八、煤的综合利用.doc

高一暑假作业 魏祯 八、煤的综合利用 煤的形成煤是古代植物遗体堆积在湖泊、海湾、浅海等地方，经过复杂的生物化学和物理化学作用转化而成的一种具有可燃性能的沉积岩。煤的化学成分主要为碳、氢、氧、氮、硫等元素。在显微镜下可以发现煤中有植物细胞组成的孢子、花粉等，在煤层中还可以发现植物化石，所有这些都可以证明煤是由植物遗体堆积而成。 科学家们在地质考察研究中发现，在地球上曾经有过气候潮湿、植物茂盛的时代，如石炭纪、二迭纪（距今约3亿年）、侏罗纪（距今约1.3亿～1.8亿年）等。当时大量繁生的植物在封闭的湖泊、沼泽或海湾等地堆积下来，并迅速被泥砂覆盖，经过亿万年以后，植物变成了煤，泥砂变成了砂岩或页岩。由于有节奏的地壳运动和反复堆积，在同一地区往往具有很多煤层，每层煤都被岩石分开。 由植物变为煤的过程可以分为三个阶段： （1）菌解阶段，即泥炭化阶段。当植物堆积在水下被泥砂覆盖起来的时候，便逐渐与氧气隔绝，由嫌气细菌参与作用，促使有机质分解而生成泥炭。通过这种作用，植物遗体中氢、氧成分逐渐减少，而碳的成分逐渐增加。泥炭质地疏松、褐色、无光泽、比重小，可看出有机质的残体，用火柴烧可以引燃，烟浓灰多。 （2）煤化作用阶段，即褐煤阶段。当泥炭被沉积物覆盖形成顶板后，便成了完全封闭的环境，细菌作用逐渐停止，泥炭开始压缩、脱水而胶结，碳的含量进一步增加，过渡成为褐煤，这称为煤化作用。褐煤颜色为褐色或近于黑色，光泽暗淡，基本上不见有机物残体，质地较泥炭致密，用火柴可以引燃，有烟。 （3）变质阶段，即烟煤及无烟煤阶段。褐煤是在低温和低压下形成的。如果褐煤埋藏在地下较深位置时，就会受到高温高压的作用，使褐煤的化学成分发生变化，主要是水分和挥发成分减少，含碳量相对增加；在物理性质上也发生改变，主要是密度、比重、光泽和硬度增加，而成为烟煤。这种作用是煤的变质作用。烟煤颜色为黑色，有光泽，致密状，用蜡烛可以引燃，火焰明亮，有烟。烟煤进一步变质，成为无烟煤。无烟煤颜色为黑色，质地坚硬，有光泽，用蜡烛不能引燃，燃烧无烟。 煤炭资源分布 　　中国煤炭资源的种类较多，在现有探明储量中，烟煤占75%、无烟煤占12%、褐煤占13%。其中，原料煤占27%，动力煤占73%。动力煤储量主要分布在华北和西北，分别占全国的46%和38%，炼焦煤主要集中在华北，无烟煤主要集中在山西和贵州两省。 　　中国煤炭质量，总的来看较好。已探明的储量中，灰分小于10%的特低灰煤占20%以上；硫分小于1%的低硫煤约占65%-70%；硫分1%-2%的约占15%-20%。高硫煤主要集中在西南、中南地区。华东和华北地区上部煤层多低硫煤，下部多高硫煤。 　　中国是世界上煤炭产量最多、增长速度最快的国家。1949年仅产煤炭3243万t，1950年4292万t；1960年达到3.97亿t，1970年3.54亿t，1980年6.20亿t，1990年突破10亿t，1995年达到13.61亿t，1996年增加到13.96亿t，创历史最高年产量记录，占世界总产煤量46.07亿t的30%。1997年由于东南亚金融危机和经济结构调整的影响，煤炭产量下降到13.73亿t。中国煤炭产量分布很不均衡。1997年超过5000万t的有9个省区。其中，山西居第一，达33840万t，约占全国总产量的 1/4；以下依次为：河南（10520万t）、山东（9090万t），黑龙江（8520万t）、内蒙古（8300万t）、河北（7880万t）、贵州（6600万t）、四川（6220万t）、辽宁（5880万t）。年产煤接近5000万t的有2个省，其中陕西为4950万t，安徽为4900万t 。这11个省区的产量共计10.67亿t，占全国产量的77.7%，其它17个省区的产量只有 3.058亿t，占22.3%。 为什么煤炭的利用率这么低？由于煤炭价格偏低，对大多数用煤企业来说，煤炭或作为燃料，或作为原料，均在产品成本中所占的比重变小。实行煤炭低价政策，等于国家用巨额补贴补了用煤企业，用煤多少对其经济效益影响不大，因而普遍缺乏节约煤炭资源的压力和动力，更不愿投资于节能措施，造成煤炭利用率低，浪费惊人。 2003 年，我国 GDP 仅占世界总数的 5% 左右，但煤炭消费却达到了 30% 以上。 ?2 我国煤炭资源的利用现状及前景 在我国的自然资源中，基本特点是富煤、贫油、少气，这就决定了煤炭在一次能源中的重要地位。与石油和天然气比较而言，我国煤炭的储量相对比较丰富，占世界储量的11.60%。我国煤炭资源总量为5.6万亿吨，其中已探明储量为１万亿吨，占世界总储量的11%，成为世界上第一产煤大国。一、煤炭资源利用现状我国煤炭资源分布广泛但不均匀。全国除上海外，其他省(区)、市均有探明储量。从地区分布看，储量主要集中分布在山西、内蒙古、陕西、