कोळशात कार्बन, हायड्रोजन आणि ऑक्सिजन हे मुख्य सेंद्रिय पदार्थ आहेत, जे 95% पेक्षा जास्त आहेत; कोलिफिकेशन जितके खोल असेल तितके कार्बनचे प्रमाण जास्त असेल आणि हायड्रोजन आणि ऑक्सिजनचे प्रमाण कमी असेल. कार्बन आणि हायड्रोजन हे घटक आहेत जे कोळशाच्या ज्वलनाच्या वेळी उष्णता निर्माण करतात आणि ऑक्सिजन हे ज्वलनास आधार देणारे घटक आहेत. जेव्हा कोळसा जाळला जातो तेव्हा नायट्रोजन उष्णता निर्माण करत नाही, परंतु उच्च तापमानात नायट्रोजन ऑक्साईड आणि अमोनियामध्ये रूपांतरित होते आणि मुक्त अवस्थेत अवक्षेपित होते. कोळशात सल्फर, फॉस्फरस, फ्लोरिन, क्लोरीन आणि आर्सेनिक हे हानिकारक घटक आहेत, ज्यामध्ये सल्फर सर्वात महत्वाचे आहे. जेव्हा कोळसा जाळला जातो, तेव्हा बहुतेक सल्फर सल्फर डायऑक्साइड (SO2) मध्ये ऑक्सिडाइझ केले जाते, जे फ्ल्यू गॅससह सोडले जाते, वातावरण प्रदूषित करते, प्राणी आणि वनस्पती आणि मानवी आरोग्याची वाढ धोक्यात आणते आणि धातूची उपकरणे गंजतात; मेटलर्जिकल कोकिंगमध्ये उच्च सल्फर सामग्रीसह कोळसा वापरला जातो तेव्हा त्याचा कोक आणि स्टीलच्या गुणवत्तेवर देखील परिणाम होतो. म्हणून, कोळशाच्या गुणवत्तेचे मूल्यांकन करण्यासाठी "सल्फर" ची सामग्री महत्त्वपूर्ण निर्देशांकांपैकी एक आहे.

विशिष्ट तापमान आणि परिस्थितीत कोळशातील सेंद्रिय पदार्थांच्या विघटनाने निर्माण होणाऱ्या ज्वलनशील वायूला "अस्थिर" असे म्हणतात, जो विविध हायड्रोकार्बन्स, हायड्रोजन, कार्बन मोनॉक्साईड आणि इतर संयुगांनी बनलेला मिश्र वायू आहे. अस्थिर हा मुख्य कोळसा गुणवत्ता निर्देशांक देखील आहे, जो कोळशाच्या प्रक्रिया आणि वापराचे मार्ग आणि तांत्रिक परिस्थिती निर्धारित करण्यात महत्त्वाची भूमिका बजावतो. कमी कोलिफिकेशन डिग्री असलेल्या कोळशात अधिक अस्थिर पदार्थ असतात. ज्वलनाची परिस्थिती योग्य नसल्यास, उच्च वाष्पशील सामग्रीसह कोळसा जळताना सहजपणे न जळलेले कार्बनचे कण तयार करेल, ज्याला सामान्यतः "काळा धूर" म्हणतात; आणि कार्बन मोनॉक्साईड, पॉलीसायक्लिक सुगंधी हायड्रोकार्बन्स आणि अल्डीहाइड्स सारख्या अधिक प्रदूषकांची निर्मिती करतात आणि थर्मल कार्यक्षमता कमी होते. म्हणून, कोळशाच्या अस्थिर बाबीनुसार योग्य दहन परिस्थिती आणि उपकरणे निवडली पाहिजेत.

कोळशात काही अजैविक पदार्थ असतात, प्रामुख्याने पाणी आणि खनिजे आणि त्यांच्या अस्तित्वामुळे कोळशाची गुणवत्ता आणि उपयोग मूल्य कमी होते. खनिजे ही कोळशातील मुख्य अशुद्धता आहेत, जसे की सल्फाइड, सल्फेट आणि कार्बोनेट, जे बहुतेक हानिकारक घटक आहेत.

