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Kohle

Coal

Eine Art der Sedimentgesteine

Die Kohle ist ein schwarzes Sedimentgestein, das aus pflanzlicher Biomasse entstanden ist. Erdgeschichtlich ist sie vor allem im Karbon entstanden. Aus dieser Zeit stammt die Steinkohle. Kohle gehört zu den wichtigsten Energieträgern. Auch für die Verhüttung von Eisen ist sie notwendig. Die Vorräte sollen noch bis zum Ende des Jahrhunderts ausreichen.

Dichte
Dichte:

1.1 - 1.4 g/cm³

Allgemeine Informationen über Kohle

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Physikalische Eigenschaften von Kohle

Textur
Nicht klastisch
Farben
Schwarz, Braun, Dunkelbraun, Grau, Hell bis Dunkelgrau
Magnetismus
Potenziell magnetisch
Körnung
Feinkörnig
Dichte
1.1 - 1.4 g/cm³, Offensichtlich geringes Gewicht
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Gesundheitsrisiko von Kohle

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Was sind die Gefahren von Kohle?

"Die Verwendung von Kohle als Brennstoff führt zu Gesundheitsschäden und Todesfällen. Der Abbau und die Verarbeitung von Kohle verursachen Luft- und Wasserverschmutzung. Kohlekraftwerke emittieren Stickoxide, Schwefeldioxid, Partikelverschmutzung und Schwermetalle, die sich nachteilig auf die menschliche Gesundheit auswirken. Methan im Kohlebett Die Gewinnung ist wichtig, um Bergbauunfälle zu vermeiden. Der tödliche Londoner Smog wurde hauptsächlich durch den starken Einsatz von Kohle verursacht. Weltweit wird geschätzt, dass Kohle jedes Jahr 800.000 vorzeitige Todesfälle verursacht, hauptsächlich in Indien und China. Die Verbrennung von Kohle ist ein Hauptemittent von Schwefeldioxid. Dies führt zu PM2.5-Partikeln, der gefährlichsten Form der Luftverschmutzung. Kohlenschornsteinemissionen verursachen Asthma, Schlaganfälle, verminderte Intelligenz, Arterienblockaden, Herzinfarkte, Herzinsuffizienz, Herzrhythmusstörungen, Quecksilbervergiftung, arterielle Okklusion und Lungenkrebs. Jährlich Die Gesundheitskosten in Europa durch die Verwendung von Kohle zur Stromerzeugung werden auf bis zu 43 Mrd. EUR geschätzt. In China würden die Verbesserungen der Luftqualität und der menschlichen Gesundheit zunehmen mit einer strengeren Klimapolitik, hauptsächlich weil die Energie des Landes so stark von Kohle abhängig ist. Und es würde einen wirtschaftlichen Nettonutzen geben. Eine Studie aus dem Jahr 2017 im Economic Journal ergab, dass in Großbritannien im Zeitraum 1851–1860 ein Anstieg des Kohleverbrauchs um eine Standardabweichung die Kindersterblichkeit um 6–8% erhöhte und dass der industrielle Kohleverbrauch etwa ein Drittel der städtischen Sterblichkeit erklärt Während dieser Zeit beobachtete Strafe. "" Das Einatmen von Kohlenstaub verursacht eine Pneumokoniose des Kohlenarbeiters, die umgangssprachlich als "schwarze Lunge" bezeichnet wird, so genannt, weil der Kohlenstaub die Lunge buchstäblich von ihrer üblichen rosa Farbe schwarz färbt. Allein in den USA sterben jedes Jahr schätzungsweise 1.500 ehemalige Mitarbeiter des Steinkohlenbergbaus an den Folgen des Einatmens von Kohlengrubenstaub. Jährlich werden große Mengen an Kohlenasche und anderen Abfällen produziert. Durch die Verwendung von Kohle entstehen jedes Jahr Hunderte Millionen Tonnen Asche und andere Abfallprodukte. Dazu gehören Flugasche, Bodenasche und Rauchgasentschwefelungsschlamm, die neben Nichtmetallen wie Selen Quecksilber, Uran, Thorium, Arsen und andere Schwermetalle enthalten. Rund 10% der Kohle sind Asche: Kohleasche ist gefährlich und giftig für Menschen und einige andere Lebewesen. Kohlenasche enthält die radioaktiven Elemente Uran und Thorium. Kohlenasche und andere feste Verbrennungsnebenprodukte werden lokal gelagert und entweichen auf verschiedene Weise, wodurch diejenigen, die in der Nähe von Kohlekraftwerken leben, Strahlung und Umweltgiften ausgesetzt werden. Kohlebergbau und Kohleverbrennung von Kraftwerken und industriellen Prozessen können erhebliche Umweltschäden verursachen. Wassersysteme sind vom Kohlebergbau betroffen. Beispielsweise beeinflusst der Bergbau den Grundwasser- und Grundwasserspiegel sowie den Säuregehalt. Verschüttetes Flugasche, wie das Verschütten von Flugasche aus der Kingston Fossil Plant-Kohle, kann auch Land und Wasserwege kontaminieren und Häuser zerstören. Kraftwerke, die Kohle verbrennen, verbrauchen ebenfalls große Mengen Wasser. Dies kann die Flüsse beeinflussen und hat Auswirkungen auf andere Landnutzungen. In Gebieten mit Wasserknappheit wie der Thar-Wüste in Pakistan würden Kohlebergbau und Kohlekraftwerke erhebliche Mengen Wasser verbrauchen. Einer der frühesten bekannten Auswirkungen von Kohle auf den Wasserkreislauf war saurer Regen. Bei der Verbrennung von Kohle werden pro Jahr ca. 75 Tg / S Schwefeldioxid (SO2) freigesetzt. Nach der Freisetzung wird das Schwefeldioxid zu gasförmigem H2SO2 oxidiert, das die Sonnenstrahlung streut, weshalb seine Zunahme der Atmosphäre einen kühlenden Effekt auf das Klima ausübt. Dies maskiert vorteilhafterweise einen Teil der Erwärmung, die durch erhöhte Treibhausgase verursacht wird. Der Schwefel wird jedoch innerhalb weniger Wochen als saurer Regen aus der Atmosphäre ausgefällt, während Kohlendioxid Hunderte von Jahren in der Atmosphäre verbleibt. Die Freisetzung von SO2 trägt auch zur weit verbreiteten Versauerung von Ökosystemen bei. Stillgelegte Kohlengruben können ebenfalls Probleme verursachen. Über Tunneln kann es zu Senkungen kommen, die die Infrastruktur oder das Ackerland beschädigen. Der Kohlebergbau kann auch lang anhaltende Brände verursachen, und es wurde geschätzt, dass zu einem bestimmten Zeitpunkt Tausende von Kohleflözbränden brennen. Zum Beispiel brennt Brennender Berg seit 1668 und brennt noch im 21. Jahrhundert. Bei der Herstellung von Koks aus Kohle entstehen Ammoniak, Kohlenteer und gasförmige Verbindungen als Nebenprodukte, die bei Einleitung in Land, Luft oder Wasser die Umwelt verschmutzen können. Das Whyalla-Stahlwerk ist ein Beispiel für eine Koksproduktionsanlage, in der flüssiges Ammoniak in die Meeresumwelt eingeleitet wird. "

