Uhlík, vodík a kyslík sú hlavné organické látky v uhlí, ktoré tvoria viac ako 95 %; Čím hlbšie je preuhličenie, tým vyšší je obsah uhlíka a nižší obsah vodíka a kyslíka. Uhlík a vodík sú prvky, ktoré vytvárajú teplo pri spaľovaní uhlia a kyslík je prvok podporujúci spaľovanie. Pri spaľovaní uhlia dusík nevytvára teplo, ale pri vysokej teplote sa premieňa na oxidy dusíka a amoniak a vo voľnom stave sa vyzráža. Síra, fosfor, fluór, chlór a arzén sú škodlivé zložky v uhlí, z ktorých je najdôležitejšia síra. Pri spaľovaní uhlia sa väčšina síry oxiduje na oxid siričitý (SO2), ktorý sa vypúšťa spolu so spalinami, znečisťuje ovzdušie, ohrozuje rast zvierat a rastlín a zdravie ľudí a koroduje kovové zariadenia; Použitie uhlia s vysokým obsahom síry v metalurgickom koksovaní ovplyvňuje aj kvalitu koksu a ocele. Preto je obsah „síry“ jedným z dôležitých ukazovateľov hodnotenia kvality uhlia.

Horľavý plyn, ktorý vzniká rozkladom organickej hmoty v uhlí pri určitej teplote a podmienkach, sa nazýva „prchavý“, čo je zmesový plyn zložený z rôznych uhľovodíkov, vodíka, oxidu uhoľnatého a iných zlúčenín. Prchavé je tiež hlavným indexom kvality uhlia, ktorý hrá dôležitú referenčnú úlohu pri určovaní spôsobov spracovania a využitia a technologických podmienok uhlia. Uhlie s nízkym stupňom preuhelnenia má viac prchavých látok. Ak podmienky spaľovania nie sú vhodné, uhlie s vysokým obsahom prchavých látok bude pri spaľovaní ľahko vytvárať nespálené častice uhlíka, bežne známe ako "čierny dym"; A produkovať viac znečisťujúcich látok, ako je oxid uhoľnatý, polycyklické aromatické uhľovodíky a aldehydy, a tepelná účinnosť je znížená. Preto by sa mali zvoliť vhodné podmienky spaľovania a zariadenia podľa prchavých látok uhlia.

V uhlí je málo anorganických látok, hlavne voda a minerály, a ich existencia znižuje kvalitu a úžitkovú hodnotu uhlia. Minerály sú hlavnými nečistotami v uhlí, ako sú sulfidy, sírany a uhličitany, z ktorých väčšina sú škodlivé zložky.

„Vlhkosť“ má veľký vplyv na spracovanie a využitie uhlia. Keď sa voda pri spaľovaní mení na paru, odoberá teplo, čím sa znižuje výhrevnosť uhlia. Vlhkosť v uhlí možno rozdeliť na vonkajšiu vlhkosť a vnútornú vlhkosť a vnútorná vlhkosť sa vo všeobecnosti používa ako index na hodnotenie kvality uhlia. Čím nižší je stupeň preuhoľovania, tým väčší je vnútorný povrch uhlia a tým vyšší je obsah vlhkosti.

„Popol“ je pevný zvyšok, ktorý zostane po úplnom spálení uhlia, a je to dôležitý index kvality uhlia. Popol pochádza hlavne z nehorľavých minerálov v uhlí. Keď sa minerál spáli, mal by absorbovať teplo a veľké množstvo trosky odoberie teplo, takže čím vyšší je popol, tým nižšia je tepelná účinnosť spaľovania uhlia; Čím viac popola, tým viac popola vzniká spaľovaním uhlia a tým viac popolčeka sa vypúšťa. Vo všeobecnosti je obsah popola vo vysokokvalitnom uhlí a čistom uhlí relatívne nízky [1].

Uhlie je distribuované na všetkých kontinentoch a na oceánskych ostrovoch, ale distribúcia uhlia vo svete je veľmi nerovnomerná a zásoby uhlia v rôznych krajinách sú tiež veľmi odlišné. Čína, Spojené štáty americké, Rusko a Nemecko sú bohaté na zásoby uhlia a sú tiež hlavnými producentmi uhlia na svete, medzi ktorými je Čína krajinou s najvyššou produkciou uhlia na svete. Zásoby uhlia v Číne sú na prvom mieste vo svete, po Spojených štátoch amerických, Rusku a Austrálii [9].

Významné postavenie uhlia síce vystriedala ropa, no na dlhé obdobie bude v dôsledku postupného vyčerpávania ropy nevyhnutne klesať. Vďaka obrovským zásobám uhlia a rýchlemu rozvoju vedy a techniky sa nové technológie ako splyňovanie uhlia stali vyspelými a široko používanými.

Podľa rôznych pôvodných materiálov a podmienok vzniku uhlia možno uhlie v prírode rozdeliť do troch kategórií, a to humusové uhlie, zvyškové humusové uhlie a sapropelické uhlie.

Čína je prvou krajinou na svete, ktorá využíva uhlie. Uhoľné remeselné výrobky sa našli v starovekom kultúrnom mieste Xinle v provincii Liaoning a uhoľné koláče sa našli aj v meste gongyi v provincii Henan.

V Shan Hai Jing sa uhlie nazýva kamenné nie, zatiaľ čo v dynastiách Wei a Jin sa uhlie nazýva grafit alebo uhlík. Názov uhlie bol prvýkrát použitý v Compendium of Materia Medica od Li Shizhena z dynastie Ming.

