Innehåll
Bituminöst kol: Bituminöst kol är vanligtvis en bandad sedimentär sten. På det här fotot kan du se ljusa och tråkiga band av kolmaterial orienterade horisontellt över provet. De ljusa banden är välbevarade träartade material, som grenar eller stjälkar. De tråkiga banden kan innehålla mineralmaterial som tvättas i träsket av strömmar, kol som produceras av bränder i träsket eller nedbrutna växtmaterial. Detta prov är ungefär tre tum (7,5 centimeter). Foto av West Virginia Geological and Economic Survey.
Vad är kol?
Kol är en organisk sedimentär berg som bildas från ansamling och bevarande av växtmaterial, vanligtvis i en träskmiljö. Kol är en brännbar berg och är, tillsammans med olja och naturgas, en av de tre viktigaste fossila bränslena. Kol har ett brett spektrum av användningar; den viktigaste användningen är för elproduktion.
Kolformande miljöer: Ett generaliserat diagram över ett träsk, som visar hur vattendjup, konserveringsförhållanden, växttyper och växtproduktivitet kan variera i olika delar av träsket. Dessa variationer ger olika typer av kol. Illustration av West Virginia Geological and Economic Survey.
Torv: En massa nyligen ackumulerade till delvis kolsyrade växtskräp. Detta material är på väg att bli kol, men dess källor till växtskräp är fortfarande lätt att känna igen.
Rock & Mineral Kit: Skaffa ett sten-, mineral- eller fossilpaket för att lära dig mer om jordmaterial. Det bästa sättet att lära sig om stenar är att ha exemplar tillgängliga för testning och undersökning.
Hur bildas kol?
Kolformer från ansamling av växtskräp, vanligtvis i en träskmiljö. När en växt dör och faller in i träsket skyddar träskets stående vatten den från förfall. Träskvattnet är vanligtvis brist på syre, vilket skulle reagera med växtskräp och få det att ruttna. Denna brist på syre gör det möjligt att växa skräp kvarstår. Dessutom överlever insekter och andra organismer som kan konsumera växtskräp på land inte bra under vatten i en syrebrist miljö.
För att bilda det tjocka skiktet av växtskräv som krävs för att producera en kolsöm, måste hastigheten för anläggningar för skräp ansamlas vara större än förfallshastigheten. När ett tjockt lager växtskräp har bildats, måste det begravas av sediment som lera eller sand. Dessa tvättas vanligtvis i träsket av en översvämmande flod. Vikten av dessa material komprimerar växtskräp och hjälper till i dess omvandling till kol. Cirka tio meter växtskräp kommer att kompakteras till bara en fot kol.
Växtskräp samlas mycket långsamt. Så det kommer att ta lång tid att samla upp tio fot växtskräp. De femtio fot växtskräv som behövs för att skapa en fem fot tjock kolsöm skulle kräva tusentals år att samlas. Under den långa tiden måste träffens vattennivå förbli stabil. Om vattnet blir för djupt, tappar träskens växter, och om vattentäcket inte bibehålls försvinner planteringsavfallet. För att bilda en kol söm måste de ideala förhållandena för perfekt vattendjup bibehållas under mycket lång tid.
Om du är en skarp läsare undrar du förmodligen: "Hur kan femtio fot växtskräp samlas i vatten som är bara några meter djup?" Svaret på den frågan är det främsta skälet till att bildandet av en kol söm är en mycket ovanlig händelse. Det kan endast uppstå under ett av två förhållanden: 1) en stigande vattennivå som perfekt håller i takt med hastigheten på ansamling av växter; eller, 2) ett avtagande landskap som perfekt håller jämna steg med hastigheten på ansamling av växter. De flesta kolsömmar tros ha bildats under villkor nr 2 i en delta-miljö. På ett delta deponeras stora mängder flodsediment på ett litet område av jordskorpan, och vikten av dessa sediment orsakar insidans.
För att en kolsöm ska bildas måste perfekta förhållanden för ansamling av växtskräp och perfekta förhållanden med insjutning ske i ett landskap som upprätthåller denna perfekta balans under mycket lång tid. Det är lätt att förstå varför förhållandena för att bilda kol endast har inträffat ett litet antal gånger under jordens historia. Bildandet av ett kol kräver sammanfallet av mycket osannolika händelser.
Antracit kol: Antracit är den högsta kolen. Den har ett ljust lyster och går sönder med ett halvkonkoidalt fraktur.
Vad är kol "Rank"?
Växtskräp är ett bräckligt material jämfört med mineralmaterial som utgör andra stenar. När växtskräp utsätts för begravningens värme och tryck förändras det i sammansättning och egenskaper. Kolens "rang" är ett mått på hur mycket förändring som har skett. Ibland används termen "organisk metamorfism" för denna förändring.
Baserat på sammansättning och egenskaper tilldelas kol en rangprogression som motsvarar deras nivå av organisk metamorfism. Den grundläggande rangprogressionen sammanfattas i tabellen här.
Brunkol: Den lägsta nivån för kol är "lignit." Det är torv som är komprimerat, avvattnat och lithifierat till en sten. Den innehåller ofta igenkännliga växtstrukturer.
Vad är användningen av kol?
Elproduktion är den främsta användningen av kol i USA. De flesta kol som bryts i USA transporteras till ett kraftverk, krossas till en mycket liten partikelstorlek och bränns. Värme från det brinnande kolet används för att producera ånga, vilket gör att en generator producerar el. Det mesta av den elektricitet som förbrukas i USA tillverkas genom att bränna kol.
Koleldade kraftverk: Foto av ett kraftverk där kol bränns för att producera el. De tre stora staplarna är kyltorn där vatten som används i elproduktionsprocessen kyls före återanvändning eller släpps till miljön. Utsläppet från den högsta bunten är vattenånga. Förbränningsprodukterna från förbränning av kol släpps ut i den höga, tunna bunten till höger. Inom denna stack finns en mängd kemiska sorbenter för att absorbera förorenande gaser som produceras under förbränningsprocessen. Bild copyright / Michael Utech.
Kol har många andra användningsområden. Det används som värmekälla för tillverkningsprocesser. Till exempel produceras tegelstenar och cement i ugnar som värms upp genom förbränning av en stråle med pulveriserat kol. Kol används också som kraftkälla för fabriker. Där används den för att värma ånga, och ångan används för att driva mekaniska enheter. För några decennier sedan användes mest kol för rymduppvärmning. Vissa kol används fortfarande på det sättet, men andra bränslen och kolproducerad el används nu istället.
Koksproduktion är fortfarande en viktig användning av kol. Koks produceras genom att värma kol under kontrollerade förhållanden i frånvaro av luft. Detta driver bort några av de flyktiga materialen och koncentrerar kolhalten. Koks används sedan som ett högkolbränsle för metallbearbetning och andra användningsområden där en speciellt hett-brinnande flamma behövs.
Kol används också i tillverkningen. Om kol värms upp kan gaser, täror och producerade rester användas i ett antal tillverkningsprocesser. Plast, tak, linoleum, syntetiskt gummi, insektsmedel, färgprodukter, mediciner, lösningsmedel och syntetfibrer inkluderar alla några kol-härledda föreningar. Kol kan också omvandlas till flytande och gasformiga bränslen; emellertid är dessa användningar av kol huvudsakligen experimentella och görs i liten skala.