生物煤炭
① 為啥說煤炭並非都是有遠古生物演化所成
其實這些都是科學家的推測,還沒被證實煤是古代植物埋藏在地下經歷了復雜的生物化學和物理化學變化逐漸形成的固體可燃性礦產,一種固體可燃有機岩,主要由植物遺體經生物化學作用,埋藏後再經地質作用轉變而成。在地表常溫、常壓下,由堆積在停滯水體中的植物遺體經泥炭化作用或腐泥化作用,轉變成泥炭或腐泥;泥炭或腐泥被埋藏後 , 由於盆地基底下降而沉至地下深部,經成岩作用而轉變成褐煤;當溫度和壓力逐漸增高,再經變質作用轉變成煙煤至無煙煤。泥炭化作用是指高等植物遺體在沼澤中堆積經生物化學變化轉變成泥炭的過程。腐泥化作用是指低等生物遺體在沼澤中經生物化學變化轉變成腐泥的過程。腐泥是一種富含水和瀝青質的淤泥狀物質。冰川過程可能有助於成煤植物遺體匯集和保存。煤形成的年代在整個地質年代中,全球范圍有三個成煤期:古生代的石炭紀和二疊紀,成煤植物主要是孢子植物。主要煤種為煙煤和無煙煤。中生代的侏羅紀和白堊紀,成煤植物主要是裸子植物。主要煤種為褐煤和煙煤。新生代的第三紀,成煤植物主要是被子植物。主要煤種為褐煤,其次為泥炭,也有部分年輕煙煤。
② 人教版七年級生物上:煤的形成
煤及煤的形成
1、煤的基本概念
煤是植物遺體經過生物化學作用和物理化學作用而轉變成的沉積有機礦產,是多種高分子化合物和礦物質組成的混合物。
2、成煤的五大條件
(1)物質條件 主要是成煤的原始植物,包括高等植物和低等植物。 植物遺體大量堆積是成煤的物質條件 高等植物形成的煤叫腐植煤,低等植物形成的煤叫腐泥煤。 由高等植物和低等植物共同形成的煤叫腐植腐泥煤。 植物演化的5個階段 菌藻植物時代→→裸蕨植物時代→→蕨類和種子植物時代→→裸子植物時代→→被子植物時代 (2)堆積條件或環境條件 泥炭沼澤:常年積水,極其潮濕,內有大量植物生長、堆積,植物死亡後遺體被沼澤水覆蓋,並與氧呈半隔絕狀態,使植物遺體不至於完全氧化分解,經生物化學作用形成泥炭。 泥炭沼澤的形成取決於古植物、古氣候、古地理和大地構造4個條件。 沼澤根據不同的分類標准分為低位沼澤、高位沼澤、中位沼澤;濱海泥炭沼澤、三角洲平原泥炭沼澤、紅樹林泥炭沼澤;草本泥炭沼澤、木本泥炭沼澤;淡水沼澤、半鹹水沼澤、鹹水沼澤等。 堆積方式(原地生成、異地生成)、形成泥炭的植物群落(高等植物、低等植物)、沉積環境(淺沼的、湖沼的、微鹹水的、鹹水的、富含鈣質的)和養分供給(富養分的、貧養分的)、PH值、細菌活動性、硫的供給、泥炭的溫度、氧化還原電位等因素決定了煤層原始特徵。 (3)溫度和壓力條件 溫度和壓力決定於埋藏深度 成煤應有一定的埋藏深度 煤化程度是煤受熱溫度和持續時間的函數。溫度越高,變質作用的速度越快。 (4)時間條件 漫長的地質年代[宙、代、紀、世、期] 一般需要幾千萬到幾億年的時間 (5)地質條件 地殼運動
3、成煤作用過程
植物→泥炭(腐泥)→褐煤→煙煤(長焰煤、氣煤、肥煤、焦煤、瘦煤、貧煤)→無煙煤 兩個階段 泥炭化作用(腐泥化作用):植物→泥炭(腐泥) 煤化作用 成岩作用:泥炭→褐煤; 變質作用:褐煤→煙煤、無煙煤
