Kömür

Kömür bir kırıntılı olmayan tortul kayaç. Bitki fosilleşmiş kalıntıları olup yanıcı siyah ve kahverengimsi siyah tonlardadırlar. Ana elementi karbon olmakla birlikte hidrojen gibi farklı elementler de içerebilir. sülfür ve oksijen. Kömürün aksine mineraller, sabit bir kimyasal bileşime ve kristal yapıya sahip değildir. Bitki materyalinin türüne, değişen derecelerde karbonizasyona ve safsızlıkların varlığına bağlı olarak, farklı kömür türleri oluşur. 4 tanınmış çeşidi vardır. Linyit en düşük kalitedir ve en yumuşak ve en az kömürleşmiş olanıdır. Alt bitümlü kömür koyu kahverengi ila siyahtır. Bitümlü kömür en bol bulunanıdır ve genellikle ısı üretimi için yakılır. Antrasit, kömürün en yüksek dereceli ve en çok metamorfize edilmiş şeklidir. Düşük emisyonlu karbonun en yüksek yüzdesini içerir ve nispeten daha az olmasaydı ideal bir yakıt olurdu.

Kömür esas olarak yakıt olarak kullanılır. Kömür binlerce yıldır kullanılıyor ama asıl kullanımı sanayi devriminden sonra buhar motorlarının icadıyla başladı. Kömür, dünya çapında elektrik üretiminin beşte ikisini sağlıyor ve kömür, dünyada ana yakıt olarak kullanılıyor. Demir ve çelik üretim tesisleri.

Name köken: Sözcük orijinal olarak Proto-Hint-Avrupa kökü *g(e)u-lo- “canlı kömür”den türediği varsayılan Proto-Germen *kula(n)'den Eski İngilizce biçimini almıştır.

Renk: Siyah ve Kahverengimsi siyah

Sertlik: Casılabilir

Tane büyüklüğü: İnce taneli

grup: Klastik Olmayan Tortul kayaçlar

Kömür Sınıflandırması

Jeolojik süreçler, uygun koşullar altında zaman içinde ölü biyotik malzeme üzerinde baskı oluşturdukça, metamorfik derece veya sıra sırasıyla şu şekilde artar:

LinyitSağlığa en zararlı olan kömürün en düşük seviyesi, neredeyse sadece elektrik enerjisi üretimi için yakıt olarak kullanılır.

Jet, bazen parlatılmış kompakt bir linyit formu; Özellikleri linyitten bitümlü kömüre kadar değişen Üst Paleolitik Alt bitümlü kömür, buhar-elektrik enerjisi üretimi için yakıt olarak kullanıldığı için öncelikle süs taşı olarak kullanılmıştır.

bitümlü kömür, yoğun bir tortul kaya, genellikle siyah, ancak bazen koyu kahverengi, genellikle iyi tanımlanmış parlak ve donuk malzeme bantları ile. Öncelikle buhar-elektrik enerjisi üretiminde ve kok üretiminde yakıt olarak kullanılır. Birleşik Krallık'ta buhar kömürü olarak bilinir ve tarihsel olarak buharlı lokomotiflerde ve gemilerde buharı yükseltmek için kullanılmıştır.

Antrasit, en yüksek dereceli kömür, öncelikle konut ve ticari alan ısıtması için kullanılan daha sert, parlak siyah bir kömürdür.

grafit tutuşması zordur ve yaygın olarak yakıt olarak kullanılmaz; en yaygın olarak kalemlerde kullanılır veya yağlama için toz haline getirilir.

kanal kömürü (bazen "mum kömürü" olarak adlandırılır), önemli ölçüde hidrojen içeriğine sahip olan esasen liptinitten oluşan çeşitli ince taneli, yüksek dereceli kömürdür.

Kömür için çeşitli uluslararası standartlar vardır. Kömürün sınıflandırılması genel olarak uçucu maddelerin içeriğine dayanmaktadır. Ancak en önemli ayrım, buhar yoluyla elektrik üretmek için yakılan termal kömürdür (buhar kömürü olarak da bilinir); ve çelik yapmak için yüksek sıcaklıkta yakılan metalürjik kömür (aynı zamanda koklaşabilir taş kömürü olarak da bilinir).

