Kulstof, brint og oxygen er det vigtigste organiske stof i kul, der tegner sig for mere end 95 %; Jo dybere forkogning, jo højere kulstofindhold og jo lavere brint- og oxygenindhold. Kulstof og brint er de grundstoffer, der genererer varme under kulforbrænding, og ilt er det forbrændingsunderstøttende element. Når kul afbrændes, genererer nitrogen ikke varme, men omdannes til nitrogenoxider og ammoniak ved høj temperatur og udfældes i fri tilstand. Svovl, fosfor, fluor, klor og arsen er skadelige komponenter i kul, hvoraf svovl er den vigtigste. Når kul afbrændes, oxideres det meste af svovlen til svovldioxid (SO2), som udledes med røggas, hvilket forurener atmosfæren, bringer dyrs og planters vækst og menneskers sundhed i fare og korroderer metaludstyr; Når kul med højt svovlindhold anvendes i metallurgisk koks, påvirker det også kvaliteten af ​​koks og stål. Derfor er indholdet af "svovl" et af de vigtige indekser til at vurdere kulkvaliteten.

Den brændbare gas, der produceres ved nedbrydning af organisk stof i kul under bestemte temperaturer og betingelser, kaldes "flygtig", som er en blandingsgas sammensat af forskellige kulbrinter, brint, kulilte og andre forbindelser. Flygtig er også det vigtigste kulkvalitetsindeks, som spiller en vigtig referencerolle i bestemmelsen af ​​kuls behandlings- og udnyttelsesmåder og teknologiske forhold. Kul med lav koalificeringsgrad har mere flygtige stoffer. Hvis forbrændingsbetingelserne ikke er passende, vil kullet med højt indhold af flygtige stoffer let producere uforbrændte kulstofpartikler ved afbrænding, almindeligvis kendt som "sort røg"; Og producere flere forurenende stoffer som kulilte, polycykliske aromatiske kulbrinter og aldehyder, og den termiske effektivitet reduceres. Derfor bør passende forbrændingsforhold og udstyr vælges i henhold til kuls flygtige stof.

Der er få uorganiske stoffer i kul, hovedsageligt vand og mineraler, og deres eksistens forringer kvaliteten og udnyttelsesværdien af ​​kul. Mineraler er de vigtigste urenheder i kul, såsom sulfid, sulfat og carbonat, hvoraf de fleste er skadelige komponenter.

"Fugt" har stor indflydelse på forarbejdning og udnyttelse af kul. Når vand ændres til damp under forbrændingen, absorberer det varme og reducerer dermed kuls brændværdi. Fugt i kul kan opdeles i ekstern fugt og intern fugt, og intern fugt bruges generelt som et indeks til at vurdere kulkvaliteten. Jo lavere kuldannelsesgrad, jo større er kulets indre overflade og jo højere fugtindhold.

"Aske" er den faste rest, der er tilbage efter kul er fuldstændig brændt, og det er et vigtigt kulkvalitetsindeks. Aske kommer hovedsageligt fra ubrændbare mineraler i kul. Når mineralet forbrændes, bør det absorbere varme, og en stor mængde slagger vil tage varme, så jo højere asken er, jo lavere er kulforbrændingens termiske effektivitet; Jo mere aske, jo mere aske produceres ved kulforbrænding, og jo mere flyveaske udledes. Generelt er askeindholdet i højkvalitetskul og rent kul relativt lavt [1].

Kul er fordelt på alle kontinenter og oceanøer, men fordelingen af ​​kul i verden er meget ujævn, og kulreserverne i forskellige lande er også meget forskellige. Kina, USA, Rusland og Tyskland er rige på kulreserver, og de er også store kulproducerende lande i verden, blandt hvilke Kina er det land med den højeste kulproduktion i verden. Kinas kulressourcer er i forkant af verden, kun næst efter USA, russiske og australske [9].

Selvom kulets vigtige position er blevet erstattet af olie, vil den i en lang periode uundgåeligt falde på grund af den gradvise udtømning af olie. På grund af de enorme kulreserver og den hurtige udvikling af videnskab og teknologi er nye teknologier såsom kulforgasning blevet modne og udbredt.

Ifølge de forskellige oprindelige materialer og betingelser for kuldannelse kan kul i naturen opdeles i tre kategorier, nemlig humuskul, resterende humuskul og sapropelisk kul.

Kina er det første land i verden, der bruger kul. Kulhåndværk blev fundet på det gamle kultursted Xinle i Liaoning-provinsen, og der blev også fundet kulkager i byen gongyi, Henan-provinsen.

I Shan Hai Jing kaldes kul sten nie, mens kul i Wei og Jin dynastier kaldes grafit eller kul. Navnet kul blev først brugt i Compendium of Materia Medica af Li Shizhen i Ming-dynastiet.