4、我國的主要聚煤期
新生代 新近紀——古近紀 中生代 晚侏羅紀——早白堊紀 早、中侏羅紀 晚三疊世 晚古生代 晚二疊世 晚石炭世——早二疊世 早石炭世 早古生代 早寒武世
5、中國煤炭分類
中國煤的分類依據表示煤化程度的乾燥無灰基揮發分(Vdaf)、表示煤的工藝性能的粘結性指標(粘結指數G、膠質層最大厚度Y、奧亞膨脹度b),將煤分為褐煤HM 、煙煤YM[長焰煤CY、不粘煤BN、弱粘煤RN、1/2中粘煤1/2ZN、氣煤QM、氣肥煤QF、1/3焦煤1/3JM、肥煤FM、焦煤JK、瘦煤SM、貧瘦煤PS、貧煤PM]和無煙煤[WY]三大類。 本洗選中心涉及到的煤種主要為:褐煤、長焰煤、不黏煤、弱黏煤、氣煤,且自北而南煤化程度由低到高。
6、煤的組成
煤的元素組成:C、H、O、N、S、P 6種 煤中的礦物質: 按來源分為: 原生礦物質(成煤植物本身) 次生礦物質(成煤過程混入) 外來礦物質(採煤過程混入) 按性質分為: [1]粘土類礦物:高嶺石Al4[Si4O10](OH)8、水雲母K21Al2[(Si2Al)4O10](OH)2·nH2O [2]硫化物類礦物:黃鐵礦FeS2、白鐵礦FeS2 [3]碳酸鹽類礦物:方解石CaCO3等 [4]氧化物類礦物:石英SiO2 [5]硫酸鹽類礦物:石膏CaSO4·2H2O 煤的工業分析:水分、灰分、揮發分、固定炭 煤的元素分析:C、H、O、N、S
7、礦井瓦斯基本知識
[1]礦井瓦斯的概念 礦井瓦斯是成煤過程中的一種伴生氣體,指煤礦井下以甲烷CH4為主的有害氣體的總稱。有時也單指甲烷CH4。 [2]礦井瓦斯形成的兩個時期 一是植物遺體形成泥炭的過程中形成瓦斯,屬於生物化學造氣期,生成的瓦斯易於排放,大部分逸散於大氣中。如: 3C6H12O6 (單糖)→2 C4H8O2 (丁酸)+2C2H4O2 (乙酸)+2H2O +2CH4 ↑ +4CO2 ↑ 二是由泥炭形成褐煤、煙煤和無煙煤時期形成甲烷,大部分存留於煤層中。 [3]礦井瓦斯的基本性質 無色無味氣體,比空氣輕,有很強的擴散性、可燃性和爆炸性。 [4]礦井瓦斯的危害 主要是窒息 濃度達到43%時人呼吸困難(氧氣只有12%) 濃度達到57%時人死亡(氧氣只有9%) [5]礦井瓦斯的賦存狀態 一是游離態 二是吸附態,包括吸著態和吸收態 [6]煤的變質程度與瓦斯含量的關系
③ 煤炭是怎麼產生的
在地表常溫、常壓下,由堆積在停滯水體中的植物遺體經泥炭化作用或腐泥化作用,轉變成泥炭或腐泥;泥炭或腐泥被埋藏後 , 由於盆地基底下降而沉至地下深部,經成岩作用而轉變成褐煤;當溫度和壓力逐漸增高,再經變質作用轉變成煙煤至無煙煤。泥炭化作用是指高等植物遺體在沼澤中堆積經生物化學變化轉變成泥炭的過程。腐泥化作用是指低等生物遺體在沼澤中經生物化學變化轉變成腐泥的過程。腐泥是一種富含水和瀝青質的淤泥狀物質。冰川過程可能有助於成煤植物遺體匯集和保存。 【煤的形成年代】 在整個地質年代中,全球范圍內有三個大的成煤期: (1)古生代的石炭紀和二疊紀,成煤植物主要是孢子植物。主要煤種為煙煤和無煙煤。 (2)中生代的侏羅紀和白堊紀,成煤植物主要是裸子植物。主要煤種為褐煤和煙煤。 (3)新生代的第三紀,成煤植物主要是被子植物。主要煤種為褐煤,其次為泥炭,也有部分年輕煙煤。