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Eigenschaften von Kohle

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Gesteinsarten von Kohle

Da geologische Prozesse im Laufe der Zeit unter geeigneten Bedingungen Druck auf totes biotisches Material ausüben, steigt sein metamorpher Grad oder Rang sukzessive an in:
  • Torf, ein Vorläufer der Kohle
  • Braunkohle oder Braunkohle, der niedrigste, gesundheitsschädlichste Kohlenrang, wird fast ausschließlich als Brennstoff für die Stromerzeugung verwendet
  • Subbituminöse Kohle, deren Eigenschaften zwischen denen von Braunkohle und denen von Bitumenkohle liegen, wird hauptsächlich als Brennstoff für die Erzeugung von Dampfstrom verwendet.
  • Steinkohle, ein dichtes Sedimentgestein, normalerweise schwarz, aber manchmal dunkelbraun, oft mit gut definierten Streifen aus hellem und mattem Material. Es wird hauptsächlich als Brennstoff zur Erzeugung von Dampfstrom und zur Herstellung von Koks verwendet. In Großbritannien als Dampfkohle bekannt und historisch zur Dampferzeugung in Dampflokomotiven und Schiffen verwendet
  • Anthrazit, der höchste Kohlenrang, ist eine härtere, glänzende Schwarzkohle, die hauptsächlich für die Heizung von Wohn- und Gewerbeflächen verwendet wird.
  • Graphit ist schwer zu entzünden und wird üblicherweise nicht als Brennstoff verwendet. Es wird am häufigsten in Stiften verwendet oder zur Schmierung pulverisiert.