Grécko a staroveký Rím boli tiež krajiny, ktoré používali uhlie skôr. Grécky učenec Theophrastos asi v roku 300 pred Kristom napísal Históriu kameňa, ktorá zaznamenala povahu a pôvod uhlia. Staroveký Rím začal používať uhlie na vykurovanie asi pred 2000 rokmi.

Uhlie je extrémne hrubá vrstva čierneho humusu nahromadená na zemi vetvami a koreňmi rastlín po milióny rokov. V dôsledku zmeny zemskej kôry je nepretržite pochovaná pod zemou a dlhodobo izolovaná od vzduchu a po sérii zložitých fyzikálnych a chemických zmien pod vysokou teplotou a vysokým tlakom vytvára čiernu horľavú sedimentárnu horninu, ktorá je proces tvorby uhlia.

Hrúbka uhoľného sloja v uhoľnej bani súvisí s rýchlosťou poklesu zemskej kôry a akumuláciou rastlinných zvyškov v tejto oblasti. Zemská kôra rýchlo klesá a zvyšky rastlín sú nahromadené, takže uhoľná sloj v tejto uhoľnej bani je hrubá. Naopak, zemská kôra pomaly klesá a zvyšky rastlín sú tenké, takže uhoľná sloj v tejto uhoľnej bani je tenká. V dôsledku tektonického pohybu zemskej kôry sú pôvodné horizontálne uhoľné sloje zvrásnené a prasknuté. Niektoré uhoľné sloje sú pochované hlbšie pod zemou, iné sú vytlačené na povrch, či dokonca vystavené zemi, ktorú ľudia ľahko nájdu. Existuje aj niekoľko uhoľných slojov, ktoré sú relatívne tenké a majú malú plochu, takže neexistuje žiadna ťažobná hodnota a neexistuje žiadne aktualizované vyhlásenie o tvorbe uhlia.

Vzniká uhlie týmto spôsobom? Či by sa niektoré expozície mali ďalej študovať a diskutovať. Veľká uhoľná baňa má hrubú uhoľnú sloj a vynikajúcu kvalitu uhlia, ale jej plocha nie je vo všeobecnosti príliš veľká. Ak ide o prirodzenú akumuláciu listov a koreňov rastlín po milióny rokov, jej plocha by mala byť veľmi veľká. Pretože lesy a pastviny boli v staroveku všade na zemi, všade v podzemí by mali byť stopy po skladovaní uhlia; Uhoľná sloj nie je nevyhnutne veľmi hrubá, pretože listy a korene rastlín hnijú na humus, ktorý rastliny absorbujú. Ak sa to bude opakovať, nebude to také koncentrované, keď bude konečne zakopané pod zemou, a hranica medzi vrstvou pôdy a uhoľnou slojom nebude taká jasná.

Nedá sa však poprieť fakt a základ, že uhlie naozaj vzniká systematickou evolúciou rastlinných zvyškov, čo je nevyvrátiteľná pravda. Pokiaľ budete pozorne sledovať uhoľný blok, môžete vidieť stopy listov a koreňov rastlín; Ak nakrájate uhlie a pozorujete ho pod mikroskopom, môžete nájsť veľmi jasné rastlinné tkanivá a štruktúry a niekedy sa v uhoľných slojoch zakonzervujú veci ako kmene a niektoré uhoľné sloje sú stále obalené úplnými fosíliami hmyzu.

Rastlinné zvyšky nahromadené v stojatej vode sa za normálnej teploty a tlaku povrchu premieňajú na rašelinu alebo sapropel rašelinou alebo sapropelom; Rašelina alebo sapropelické bahno po zasypaní klesá do hlbokého podzemia v dôsledku poklesu dna kotliny a diagenézou sa premieňa na hnedé uhlie; Pri postupnom zvyšovaní teploty a tlaku sa metamorfózou premieňa na bitúmenové uhlie na antracit. Peatizácia označuje proces, pri ktorom sa zvyšky vyšších rastlín hromadia v močiaroch a biochemickými zmenami sa premieňajú na rašelinu. Sapropargizácia označuje proces, pri ktorom sa zvyšky nižších organizmov premieňajú na sapropelické bahno prostredníctvom biochemických zmien v močiaroch. Sapropargit je druh bahnitej látky bohatej na vodu a asfaltén. Proces ľadovca môže prispieť k zberu a konzervácii zvyškov rastlín tvoriacich uhlie [2].

Vek tvorby uhlia

V celom geologickom veku existujú na svete tri hlavné obdobia tvorby uhlia:

V paleozoickom karbóne a perme boli uhoľnotvornými rastlinami najmä výtrusné rastliny. Hlavnými druhmi uhlia sú bitúmenové uhlie a antracit.

V jure a kriede druhohôr boli uhoľnotvornými rastlinami hlavne nahosemenné rastliny. Hlavnými druhmi uhlia sú lignit a bitúmenové uhlie.

V treťohorách kenozoika boli uhoľnotvornými rastlinami najmä krytosemenné rastliny. Hlavným uhlím je lignit, nasleduje rašelina a niektoré mladé bitúmenové uhlie.

Uhlie je najrozšírenejším fosílnym zdrojom energie na svete, ktorý sa delí hlavne do štyroch kategórií: bitúmenové uhlie a antracit, subbitúmenové uhlie a lignit. 60 % svetových vyťažiteľných zásob uhlia je sústredených v USA (25 %), sovietskych republikách (23 %) a Číne (12 %). Okrem toho Austrália, India, Nemecko a Južná Afrika tvoria 29 % celkovej svetovej produkcie uhlia a overené zásoby uhlia sú viac ako 63-krát väčšie ako zásoby ropy. Krajiny s bohatými zásobami uhlia vo svete sú tiež uhlie.