④ 生物質燃料對比煤炭有什麼優點
主要是環保,可再生。現在環保形勢嚴峻,煤炭很多地方不允許了
⑤ 生物顆粒燃料與煤炭
生物質燃料優缺點
生物能具備下列優點:
(1)提供低硫燃料,
(2)提供廉價能源(於某些條件下),
(3)將有機物轉化成燃料可減少環境公害(例如,垃圾燃料),
(4)與其他非傳統性能源相比較,技術上的難題較少。
至於其缺點有:
(1)植物僅能將極少量的太陽能轉化成有機物,
(2)單位土地面的有機物能量偏低,
(3)缺乏適合栽種植物的土地,
(4)有機物的水分偏多(50%~95%)
煤的優缺點
1 優點
1.1煤炭地下氣化技術具有較好的環境效益
煤炭地下氣化燃燒後的灰渣留在地下,採用充填技術,大大減少了地表下沉,無固體物質排放,因此煤炭地下氣化減少了廢物和粉煤灰堆放面積及對地面環境的破壞,這是其他潔凈煤技術無法比擬的。地下氣化煤氣可以集中凈化,脫除焦油、硫和粉塵等其他有害物質,可以消除SOx和NOx污染,汞、顆粒物和含硫物質等其他污染物也大大減少。
UCG與傳統採煤加地面燃燒相比,可減少二氧化碳排放,並有利於進行碳捕捉和儲存。CO經地面變換後,採用分離技術將CO2分離出來儲存或作其他用途,從而得到潔凈煤氣,因此,地下氣化技術有利於解決大氣污染問題。
地下氣化煤氣中H2含量在40%以上,分離後得到各種純度的H2。H2是當今人類最理想的潔凈能源,H2可儲、可輸性好,不僅是高能燃料,又可作為中間載能體使用,它轉變靈活、使用方便、清潔衛生,在自然界中形成水-氫-水自然循環,所以氫能是一種可再生能源,符合人類可持續發展的需要。
⑥ 綠色煤炭的生物轉化
綠色化的煤炭生物轉化技術
生物轉化技術
煤炭生物轉化屬生物加工的范疇,是指煤在微生物參與下發生大分子的解聚作用,稱生物降解或生物溶解。主要是利用真菌、細菌和放線菌等微生物的轉化作用來實現煤的溶解、液化和氣化,使之轉化成易溶於水的物質或者烴類氣體,從中提取有特殊價值的化學品及製取清潔燃料、工業添加劑與農植物生長促進劑等,最終實現煤的溶解、液化和氣化。如把溶煤產物轉化為具有很高附加值的單一的低分子芳烴類和可替代石油作為清潔燃料的甲烷、甲醇和乙醇等物質。微生物將纖維素轉化為醇、將纖維素轉化為沼氣、氫氣和一氧化碳為主的煤氣甲烷化技術基本成熟,在常溫和常壓下即可進行。利用微生物降解石油和木質素的研究進展迅速,煤與石油、木質素同源,特別是年輕的低階煤中就含有大量的類木質素物質,試驗已證明能被微生物大量降解。
降解轉化煤炭的微生物
能夠降解轉化煤炭微生物的來源是根據它們的代謝產物,如分泌的酶、螯合劑等具有攻擊煤中或類似於煤的有機化合物中某些成分、結構等作用,可從現有的各種微生物中篩選出來的。例如,木質素結構與低階煤類似,所以可以選用能降解木質素的微生物如黃孢原毛平革菌來進行微生物溶煤研究,並已取得一定效果。再如煤中有芳環結構,故可選用能降解芳環的細菌如假單胞菌屬來進行溶煤研究。此外,還可從生長在暴露於自然界中煤上的微生物中分離菌種。不同微生物與不同煤樣的作用有一定的匹配關系,因此,不同煤種溶降解煤的微生物的篩選就顯得非常重要。中國的煤種繁多,低階煤的儲量很大,進行菌煤匹配的篩選工作具有重大的實際意義。
