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Coal

沉積岩下的一個物種, 也稱為 石炭, 燃石, 石灰

說到煤你一定不陌生,它是種由炭組成的黑色岩石,在煤床或煤層中可開採。煤最大的特色就是可燃,是種重要的能源資源,在世界各地都可開採,可用於生產電力或熱能。

密度
密度:

1.1 - 1.4 g/cm³

關於煤的一般資訊

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煤的物理特性

質地
非碎屑狀構造
顏色
黑色,棕色,深棕色,灰色,淺至深灰色
磁性
可能含有磁性
晶粒大小
細晶粒大小
密度
1.1 - 1.4 g/cm³, 重量明顯較輕
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煤的健康風險

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煤有什麼危害?

“使用煤炭作為燃料會導致健康不良和死亡。煤炭的開采和加工會造成空氣和水污染。燃煤發電廠排放的氮氧化物,二氧化硫,顆粒物污染和重金屬會對人體健康產生不利影響。煤層氣開採對避免採礦事故很重要。倫敦的致命煙霧主要是由於大量使用煤炭引起的;據估計,每年全球煤炭造成80萬人過早死亡,其中大部分發生在印度和中國。燃燒煤炭是二氧化硫的主要排放者,會產生PM2.5顆粒,這是最危險的空氣污染形式,煙塵排放會導致哮喘,中風,智力下降,動脈阻塞,心髒病,充血性心力衰竭,心律不齊,汞中毒,動脈閉塞和肺癌。在歐洲,使用煤炭發電的健康成本估計高達430億歐元,而在中國,改善空氣質量和人類健康的成本將會增加採取更嚴格的氣候政策,主要是因為該國的能源非常依賴煤炭。這將帶來淨經濟利益。 《經濟日報》 2017年的一項研究發現,在1851年至1860年間,英國的煤炭使用量每增加一個標準差,嬰兒死亡率就會增加6%至8%,而工業用煤量大約可解釋城市死亡率的三分之一在此期間觀察到了懲罰。””煤塵中的呼吸會導致煤工塵肺,俗稱“黑肺”,之所以這樣稱呼是因為煤塵實際上使肺部從通常的粉紅色變成了黑色。僅在美國,據估計每年就有1500名煤炭行業的前僱員死於煤礦粉塵的呼吸作用。每年產生大量的煤灰和其他廢物。煤炭的使用每年產生數億噸的灰分和其他廢物。其中包括粉煤灰,底灰和煙道氣脫硫污泥,其中含有汞,鈾,or,砷和其他重金屬,以及硒等非金屬。煤中約有10%是灰燼:煤灰對人類和其他一些生物是有害和有毒的。煤灰含有放射性元素鈾和th。粉煤灰和其他固體燃燒副產物在當地儲存,並以各種方式逸出,使生活在燃煤電廠附近的人暴露於輻射和環境毒物中。電站和工業過程的煤礦開采和煤炭加油會造成嚴重的環境損害。水系統受煤礦開采的影響。例如,採礦會影響地下水和地下水位以及酸度。飛灰洩漏,例如金斯敦化石廠的煤飛灰漿洩漏,也可能污染土地和水路,並破壞房屋。燃燒煤炭的發電站也消耗大量的水。這會影響河流的流量,從而對其他土地利用產生影響。在缺水地區,例如巴基斯坦的塔爾沙漠,煤礦和燃煤發電廠將消耗大量的水。煤對水循環的最早影響之一是酸雨。每年從燃燒的煤中釋放出約75 Tg / S的二氧化硫(SO2)。釋放後,二氧化硫被氧化成氣態的H2SO2,後者會散射太陽輻射,因此其在大氣中的增加對氣候產生冷卻作用。這有益地掩蓋了由溫室氣體增加引起的一些變暖。然而,硫在短短幾週內以酸雨的形式從大氣中沉澱出來,而二氧化碳則在大氣中保留了數百年。二氧化硫的釋放也促進了生態系統的廣泛酸化。廢棄的煤礦也會引起問題。隧道上方可能會發生沉降,從而對基礎設施或農田造成破壞。煤礦開採還可能導致長期持續的大火,據估計,在任何給定時間,都有成千上萬的煤層大火在燃燒。例如,Brennender Berg自1668年以來一直在燃燒,並且在21世紀仍然在燃燒。用煤生產焦炭會產生氨,煤焦油和氣態化合物作為副產物,這些副產物如果排放到土地,空氣或水道中,將會污染環境。 Whyalla鋼廠是焦炭生產設施的一個例子,其中的液氨被排放到海洋環境中。”