Tarihsel önem

Kömür insanlık tarihinde önemli bir rol oynamış ve binlerce yıldır yakıt kaynağı olarak kullanılmıştır. Eski zamanlarda kömür, yiyecekleri ısıtmak, pişirmek ve ısınmak için kullanılıyordu. Sanayi Devrimi sırasında kömür, buhar makinelerini ve makinelerini çalıştırmak için birincil enerji kaynağı haline geldi ve ulaşım, imalat ve diğer endüstrilerde önemli teknolojik gelişmelere yol açtı. Kömürün kullanımı aynı zamanda madenciliğin büyük bir endüstri olarak gelişmesine yol açtı ve dünyanın birçok yerinde ekonomik büyümenin hızlanmasına yardımcı oldu. Bununla birlikte, kömür kullanımı aynı zamanda hava ve su kirliliği de dahil olmak üzere önemli çevresel etkilerle ilişkilendirilmiştir ve iklim değişikliğine önemli bir katkıda bulunmuştur. Sonuç olarak, daha temiz enerji kaynaklarına geçiş ve kömüre bağımlılığın azaltılması için çalışmalar devam etmektedir.

Kimyasal bileşim,

Kömür esas olarak karbon, hidrojen, oksijen, nitrojen ve kükürtten oluşur. Kömürün tam bileşimi, yaşına ve kaynağına bağlı olarak değişir, ancak genel olarak kömür, karbon içeriğine göre dört ana türe ayrılabilir: linyit, alt bitümlü, bitümlü ve antrasit. Linyit en genç kömür türüdür ve en az karbon içerir, antrasit ise en eski ve en yüksek karbon içeriğine sahiptir. Genel olarak, daha yüksek karbon içeriğine sahip kömür daha yüksek bir enerji içeriğine sahiptir ve daha verimli yanar. Kömür aynı zamanda silika, alümina, demir, kalsiyum, sodyum ve potasyum gibi yanma özelliklerini ve yakıldığında çevresel etkisini etkileyebilecek çeşitli miktarlarda mineraller içerir.

Fiziki ozellikleri

Kömür, aşağıdakiler de dahil olmak üzere çeşitli fiziksel özelliklere sahiptir:

1. Renk: Kömürün rengi siyahtan kahverengiye ve grimsi olabilir.
2. Sertlik: Kömürün sertliği, grafit gibi çok yumuşak ve ufalanabilir durumdan, antrasit gibi çok sert olana kadar değişebilir.
3. Yoğunluk: Kömür birçok kömürden daha düşük bir yoğunluğa sahiptir. kayalar ve mineraller, nispeten hafif hale getirir.
4. gözeneklilik: Kömür, kömür parçacıkları arasındaki küçük boşluklarla çok gözenekli olabilir.
5. konkoidal kırık: Kömür genellikle konkoidal kırılma olarak bilinen düzgün, kavisli bir modelde kırılır.
6. Parlaklık: Kömürün türüne bağlı olarak, kömür donuk ila parlak bir parlaklığa sahiptir.
7. Streak: Kömür beyaz, sırsız bir porselen tabak üzerine sürüldüğünde siyah veya koyu kahverengi bir çizgi oluşturur.

Kömürün fiziksel özellikleri madenciliği, işlenmesi ve kullanımı için önemlidir. Örneğin, kömürün sertliği kullanılan madencilik yönteminin türünü etkileyebilirken gözenekliliği ve yoğunluğu kömürün işlenmesini ve taşınmasını etkileyebilir.

Kömür madenciliği ve işlenmesi

Kömür tipik olarak yer altı veya yerüstü madenlerinden çıkarılır. Yeraltı madenciliği yöntemleri arasında oda ve sütun, uzun ayak ve geri çekilme madenciliği bulunurken, yüzey madenciliği yöntemleri arasında şerit madenciliği, dağ zirvesi çıkarma ve açık ocak madenciliği bulunur.

Oda ve sütun madenciliği yönteminde, tüneller bir kömür damarına kazılır ve çatıyı desteklemek için kömür sütunlar bırakılır. Uzun ayak madenciliğinde, uzun bir kömür duvarı tek bir dilimde çıkarılırken, mayınlı alanın üzerindeki çatı madencilik makinesinin arkasına çöker. Geri çekilme madenciliği, daha önce mayınlı bir alandan sütunların çıkarılmasını içerir.

