탄소, 수소, 산소는 석탄의 주요 유기물질로 95% 이상을 차지합니다. 석탄화가 깊을수록 탄소 함량은 높아지고 수소와 산소 함량은 낮아집니다. 탄소와 수소는 석탄 연소 시 열을 발생시키는 원소이고, 산소는 연소를 보조하는 원소입니다. 석탄을 태울 때 질소는 열을 발생하지 않고 고온에서 질소산화물과 암모니아로 변화해 자유상태로 침전된다. 황, 인, 불소, 염소 및 비소는 석탄의 유해 성분이며, 그 중 황이 가장 중요합니다. 석탄이 연소되면 대부분의 유황이 이산화황(SO2)으로 산화되어 배연가스로 배출되어 대기를 오염시키고 동식물의 성장과 인체 건강을 위협하며 금속 장비를 부식시킵니다. 황 함량이 높은 석탄을 야금 코크스화에 사용하는 경우 코크스 및 철강의 품질에도 영향을 미칩니다. 따라서 "황"의 함량은 석탄의 품질을 평가하는 중요한 지표 중 하나입니다.

일정한 온도와 조건에서 석탄 중의 유기물이 분해되어 생성되는 가연성 가스를 "휘발성"이라고 하며, 이는 다양한 탄화수소, 수소, 일산화탄소 및 기타 화합물로 구성된 혼합 가스입니다. 휘발성은 주요 석탄 품질 지수이기도 하며 석탄의 가공 및 이용 방법과 기술 조건을 결정하는 데 중요한 참고 역할을 합니다. 석탄화도가 낮은 석탄은 휘발성 물질이 더 많습니다. 연소 조건이 적절하지 않은 경우 휘발성 함량이 높은 석탄은 연소 시 일반적으로 "검은 연기"로 알려진 연소되지 않은 탄소 입자를 쉽게 생성합니다. 그리고 일산화탄소, 다환방향족탄화수소, 알데히드 등 오염물질이 더 많이 생성되어 열효율이 감소합니다. 따라서 석탄의 휘발분 함량에 따라 적절한 연소조건과 설비를 선택해야 한다.

석탄에는 주로 물과 광물 등 무기물질이 거의 없으며, 이들의 존재로 인해 석탄의 품질과 이용가치가 저하됩니다. 광물은 황화물, 황산염, 탄산염 등 석탄의 주요 불순물로 대부분 유해성분이다.

"수분"은 석탄의 가공 및 활용에 큰 영향을 미칩니다. 연소 중에 물이 증기로 변하면 열을 흡수하여 석탄의 발열량이 감소합니다. 석탄 중의 수분은 외부수분과 내부수분으로 나눌 수 있으며, 일반적으로 내부수분을 석탄의 품질을 평가하는 지표로 사용한다. 석탄화도가 낮을수록 석탄의 내부 표면적은 커지고 수분 함량은 높아집니다.

"회분(Ash)"은 석탄이 완전히 연소되고 남은 고체 찌꺼기로서 중요한 석탄 품질 지표입니다. 재는 주로 석탄의 불연성 광물에서 나옵니다. 광물이 소각될 때 열을 흡수해야 하며, 많은 양의 슬래그가 열을 빼앗기 때문에 재가 높을수록 석탄 연소의 열효율이 낮아집니다. 재가 많을수록 석탄 연소로 인해 발생하는 재가 많아지고, 비산재 배출도 많아집니다. 일반적으로 고품질 석탄과 청정 석탄의 회분 함량은 상대적으로 낮습니다[1].

석탄은 모든 대륙과 해양 섬에 분포되어 있지만 세계의 석탄 분포는 매우 고르지 않으며 국가마다 석탄 매장량도 매우 다릅니다. 중국, 미국, 러시아, 독일은 석탄 매장량이 풍부하고 세계 주요 석탄 생산국이기도 하다. 그 중 중국은 세계에서 석탄 생산량이 가장 많은 나라이다. 중국의 석탄자원은 미국, 러시아, 호주에 이어 세계 2위이다.

비록 석탄의 중요한 위치가 석유로 대체되었지만, 장기간에 걸쳐 석유의 점진적인 고갈로 인해 그 자리는 필연적으로 쇠퇴할 것입니다. 막대한 석탄 매장량과 급속한 과학 기술 발전으로 인해 석탄 가스화와 같은 신기술이 성숙해지고 널리 사용됩니다.

석탄 형성의 다양한 원래 재료와 조건에 따라 자연의 석탄은 부식질 석탄, 잔류 부식질 석탄 및 부생탄의 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다.

중국은 세계 최초로 석탄을 사용하는 국가다. 석탄 수공예품은 랴오닝성 신러(Xinle) 고대문화유적에서 발견되었고, 허난성 공이시에서도 석탄 케이크가 발견되었습니다.

산해경(Shan Hai Jing)에서는 석탄을 돌니(stone nie)라고 부르고, 위(魏)와 진(金) 왕조에서는 석탄을 흑연 또는 석탄기라고 부른다. 석탄이라는 이름은 명나라 이시진(Li Shizhen)이 『Materia Medica』에서 처음 사용했습니다.

그리스와 고대 로마도 일찍이 석탄을 사용한 나라였다. 그리스 학자 테오프라스토스(Theophrastos)는 기원전 300년경에 석탄의 성질과 기원을 기록한 『돌의 역사』를 썼습니다. 고대 로마는 약 2000년 전부터 석탄을 난방용으로 사용하기 시작했습니다.

