introduktion
brunkul, subbituminøst sortkul (R30126) og bituminøst sortkul. Kilde: Geoscience Australien.
kul er klassificeret som en sedimentær sten. Det er et almindeligt ikke-vedvarende brændstof, der hovedsagelig anvendes til produktion af elektricitet. Det er et fossilt brændstof, fordi det dannes fra dødt plantemateriale. Kvaliteten af kul afhænger af, hvordan den dannes; da det organiske stof udsættes for større varme og tryk, øges kulstofindholdet.
egenskaber
kul er en brændbar sten, der hovedsagelig består af kulstof sammen med variable mængder af andre grundstoffer, hovedsagelig hydrogen, svovl, ilt og nitrogen. Kul forekommer som lag, kaldet kul senge eller kul sømme, der findes mellem andre sedimentære klipper. Kul er lidt tættere end vand, men mindre tæt end de fleste af jordens jordskorpenes klipper. Tætheden varierer afhængigt af hvor porøs (fuld af huller) kulet er. Nogle gange indeholder porerne en gas kaldet metan.
kullagre på Havnekulsterminalen. Kilde: Michelle Cooper, Geoscience Australien.
Kulegenskaber varierer afhængigt af hvor meget kulstof der er i kulet (kulrang). Sort kul er såkaldt på grund af sin farve; det varierer fra at have en lys, skinnende glans til at være meget kedelig og fra at være relativt hård til blød. Udtrykket ‘sort kul’ bruges i Australien til at henvise til antracit såvel som bituminøse og subbituminøse kul. Brunkul kaldes også brunkul; det indeholder mindre kulstof og har så mindre kemisk potentiel energi end sort kul og har mere fugt i det.
| type kul / materiale | andre navne |
egenskaber |
omtrentlig kulstofindhold (tør askefri basis) |
||
|---|---|---|---|---|---|
|
tørv |
et organisk sediment. Det anses for at være en forløber for kul. | mindre end 60% | |||
| brunkul | brunkul | normalt gul til mørk brun i farven og kan have et træagtigt udseende eller genkendelige plantestrukturer i den. | 60 til 70% | ||
| sort kul | Subbituminøst kul | Sort brunkul | mørk brun til sort i farve. Det har ikke et træagtigt udseende og har ofte skiftende bånd af kedeligt og lyst materiale. | 70 til 76% | |
| bituminøst kul | blødt kul, dampkul eller stenkul. | en tæt, normalt sort, men undertiden mørkebrun sten, ofte med veldefinerede bånd af lyst og kedeligt materiale. De kedelige bånd kan indeholde sedimentære mineralkorn. | 76 til 86% | ||
| antracit | stenkul | et hårdere, blankt sort kul. Det er den højeste rang af kul, hvilket betyder, at kulstofindholdet er højest. | over 86% | ||
bruger
Diagram over et typisk dampcyklus kulkraftværk (fortsætter fra venstre mod højre). Kul brændt i kedlen opvarmer vand for at producere damp. Dampen spinder turbinen, som driver generatoren. Brun og sort kul bruges for det meste som en kilde til brændstof til kraftværker. Forbrænding af kul producerer varme, der bruges til at fremstille damp, så kulet kaldes undertiden termisk eller dampkul. Dampen spinder turbiner for at generere elektricitet. I Australien i 2017 blev kul brugt til at producere omkring 60% af landets elbehov. Brug af brunkul til elproduktion er problematisk på grund af det høje vandindhold. Det smuldrer let ved udsættelse for luften, hvilket reducerer dets værdi som brændstof og kræver specialiseret opbevaring. Det har også været kendt at spontant forbrænde. Siden 1970 ‘ erne er mængden af naturgas, der bruges til at generere elektricitet, steget, og der har været et gradvist fald i brugen af kul til strøm. Mængden af drivhusgasser, der genereres ved forbrænding af gas til energi, er langt mindre end den mængde, der produceres ved forbrænding af kul.
visse typer bituminøst kul bruges til at fremstille et essentielt råmateriale til fremstilling af stålkoks. Denne type kul kaldes også metallurgisk (stålfremstilling) kul, og det forarbejdes til fremstilling af koks. 90% kulstof, det er afgørende for fremstilling af stål, der bruges i millioner af genstande som biler, lastbiler, brandbiler, Køleskabe og broer.
kul og tørv anvendes stadig til bolig-og erhvervsopvarmning i visse dele af verden (f.eks. Irland og Finland). I sin Dehydrerede form er tørv et yderst effektivt absorberende middel til brændstof-og oliespild på land og vand. Det bruges også som en balsam til jord for at gøre det mere i stand til at bevare og langsomt frigive vand.
kul er en vigtig ingrediens, der anvendes i shampoo, balsam, kosmetik; tandpasta og vaskemidler. Kilde: Geoscience Australien.
kul er også en vigtig kilde til lette aromatiske kulbrinter til den kemiske synteseindustri. Hvis kul opvarmes, kan de producerede gasser og rester anvendes til fremstilling af plast, sprængstoffer, farvestoffer, tonehøjde, ammoniak, medicin, aspirin, sæbe, desinfektionsmiddel, vaskemidler, nyloner, kosmetik, shampoo, tandpasta, syntetisk gummi, gødning, cement, mursten og fliser. Det er en vigtig ingrediens, der anvendes i filtre til vand-og luftrensning og i nyredialysemaskiner. Derudover bruges kul til at fremstille kulfiber, et meget stærkt, let materiale, der bruges i konstruktion, mountainbikes og tennisketsjere.