Grækenland og det antikke Rom var også lande, der tidligere brugte kul. Den græske lærde Theophrastos skrev The History of Stone i omkring 300 f.Kr., som beskrev kullens natur og oprindelse. Det gamle Rom begyndte at bruge kul til opvarmning for omkring 2000 år siden.

Kul er et ekstremt tykt lag af sort humus, der er akkumuleret på jorden af ​​planters grene og rødder i millioner af år. På grund af ændringen af ​​jordskorpen er den konstant begravet under jorden og isoleret fra luften i lang tid, og efter en række komplicerede fysiske og kemiske ændringer under høj temperatur og højt tryk danner den en sort brændbar sedimentær bjergart, som er dannelsesprocessen af ​​kul.

Tykkelsen af ​​en kullag i en kulmine er relateret til hastigheden af ​​jordskorpen og akkumuleringen af ​​planterester i dette område. Jordskorpen falder hurtigt, og planteresterne er stablet tykt, så kullaget i denne kulmine er tykt. Tværtimod falder jordskorpen langsomt, og planteresterne stables tyndt, så kullaget i denne kulmine er tyndt. På grund af den tektoniske bevægelse af jordskorpen er de oprindelige vandrette kullag foldet og brækket. Nogle kullag er begravet dybere under jorden, andre er skubbet ud til overfladen eller endda udsat for jorden, som er let at finde af mennesker. Der er også nogle kullag, der er relativt tynde og små i areal, så der er ingen minedriftsværdi, og der er ingen opdateret opgørelse om dannelsen af ​​kul.

Opstår der kul på denne måde? Om nogle udstillinger bør studeres og diskuteres yderligere. En stor kulmine har en tyk kullag og fremragende kulkvalitet, men dens areal er generelt ikke særlig stort. Hvis det er en naturlig ophobning af blade og rødder af planter i millioner af år, bør dens areal være meget stort. Fordi skove og græsarealer var overalt på jorden i oldtiden, skulle der overalt under jorden være spor efter kullager; Kullagen er ikke nødvendigvis særlig tyk, fordi planters blade og rødder rådner til humus, som vil blive absorberet af planter. Hvis det gentages, vil det ikke være så koncentreret, når det endelig begraves under jorden, og grænsen mellem jordlag og kullag vil ikke være så tydelig.

Der kan dog ikke benægtes det faktum og grundlag, at kul virkelig dannes af den systematiske udvikling af planterester, hvilket er en uigendrivelig sandhed. Så længe man nøje observerer kulblokken, kan man se spor af blade og rødder af planter; Hvis du skærer kul og observerer det under et mikroskop, kan du finde meget tydelige plantevæv og -strukturer, og nogle gange er ting som stammer bevaret i kullag, og nogle kullag er stadig pakket ind med komplette insektfossiler.

Under den normale temperatur og tryk af overfladen, forbliver planten akkumuleret i stillestående vand omdannes til tørv eller sapropelic af tørv eller sapropelic; Efter at være blevet begravet, synker tørv eller sapropel mudder til den dybe undergrund på grund af nedgangen i bassinkælderen og omdannes til brunkul gennem diagenese; Når temperaturen og trykket gradvist stiger, omdannes det til bituminøst kul til antracit ved metamorfose. Tørvdannelse refererer til den proces, hvor resterne af højere planter akkumuleres i sumpe og omdannes til tørv gennem biokemiske ændringer. Sapropargisering refererer til den proces, hvor resterne af lavere organismer omdannes til sapropel mudder gennem biokemiske ændringer i sumpe. Sapropargit er en slags mudret stof rig på vand og asfalten. Gletsjerprocessen kan bidrage til indsamling og bevarelse af kuldannende planterester [2].

Kuldannelsens tidsalder

I hele den geologiske tidsalder er der tre store kuldannende perioder i verden:

I palæozoisk karbon og perm var de kuldannende planter hovedsageligt sporeplanter. De vigtigste kultyper er bituminøst kul og antracit.

I Jura og Kridt i Mesozoikum var de kuldannende planter hovedsageligt gymnospermer. De vigtigste kultyper er brunkul og bituminøst kul.

I den tertiære del af Cenozoic var de kuldannende planter hovedsageligt angiospermer. Det primære kul er brunkul, efterfulgt af tørv og lidt ungt bituminøst kul.

Kul er den mest udbredte fossile energiressource i verden, som hovedsageligt er opdelt i fire kategorier: bituminøst kul og antracit, sub-bituminøst kul og brunkul. 60 % af verdens udvindelige kulreserver er koncentreret i USA (25 %), sovjetrepublikker (23 %) og Kina (12 %). Derudover står Australien, Indien, Tyskland og Sydafrika for 29 % af verdens samlede kulproduktion, og de påviste kulreserver er mere end 63 gange større end oliereserverne. Landene med rige kulreserver i verden er også kul.