Koolstof, waterstof en zuurstof zijn de belangrijkste organische stoffen in steenkool, goed voor meer dan 95%; Hoe dieper de coalificatie, hoe hoger het koolstofgehalte en hoe lager het waterstof- en zuurstofgehalte. Koolstof en waterstof zijn de elementen die warmte genereren tijdens de verbranding van steenkool, en zuurstof is het verbrandingondersteunende element. Wanneer steenkool wordt verbrand, genereert stikstof geen warmte, maar wordt het bij hoge temperatuur omgezet in stikstofoxiden en ammoniak en in vrije toestand neergeslagen. Zwavel, fosfor, fluor, chloor en arseen zijn schadelijke componenten in steenkool, waarvan zwavel de belangrijkste is. Wanneer steenkool wordt verbrand, wordt het grootste deel van de zwavel geoxideerd tot zwaveldioxide (SO2), dat vrijkomt met rookgas, waardoor de atmosfeer wordt vervuild, de groei van dieren en planten en de menselijke gezondheid in gevaar worden gebracht en metalen apparatuur wordt aangetast; Wanneer steenkool met een hoog zwavelgehalte wordt gebruikt bij de metallurgische verkooksing, heeft dit ook invloed op de kwaliteit van cokes en staal. Daarom is het gehalte aan "zwavel" een van de belangrijke indexen om de kwaliteit van steenkool te evalueren.

Het brandbare gas dat wordt geproduceerd door de ontleding van organisch materiaal in steenkool onder bepaalde temperaturen en omstandigheden wordt "vluchtig" genoemd, een gemengd gas dat bestaat uit verschillende koolwaterstoffen, waterstof, koolmonoxide en andere verbindingen. Vluchtig is ook de belangrijkste steenkoolkwaliteitsindex, die een belangrijke referentierol speelt bij het bepalen van de verwerkings- en gebruiksmethoden en de technologische omstandigheden van steenkool. Steenkool met een lage coalificatiegraad bevat meer vluchtige stoffen. Als de verbrandingsomstandigheden niet geschikt zijn, zal de steenkool met een hoog vluchtig gehalte bij verbranding gemakkelijk onverbrande koolstofdeeltjes produceren, algemeen bekend als "zwarte rook"; En produceren meer verontreinigende stoffen zoals koolmonoxide, polycyclische aromatische koolwaterstoffen en aldehyden, en het thermische rendement wordt verminderd. Daarom moeten geschikte verbrandingsomstandigheden en apparatuur worden geselecteerd op basis van de vluchtige stoffen van steenkool.

Er zitten weinig anorganische stoffen in steenkool, vooral water en mineralen, en hun aanwezigheid vermindert de kwaliteit en gebruikswaarde van steenkool. Mineralen zijn de belangrijkste onzuiverheden in steenkool, zoals sulfide, sulfaat en carbonaat, waarvan de meeste schadelijke componenten zijn.

"Vocht" heeft een grote invloed op de verwerking en het gebruik van steenkool. Wanneer water tijdens de verbranding in stoom verandert, absorbeert het warmte, waardoor de calorische waarde van steenkool afneemt. Vocht in steenkool kan worden onderverdeeld in extern vocht en intern vocht, en intern vocht wordt over het algemeen gebruikt als index om de kwaliteit van steenkool te beoordelen. Hoe lager de mate van coalificatie, hoe groter het interne oppervlak van steenkool en hoe hoger het vochtgehalte.

"As" is het vaste residu dat overblijft nadat steenkool volledig is verbrand, en het is een belangrijke steenkoolkwaliteitsindex. As is voornamelijk afkomstig van onbrandbare mineralen in steenkool. Wanneer het mineraal wordt verbrand, moet het warmte absorberen, en een grote hoeveelheid slak zal warmte afvoeren, dus hoe hoger de as, hoe lager de thermische efficiëntie van de verbranding van steenkool; Hoe meer as, hoe meer as er wordt geproduceerd door de verbranding van steenkool en hoe meer vliegas er wordt geloosd. Over het algemeen is het asgehalte van hoogwaardige steenkool en schone steenkool relatief laag [1].

