Introduksjon
Kull er klassifisert som en sedimentær bergart. Det er et vanlig ikke-fornybart drivstoff som hovedsakelig brukes i produksjon av elektrisitet. Det er et fossilt brensel fordi det dannes fra død plantemateriale. Kvaliteten på kull avhenger av hvordan den dannes; da det organiske stoffet blir utsatt for større varme og trykk, øker karboninnholdet.
Egenskaper
Kull Er en brennbar stein som hovedsakelig består av karbon sammen med variable mengder av andre elementer, for det meste hydrogen, svovel, oksygen og nitrogen. Kull oppstår som lag, kalt kull senger eller kull sømmer, som finnes mellom andre sedimentære bergarter. Kull er litt tettere enn vann, men mindre tett enn de fleste av bergarter Av Jorden¿s skorpe. Tettheten varierer avhengig av hvor porøs (full av hull) kullet er. Noen ganger inneholder porene en gass som kalles metan.
Kullagre På Port Waratah coal terminal New South Wales. Source: Aurland, Sogn Og Fjordane, Norway.
Kullegenskaper varierer avhengig av hvor mye karbon er i kullet (kullrang). Svart kull er såkalt på grunn av sin farge; det varierer fra å ha en lys, skinnende glans til å være veldig kjedelig, og fra å være relativt vanskelig å myke. Begrepet ‘svart kull’ brukes I Australia for å referere til antrasitt, samt bituminøse og sub-bituminøse kull. Brunkull kalles også brunkull; den inneholder mindre karbon og så har mindre kjemisk potensiell energi enn svart kull og har mer fuktighet i den.
| Type kull / materiale | Andre navn |
egenskaper |
omtrentlig karboninnhold (tørr askefri basis) |
||
|---|---|---|---|---|---|
|
torv |
et organisk sediment. Det anses å være en forløper for kull. | Mindre enn 60% | |||
| Brunkull | Brunkull | Brunkull | Vanligvis gul til mørk brun i fargen og kan ha et treaktig utseende eller gjenkjennelige plantestrukturer i den. | 60 til 70% | |
| Svart kull | subbituminøst kull | svart brunkull | Mørk brun til svart i fargen. Det har ikke et treaktig utseende og har ofte vekslende bånd av kjedelig og lyst materiale. | 70 til 76% | |
| Bituminøst kull | Mykt kull, dampkull eller steinkull.en tett, vanligvis svart, men noen ganger mørk brun stein, ofte med veldefinerte bånd av lyse og kjedelig materiale. De kjedelige båndene kan inneholde sedimentære mineralkorn. | 76 til 86% | |||
| Antrasitt | Hardt kull | et hardere, glanset svart kull. Det er den høyeste rang av kull betyr karboninnholdet er høyest. | over 86% | ||
Bruker
Diagram av en typisk damp-syklus kullkraftverk (fortsetter fra venstre til høyre). Kull brent i kjelen varmer vann for å produsere damp. Dampen spinner turbinen, som driver generatoren. Kilde: Wikimedia Commons
Brun og svart kull brukes mest som kilde til drivstoff til kraftverk. Brennende kull produserer varme som brukes til å lage damp, så kullet kalles noen ganger termisk eller dampkull. Dampen spinner turbiner for å generere elektrisitet. I Australia i 2017 ble kull brukt til å produsere ca 60% av landets elektrisitetskrav. Bruk av brunkull for kraftproduksjon er problematisk på grunn av det høye vanninnholdet. Det smuldrer lett på eksponering for luft som reduserer verdien som drivstoff og krever spesialisert lagring. Det har også vært kjent å spontant forbrenne. Siden 1970-tallet har mengden naturgass som brukes til å generere elektrisitet økt, og det har vært en gradvis nedgang i bruken av kull til kraft. Mengden drivhusgasser som genereres ved å brenne gass for energi er langt mindre enn volumet som produseres ved å brenne kull.
Visse typer bituminøs kull brukes Til å lage et viktig råmateriale for å lage stålkoks. Denne typen kull kalles også metallurgisk (stålfremstilling) kull og det behandles for å produsere koks. Koks er et hardt porøst stoff som består av ca 90% karbon, det er viktig for å lage stål som brukes i millioner av gjenstander som biler, lastebiler, brannmotorer, kjøleskap og broer.Kull og torv brukes fortsatt til bolig-og kommersiell oppvarming i enkelte deler Av verden (F.Eks. Irland og Finland). I sin dehydrerte form er torv et svært effektivt absorberende middel for drivstoff-og oljeutslipp på land og vann. Det brukes også som balsam for jord for å gjøre det mer i stand til å beholde og sakte slippe vann.
Kull Er en viktig ingrediens som brukes i sjampo, balsam, kosmetikk; tannkrem og vaskemidler. Kilde: Geoscience Australia.