कोळशाच्या प्रक्रिया आणि वापरावर "ओलावा" चा मोठा प्रभाव आहे. ज्वलनाच्या वेळी पाणी वाफेत बदलते तेव्हा ते उष्णता शोषून घेते, त्यामुळे कोळशाचे उष्मांक मूल्य कमी होते. कोळशातील ओलावा बाह्य ओलावा आणि अंतर्गत ओलावा मध्ये विभागला जाऊ शकतो आणि कोळशाच्या गुणवत्तेचे मूल्यांकन करण्यासाठी अंतर्गत ओलावा सामान्यतः निर्देशांक म्हणून वापरला जातो. कोळशाचे प्रमाण जितके कमी असेल तितके कोळशाचे अंतर्गत पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ जास्त आणि आर्द्रता जास्त.

"राख" हा कोळसा पूर्णपणे जाळल्यानंतर उरलेला घन अवशेष आहे आणि तो एक महत्त्वाचा कोळसा गुणवत्ता निर्देशांक आहे. राख मुख्यतः कोळशातील ज्वलनशील खनिजांपासून येते. जेव्हा खनिज जाळले जाते तेव्हा ते उष्णता शोषून घेते आणि मोठ्या प्रमाणात स्लॅग उष्णता काढून घेतात, म्हणून राख जितकी जास्त असेल तितकी कोळशाच्या ज्वलनाची थर्मल कार्यक्षमता कमी होते; कोळशाच्या ज्वलनामुळे जितकी जास्त राख, तितकी जास्त राख तयार होते आणि फ्लाय ॲश जास्त सोडली जाते. साधारणपणे, उच्च-गुणवत्तेचा कोळसा आणि स्वच्छ कोळशाच्या राखेचे प्रमाण तुलनेने कमी असते [१].

कोळसा सर्व खंड आणि महासागर बेटांमध्ये वितरीत केला जातो, परंतु जगातील कोळशाचे वितरण खूप असमान आहे आणि विविध देशांमधील कोळशाचे साठे देखील खूप भिन्न आहेत. चीन, युनायटेड स्टेट्स, रशिया आणि जर्मनी हे कोळशाच्या साठ्याने समृद्ध आहेत आणि ते जगातील प्रमुख कोळसा उत्पादक देश आहेत, त्यापैकी चीन हा जगातील सर्वाधिक कोळसा उत्पादन करणारा देश आहे. चीनची कोळसा संसाधने जगात आघाडीवर आहेत, युनायटेड स्टेट्स, रशियन आणि ऑस्ट्रेलियन [9] नंतर दुसऱ्या क्रमांकावर आहेत.

कोळशाचे महत्त्वाचे स्थान तेलाने बदलले असले तरी, दीर्घ काळासाठी, तेलाच्या हळूहळू कमी होण्यामुळे ते अपरिहार्यपणे कमी होईल. कोळशाच्या प्रचंड साठ्यामुळे आणि विज्ञान आणि तंत्रज्ञानाच्या जलद विकासामुळे, कोळसा गॅसिफिकेशनसारखे नवीन तंत्रज्ञान परिपक्व आणि मोठ्या प्रमाणावर वापरले गेले आहे.

कोळशाच्या निर्मितीच्या विविध मूळ सामग्री आणि परिस्थितीनुसार, निसर्गातील कोळशाचे तीन प्रकारांमध्ये विभागले जाऊ शकते, ते म्हणजे ह्युमस कोळसा, अवशिष्ट ह्युमस कोळसा आणि सॅप्रोपेलिक कोळसा.

कोळसा वापरणारा चीन हा जगातील पहिला देश आहे. लिओनिंग प्रांतातील झिन्ले प्राचीन सांस्कृतिक स्थळामध्ये कोळशाच्या हस्तकला सापडल्या आणि हेनान प्रांतातील गोंगी शहरात कोळसा केक देखील सापडले.

शान है जिंगमध्ये कोळशाला स्टोन नी म्हणतात, तर वेई आणि जिन राजवंशांमध्ये कोळशाला ग्रेफाइट किंवा कार्बनीफेरस म्हणतात. कोळसा हे नाव प्रथम मिंग राजवंशातील ली शिझेन यांनी मटेरिया मेडिकाच्या कॉम्पेंडियममध्ये वापरले होते.

ग्रीस आणि प्राचीन रोम हे देखील पूर्वी कोळसा वापरणारे देश होते. ग्रीक विद्वान Theophrastos यांनी सुमारे 300 ईसापूर्व दगडाचा इतिहास लिहिला, ज्यामध्ये कोळशाचे स्वरूप आणि उत्पत्ती नोंदवली गेली. प्राचीन रोमने सुमारे 2000 वर्षांपूर्वी गरम करण्यासाठी कोळसा वापरण्यास सुरुवात केली.