Yüzey madenciliğinde, kömüre erişmek için üstteki kaya ve toprak kaldırılır. Bu işlem, aşırı yükün şeritler halinde kaldırıldığı şerit madenciliği veya kömüre erişmek için tüm dağ zirvelerinin kaldırıldığı dağ tepesinin çıkarılması ile yapılabilir. Açık ocak madenciliği, kömürü çıkarmak için büyük bir çukurun kazıldığı başka bir yüzey madenciliği tekniğidir.

Kömür çıkarıldıktan sonra, safsızlıkları gidermek ve kullanıma hazırlamak için işlenir. İşleme, kömürün nem içeriğini azaltmak için kurutmanın yanı sıra kaya ve diğer safsızlıkları gidermek için kırma, eleme ve yıkamayı içerebilir. Kömür ayrıca, kömür temizleme olarak bilinen bir işlem olan kükürt ve diğer safsızlıkları gidermek için kimyasallarla da işlenebilir.

Çıkarma teknikleri (yer üstü ve yer altı madenciliği)

Kömür madenciliği iki geniş kategoriye ayrılabilir: yerüstü madenciliği ve yer altı madenciliği.

Yüzey madenciliği, kömür damarını açığa çıkarmak için üstteki kayayı, toprağı ve bitki örtüsünü kaldırmayı içerir. Bu genellikle aşırı yükü (kömür damarının üzerindeki malzeme) katmanlar halinde kaldıran büyük makinelerle yapılır. Açık ocak madenciliği, açık ocak madenciliği, dağ zirvesi madenciliği ve yüksek duvar madenciliği dahil olmak üzere farklı yüzey madenciliği yöntemleri vardır. Açık ocak madencilikte, fazla yük uzun şeritler halinde kaldırılırken, açık ocak madencilikte, fazla yük büyük bir ocakta kaldırılır. Dağın zirvesini kaldırma madenciliği, bir dağın tepesinin tamamının kaldırılmasını içerir. dağ Kömür damarına erişmek için yüksek duvar madenciliği, kömürü açıkta kalan dikey bir yüzeyden veya uçurumdan kurtarmak için kullanılır.

Yeraltı madenciliği, kömür damarına ulaşmak için toprağa tüneller veya şaftlar kazmayı içerir. İki ana yeraltı madenciliği türü vardır: oda ve sütun madenciliği ve uzun ayak madenciliği. Oda ve sütun madenciliğinde, kömür damarı bir dizi odada çıkarılır ve çatıyı desteklemek için kömür sütunları bırakılır. Uzunayak madenciliğinde, kesici adı verilen bir makine kömür damarı boyunca ileri geri hareket ederek kömürü keser ve bir taşıma bandına bırakır. Makine ilerledikçe çatı hidrolik desteklerle desteklenir.

Kömür çıkarıldıktan sonra safsızlıkları gidermek için işlenebilir ve kullanıma hazır hale getirilebilir. İşleme, kömürle karışan kayaları ve diğer malzemeleri çıkarmak için kırma, eleme ve yıkamayı içerebilir. Kömür ayrıca kükürt ve diğer safsızlıkları gidermek için kimyasallarla işlenebilir veya sıvı veya gaz yakıtlara dönüştürülebilir.

İşleme yöntemleri (temizleme, kırma, sınıflandırma vb.)

Kömür çıkarıldıktan sonra, safsızlıkları gidermek ve kullanıma hazırlamak için genellikle temizlenmesi ve işlenmesi gerekir. Kullanılan tam işleme yöntemleri, kömürün türüne ve kullanım amacına bağlı olarak değişebilir.

Kömür işlemenin yaygın bir yöntemi, kömürü kaya, kül ve kükürt gibi safsızlıklardan ayırmak için su, kimyasallar ve mekanik ekipman kullanmayı içeren "yıkama" olarak bilinen bir işlemdir. Kömür ezilir ve bir bulamaç oluşturmak için su ve kimyasallarla karıştırılır ve daha sonra kömürü diğer malzemelerden ayırmak için bir dizi elek ve siklondan geçirilir. Ayrılan kömür daha sonra kalan safsızlıkları gidermek için işlenir ve boyuta göre derecelendirilir.