Steenkool wordt verdeeld over alle continenten en eilanden in de oceaan, maar de verdeling van steenkool in de wereld is zeer ongelijk, en de steenkoolvoorraden in verschillende landen zijn ook heel verschillend. China, de Verenigde Staten, Rusland en Duitsland zijn rijk aan steenkoolreserves, en het zijn ook belangrijke steenkoolproducerende landen in de wereld, waaronder China het land met de hoogste steenkoolproductie ter wereld. De Chinese steenkoolvoorraden bevinden zich in de voorste gelederen van de wereld, na de Verenigde Staten, Rusland en Australië [9].

Hoewel de belangrijke positie van steenkool door olie is vervangen, zal deze voor een lange periode onvermijdelijk afnemen als gevolg van de geleidelijke uitputting van de olie. Als gevolg van de enorme steenkoolvoorraden en de snelle ontwikkeling van wetenschap en technologie zijn nieuwe technologieën zoals steenkoolvergassing volwassen geworden en op grote schaal gebruikt.

Afhankelijk van de verschillende oorspronkelijke materialen en omstandigheden van steenkoolvorming, kan steenkool in de natuur worden onderverdeeld in drie categorieën, namelijk humussteenkool, resterende humussteenkool en sapropelische steenkool.

China is het eerste land ter wereld dat steenkool gebruikt. Handwerk uit steenkool werd gevonden op de oude culturele plek Xinle in de provincie Liaoning, en steenkoolkoekjes werden ook gevonden in de stad Gongyi, in de provincie Henan.

In Shan Hai Jing wordt steenkool steen nie genoemd, terwijl steenkool in de Wei- en Jin-dynastieën grafiet of Carboon wordt genoemd. De naam steenkool werd voor het eerst gebruikt in Compendium of Materia Medica door Li Shizhen in de Ming-dynastie.

Griekenland en het oude Rome waren ook landen die vroeger steenkool gebruikten. De Griekse geleerde Theophrastos schreef rond 300 voor Christus The History of Stone, waarin de aard en oorsprong van steenkool werd vastgelegd. Het oude Rome begon ongeveer 2000 jaar geleden steenkool te gebruiken voor verwarming.

Steenkool is een extreem dikke laag zwarte humus die zich gedurende miljoenen jaren op de grond heeft opgehoopt door de takken en wortels van planten. Door de verandering van de aardkorst wordt deze voortdurend ondergronds begraven en lange tijd geïsoleerd van de lucht, en na een reeks ingewikkelde fysische en chemische veranderingen onder hoge temperatuur en hoge druk vormt het een zwart brandbaar sedimentair gesteente, dat is het vormingsproces van steenkool.

De dikte van een steenkoollaag in een kolenmijn houdt verband met de snelheid van het verval van de aardkorst en de ophoping van plantenresten in dit gebied. De aardkorst valt snel en de plantenresten liggen dik opgestapeld, dus de steenkoollaag in deze kolenmijn is dik. Integendeel, de aardkorst zakt langzaam en de plantenresten zijn dun opgestapeld, dus de steenkoollaag in deze kolenmijn is dun. Door de tektonische beweging van de aardkorst zijn de oorspronkelijke horizontale steenkoollagen gevouwen en gebroken. Sommige steenkoollagen zijn dieper onder de grond begraven, andere worden naar de oppervlakte geduwd of zelfs blootgesteld aan de grond, die gemakkelijk door mensen kan worden gevonden. Er zijn ook enkele steenkoollagen die relatief dun en klein van oppervlak zijn, dus er is geen mijnbouwwaarde en er is geen bijgewerkte verklaring over de vorming van steenkool.

