El carboni, l'hidrogen i l'oxigen són la matèria orgànica principal del carbó, que representen més del 95%; Com més profunda sigui la coalició, més gran és el contingut de carboni i menor és el contingut d'hidrogen i oxigen. El carboni i l'hidrogen són els elements que generen calor durant la combustió del carbó, i l'oxigen és l'element de suport a la combustió. Quan es crema carbó, el nitrogen no genera calor, sinó que es transforma en òxids de nitrogen i amoníac a alta temperatura, i es precipita en estat lliure. El sofre, el fòsfor, el fluor, el clor i l'arsènic són components nocius del carbó, dels quals el sofre és el més important. Quan es crema carbó, la major part del sofre s'oxida en diòxid de sofre (SO2), que es descarrega amb gasos de combustió, contaminant l'atmosfera, posant en perill el creixement d'animals i plantes i la salut humana, i corroint els equips metàl·lics; Quan s'utilitza carbó amb alt contingut de sofre en la cocització metal·lúrgica, també afecta la qualitat del coc i l'acer. Per tant, el contingut de "sofre" és un dels índexs importants per avaluar la qualitat del carbó.

El gas combustible produït per la descomposició de la matèria orgànica en el carbó a determinades temperatures i condicions s'anomena "volàtil", que és un gas mixt format per diversos hidrocarburs, hidrogen, monòxid de carboni i altres compostos. El volàtil és també el principal índex de qualitat del carbó, que té un paper de referència important en la determinació de les formes de processament i utilització i les condicions tecnològiques del carbó. El carbó amb baix grau de coalició té una matèria més volàtil. Si les condicions de combustió no són adequades, el carbó amb un alt contingut volàtil produirà fàcilment partícules de carboni no cremades en cremar, conegudes comunament com a "fum negre"; I produeixen més contaminants com monòxid de carboni, hidrocarburs aromàtics policíclics i aldehids, i es redueix l'eficiència tèrmica. Per tant, s'han de seleccionar les condicions i l'equip de combustió adequats segons la matèria volàtil del carbó.

Hi ha poques substàncies inorgàniques al carbó, principalment aigua i minerals, i la seva existència redueix la qualitat i el valor d'utilització del carbó. Els minerals són les principals impureses del carbó, com el sulfur, el sulfat i el carbonat, la majoria dels quals són components nocius.

La "humitat" té una gran influència en el processament i la utilització del carbó. Quan l'aigua es transforma en vapor durant la combustió, absorbeix calor, reduint així el poder calorífic del carbó. La humitat del carbó es pot dividir en humitat externa i humitat interna, i la humitat interna s'utilitza generalment com a índex per avaluar la qualitat del carbó. Com més baix sigui el grau de coalició, més gran serà la superfície interna del carbó i més gran serà el contingut d'humitat.

La "cendra" és el residu sòlid que queda després de cremar completament el carbó i és un índex de qualitat important del carbó. La cendra prové principalment de minerals incombustibles del carbó. Quan s'incinera el mineral, hauria d'absorbir la calor i una gran quantitat d'escòries s'emportarà calor, de manera que com més alta sigui la cendra, menor serà l'eficiència tèrmica de la combustió del carbó; Com més cendres, més cendres es produeixen per la combustió del carbó i més cendres volants es descarreguen. En general, el contingut de cendres de carbó d'alta qualitat i carbó net és relativament baix [1].

El carbó es distribueix per tots els continents i illes oceàniques, però la distribució del carbó al món és molt desigual i les reserves de carbó en diferents països també són molt diferents. La Xina, els Estats Units, Rússia i Alemanya són rics en reserves de carbó, i també són els principals països productors de carbó del món, entre els quals la Xina és el país amb la producció de carbó més alta del món. Els recursos de carbó de la Xina estan a l'avantguarda del món, només per darrere dels Estats Units, Rússia i Australia [9].

Tot i que la posició important del carbó ha estat substituïda pel petroli, durant un llarg període de temps, inevitablement disminuirà a causa de l'esgotament gradual del petroli. A causa de les enormes reserves de carbó i del ràpid desenvolupament de la ciència i la tecnologia, les noves tecnologies, com la gasificació del carbó, s'han fet madures i s'han utilitzat àmpliament.

Segons els diferents materials i condicions originals de formació del carbó, el carbó a la natura es pot dividir en tres categories, a saber, carbó humus, carbó humus residual i carbó sapropèlic.

La Xina és el primer país del món que utilitza carbó. Es van trobar artesanies de carbó a l'antic lloc cultural de Xinle a la província de Liaoning, i també es van trobar pastissos de carbó a la ciutat de Gongyi, província de Henan.

A Shan Hai Jing, el carbó s'anomena stone nie, mentre que a les dinasties Wei i Jin, el carbó s'anomena grafit o carbonífer. El nom de carbó va ser utilitzat per primera vegada al Compendi de Matèria Medica per Li Shizhen a la dinastia Ming.