Diğer işleme yöntemleri, kömürü yakmaya veya diğer kullanımlara uygun hale getirmek için ezmeyi ve öğütmeyi ve aynı zamanda kömürden kükürt ve diğer kirleticileri uzaklaştırmaya yönelik işlemleri içerebilir. Kömürün kullanım amacına bağlı olarak, çelik üretim sürecinde kullanılmak üzere kok üretmek için karbonizasyon gibi ek işlem adımları da gerekebilir.

Kömür Bileşimi

Kömürün bileşimi iki şekilde analiz edilebilir. İlki, yakın bir analiz (nem, uçucu madde, sabit karbon ve kül) veya son bir analiz (kül, karbon, hidrojen, nitrojen, oksijen ve kükürt) olarak rapor edilir. Tipik bir bitümlü kömür, %84.4 karbon, %5.4 hidrojen, %6 kuru, külsüz bazda nihai bir analize sahip olabilir.

KÜL BİLEŞİMİ, AĞIRLIK YÜZDE
SiO 2	20-40
Al 2O 3	10-35
Fe 2O 3	5-35
CaO	1-20
MgO	0.3-4
TiO 2	0.5-2.5
Na 2TAMAM 2O	1-4
SO 3	0.1-12

Kömür Oluşumu

Ölü bitki örtüsünü kömüre dönüştürme işlemine kömürleşme denir. Jeolojik geçmişte çeşitli bölgelerde alçak sulak alanlar ve yoğun ormanlar vardı. Bu alanlardaki ölü bitki örtüsü genellikle biyolojik olarak parçalanmaya ve çamur ve asitli su ile dönüşmeye başlamıştır.

Bu, karbonu, sonunda tortular tarafından derinlere gömülen devasa turba bataklıklarında hapsetti. Daha sonra, milyonlarca yıl boyunca, derin gömünün ısısı ve basıncı su, metan ve karbondioksit kaybına ve karbon içeriğinin artmasına neden oldu.

Üretilen kömürün derecesi, ulaşılan maksimum basınç ve sıcaklığa bağlıydı; Nispeten ılıman koşullar altında üretilen linyit ("kahverengi kömür" olarak da adlandırılır) ve alt bitümlü kömür, bitümlü kömür veya antrasit ("taş kömürü" veya "taş kömürü" olarak da adlandırılır) artan sıcaklık ve basınçla üretilir.

Kömürleşmeye dahil olan faktörlerden sıcaklık, basınç veya gömme süresinden çok daha önemlidir. Alt bitümlü kömür, 35 ila 80 °C (95 ila 176 °F) kadar düşük sıcaklıklarda oluşabilirken, antrasit en az 180 ila 245 °C (356 ila 473 °F) sıcaklık gerektirir.

Kömür çoğu jeolojik dönemden bilinmesine rağmen, tüm kömürün %90'ı mevduat Dünya'nın jeolojik tarihinin sadece %2'sini temsil eden Karbonifer ve Permiyen dönemlerinde çökelmiştir.

Olay Kömürün

Kömür yaygın bir enerji ve kimyasal kaynaktır. Kömürün gelişmesi için gerekli olan karasal bitkiler, Karbonifer dönemine kadar (358.9 milyon ila 298.9 milyon yıl önce) bol değildi, Antarktika da dahil olmak üzere hemen hemen her kıtada, Karbonifer yaşı ve daha genç kayaları içeren büyük tortul havzalar biliniyor. Şu anda arktik veya yarı arktik iklime sahip bölgelerde (Alaska ve Sibirya gibi) büyük kömür yataklarının varlığı, iklim değişikliklerinden ve daha eski kıtasal kütleleri bazen subtropikal ve hatta tropik bölgelerden Dünya yüzeyi üzerinde hareket ettiren kabuklu plakaların tektonik hareketinden kaynaklanmaktadır. . bölgeler. Bazı bölgelerde (Grönland ve kuzey Kanada'nın çoğu gibi) kömür yoktur çünkü orada bulunan kayalar Karbonifer Dönemi'nden önceye aittir ve kıtasal kalkanlar olarak bilinen bu bölgeler, büyük kömür yataklarının oluşumu için gerekli olan bol miktarda karasal bitki yaşamından yoksundur.

