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令人爱恨交加的——煤  

2013-01-07 23:33:37|  分类: 山西行 |  标签: |举报 |字号 订阅

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俺虽然已经吃了大半个世纪的米饭,这回假如不是跑了一趟山西煤矿博物馆,还在那里看了一套有关煤的3D动画记录片,还朦查查不晓得,原来过去的自己,对煤——这种地球人类非常依赖的重要矿物——的认识,简直是空白一片;只知道煤,是从地下挖出来的一种又黑又脏的燃料而已。

 

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http://youtu.be/U0aiFWTFGBs

找到这套动画,虽然解释得比较简单,但也可以让咱们对煤的形成过程,有一个约略的概念。

亿万年前,地球上有许多浓密的树林,那些生长在海滨和内陆沼泽地带的植物,经洪水和海啸的冲刷,树林被淹埋在土壤中。在地表常温和压缩下,长期堆集在滞水中的植物遗体,经泥炭化(peatification)或腐泥化作用(saprofication),就转变成极厚的黑色腐植质——泥炭(peat) 或腐泥(sapropel )。
埋在地下的泥炭或腐泥,由于盆地基地的下降,越往下沉至地下深部,经成岩作用(diagenesis )而转变为褐煤( lignite or brown coal );当温度和压力逐渐增高,再经过变质作用,就转变成烟煤( bituminous coal )和无烟煤(anthracite )。


泥炭作用是指那些高等植物,如苔藓植物、蕨类植物以及种子植物的遗体,在沼泽中堆积经生物化学变成泥炭的过程。而腐泥化作用是指低等生物,如藻类、菌类、和地衣这些在形态上没有根、茎、叶分化的植物遗体,在沼泽中经生物化学变化转变成腐泥的过程。

煤炭的确是植物的残骸、经过一系统的演变而形成的,如果拿一块煤去仔细观察,可以明显看到有植物的叶和根茎的痕迹。把煤切成薄片放在显微镜下,可以发现清楚的植物组织和构造;甚至在煤层里还保存着像树干一类的东西,有的煤层里包裹着完整的昆虫化石。


煤炭,根据发热量的高低,顺序依次有无烟煤、烟煤、褐煤、泥煤、石煤几个品种。从天然煤性能用途等方面,无烟煤价格最高,其次是烟煤。无烟煤经过加工,生产出的洗精煤、焦炭价格最贵。无烟煤乌黑锃亮、热值高、燃烧完全、灰分少,几乎没有灰渣。据讲解员说,以前的无烟煤,都是外销到西方国家以及日本,专给有钱人用的。

 

在整个地质年代中,全球范围内,有三个大的成煤期:
(1)古生代( Paleozoic Era ;距今5亿4200万~2亿5100万年前)的石灰纪( Carboniferous Period:约处于地质年代2亿8600万~3亿6000万年前 )和二迭纪(Permian Period;距今约2.9亿~2.5亿年,经历了4500万年)。


成煤植物主要是孢子植物,包括藻类植物、菌类植物、地衣植物、苔藓植物以及蕨类植物;煤种是烟煤和无烟煤。

哇!原来无烟煤的形成期,竟然比株罗期的恐龙来得更早,难怪那——么贵咯!


(2)中生代( Mesozoic Era ,距今约2.5亿年~6500万年)的株罗纪(Jurassic;约1亿9960万年前~1亿4550万年前)和白垩纪(Cretaceous Period;约1亿4550万年~6550万年前)。


成煤植物是裸子植物 (gymnosperm)——种子植物中,胚珠在一开放的孢子叶上边缘或叶面的植物,其孢子叶通常会排成圆椎形。

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 主要煤种为褐煤和烟煤。

 (3)  新生代(Cenozoic Era,地球历史上最新的一个地质时代;距今6500万年)的第三纪(Tertiary Period;距今6500万年~260万年) 。

成煤植物主要是被子植物(Angiosperm),为植物界最高级的一类,是地球上最完善、出现得最晚的植物,约有20多万种,占了植物界的一半以上。


煤种为褐煤、泥炭,也有部分年轻烟煤。

煤,除了是重要能源,也是治金、化学工业的重要原料,但也是不可再生的资源。世界上煤炭储量丰富的国家有中国、美国、俄罗斯和德国。煤的开采是一项最艰苦的工作,煤矿矿难事故时有所闻。世界上每年至少有几千个工人死于矿难,常发生的计有瓦斯爆炸、煤尘爆炸、瓦斯突出、透水事故、矿井失火、顶板塌方等。在2003年,中国生产的煤占世界产量约35%,但在煤矿事故死亡人数,却占约80%。


煤炭的有机质元素包括了碳(carbon )、氢(hydrogen )、氧( oxygen)、氮(nitrogen)和硫(sulfur )等。煤炭燃烧时,氮不产生热量,在高温下转变成氮氧化合物(oxynitride)和氨(ammonia ),以游离状态析出。硫、磷(phosphorus )、氟(fluorine )、氯(chlorine)和砷(arsenic )等,是煤炭中的有害成分。绝大部分的硫,被氧化成二氧化硫(sulfur dioxide--SOS),随烟气排放,污染大气,危害动植物的生长以及人类健康,腐蚀金属设备。

为了满足销费者对洁净煤的需求,中国把原煤入洗的比例连年提高,而洗煤的过程中,排放出大量的煤泥水,把土壤植被以及河流水系都污染了。

 

能明朝有个山西巡抚叫于谦,写了一首著名的七律《咏煤炭》:
凿开混沌得乌金,藏蓄阳和意最深。
爝火燃回春浩浩,洪炉照破夜沉沉。
鼎彝元赖生成力,铁石犹存死后心。
但愿苍生俱饱暖,不辞辛苦出山林。

 

于谦借着吟咏煤炭的品格,抒发自己为国为民鞠躬尽瘁、死而后已的情怀。现代诗人朱自清,在1920年1月19日,也写了一首《煤》的诗,以对下层民众的歌颂。

你在地下睡着,
好腌臜,黑暗!
看着的人,
怎样地憎你,怕你!
他们说:
“谁也不要靠近他呵!--------”
一会你在火园中跳舞起来,
黑裸裸的身体里,
一阵阵透出赤和热
啊!全是赤和热了,
美丽而光明!
他们忘记刚才的事,
都大张着笑口,
唱赞美你的歌

又颠簸身子,凑合你跳舞的节。


 

 

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