煤是远古
植物遗骸,埋在地层下,经过地壳隔绝
空气的压力和
温度条件下作用,产生的碳化化石矿物,主要被人类开采用作
燃料。
成分
煤其主要成分为
碳、
氢、
氧和少量的
氮、
硫或其他元素。硫是煤最重要杂质之一,其通常以硫化物之形式出现於煤的燃烧生成物中。於某些国家,例如美国已设立规范管制硫化物之排放量,因除去此类有害杂质花费不低,故政府均奖励生产低硫煤俾减少污染。
分类
根据其碳化程度不同分类,可以依次分为泥炭、褐煤(棕褐煤、黑赫煤)、烟煤(生煤)、无烟煤。无烟煤碳化程度最高,泥炭碳化程度最低。
根据其岩石结构不同分类,可以分为烛煤、丝炭、暗煤、亮煤和镜煤。含有95%以上镜质体的为镜煤,煤表面光亮,结构坚实,含有镜质体和亮质体的为亮煤,含粗粒体的为暗煤,含丝质体的为丝炭,由许多小孢子形成的微粒体组成的为烛煤。
根据煤中含有的挥发性成分多少来分类,可以分为
贫煤(无烟煤,含挥发分低于12%)、
瘦煤(含挥发分为12-18%)、
焦煤(含挥发分为18-26%)、
肥煤(含挥发分为26-35%)、
气煤(含挥发分为35-44%)和
长焰煤(含挥发分超过42%)。其中焦煤和肥煤最适合用于炼
焦碳,挥发分过低不粘结,过高会膨胀都无法用于炼焦,但一般炼焦要将多种煤配合。
品质鉴定
对煤的品质鉴定,还要根据其发热量、灰分(不能燃烧的部分)和含硫量等因素,根据起用途来确定。如果用做燃料,含硫高则会燃烧产生
二氧化硫污染大气,必须要增加脱硫的成本,用做炼焦,膨胀系数也是一个主要因素。
用途
煤用于炼焦,可以产生煤焦油及
氨水。焦碳是用于炼
铁的重要原料;。煤焦油可提取多种工业用的重要化合物。很多人认为煤气是从煤制造出来的,但事实是煤气是从原油提炼出来的石脑油再加以提炼而成的。煤也可以直接汽化,生成水煤气(一氧化碳和
氢的混合物),直接用做清洁燃料,。
煤,尤其是烟煤(任何挥发分较高的煤)直接作为燃料会冒出黑烟,浪费其中挥发分并造成大气
污染,
英国由于气候多雾,对污染尤其敏感,早在
20世纪初即颁布
法律禁止将原煤直接作为燃料,只能燃烧焦碳或半焦。
焦碳作为炼铁的重要原料,对生铁的质量起关键的作用,如过含硫高,会严重降低生铁质量,灰分高会降低热值。因此用于炼焦的煤必须经过洗选,以降低其灰分和硫含量。炼出的焦碳必须选大块坚实的,不能在高炉中被压碎,以便可以通风。选出的碎焦只能做燃料,碎焦做燃料发热量大,不冒烟,是很好的燃料。
采矿方法
大部分烟煤和无烟煤均利用
深度采煤法所取得,而近代技术已可使用
露天采煤法。露天采煤法需动用每小时能移除数百公吨之大型挖土机,移走数百英尺深之表面土层。虽然成本较低及较快扩挖速度,但会破坏环境景观。一般深度采煤法之深度为数百尺至数千尺,通常需要数个直井作为坑道通风,抽走甲烷并减少矿坑内部之热与湿度。目前大约90﹪以上的煤田利用机械方式采煤和输送,因而坑道内之运输主要依赖输送带,其将煤输送至直井,然後再送出地面予以清洗、分类等处理。