Kömür Özellikleri ve Özellikleri

Kömürün özelliklerinin çoğu, bileşimi ve mineral maddenin varlığı gibi faktörlere göre değişir. Kömürün özelliklerini incelemek için farklı teknikler geliştirilmiştir. Bunlar, X-ışını kırınımı, tarama ve transmisyon elektron mikroskobu, kızılötesi spektrofotometri, kütle spektroskopisi, gaz kromatografisi, termal analiz ve elektriksel, termal analiz ve elektriksel, optik ve manyetik ölçümlerdir.

yoğunluk

Kömürün fiziksel özelliklerinin bilinmesi, kömürün hazırlanmasında ve kullanılmasında önemlidir. Örneğin, kömür yoğunluğu metreküp başına yaklaşık 1.1 ila yaklaşık 1.5 megagram veya santimetreküp başına gram arasında değişir. Kömür, sudan biraz daha yoğundur ve çoğu kaya ve mineral maddeden önemli ölçüde daha az yoğundur. Yoğunluk farklılıkları, ağır sıvı ayrımı yoluyla kaya maddesinin ve sülfür açısından zengin parçacıkların çoğunu uzaklaştırarak kömürün kalitesini iyileştirmeyi mümkün kılar. 

gözeneklilik

Kömür yoğunluğu, kısmen kömürleşme boyunca devam eden gözeneklerin varlığıyla kontrol edilir. Gözenek boyutlarının ve gözenek dağılımının ölçülmesi zordur; ancak, gözeneklerin üç boyut aralığı olduğu görülmektedir:

(1) makro gözenekler (çapı 50 nanometreden büyük),

(2) mezogözenekler (2 ila 50 nanometre çapında) ve

(3) mikro gözenekler (çapı 2 nanometreden az).

(Bir nanometre 10−9 metreye eşittir.) Kömürün etkili yüzey alanının çoğu -gram başına yaklaşık 200 metrekare- kömür parçasının dış yüzeyinde değil, gözeneklerinde bulunur. Su ve gazları arıtmak için kok üretimi, gazlaştırma, sıvılaştırma ve yüksek yüzey alanlı karbon üretiminde gözenek boşluğunun varlığı önemlidir. Güvenlik nedenleriyle, kömür gözenekleri, madencilik faaliyetleri sırasında salınabilen ve hava ile patlayıcı karışımlar oluşturabilen önemli miktarlarda adsorbe edilmiş metan içerebilir. Madencilik sırasında yeterli havalandırma veya kömür yatağı metanının önceden çıkarılmasıyla patlama riski azaltılabilir.

Yansıtabilirlik

Kömürün önemli bir özelliği, yansıtıcılığı (veya yansıtıcılığı), yani ışığı yansıtma yeteneğidir. Yansıtma, tek renkli bir ışık huzmesinin (546 nanometre dalga boyuna sahip) bir kömür numunesindeki cilalı bir vitrinit maseral yüzeyine parlatılması ve yansıyan ışığın yüzdesinin bir fotometre ile ölçülmesiyle ölçülür. Vitrinit, yansıtıcılığı artan derece ile kademeli olarak değiştiği için kullanılır. Kömür kökenli olması nedeniyle füsinit yansımaları çok yüksektir ve liptinitler artan derecelerde kaybolma eğilimindedir. Gelen ışığın çok az bir kısmı yansıtılsa da (yüzdenin onda birinden yüzde 12'ye kadar), değer derece ile artar ve mevcut uçucu madde yüzdesini ölçmeden çoğu kömürü derecelendirmek için kullanılabilir.

Diğer özellikler

Sertlik, öğütülebilirlik, kül füzyon sıcaklığı ve serbest şişme indeksi (bir kömür numunesi kapalı bir potada ısıtıldığında meydana gelen şişme miktarının görsel bir ölçümü) gibi diğer özellikler kömür madenciliğini ve hazırlanmasını etkileyebilir. kömürün kullanım şeklinin yanı sıra. Sertlik ve öğütülebilirlik, operasyonlarında tüketilen güç miktarına ek olarak, madencilik, kırma ve öğütme için kullanılan ekipman türlerini de belirler. Kül füzyon sıcaklığı, fırın tasarımını ve çalışma koşullarını etkiler. Serbest şişme indeksi, bir kömürün kok üretimi için uygunluğu hakkında ön bilgi sağlar.