Wordt steenkool op deze manier gevormd? Of sommige exposities verder bestudeerd en besproken moeten worden. Een grote kolenmijn heeft een dikke steenkoollaag en een uitstekende steenkoolkwaliteit, maar de oppervlakte is over het algemeen niet erg groot. Als het miljoenen jaren lang een natuurlijke opeenhoping van bladeren en wortels van planten is, zou het gebied erg groot moeten zijn. Omdat er in de oudheid overal op aarde bossen en graslanden waren, zouden er overal onder de grond sporen van steenkoolopslag moeten zijn; De steenkoollaag is niet noodzakelijkerwijs erg dik, omdat de bladeren en wortels van planten rotten tot humus, die door planten wordt opgenomen. Als dit wordt herhaald, zal het niet zo geconcentreerd zijn als het uiteindelijk ondergronds wordt begraven, en zal de grens tussen de bodemlaag en de steenkoollaag niet zo duidelijk zijn.

Het valt echter niet te ontkennen dat steenkool in werkelijkheid wordt gevormd door de systematische evolutie van plantenresten, wat een onweerlegbare waarheid is. Zolang je het kolenblok goed in de gaten houdt, kun je sporen van bladeren en wortels van planten zien; Als je steenkool snijdt en onder een microscoop bekijkt, kun je heel duidelijke plantenweefsels en -structuren vinden, en soms worden dingen als stammen bewaard in steenkoollagen, en sommige steenkoollagen zijn nog steeds omwikkeld met complete insectenfossielen.

Onder de normale temperatuur en druk van het oppervlak worden de plantenresten die zich ophopen in stilstaand water omgezet in turf of sapropel door turf of sapropel; Nadat het is begraven, zinkt turf of sapropelische modder naar de diepe ondergrond als gevolg van het verval van de kelder van het bassin en wordt door diagenese omgezet in bruinkool; Wanneer de temperatuur en de druk geleidelijk stijgen, wordt het door metamorfose omgezet in bitumineuze steenkool naar antraciet. Turfvorming verwijst naar het proces waarbij de overblijfselen van hogere planten zich ophopen in moerassen en door biochemische veranderingen worden omgezet in turf. Sapropargisatie verwijst naar het proces waarbij de overblijfselen van lagere organismen worden omgezet in sapropelische modder door biochemische veranderingen in moerassen. Sapropargiet is een soort modderige substantie die rijk is aan water en asfalteen. Het gletsjerproces kan bijdragen aan het verzamelen en conserveren van steenkoolvormende fabrieksresten [2].

Het tijdperk van steenkoolvorming

In het hele geologische tijdperk zijn er drie belangrijke steenkoolvormingsperioden in de wereld:

In het Paleozoïcum, het Carboon en het Perm, waren de steenkoolvormende planten voornamelijk sporenplanten. De belangrijkste steenkoolsoorten zijn bitumineuze steenkool en antraciet.

In het Jura en Krijt van het Mesozoïcum waren de steenkoolvormende planten voornamelijk gymnospermen. De belangrijkste steenkoolsoorten zijn bruinkool en bitumineuze steenkool.

In het tertiair van het Cenozoïcum waren de steenkoolvormende planten voornamelijk angiospermen. De belangrijkste steenkool is bruinkool, gevolgd door turf en enkele jonge bitumineuze steenkool.

Steenkool is de meest verspreide fossiele energiebron ter wereld, die hoofdzakelijk in vier categorieën kan worden onderverdeeld: bitumineuze steenkool en antraciet, sub-bitumineuze steenkool en bruinkool. 60% van de winbare steenkoolreserves in de wereld zijn geconcentreerd in de Verenigde Staten (25%), Sovjetrepublieken (23%) en China (12%). Bovendien zijn Australië, India, Duitsland en Zuid-Afrika verantwoordelijk voor 29% van de totale steenkoolproductie in de wereld, en zijn de bewezen steenkoolreserves ruim 63 keer zo groot als de oliereserves. De landen met rijke steenkoolvoorraden in de wereld zijn ook steenkool.