Eigenschaften von Kohle

Die Emissionsintensität ist das Treibhausgas, das über die Lebensdauer eines Generators pro erzeugter Stromeinheit emittiert wird. Von den derzeit weit verbreiteten Methoden zur Stromerzeugung ist die Emissionsintensität von Kohle und Öl hoch, da sie pro erzeugter kWh etwa 1000 g CO2eq ausstoßen. Erdgas hat eine mittlere Emissionsintensität von etwa 500 g CO2eq pro kWh; und alle anderen Verfahren weisen typischerweise eine niedrige Emissionsintensität von unter 100 g pro kWh auf. Die Emissionsintensität von Kohle variiert je nach Typ und Generatortechnologie und übersteigt in einigen Ländern 1200 g pro kWh. Die Energiedichte der Kohle, dh ihr Heizwert, beträgt ungefähr 24 Megajoule pro Kilogramm (ungefähr 6,7 Kilowattstunden pro kg). Für ein Kohlekraftwerk mit einem Wirkungsgrad von 40% werden geschätzte 325 kg Kohle benötigt, um eine 100-W-Glühbirne ein Jahr lang mit Strom zu versorgen. 27,6% der Weltenergie wurden 2017 durch Kohle geliefert, und Asien verbrauchte fast drei Viertel davon.

Bildung von Kohle

Kohle ist meistens Kohlenstoff mit variablen Mengen anderer Elemente; hauptsächlich Wasserstoff, Schwefel, Sauerstoff und Stickstoff. Kohle entsteht, wenn totes Pflanzenmaterial in Torf zerfällt und durch die Hitze und den Druck einer tiefen Bestattung über Millionen von Jahren in Kohle umgewandelt wird. Riesige Kohlevorkommen stammen aus ehemaligen Feuchtgebieten - sogenannten Kohlewäldern -, die während der späten Karbon- (Pennsylvanian) und Perm-Zeit einen Großteil der tropischen Landgebiete der Erde bedeckten.

Zusammensetzung von Kohle

Kohle besteht aus Mazeralen, Mineralien und Wasser. Fossilien und Bernstein können in Kohle gefunden werden.

Kulturelle Bedeutung von Kohle

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Verwendungsmöglichkeiten von Kohle

Kohle wurde früher für Dampfloks genutzt und war damit sehr wichtig für den Transport verschiedener Sachen. Heutzutage wird Kohle immer noch als Brennstoff und für die Beheizung genutzt. In den USA hat sie nur noch einen Wert, und zwar für die Herstellung von Elektrizität.

Geochemie von Kohle

Die Zusammensetzung der Kohle wird entweder als unmittelbare Analyse (Feuchtigkeit, flüchtige Stoffe, fester Kohlenstoff und Asche) oder als endgültige Analyse (Asche, Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff und Schwefel) angegeben. Die "flüchtige Substanz" existiert nicht für sich (mit Ausnahme von etwas adsorbiertem Methan), sondern bezeichnet die flüchtigen Verbindungen, die durch Erhitzen der Kohle erzeugt und vertrieben werden. Eine typische Steinkohle kann eine endgültige Analyse auf trockener, aschefreier Basis von 84,4% Kohlenstoff, 5,4% Wasserstoff, 6,7% Sauerstoff, 1,7% Stickstoff und 1,8% Schwefel auf Gewichtsbasis aufweisen.

Etymologie von Kohle

Das Wort hatte ursprünglich die Form col im Altenglischen von Proto-Germanic * kula (n), von der wiederum angenommen wird, dass sie von der Proto-Indo-europäischen Wurzel * g (e) u-lo- "lebende Kohle" stammt. Zu den germanischen Verwandten gehören der altfriesische Kole, der mittelholländische Kol, der niederländische Kool, der althochdeutsche Chol, die deutsche Kohle und der altnordische Kol, und das irische Wort Gual ist auch über die indogermanische Wurzel verwandt.

Häufig gestellte Fragen

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