропаргитът е вид кално вещество, богато на вода и асфалтен. Ледниковият процес може да допринесе за събирането и запазването на растителни останки, образуващи въглища [2].

Възрастта на образуване на въглища

В цялата геоложка епоха в света има три основни периода на образуване на въглища:

В палеозойския карбон и перм въглеобразуващите растения са били предимно спорови растения. Основните видове въглища са битуминозни и антрацити.

През юра и креда на мезозоя въглеобразуващите растения са били предимно голосеменни. Основните видове въглища са лигнитни и битуминозни въглища.

В терциера на кайнозоя въглеобразуващите растения са били предимно покритосеменни. Основните въглища са лигнитни, следвани от торф и някои млади битуминозни въглища.

Въглищата са най-широко разпространеният изкопаем енергиен ресурс в света, който се разделя главно на четири категории: битуминозни въглища и антрацит, суббитуминозни въглища и лигнит. 60% от световните извличаеми запаси от въглища са съсредоточени в САЩ (25%), съветските републики (23%) и Китай (12%). В допълнение, Австралия, Индия, Германия и Южна Африка представляват 29% от общото производство на въглища в света, а доказаните запаси от въглища са повече от 63 пъти по-големи от запасите от петрол. Страните с богати запаси от въглища в света също са въглища.