Kömürün ekonomik ve sosyal önemi

Kömür, modern dünyanın gelişmesinde önemli rol oynayan önemli bir doğal kaynaktır. Ekonomik ve sosyal önemi birkaç alanda görülebilir:

1. Enerji üretimi: Kömür, elektrik üretimi için kullanılan birincil enerji kaynaklarından biridir. Evlere, işyerlerine ve endüstrilere güç sağlamak için kullanılan elektrik üretmek için elektrik santrallerinde yakılır.
2. Çelik üretimi: Kömür de çelik üretiminde önemli bir bileşendir. Kömür ısıtıldığında, azaltmak için kullanılan karbonu serbest bırakır. Demir cevheri ütülemek. Bu demir daha sonra inşaat, altyapı ve diğer birçok uygulama için temel bir malzeme olan çeliği üretmek için kullanılır.
3. İş yaratma: Kömür madenciliği ve işlenmesi, birçok ülkede istihdam yaratmakta ve yerel ekonomilere katkıda bulunmaktadır. Endüstri, madenciler, mühendisler, jeologlar ve diğer profesyoneller dahil olmak üzere çok sayıda insanı istihdam etmektedir.
4. Transfer: Kömür genellikle hedefine ulaşmak için uzun mesafeler boyunca demiryolu veya gemi ile taşınır, bu da istihdam yaratabilir ve içinden geçtiği alanların ekonomisine katkıda bulunabilir.
5. Uygun fiyatlı enerji: Kömür genellikle diğer kaynaklara kıyasla daha uygun fiyatlı bir enerji kaynağıdır ve bu da tüketiciler ve işletmeler için enerji maliyetlerini düşük tutmaya yardımcı olabilir.
6. Kimyasal ürünler: Kömür ayrıca plastikler, sentetik lifler, gübreler ve diğer kimyasallar da dahil olmak üzere bir dizi kimyasal ürünün üretiminde hammadde olarak kullanılır.

Bununla birlikte, kömür kullanımının sera gazı emisyonları ve diğer hava kirleticileri gibi önemli çevresel etkileri olduğu kadar su kalitesi ve arazi kullanımı üzerinde de olumsuz etkileri vardır. Bu etkiler, kömürün ekonomik ve sosyal öneminin değerlendirilmesinde dikkatle değerlendirilmelidir.

Önemli Noktaların Özeti

İşte kömürle ilgili bazı önemli noktalar:

• Kömür, milyonlarca yıl önce yaşamış eski bitkilerin kalıntılarından oluşan bir fosil yakıttır.
• Her biri farklı özellik ve kullanımlara sahip dört ana kömür türü vardır: linyit, alt bitümlü, bitümlü ve antrasit.
• Kömür bol ve nispeten ucuz bir enerji kaynağıdır ve bu da onu enerji üretimi, ısıtma ve endüstriyel işlemler için önemli bir yakıt haline getirir.
• Kömür madenciliği, arazi bozulması, su kirliliği ve işçiler ve yakın topluluklar için sağlık riskleri dahil olmak üzere önemli çevresel ve sosyal etkilere sahip olabilir.
• Kömür kullanımının çevresel etkisini azaltmak için karbon yakalama ve depolama gibi daha temiz kömür teknolojileri geliştirmeye yönelik çabalar devam etmektedir.

Referanslar

• Bonewitz, R. (2012). Kayalar ve mineraller. 2. baskı Londra: DK Yayıncılık.
• Kopp, OK (2020, 13 Kasım). kömür. Britanika Ansiklopedisi. https://www.britannica.com/science/coal-fossil-fuel
• Wikipedia'ya katkıda bulunanlar. (2021, 26 Ekim). Kömür. Wikipedia'da, Özgür Ansiklopedi. Erişim tarihi: 09:57, 1 Kasım 2021, https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Coal&oldid=1051971849 adresinden alındı.