煤炭属于什么能源

煤炭是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿物。

煤炭被人们誉为黑色的金子，工业的食粮，它是十八世纪以来人类世界使用的主要能源之一，进入二十一世纪以来，虽然煤炭的价值大不如从前，但毕竟目前和未来很长的一段时间之内煤炭还是我们人类的生产生活必不可缺的能量来源之一，煤炭的供应也关系到我国的工业乃至整个社会方方面面的发展的稳定，煤炭的供应安全问题也是我国能源安全中最重要的一环。

中文名

煤炭

外文名

coal

性质

固体可燃有机岩

原料

植物遗体

地位

主要能源之一

简介

煤炭是地球上蕴藏量最丰富，分布地域最广的化石燃料。构成煤炭有机质的元素主要有碳、氢、氧、氮和硫等，此外，还有极少量的磷、氟、氯和砷等元素。

中国煤炭资源分布图

碳、氢、氧是煤炭有机质的主体，占95%以上；煤化程度越深，碳的含量越高，氢和氧的含量越低。碳和氢是煤炭燃烧过程中产生热量的元素，氧是助燃元素。煤炭燃烧时，氮不产生热量，在高温下转变成氮氧化合物和氨，以游离状态析出。硫、磷、氟、氯和砷等是煤炭中的有害成分，其中以硫最为重要。煤炭燃烧时绝大部分的硫被氧化成二氧化硫（SO2），随烟气排放，污染大气，危害动、植物生长及人类健康，腐蚀金属设备；当含硫多的煤用于冶金炼焦时，还影响焦炭和钢铁的质量。所以，“硫分”含量是评价煤质的重要指标之一。

煤中的有机质在一定温度和条件下，受热分解后产生的可燃性气体，被称为“挥发分”，它是由各种碳氢化合物、氢气、一氧化碳等化合物组成的混合气体。挥发分也是主要的煤质指标，在确定煤炭的加工利用途径和工艺条件时，挥发分有重要的参考作用。煤化程度低的煤，挥发分较多。如果燃烧条件不适当，挥发分高的煤燃烧时易产生未燃尽的碳粒，俗称“黑烟”；并产生更多的一氧化碳、多环芳烃类、醛类等污染物，热效率降低。因此，要根据煤的挥发分选择适当的燃烧条件和设备。

煤中的无机物质含量很少，主要有水分和矿物质，它们的存在降低了煤的质量和利用价值。矿物质是煤炭的主要杂质，如硫化物、硫酸盐、碳酸盐等，其中大部分属于有害成分。

“水分”对煤炭的加工利用有很大影响。水分在燃烧时变成蒸汽要吸热，因而降低了煤的发热量。煤炭中的水分可分为外在水分和内在水分，一般以内在水分作为评定煤质的指标。煤化程度越低，煤的内部表面积越大，水分含量越高。

“灰分”是煤炭完全燃烧后剩下的固体残渣，是重要的煤质指标。灰分主要来自煤炭中不可燃烧的矿物质。矿物质燃烧灰化时要吸收热量，大量排渣要带走热量，因而灰分越高，煤炭燃烧的热效率越低；灰分越多，煤炭燃烧产生的灰渣越多，排放的飞灰也越多。一般，优质煤和洗精煤的灰分含量相对较低[1]。

在各大陆、大洋岛屿都有煤分布，但煤在全球的分布很不均衡，各个国家煤的储量也很不相同。中国、美国、俄罗斯、德国是煤炭储量丰富的国家，也是世界上主要产煤国，其中中国是世界上煤产量最高的国家。中国的煤炭资源在世界居于前列，仅次于美国和俄罗斯。

历史

虽然煤炭的重要位置已被石油所替代，但在相当长的一段时间内，由于石油的日渐枯竭，导致它必然走向衰败，而煤炭因储量巨大，加之科学技术的飞速发展，煤炭气化等新技术日趋成熟，并得到广泛应用。

煤炭

根据成煤的原始物质和条件不同，自然界的煤可分为三大类，即腐植煤、残植煤和腐泥煤。

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煤炭是现今的主要能源，全球约40%的电能都是来自于煤炭火力发电。煤炭是由史前植物被埋进地产下产生的，数百万年过后，地壳运动中腐烂的植物就变成了可燃烧的煤块。

第一、大多数煤层存储于在其他的岩石的缝隙中，矿工在岩石之间不同的位置打孔，然后混合硝酸铵和柴油，还有适量的爆炸性液体注入孔内，然后用泥土堵住孔来承受爆炸力，这样可以引导爆炸点侧面的冲击力，以保证同时水平且垂直的冲断岩石层。工作人员在每个孔洞中放置雷管，然后用引线把所有的雷管连接起来，之后用电荷将其引爆，当然会设置爆炸延迟，使得每个雷管先后爆炸，这样持续性爆炸比同时爆炸具有更强大的威力。爆炸使得岩层断裂。