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煤的特徵

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煤的岩石類型

隨著地質過程隨時間對死去的生物材料施加壓力,在合適的條件下,其變質等級或等級依次增加為:
  • 泥炭,煤炭的前身
  • 褐煤或褐煤,是對健康最有害的最低等級的煤炭,幾乎僅用作發電燃料
  • 亞煙煤的性質介於褐煤和煙煤之間,主要用作蒸汽發電的燃料。
  • 煙煤,一種緻密的沉積岩石,通常為黑色,但有時為深棕色,通常具有清晰明了的明亮而暗淡的物質帶。它主要用作蒸汽發電中的燃料和製造焦炭。在英國被稱為動力煤,歷史上曾用於在蒸汽機車和輪船中產生蒸汽
  • 無菸煤是煤炭中最高的一種,是一種較硬,光澤的黑煤,主要用於住宅和商業空間供暖。
  • 石墨不易燃燒,不常用作燃料。它最常用於鉛筆或粉狀潤滑。

煤的特徵

排放強度是指在發電機使用壽命中,每單位發電量所排放的溫室氣體。在目前廣泛使用的發電方法中,煤和石油的排放強度很高,因為它們每產生1 kWh排放約1000克的CO2eq。天然氣是中等排放強度,每千瓦時二氧化碳排放當量約為500克;其他所有方法通常都是低於100g / kWh的低排放強度。煤的排放強度隨類型和發電機技術的不同而不同,在某些國家超過1200g / kWh。煤的能量密度,即其熱值,約為每公斤24兆焦耳(每公斤約6.7千瓦時)。對於效率為40%的燃煤電廠,估計需要325千克(717磅)的煤炭來為100 W的燈泡供電一年。 2017年,世界能源的27.6%由煤炭供應,亞洲使用了將近四分之三。

煤的形成

煤大部分是碳,其他元素的含量也有所不同。主要是氫,硫,氧和氮。當死植物腐爛成泥炭並經過數百萬年的深埋葬的熱量和壓力轉化成煤時,便形成了煤 。大量的煤炭起源於以前的濕地,即所謂的煤炭森林,在石炭紀(賓夕法尼亞州)和二疊紀晚期覆蓋了地球的大部分熱帶地區。

煤的成份

煤是由礦物,礦物質和水組成。在煤中可能發現化石和琥珀。

煤的文化意義

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煤的用途

作為燃燒化石燃料的熱量,煤炭提供的能源約佔世界一次能源的四分之一,佔其電力的五分之二。一些鋼鐵製造和其他工業過程燃燒煤炭。

煤的地球化學

煤的成分可以作為近期分析(水分,揮發性物質,固定碳和灰分)報告,也可以作為最終分析(灰分,碳,氫,氮,氧和硫)報告。 “揮發性物質”本身並不存在(除了一些吸附的甲烷),而是表示通過加熱煤而產生並驅除的揮發性化合物。典型的煙煤在乾燥,無灰的基礎上進行最終分析,以重量計為84.4%的碳,5.4%的氫,6.7%的氧,1.7%的氮和1.8%的硫。

煤的字源

這個詞最初是古英語的col形式,來自原始德國語* kula(n),據推測,該詞又源自原始印度-歐洲語根* g(e)u-lo-“活煤”。日耳曼語的同源詞包括古弗里西亞語的柯爾,中古荷蘭語的柯爾,荷蘭語的庫爾,古德語的高德膽子,德語的科勒和古北歐的科爾,而愛爾蘭語gual也是通過印歐語系的同源詞。

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