Kull Er også en viktig kilde til lysaromatiske hydrokarboner for kjemisk synteseindustri. Hvis kull oppvarmes, kan gasser og rester som produseres, brukes til fremstilling av plast, eksplosiver, fargestoffer, tonehøyde, ammoniakk, medisiner, aspirin, såpe, desinfeksjonsmiddel, vaskemidler, nyloner, kosmetikk, sjampo, tannkrem, syntetisk gummi, gjødsel, sement, murstein og fliser. Det er en viktig ingrediens som brukes i filtre for vann-og luftrensing og i nyredialyse maskiner. I tillegg brukes kull til å lage karbonfiber, et veldig sterkt, lett materiale som brukes i konstruksjon, terrengsykler og tennisracketer.Jet, en kompakt form av brunkull, er noen ganger polert og har blitt brukt som en dekorativ stein. Grafitt som ofte forbindes med kull, er nesten utelukkende laget av karbon; det er mest brukt i blyanter og når pulverisert, som et smøremiddel.
Historie
Tiangong Kaiwu Kull Gruvedrift. Kilde: Den tidligste kjente bruken av kull er Fra Shenyang-området i Kina rundt 4000 F. KR. hvor svart brunkull ble skåret inn i ornamenter. Kull fra Fushun-gruven i nordøst-Kina ble brukt til å smelte kobber så tidlig som 1000 F.KR. Marco Polo, den italienske som reiste Til Kina i Det 13. århundre, beskrevet kull som » svarte steiner … som brenner som logger», og sa kull var så rikelig, folk kunne ta tre varme bad i uken. Kull ble brukt i Britannia i Bronsealderen (3000-2000 F. KR.) i gravbål (trekonstruksjon brukt til å brenne et lik).Romerne var gruvedrift kull I England og Wales ved slutten av det andre århundre E. KR .. Bevis på handel med kull (datert til rundt 200 E. KR.) har blitt funnet Ved Den Romerske bosetningen i Nærheten Av Chester og I East Anglia. I Rheinland ble forekomster av bituminøst kull brukt Av Romerne til smelting av jernmalm. I 1257-59 ble kull fra Newcastle upon Tyne sendt Til London for smeder og kalkbrennere som bygde Westminster Abbey.Lett tilgjengelige kilder til kull hadde i stor grad blitt utmattet (eller kunne ikke møte den økende etterspørselen) i det 13.århundre, da underjordisk utvinning ved akselutvinning ble utviklet. Det alternative navnet var ‘pitcoal’, fordi det kom fra gruver. Som dampmaskiner overtok fra vannhjul under Den Industrielle Revolusjon storskala gruvedrift og bruk av kull vokste. I 1700 ble fem sjettedeler av verdens kull utvunnet I Storbritannia. i Australia ble svart kull først oppdaget I Newcastle i 1791 og kullutvinning og eksport startet i 1799. Disse tidlige kullgruvevirksomhetene bidro betydelig til utviklingen Av Europeisk bosetning I Australia. Spredningen av nybyggere til Andre steder i Australia føre til ytterligere funn. Gruvedrift av svart kull skjedde nær Ipswich Queensland i 1825; Ved Cape Paterson, Victoria I 1826; Og Irwin River, Vest-Australia i 1846. Kunnskap om eksistensen av brunkull i Victoria dateres tilbake til 1857 Og Yallourn North open-cut begynte produksjonen i 1889. I 1878 skulle Taronga Zoo være stedet for en underjordisk kullgruve til gruveselskapet ble stoppet av Parlamentet. I Stedet ble kull utvunnet I Balmain til 1931.
Formation
dannelsen av forskjellige typer kull. Kilde: M. Sweeney.
Kull dannes i sedimentære bassenger. Sedimentære bassenger er regioner Der Jorden har gått ned eller sunket ned. Vann og sedimenter strømmer deretter inn i bassenget og de fyller med lag av sedimenter. Australias svarte kullressurser varierer fra Perm Til Jura i alder (299 til 145 millioner år gammel), selv om de fleste Er Perm i alder. I Løpet av denne tiden, klimaet var varmt I Australia, Og Øst-Australia, inkludert Sydney Bassenget var dekket av store, buktende elver, myrer, myrer og sumper. Sedimentene avsatt i disse miljøene til slutt dannet bergarter som skifer, sandstein og kull. Brunkull i Australia dannet mer nylig enn de svarte kulene. Disse er for det meste Av Paleogen alder (66 til 23 millioner år gammel).
Kull Er en sedimentær bergart dannet når rikelig plantemateriale er dekket av sedimenter og materialet akkumuleres raskere enn det kan forfalle. Vekten av de overliggende sedimentene komprimerer de organiske lagene, øker temperaturen og trykket, noe som fører til fysiske og kjemiske endringer i plantematerialet. Vann, karbondioksid og metan produseres og rømmer, slik at materialet blir gradvis beriket i karbon. Med økende tid og høyere varme og trykk dannes plantematerialet først til torv, deretter omdannes til brunkull, deretter subbituminøst kull, bituminøst kull og til slutt antrasitt.
Ressurser
Australia har den fjerde største andelen kullreserver i verden. Siden slutten av 1700-tallet har rundt 9100 millioner tonn svart kull og rundt 2300 millioner tonn brunkull blitt utvunnet I Australia, og industrien gir fortsatt betydelig sysselsetting, kapitalinvesteringer og innenlandske og eksportinntekter til den nasjonale økonomien.