第二、一位露出煤层矿工使用巨大的挖土机清理掉碎石泥土后，就露出了固态且坚硬的煤层。从矿井的侧面我们可以看出煤层上覆盖有多少岩石。前端装载机把煤矿装进运煤车，一辆运煤车一次性可将220吨煤炭从矿井运输到仓库，这样煤炭就可以送至。附近的发电厂，当一家公司准备开采煤矿时，是先要清理表面植被和土壤层，作为开垦土地的一部分，公司会将表层土储存起来，直到煤矿开采结束，再用表面土和岩石重新填埋矿井，然后种上植被。

第三、发电厂坐落在人工湖旁边，这样方便取水，用以加热，形成蒸汽发电。煤矿送进发电厂以后，压碎器将其打碎成棒球大小的煤块，将不同级别的煤炭混合，可以加大热能产出煤炭，经过传送带至运送室内仓库，此时的煤炭就可以进入锅炉了。同时巨大的吸力泵从湖中取水，熔炉把里面的水加热到537摄氏度，远超过沸点的温度，把水换成高压蒸汽，蒸汽进入旋转的涡轮机，让线圈旋转产生电能，留在涡轮机中的蒸汽温度不到50度，并且被压缩至真空状态。

第四、然后经过装满水的冷却冷凝器，水吸收了残留的热量，蒸汽变成了液体的水一变再次利用，煤炭燃烧过程中会产生二氧化硫，发电厂将废气注入含有石灰的容器，用于中和硫化物，化学反应产生的水蒸汽会。排出外面。从涡轮发电机延伸出电缆，可以把电送到室外的变压器，室外的变压器对其加高变压，以减少传送的电能损耗。此时，煤炭中的热量就可以通过变压器传送到千家万户。

具体来讲，煤有褐煤、烟煤、无烟煤、半无烟煤等几种，在整个地质年代中，全球范围内有三个大的成煤期：

(1)古生代的石炭纪和二叠纪，成煤植物主要是孢子植物。主要煤种为烟煤和无烟煤。 (2)中生代的侏罗纪和白垩纪，成煤植物主要是裸子植物。主要煤种为褐煤和烟煤。 (3)新生代的第三纪，成煤植物主要是被子植物。主要煤种为褐煤，其次为泥炭，也有部分年轻烟煤。

在地表常温、常压下，由堆积在停滞水体中的植物遗体经泥炭化作用或腐泥化作用，转变成泥炭或腐泥；泥炭或腐泥被埋藏后，由于盆地基底下降而沉至地下深部，经成岩作用而转变成褐煤；当温度和压力逐渐增高，再经变质作用转变成烟煤至无烟煤。泥炭化作用是指高等植物遗体在沼泽中堆积经生物化学变化转变成泥炭的过程。腐泥化作用是指低等生物遗体在沼泽中经生物化学变化转变成腐泥的过程。腐泥是一种富含水和沥青质的淤泥状物质。冰川过程可能有助于成煤植物遗体汇集和保存。

煤炭石油天然气属于化石能源且是不可再生的，是非可再生能源。煤种主要有无烟煤、烟煤和褐煤；石油和天然气的生成年代和煤不相上下；天然气则有比石油更为广泛的生成条件，有的与石油伴生，或形成独立纯气基。

煤和石油不仅是重要的燃料，还是重要的化工原料。天然气的主要成分是甲烷，是含球元素的化合物，属于有机物。作为能源来说，在发电领域能够逐步被风能、太阳能、潮汐能、核能、地热能、生物质能所代替。在交通领域，石油的地位几乎短期内无法动摇。

化石能源的利用，也是造成环境变化与污染的关键因素。大量的化石能源消费，引起温室气体排放，使大气中温室气体浓度增加、温室效应增强，导致全球气候变暖。三类化石能源的形成过程极其缓慢，不能再生性不言而喻。开采一点就会少一点，直至枯竭。即使现在沉积的生物体在亿年以后也会生成化石能源，但对于人类来说，显然已毫无意义。

化石能源的危害总结：化石能源是目前全球消耗的最主要能源，2006年全球消耗的能源中化石能源占比高达87.9%，我国的比例高达93.8%。但随着人类的不断开采，化石能源的枯竭是不可避免的，大部分化石能源本世纪将被开采殆尽。

从另一方面看，由于化石能源的使用过程中会新增大量温室气体CO2，同时可能产能一些有污染的烟气，威胁全球生态。因而，开发更清洁的可再生能源是今后发展的方向。

煤炭是千百万年来植物的枝叶和根茎，在地面上堆积而成的一层极厚的黑色的腐植质，

由于地壳的变动不断地埋入地下，长期与空气隔绝，并在高温高压下，经过一系列复杂的物理化学变化等因素，形成的黑色可燃沉积岩，这就是煤炭的形成过程。

然而，化石能源的不可再生性和人类对其的巨大消耗，使化石能源正在逐渐走向枯竭。化石能源的利用，也是造成环境变化与污染的关键因素。大量的化石能源消费，引起温室气体排放，使大气中温室气体浓度增加、温室效应增强，导致全球气候变暖。