कोळसा हा काळ्या बुरशीचा एक अत्यंत जाड थर आहे जो लाखो वर्षांपासून वनस्पतींच्या फांद्या आणि मुळांद्वारे जमिनीवर जमा होतो. पृथ्वीच्या कवचाच्या बदलामुळे, तो सतत जमिनीखाली गाडला जातो आणि बर्याच काळासाठी हवेपासून विलग होतो आणि उच्च तापमान आणि उच्च दाबाखाली अनेक गुंतागुंतीच्या भौतिक आणि रासायनिक बदलांनंतर, तो काळा ज्वलनशील गाळाचा खडक बनतो, जो कोळशाची निर्मिती प्रक्रिया आहे.

कोळशाच्या खाणीतील कोळशाच्या शिवणाची जाडी ही क्रस्टल कमी होण्याच्या गतीशी संबंधित असते आणि या भागात वनस्पतींचे संचय होते. पृथ्वीचे कवच वेगाने घसरत आहे, आणि वनस्पतींचे अवशेष जाड आहेत, त्यामुळे या कोळशाच्या खाणीतील कोळशाची शिवण जाड आहे. याउलट, पृथ्वीचे कवच हळूहळू घसरत आहे, आणि वनस्पतींचे अवशेष पातळ आहेत, त्यामुळे या कोळशाच्या खाणीतील कोळशाची शिवण पातळ आहे. पृथ्वीच्या कवचाच्या टेक्टोनिक हालचालीमुळे, मूळ आडव्या कोळशाच्या सीम दुमडल्या जातात आणि खंडित होतात. काही कोळशाच्या सीम जमिनीखाली खोलवर गाडल्या जातात, इतर पृष्ठभागावर ढकलले जातात किंवा अगदी जमिनीवर उघडले जातात, जे लोकांना सहज सापडतात. काही कोळशाचे शिवण देखील आहेत जे तुलनेने पातळ आणि क्षेत्रफळात लहान आहेत, म्हणून तेथे कोणतेही खाण मूल्य नाही आणि कोळशाच्या निर्मितीबद्दल कोणतेही अद्यतन विधान नाही.

अशा प्रकारे कोळसा तयार होतो का? काही प्रदर्शनांचा अधिक अभ्यास आणि चर्चा करावी की नाही. मोठ्या कोळशाच्या खाणीमध्ये जाड कोळशाची शिवण आणि उत्कृष्ट कोळशाची गुणवत्ता असते, परंतु त्याचे क्षेत्रफळ सर्वसाधारणपणे फार मोठे नसते. जर ते लाखो वर्षांपासून वनस्पतींची पाने आणि मुळे यांचे नैसर्गिक संचय असेल तर त्याचे क्षेत्रफळ खूप मोठे असावे. प्राचीन काळी पृथ्वीवर सर्वत्र जंगले व गवताळ प्रदेश असल्यामुळे भूगर्भात सर्वत्र कोळशाच्या साठ्याच्या खुणा असाव्यात; कोळशाची शिवण खूप जाड असणे आवश्यक नाही, कारण झाडांची पाने आणि मुळे बुरशीमध्ये सडतात, जी झाडे शोषून घेतात. जर त्याची पुनरावृत्ती झाली तर, शेवटी जमिनीखाली गाडल्यावर ते इतके केंद्रित होणार नाही आणि मातीचा थर आणि कोळशाच्या सीममधील सीमा इतकी स्पष्ट होणार नाही.

तथापि, हे तथ्य आणि आधार नाकारता येत नाही की कोळसा खरोखरच वनस्पतींच्या ढिगाऱ्यांच्या पद्धतशीर उत्क्रांतीने तयार होतो, जे एक अकाट्य सत्य आहे. जोपर्यंत तुम्ही कोळसा ब्लॉकचे काळजीपूर्वक निरीक्षण कराल, तोपर्यंत तुम्हाला पाने आणि वनस्पतींच्या मुळांच्या खुणा दिसतील; जर तुम्ही कोळशाचे तुकडे केले आणि सूक्ष्मदर्शकाखाली त्याचे निरीक्षण केले, तर तुम्हाला अतिशय स्पष्ट वनस्पती ऊती आणि संरचना सापडतील आणि काहीवेळा खोडासारख्या गोष्टी कोळशाच्या सीममध्ये जतन केल्या जातात आणि काही कोळशाच्या शिवण अजूनही संपूर्ण कीटकांच्या जीवाश्मांनी गुंडाळलेले असतात.