석탄은 수백만 년 동안 식물의 가지와 뿌리에 의해 땅에 축적된 매우 두꺼운 검은 부식질 층입니다. 지각의 변화로 인해 오랫동안 지속적으로 지하에 매몰되어 대기와 격리되어 고온, 고압 하에서 일련의 복잡한 물리화학적 변화를 거쳐 검은색의 가연성 퇴적암을 형성하는데, 석탄이 만들어지는 과정이다.

탄광의 탄층 두께는 지각 쇠퇴 속도와 관련이 있으며, 이 지역에 식물이 남아 있습니다. 지각이 빠르게 무너지고 식물 잔해가 두껍게 쌓여 있어 이 탄광의 탄층이 두껍습니다. 반대로 지각이 천천히 무너지고 식물 잔해가 얇게 쌓여 있어 이 탄광의 탄층은 얇습니다. 지각의 지각 운동으로 인해 원래의 수평 석탄층은 접히고 부서졌습니다. 일부 석탄층은 지하 깊은 곳에 묻혀 있고, 다른 석탄층은 표면으로 밀려나거나 심지어 땅에 노출되어 사람들이 쉽게 찾을 수 있습니다. 상대적으로 얇고 면적이 작은 석탄층도 일부 있어 채굴 가치가 없으며 석탄 형성에 관해 업데이트된 진술도 없습니다.

석탄은 이런 식으로 형성됩니까? 일부 박람회에 대해 추가로 연구하고 논의해야 하는지 여부. 대규모 탄광은 탄층이 두꺼워 석탄 품질이 우수하지만, 전체적으로 면적이 그리 크지는 않습니다. 수백만 년 동안 식물의 잎과 뿌리가 자연적으로 축적된 것이라면 그 면적은 매우 클 것입니다. 고대에는 지구 곳곳에 숲과 초원이 있었기 때문에 지하 곳곳에는 석탄 저장고의 흔적이 있었을 것이다. 석탄층은 식물의 잎과 뿌리가 부식되어 식물에 흡수되기 때문에 반드시 매우 두꺼운 것은 아닙니다. 이것을 반복하면 최종적으로 지하에 묻혔을 때 그 농도가 그다지 농축되지 않고, 토양층과 탄층의 경계도 그다지 뚜렷하지 않게 된다.

그러나 석탄이 실제로 식물 잔해의 체계적인 진화에 의해 형성된다는 사실과 근거는 부인할 수 없는 사실이며, 이는 반박할 수 없는 사실입니다. 석탄 블록을주의 깊게 관찰하면 식물의 잎과 뿌리의 흔적을 볼 수 있습니다. 석탄을 썰어 현미경으로 관찰하면 매우 선명한 식물 조직과 구조를 발견할 수 있으며, 때로는 줄기 같은 것이 석탄층에 보존되어 있고, 일부 석탄층은 여전히 ​​완전한 곤충화석으로 둘러싸여 있습니다.

표면의 정상적인 온도와 압력 하에서, 정체된 물에 축적된 식물 잔여물은 이탄 또는 부프로펠릭에 의해 이탄 또는 부프로펠릭으로 변형됩니다. 매몰된 이탄이나 부석토 진흙은 유역 지하의 쇠퇴로 인해 지하 깊은 곳으로 가라앉고 속성작용을 통해 갈탄으로 변합니다. 온도와 압력이 점차 증가하면 변성작용에 의해 유연탄에서 무연탄으로 변합니다. 이탄화란 고등식물의 잔해가 습지에 축적되어 생화학적 변화를 거쳐 이탄으로 변형되는 과정을 말한다. Sapropargization은 하등 유기체의 잔해가 늪의 생화학적 변화를 통해 부생 진흙으로 변형되는 과정을 의미합니다. Sapropargite는 물과 아스팔텐이 풍부한 일종의 진흙 물질입니다. 빙하 과정은 석탄을 형성하는 식물 유적의 수집 및 보존에 기여할 수 있습니다[2].

석탄 형성 시대

전체 지질 시대에는 세계적으로 세 가지 주요 석탄 형성 시기가 있습니다.

고생대 석탄기와 페름기에는 석탄을 형성하는 식물이 주로 포자식물이었다. 주요 석탄 유형은 역청탄과 무연탄입니다.

중생대의 쥐라기와 백악기에 석탄을 형성하는 식물은 주로 겉씨식물이었다. 주요 석탄 종류는 갈탄과 역청탄이다.

신생대 제3기에는 석탄을 형성하는 식물은 주로 속씨식물이었다. 주요 석탄은 갈탄이고, 그 다음에는 이탄과 일부 어린 역청탄이 있습니다.

석탄은 세계에서 가장 널리 분포된 화석 에너지 자원으로, 주로 역청탄과 무연탄, 아역청탄과 갈탄의 네 가지 범주로 나뉩니다. 전 세계 석탄 매장량의 60%가 미국(25%), 소련(23%), 중국(12%)에 집중되어 있습니다. 또한 호주, 인도, 독일, 남아프리카공화국은 전 세계 석탄 생산량의 29%를 차지하고 있으며, 확인된 석탄 매장량은 석유 매장량의 63배 이상입니다. 세계에서 석탄 매장량이 풍부한 나라도 석탄이다.