Jet, en kompakt form for brunkul, er undertiden poleret og er blevet brugt som en dekorativ sten. Grafit, der ofte er forbundet med kul, er næsten udelukkende lavet af kulstof; det bruges mest i blyanter og når det er pulveriseret, som smøremiddel.
historie
kulminedrift. Kilde: Den tidligste anerkendte brug af kul er fra Shenyang-området i Kina omkring 4000 f. kr., hvor sort brunkul blev hugget ind i ornamenter. Kul fra Fushun-minen i det nordøstlige Kina blev brugt til at smelte kobber allerede i 1000 f.kr. Marco Polo, italieneren, der rejste til Kina i det 13 .århundrede, beskrev kul som “sorte sten… som brænder som træstammer”, og sagde, at kul var så rigeligt, at folk kunne tage tre varme bade om ugen. kul blev brugt i Storbritannien i Bronsealderen (3000-2000 f.kr.) i begravelsesbål (træstruktur brugt til at brænde en krop).Romerne var minedrift kul i England og Danmark ved udgangen af det andet århundrede e.kr. Bevis for handel med kul (dateret til omkring 200 E.kr.) er fundet ved den romerske bosættelse nær Chester og i East Anglia. I Rheinland blev forekomster af bituminøst kul brugt af romerne til smeltning af jernmalm. I 1257-59 blev kul fra Nyslot på Tyne sendt til London for smiths og lime-brændere, der byggede Vestminster Abbey.let tilgængelige kilder til kul var stort set opbrugt (eller kunne ikke imødekomme den voksende efterspørgsel) i det 13.århundrede, da underjordisk udvinding ved akselminedrift blev udviklet. Det alternative navn var ‘pitcoal’, fordi det kom fra miner. Da dampmaskiner overtog fra vandhjul under den industrielle Revolution voksede storstilet minedrift og brug af kul. I 1700 blev fem sjettedele af verdens kul udvundet i Storbritannien. i Australien blev sort kul først opdaget i 1791, og kulminedrift og eksport begyndte i 1799. Disse tidlige kulmineaktiviteter bidrog væsentligt til udviklingen i europæisk bosættelse i Australien. Spredningen af bosættere til andre steder i Australien fører til yderligere opdagelser. Minedrift af sort kul fandt sted i 1825; ved Cape Paterson, Victoria i 1826; og Irvin River, vestlige Australien i 1846. Kendskab til eksistensen af brunkul i Victoria går tilbage til 1857, og Yallourn North open-cut begyndte produktionen i 1889. I 1878 skulle Taronga være stedet for en underjordisk kulmine, indtil mineselskabet blev stoppet af Parlamentet. I stedet blev kul udvundet i Balmain indtil 1931.
Formation
dannelsen af forskellige typer kul. Kilde: M. Søde.
kul dannes i sedimentære bassiner. Sedimentære bassiner er regioner, hvor jorden er aftaget eller sunket ned. Vand og sedimenter strømmer derefter ind i bassinet, og de fyldes med lag af sedimenter. Australiens sorte kulressourcer spænder fra Perm til Jurassic i alderen (299 til 145 millioner år gammel), selvom de fleste er Perm i alderen. I løbet af denne tid var klimaet varmt i Australien, og det østlige Australien, herunder Sydney-bassinet, var dækket af store, bugtende floder, sump, moser og sumpe. Sedimenterne deponeret i disse miljøer dannede til sidst klipper som skifer, sandsten og kul. Brunkul i Australien dannede sig for nylig end de sorte kul. Disse er for det meste af Paleogen Alder (66 Til 23 millioner år gamle).
kul er en sedimentær sten dannet, når rigeligt plantemateriale er dækket af sedimenter, og materialet akkumuleres hurtigere, end det kan henfalde. Vægten af de overliggende sedimenter komprimerer de organiske lag, hvilket øger temperaturen og trykket, hvilket fører til fysiske og kemiske ændringer i plantematerialet. Vand, kulsyre og metan produceres og undslipper, så materialet bliver gradvist beriget med kulstof. Med stigende tid og højere varme og tryk dannes plantematerialet først til tørv, omdannes derefter til brunkul, derefter subbituminøst kul, bituminøst kul og til sidst antracit.