पृष्ठभागाच्या सामान्य तापमान आणि दबावाखाली, वनस्पती स्थिर पाण्यात साचून राहते, पीट किंवा सॅप्रोपेलिकद्वारे पीट किंवा सॅप्रोपेलिकमध्ये रूपांतरित होते; गाडल्यानंतर, कुजून रुपांतर झालेले वनस्पतिजन्य पदार्थ (सरपणासाठी याचा वापर होतो) किंवा सॅप्रोपेलिक चिखल बेसिनच्या तळघराच्या क्षीणतेमुळे खोल भूगर्भात बुडतो आणि डायजेनेसिसद्वारे लिग्नाइटमध्ये रूपांतरित होतो; जेव्हा तापमान आणि दाब हळूहळू वाढतो, तेव्हा त्याचे रूपांतर बिटुमिनस कोळशात ते अँथ्रासाइटमध्ये रूपांतर होते. पीटायझेशन म्हणजे उच्च वनस्पतींचे अवशेष दलदलीत जमा होतात आणि जैवरासायनिक बदलांद्वारे पीटमध्ये रूपांतरित होतात. सप्रोपर्जायझेशन म्हणजे दलदलीतील जैवरासायनिक बदलांद्वारे खालच्या जीवांचे अवशेष सप्रोपेलिक चिखलात रूपांतरित होण्याच्या प्रक्रियेला सूचित करते. सप्रोपार्गाइट हा एक प्रकारचा गढूळ पदार्थ आहे जो पाणी आणि डांबराने समृद्ध आहे. ग्लेशियर प्रक्रियेमुळे कोळसा तयार करणाऱ्या वनस्पतींचे अवशेष गोळा करणे आणि त्यांचे संरक्षण करणे शक्य आहे [२].

कोळसा निर्मितीचे वय

संपूर्ण भूवैज्ञानिक युगात, जगात तीन प्रमुख कोळसा निर्मिती कालावधी आहेत:

पॅलेओझोइक कार्बोनिफेरस आणि पर्मियनमध्ये, कोळसा तयार करणारी वनस्पती प्रामुख्याने बीजाणू वनस्पती होती. कोळशाचे मुख्य प्रकार बिटुमिनस कोळसा आणि अँथ्रासाइट आहेत.

मेसोझोइकच्या जुरासिक आणि क्रेटासियसमध्ये, कोळसा तयार करणारी वनस्पती प्रामुख्याने जिम्नोस्पर्म होते. कोळशाचे मुख्य प्रकार म्हणजे लिग्नाइट आणि बिटुमिनस कोळसा.

सेनोझोइकच्या तृतीयांश भागात, कोळसा तयार करणारी वनस्पती प्रामुख्याने अँजिओस्पर्म्स होती. मुख्य कोळसा लिग्नाइट आहे, त्यानंतर पीट आणि काही तरुण बिटुमिनस कोळसा आहे.

कोळसा हा जगातील सर्वात मोठ्या प्रमाणात वितरीत केलेला जीवाश्म ऊर्जा संसाधन आहे, जो प्रामुख्याने चार प्रकारांमध्ये विभागला जातो: बिटुमिनस कोळसा आणि अँथ्रासाइट, सब-बिटुमिनस कोळसा आणि लिग्नाइट. जगातील पुनर्प्राप्त करण्यायोग्य कोळशाच्या साठ्यापैकी 60% युनायटेड स्टेट्स (25%), सोव्हिएत प्रजासत्ताक (23%) आणि चीन (12%) मध्ये केंद्रित आहेत. याव्यतिरिक्त, ऑस्ट्रेलिया, भारत, जर्मनी आणि दक्षिण आफ्रिका जगातील एकूण कोळसा उत्पादनात 29% वाटा उचलतात आणि सिद्ध कोळशाचे साठे तेलाच्या साठ्याच्या 63 पट जास्त आहेत. जगातील कोळशाचे समृद्ध साठे असलेले देशही कोळशाचेच आहेत.