Grècia i l'antiga Roma també eren països que utilitzaven carbó abans. L'erudit grec Theophrastos va escriure La història de la pedra cap al 300 aC, que va registrar la naturalesa i l'origen del carbó. L'antiga Roma va començar a utilitzar el carbó per a la calefacció fa uns 2000 anys.

El carbó és una capa extremadament gruixuda d'humus negre acumulada a terra per les branques i arrels de les plantes durant milions d'anys. A causa del canvi de l'escorça terrestre, està contínuament enterrada sota terra i aïllada de l'aire durant molt de temps, i després d'una sèrie de complicats canvis físics i químics a alta temperatura i alta pressió, forma una roca sedimentària combustible negra, que és el procés de formació del carbó.

El gruix d'una veta de carbó en una mina de carbó està relacionat amb la velocitat de declivi de l'escorça i l'acumulació de restes vegetals en aquesta zona. L'escorça terrestre cau ràpidament i les restes vegetals s'amunteguen, de manera que la veta de carbó d'aquesta mina de carbó és gruixuda. Al contrari, l'escorça terrestre va caient lentament i les restes vegetals s'amunteguen, de manera que la veta de carbó d'aquesta mina de carbó és prima. A causa del moviment tectònic de l'escorça terrestre, les vetes de carbó horitzontals originals es pleguen i es fracturen. Algunes vetes de carbó estan enterrades més profundament sota terra, d'altres s'expulsen a la superfície o fins i tot s'exposen a terra, cosa que és fàcil de trobar per la gent. També hi ha algunes vetes de carbó que són relativament primes i petites, de manera que no hi ha cap valor miner i no hi ha cap declaració actualitzada sobre la formació del carbó.

El carbó es forma d'aquesta manera? Si algunes exposicions s'han d'estudiar i discutir més. Una gran mina de carbó té una gruixuda veta de carbó i una excel·lent qualitat de carbó, però la seva àrea no és molt gran en general. Si es tracta d'una acumulació natural de fulles i arrels de les plantes durant milions d'anys, la seva àrea hauria de ser molt gran. Com que els boscos i les praderies eren a tot arreu a la terra en l'antiguitat, hi hauria d'haver rastres d'emmagatzematge de carbó a tot arreu sota terra; La junta de carbó no és necessàriament molt gruixuda, perquè les fulles i les arrels de les plantes es podreixen en humus, que serà absorbit per les plantes. Si es repeteix, no estarà tan concentrat quan finalment sigui enterrat sota terra, i el límit entre la capa de sòl i la veta de carbó no serà tan clar.

Tanmateix, no es pot negar el fet i la base que el carbó està format realment per l'evolució sistemàtica de les restes vegetals, que és una veritat irrefutable. Sempre que observeu atentament el bloc de carbó, podreu veure rastres de fulles i arrels de les plantes; Si talleu carbó i l'observeu al microscopi, podeu trobar teixits i estructures vegetals molt clares i, de vegades, coses com els troncs es conserven a les vetes de carbó, i algunes velles de carbó encara estan embolcallades amb fòssils complets d'insectes.

Sota la temperatura i pressió normals de la superfície, les restes vegetals acumulades en aigua estancada es transformen en torba o sapropèlica per torba o sapropèlica; Després de ser soterrat, la torba o el fang sapropèlic s'enfonsa al fons subterrani a causa del declivi del soterrani de la conca i es transforma en lignit per diagènesi; Quan la temperatura i la pressió augmenten gradualment, es transforma en carbó bituminós a antracita per metamorfisme. La torba es refereix al procés pel qual les restes de plantes superiors s'acumulen als pantans i es transformen en torba mitjançant canvis bioquímics. La sapropargització fa referència al procés pel qual les restes d'organismes inferiors es transformen en fang sapropèlic mitjançant canvis bioquímics als pantans. La sapropargita és una mena de substància fangosa rica en aigua i asfaltè. El procés de la glacera pot contribuir a la recollida i preservació de restes vegetals que formen carbó [2].

L'edat de formació del carbó

En tota l'era geològica, hi ha tres grans períodes de formació de carbó al món:

Al Carbonífer i al Permià Paleozoic, les plantes que formaven carbó eren principalment plantes d'espores. Els principals tipus de carbó són el carbó bituminós i l'antracita.

Al Juràssic i al Cretaci del Mesozoic, les plantes carboníferes eren principalment gimnospermes. Els principals tipus de carbó són el lignit i el carbó bituminós.

En el terciari del Cenozoic, les plantes carboníferes eren principalment angiospermes. El carbó principal és el lignit, seguit de la torba i una mica de carbó bituminós jove.

El carbó és el recurs energètic fòssil més distribuït al món, que es divideix principalment en quatre categories: carbó bituminós i antracita, carbó subbituminós i lignit. El 60% de les reserves mundials de carbó recuperables es concentren als Estats Units (25%), les repúbliques soviètiques (23%) i la Xina (12%). A més, Austràlia, l'Índia, Alemanya i Sud-àfrica representen el 29% de la producció total mundial de carbó, i les reserves provades de carbó són més de 63 vegades les de les reserves de petroli. Els països amb riques reserves de carbó al món també són carbó.