ressourcer
Australien har den fjerde største andel af kulreserver i verden. Siden slutningen af 1700-tallet er der udvundet omkring 9100 millioner ton sort kul og omkring 2300 millioner ton brunkul i Australien, og industrien leverer stadig betydelig beskæftigelse, kapitalinvesteringer og indenlandske og eksportindtægter til den nationale økonomi.
kulforekomster og miner i Australien (2017). Kilde: Geoscience Australia
sorte kulressourcer forekommer i det sydlige Australien, Australien, Tasmanien og det vestlige Australien, men Australien har den største andel af Australiens samlede identificerede ressourcer. Disse to stater er også de største kulproducenter. Australiens største sorte kulproducerende bassiner er Sydney Basin og Sydney Basin. Lokalt vigtige sort kulminedrift omfatter også Collie i det vestlige Australien og Fingal og Kimbolton i Tasmanien. brunkul forekommer i Sydaustralien, Vestaustralien, Tasmanien, Australien og Victoria. Gippsland-bassinet i Victoria indeholder et betydeligt depositum i verdensklasse, hvor sømme kan være op til 330 m tykke. Murray Basin (Victoria og South Australia), North St Vincents Basin (South Australia) og Eucla Basin (vestlige Australien) indeholder også betydelige brunkulressourcer. Mindre ressourcer forekommer i Tasmaniens Longford Basin. I øjeblikket udvindes brunkul kun i Victoria, hvor de åbne miner ved Loy Yang og Yallourn leverer kul til nærliggende kraftværker. Brunkul udvindes også på Maddingley for at producere jordbalsam og gødning. Andre produkter fra Victoriansk brunkul er briketter til industriel og husholdningsbrug og lav-aske og lav-sulfid char produkter.
kul er en af Australiens største råvareeksport med årlig eksport. I 2016 gik kuleksporten fra Australien hovedsageligt til Japan, Indien, Den Europæiske Union, Republikken Korea og Thailand; de var omkring 40 milliarder dollars værd.
yderligere oplysninger om kulressourcer og produktion og Australiens identificerede mineralressourcer.
minedrift
i Australien produceres næsten 80% af kul fra åbne miner i modsætning til resten af verden, hvor åben minedrift kun tegner sig for 40% af kulproduktionen. Åben minedrift er mulig, fordi kulsømme er tæt på overfladen. Sådan minedrift er billigere end underjordisk minedrift og muliggør op til 90% genopretning af ressourcen. Mange brunkulsbede ligger tæt på overfladen og kan være hundreder af meter tykke, så de kan udvindes let og billigt. For det første fjernes jordbunden og opbevares til senere brug for at genoprette det forstyrrede land. Overfladestenen (kaldet overbelastning), der dækker kulet, sprænges derefter med sprængstoffer og fjernes af gravemaskiner. Det udækkede kul sprænges derefter for at nedbryde lagene og læsses i store lastbiler, der kan rumme op til 300 ton materiale. Kulet transporteres til forarbejdningsanlægget, hvor urenheder fjernes.
kul, der er dybere end et par hundrede meter under overfladen, skal udvindes ved hjælp af for underjordiske minemetoder. Nogle kul udvindes ved hjælp af Bord-og Søjlemetoden. Det er her en maskine løbende skærer ind i kulet. Det tunneler gennem kulsømmene, der efterlader søjler understøttet af tagbolte for at holde taget op. Et alternativ er langvægminedrift, der bruger et stort skæreblad til at skære over kullaget for at fjerne kulsømmen. Kulet transporteres derefter til overfladen på et transportbånd. Efter at kulet er udvundet, demonteres maskinen og flyttes til en anden del af minen, så taget kan kollapse bagved.
teknologiske fremskridt har ført til indførelsen af automatiserede langvæg minesystemer. Derudover bruger nogle mineselskaber førerløse lastbiler, tog og droner for at forbedre sikkerheden og indsamle information.
behandling
sort kul kan bruges uden nogen behandling, men knuses normalt, screenes og sorteres efter kundens behov. Nogle gange vaskes det også for at fjerne eventuelle stykker affaldsmineraler, der ikke brænder. Dette forbedrer kvaliteten og reducerer produktionen af aske, når kulet brændes. For at vaske kulet placeres det i tanke med væsker og kemikalier, der hjælper med at genvinde mere af kulet, når det flyder til overfladen. Kulet efterlades derefter for at tørre ud. Den opbevares efter størrelse og kan blandes igen i henhold til kundens specifikationer. Derfra er det oplagret eller opbevaret i skraldespande klar til transport ad vej eller jernbane.
kul af lavere kvalitet, såsom subbituminøst eller brunkul, kan raffineres for at fjerne fugt og andre urenheder. Dette øger kulets effektivitet som brændstof og reducerer emissionerne af drivhusgasser og andre forurenende stoffer, når kulet brændes. I Victoria opgraderes brunkul ved Coldry-processen. En mekanisk forskydning bruges til at knuse kulet i små partikler og frigive vand, der blev holdt i porerne (hullerne) i kulet. Processen producerer et tættere kul i pelletform.