Торф, лигнит, антрацит: как долго в природе формируется уголь

Уголь — это горная порода, невозобновляемый источник энергии, который используется по всему миру в качестве топлива и для выработки электроэнергии. Археологи проследили его потенциальное использование еще в 3490 г. до н. э. в провинции Шэньси в Китае. И хотя при сжигании угля в атмосферу выделяется значительное количество углекислого газа, что вредно для планеты, ученые пока не нашли ему полноправной замены.

Как образуется уголь?

Уголь формируется в природе слоями, или пластами, и этот процесс начинается с разложения отмершей растительности. Разлагающееся органическое вещество образует торф. Около 300 миллионов лет назад, в каменноугольном периоде, климат Земли был теплым и влажным, а большие болота были в изобилии. Поскольку растительное вещество из этих густых заболоченных лесов накапливалось и лежало, разлагаясь на дне этих болот, материал наслаивался и впоследствии уплотнялся.

Из этого частично разложившегося органического вещества в анаэробных условиях от недостатка кислорода образовался торф. Он напоминает губчатую массу коричневого волокнистого материала. Стоячая вода в болотах каменноугольного периода создала отличные условия для предотвращения окисления или разрушения материала бактериями. Все, что попадало в торфяную массу, мариновалось и не подвергалось разложению.

Торф превращается в бурый уголь

Как только торф оказывается захороненным между слоями отложений, биологическое разложение прекращается. В нем начинают происходить изменения, являющиеся результатом повышения температуры и давления. Так как торф был захоронен на относительно небольшой глубине, продолжающееся тепло и давление сжимали его между слоями отложений, превращая в бурый уголь.

Это мягкий коричневато-черный углеподобный материал с высоким содержанием влаги. Такой уголь также часто содержит древесину и растительные остатки в мелкозернистой основной массе. Ученые назвали его лигнит, и он бывает двух типов: ксилоидный (окаменелая древесина) и компактный. Некоторые драгоценные камни, включая алмазы, формируются из лигнита.

Как лигнит становится углем

При продолжающемся захоронении, нагревании и структурной деформации лигнит превращается в полубитуминозный и битуминозный уголь. Наконец, он становится антрацитом (каменным углем), который твердеет с течением времени. Содержание углерода в нем составляет 46-60%, также он богат летучими углеводородами, что облегчает воспламенение и горение относительно длинным пламенем.

Антрацит, с другой стороны, имеет очень низкое содержание летучих веществ, но в настоящее время считается самой чистой формой угля для сжигания. Некоторые развитые страны недавно перешли на использование антрацита в качестве «бездымного угля». При продолжающемся метаморфизме из-за дальнейшего нагревания и давления антрацит в конечном итоге становится графитом. Он не пригоден в качестве топлива, так как его трудно воспламенить.

Для чего используется уголь?

Во время промышленной революции уголь был «чудесным» топливом и использовался для питания нового изобретения того времени — паровой машины. Это, в свою очередь, способствовало развитию железных дорог, производства чугуна и стали, а также судоходства. Подсчитано, что знаменитый «Титаник» использовал от 600 до 825 тонн угля в день. В наши дни на угле работают промышленные предприятия, заводы и фабрики.

Сегодня уголь используется на угольных электростанциях для выработки электроэнергии, и во всем мире он по-прежнему является крупнейшим ее источником. Газификация и сжижение угля производят газообразное и жидкое топливо, которое можно легко хранить в резервуарах или транспортировать по трубопроводу. Некоторые побочные продукты сжигания угля, такие как летучая зола, могут быть переработаны и использованы в производстве бетона.

Активированный уголь используется при производстве водяных и воздушных фильтров. Углеродное волокно активно используется в строительстве. Уголь также является одним из сырьевых ресурсов, используемых для производства металлического кремния, широко используемого в металлургической промышленности для изготовления солнечных батарей, чипов в электронике. В автомобильной промышленности уголь является легирующим агентом для упрочнения алюминия.

Нашли нарушение? Пожаловаться на содержание

А вы знали, как формируется уголь?
Комментарии 0
Подписаться
Я хочу получать
Правила публикации
Редактирование комментария возможно в течении пяти минут после его создания, либо до момента появления ответа на данный комментарий.