Kullforekomster og gruver I Australia (2017). Kilde: Geoscience Australia
svarte kullressurser forekommer I New South Wales, Queensland, Sør-Australia, Tasmania og Vest-Australia, Men New South Wales og Queensland har den største andelen Av Australias totale identifiserte ressurser. Disse to statene er også de største kullprodusentene. Australias viktigste svartkullproduserende bassenger er Bowen Basin (Queensland) Og Sydney Basin (New South Wales). Lokalt viktige black coal mining operasjoner inkluderer Også Collie I Vest-Australia, Og Fingal Og Kimbolton I Tasmania. Brunkull forekommer I Sør-Australia, Vest-Australia, Tasmania, Queensland og Victoria. Gippsland-Bassenget I Victoria inneholder et betydelig innskudd i verdensklasse hvor sømmer kan være opptil 330 m tykke. Otway-Bassenget (Victoria), Murray-Bassenget (Victoria Og Sør-Australia), North St Vincents-Bassenget (Sør-Australia) og Eucla-Bassenget (Vest-Australia) inneholder også betydelige brunkullressurser. Mindre ressurser forekommer I Tasmanias Longford Basin. For tiden er brunkull bare utvunnet i Victoria hvor de åpne gruvene Ved Loy Yang og Yallourn leverer kull til nærliggende kraftverk. Brunkull er også minelagt På Maddingley å produsere jord balsam og gjødsel. Andre Produkter Fra Viktoriansk brunkull er briketter for industriell og husholdningsbruk og lav-aske og lav-sulfid røye produkter. Kull Er En Av Australias største råvareeksport med årlig eksport. I 2016 gikk kulleksporten fra Australia hovedsakelig Til Japan, India, Eu, Republikken Korea og Taiwan; de var verdt rundt 40 milliarder dollar.
Ytterligere kullressurs-og produksjonsinformasjon og Australias Identifiserte Mineralressurser.
Gruvedrift
I Australia produseres nesten 80% av kullet fra åpne gruver, i motsetning til resten av verden hvor åpen gruvedrift bare står for 40% av kullproduksjonen. Open-cut gruvedrift er mulig fordi kull sømmer er nær overflaten. Slik gruvedrift er billigere enn underjordisk gruvedrift og muliggjør opptil 90% utvinning av ressursen. Mange brunkull senger ligger nær overflaten og kan være hundrevis av meter tykk, så kan utvinnes enkelt og billig. Først fjernes matjord og lagres for bruk senere i å gjenopprette forstyrret land. Overflaten rock (kalt overburden) som dekker kull blir deretter sprengt med eksplosiver og fjernet av gravemaskiner. Det avdekkede kullet sprenges deretter for å bryte opp lagene og lastes inn i store lastebiler som kan holde opptil 300 tonn materiale. Kullet transporteres til prosessanlegget hvor urenheter fjernes.
Kull som er dypere enn noen hundre meter under overflaten må utvinnes ved hjelp av for underjordiske gruvemetoder. Noen kull er utvunnet Av Bord og Søyle metoden. Det er her en maskin kontinuerlig kutter inn i kullet. Den tunneler gjennom kullsømmene og etterlater søyler støttet av takbolter for å holde taket oppe. Et alternativ er longwall mining, som bruker et stort skjæreblad for å skjære over kulllaget for å fjerne kullsømmen. Kullet transporteres deretter til overflaten på et transportbånd. Etter at kullet er utvunnet, demonteres maskinen og flyttes til en annen del av gruven slik at taket kan kollapse bak. Fremskritt innen teknologi har ført til innføring av automatiserte longwall-gruvesystemer. I tillegg bruker noen gruveselskaper driverløse lastebiler, tog og droner for å forbedre sikkerheten og samle informasjon.
Behandling
Svart kull kan brukes uten behandling, Men blir vanligvis knust, screenet og sortert etter kundens krav. Noen ganger er det også vasket for å fjerne biter av avfallsmineraler som ikke brenner. Dette forbedrer kvaliteten og reduserer produksjonen av aske når kullet brennes. For å vaske kullet plasseres det i tanker med væsker og kjemikalier som hjelper til med å gjenopprette mer av kullet når det flyter til overflaten. Kullet blir deretter igjen for å tørke ut. Den lagres i henhold til størrelse og kan blandes, igjen i henhold til kundens spesifikasjoner. Derfra er det lagret eller lagret i skuffer klar for transport på vei eller jernbane. kull Av Lavere kvalitet som subbituminøs eller brunkull kan raffineres for å fjerne fuktighet og andre urenheter. Dette øker effektiviteten til kullet som drivstoff og reduserer utslippene av klimagasser og andre forurensende stoffer når kullet brennes. I Victoria brunkull er oppgradert Av Coldry Prosessen. En mekanisk skjær brukes til å knuse kullet i små partikler, og frigjøre vann som ble holdt i porene (hullene) i kullet. Prosessen produserer et tettere kull i pelletform.