煤炭生物降解轉化的種類
已經試驗過的煤種有風化褐煤、褐煤,甚至年輕煙煤,煤溶解程度似乎與煤種關系較大,而與微生物種類關系次之,而大多數未經預處理的褐煤及年輕煙煤卻不能為所試驗的真菌所降解。一般來講,煤溶解程度減小次序為:風化煤,暴露於空氣中的煤,,未暴露於空氣中剛開采出來的煤。
試驗表明低價煤經過預處理更容易被細菌降解轉化。為此,人們試驗了各種氧化預處理方法,如用硝酸浸泡氧化處理、微波輻射處理、高溫空氣氧化煤(150℃)、氧化氫和臭氧(或聯合)進行氧化預處理,褐煤生物溶解能力大為增強。
中國大連理工大學韓威、楊海波等用硝酸氧化平庄、扎賚諾爾褐煤,用雲芝進行生物作用,煤失重及收集產物的分析表明,溶解達30%—60%;安徽理工大學已故王龍貴教授使用白腐菌降解轉化硝酸處理義馬褐煤和淮南次煙煤的結果亦表明,酸處理有助於煤生物降解轉化。
⑦ 生物炭屬於煤炭的一種嗎
不是,生物炭不屬於煤炭。
生物炭是木炭的一類,是將生物有機物質(如木材、稻草或農作物廢棄物等)置於缺氧狀態下,對其有控制地進行高溫分解而獲得的碳質。
而煤炭是遠古時代的植物埋藏在地下,經歷了復雜的生物化學和物理化學變化,逐漸形成的固體可燃性礦物。
生物炭的成分與煤炭相同,但煤炭經過了上億年的地質作用,其質地緊密。而生物炭則地質疏鬆,有許多空隙。也因此,生物炭的熱值遠遠小於煤炭,一般不高於5000大卡,而煤炭的熱值通常在6000大卡以上。
生物炭也有煤炭不具備的優點。除了作為燃料外,生物炭還可以改良土壤。將生物炭摻入土壤,可提高土壤肥力,改善土壤品質。
⑧ 生物質燃料和煤有什麼優缺點
生物質燃料優缺點
生物能具備下列優點:
(1)提供低硫燃料,
(2)提供廉價能源(於某些條件下),
(3)將有機物轉化成燃料可減少環境公害(例如,垃圾燃料),
(4)與其他非傳統性能源相比較,技術上的難題較少。
至於其缺點有:
(1)植物僅能將極少量的太陽能轉化成有機物,
(2)單位土地面的有機物能量偏低,
(3)缺乏適合栽種植物的土地,
(4)有機物的水分偏多(50%~95%)
煤的優缺點
1 優點
1.1煤炭地下氣化技術具有較好的環境效益
煤炭地下氣化燃燒後的灰渣留在地下,採用充填技術,大大減少了地表下沉,無固體物質排放,因此煤炭地下氣化減少了廢物和粉煤灰堆放面積及對地面環境的破壞,這是其他潔凈煤技術無法比擬的。地下氣化煤氣可以集中凈化,脫除焦油、硫和粉塵等其他有害物質,可以消除SOx和NOx污染,汞、顆粒物和含硫物質等其他污染物也大大減少。
UCG與傳統採煤加地面燃燒相比,可減少二氧化碳排放,並有利於進行碳捕捉和儲存。CO經地面變換後,採用分離技術將CO2分離出來儲存或作其他用途,從而得到潔凈煤氣,因此,地下氣化技術有利於解決大氣污染問題。
地下氣化煤氣中H2含量在40%以上,分離後得到各種純度的H2。H2是當今人類最理想的潔凈能源,H2可儲、可輸性好,不僅是高能燃料,又可作為中間載能體使用,它轉變靈活、使用方便、清潔衛生,在自然界中形成水-氫-水自然循環,所以氫能是一種可再生能源,符合人類可持續發展的需要。
1.2煤炭地下氣化技術提高了煤炭資源的利用率
煤炭地下氣化技術可大大提高資源回收率。在抽採煤層氣之前進行地下煤氣化可回收煤炭熱值75%以上,在抽採煤層氣之後進行地下煤氣化也可回收煤炭熱值的70%。此外,還使傳統工藝難以開采埋藏太深的煤、邊角煤、「三下」(河下、橋下、建築物下)壓煤、己經或即將報廢礦井遺留的保護性煤柱和按國家環保規定不準開採的高硫高灰劣質煤得到開采。
煤炭是我國國民經濟發展的基礎產業,但受傳統井工開采技術水平的限制,隨著開采強度的逐漸增大,大量的礦井報廢或行將報廢。據統計1953~1989年有報廢礦井297處,1990年~2020年還有244處將報廢,遺棄資源儲量到目前為止已有300億噸以上,一般為井工開采(由工人下入井內進行資源開采,與露天開采相對應,井工可採煤炭量僅占煤炭資源儲量的11.43%)遺留的煤柱、薄煤層、劣質煤層、高瓦斯煤層等。煤炭地下氣化技術的發展應用,為這些資源的有效動用提供了途徑。利用煤炭地下氣化技術,可使我國遺棄煤炭資源50%左右得到利用。煤炭地下氣化技術還可以用於開采井工難以開采或開采經濟性、安全性較差的薄煤層、深部煤層、「三下」壓煤和高硫、高灰、高瓦斯煤層、淺海海底煤層。因此,地下氣化可大大提高了煤炭資源的利用率。
1.3安全性好
煤炭地下氣化技術由於實現了井下無人無設備生產煤氣,因此具有較好的安全性,可避免傳統採煤的煤礦塌陷、透水、瓦斯突出等事故。
1.4投資少、經濟效益好
與礦井和礦場建設相比,建設地下煤氣化站的投資低2.5倍。與地面氣化相比投資顯著降低。
1.5勞動生產率高
勞動生產率與露天採煤同樣高,為礦井採煤的4倍,產品成本與露天採煤相當,比礦井挖煤大幅下降。
1.6省去了煤的運輸和裝卸
由此沒有運輸過程中的燃料損失和煤塵等污染物排放,並減少相應的費用。
2 存在的不足
地下煤氣化廣泛工業化推廣之路仍然有很多需要大量研發投入來克服的挑戰。盡管地下煤氣化有很多優點,但技術仍不完善,有多種局限:
①有可能導致重大的環境影響:地下蓄水層污染和地表塌陷。根據目前的知識可以建造一種結構,避免或降低這一風險。
②對很多煤資源來說地下煤氣化可能技術上是可行的,但是適合地下煤氣化的礦藏可能有多得多的限制,因為一些礦藏可能有增加環境風險至不可接受水平的地址和水文特點。
③對地下煤氣化的控制不能達到像地面煤氣化的程度。很多的過程變數,諸如水注入速度、氣化區中反應物分布、孔穴增長速度,只能通過測量溫度和產品氣的質量和數量進行估計。
④經濟性有很大的不確定性,直至有適當數量的基於地下煤氣化的電廠被建設和運行。
⑤地下煤氣化本質上是一個非穩態過程,因此產品氣的流速和熱值會隨時間變化,產品氣成分不穩定。
⑨ 煤炭,土壤是生物嗎
是
無機環境
不是生物。無機環境是
能量流動
和
物質循環
的
一個重要部分。