為什么說煤是“工業(yè)糧食”？

【專家解說】：工業(yè)的糧食－煤 來源：學(xué)生百科圖書 類別：閱讀 發(fā)布時間：05-17 -------------------------------------------------------------------------------- 人類發(fā)現(xiàn)煤的歷史相當(dāng)長, 我國是世界上最早用煤作燃料的國家．遠(yuǎn)在 3000 多年前, 我們的祖先就已開始采煤, 并用這種”黑石”來取暖、燒水煮飯了．在漢唐時代, 就已經(jīng)建立了手工煤炭業(yè), 煤在冶鑄金屬（利用熱能）方面得到了廣泛的應(yīng)用．可這時, 世界上的大多數(shù)國家還不知道煤是什么東西呢! 煤在古代除了叫黑石之外, 還有其他許多名稱．如石涅啦, 黑金啦, 石墨啦, 石炭啦, 等等都是． 那么, 煤又是怎樣形成的呢? 人類發(fā)現(xiàn)和使用煤炭, 雖然已有3000 多年的歷史了, 但煤是怎樣生成的, 卻是近幾百年來才逐步弄清的． 煤是由植物變來的, 這已是我們誰也不會懷疑的事實．但煤里面的熱能是從哪里來的呢? 這就需要從植物說起了． 原來, 綠色植物中的葉綠素, 能夠從空氣中吸收二氧化碳, 同時吸收太陽光；依靠太陽光的能量, 把根部送來的水分解, 放出氧氣, 而把氫氣同二氧化碳發(fā)生一系列的復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng), 變成為植物生存所必需的物質(zhì)——各種各樣的糖類．這個奇妙的過程就是我們通常所說的”光合作用”, 正因為有了光合作用, 植物才會越長越高．那么, 綠油油的樹枝、粗大的樹干, 是怎么變成黑色的像石頭一樣的煤呢? 早在遠(yuǎn)古時代, 地球上還沒有人類．氣候比現(xiàn)在也要溫暖濕潤得多, 因而地面上到處生長著茂密高大的造煤植物．特別是在海邊和內(nèi)陸湖沼地帶, 由於這里終年積水, 營養(yǎng)豐富, 植物尤其茂盛．一開始, 這些地方生長著的植物并不高大, 但隨著植物不斷地生長和死亡, 這些植物的遺體越堆越多, 使得水越來越淺, 養(yǎng)料也越來越豐富．最后, 這些地方發(fā)育了高大茂密的森林． 森林一批批生長, 又一批批地死亡．經(jīng)過許多次的不斷反復(fù)之后, 植物遺體在這些地方越堆越多．在細(xì)菌的作用下, 植物的遺體最終變成一種黑褐色或褐色的淤泥狀物質(zhì)——泥炭．由植物遺體變成泥炭, 我們把這一變化過程叫”泥炭化階段”, 它是煤即將形成的前奏． 如果地球的表面和地殼真是永遠(yuǎn)不變的話, 即使有了很多的植物遺體, 煤仍是無法形成的．但我們知道, 地球的表面從來沒有安靜過, 常常發(fā)生頻繁的地殼運動． 如果地殼上升了, 低洼的地方變成平地甚至高山, 由於水分減少, 植物將生長得少而慢, 一般是無法形成煤的． 如果地殼下降了, 而且下降得很快的話, 特別是當(dāng)?shù)貧は陆档乃俣瘸^植物遺體堆積的速度時, 植物由於水太深而無法繼續(xù)生長下去, 那么, 煤同樣也是難以形成的． 只有當(dāng)?shù)貧ぞ徛叵陆禃r, 植物才能不斷地生長和死亡, 泥炭層也才能不斷地形成和加厚．而且有可能形成很厚的煤層． 如果這里的地殼反復(fù)地上升和下降, 則有可能形成許多煤層．在淺海和內(nèi)陸湖沼, 由於地殼下降, 泥炭層會被陸地上的河流帶來的泥沙掩埋, 而且隨著地殼的不斷下降, 覆蓋在泥炭層上的泥沙會越來越厚, 泥炭層會被掩埋得越來越深．這些被掩埋的植物遺體, 經(jīng)過長期的高溫高壓和細(xì)菌的作用, 形成了褐煤．由泥炭變成褐煤的作用, 我們把它叫做”巖化作用”． 褐煤在高溫高壓下, 將繼續(xù)失去水分和揮發(fā)水分, 碳會進(jìn)一步增加, 慢慢地變成了煙煤: 煙煤進(jìn)一步變化, 最后變成了無煙煤． 由褐煤、煙煤到無煙煤的過程, 最主要的變化就是煤里面碳的含量在不斷地增多, 所以這種作用又叫做”碳化作用”或者”變質(zhì)作用”．所以說, 只有大量的植物是不夠的；適當(dāng)?shù)摹⒂泄?jié)奏的地殼運動也是造煤的一個必要前提, 二者缺一不可．說到這里, 你對為什么把煤叫做”太陽石”這個問題應(yīng)該弄清楚了吧! 在地球形成和演化的整個地質(zhì)歷史上, 曾多次出現(xiàn)過有利於成煤的地質(zhì)條件．例如我國在石炭紀(jì)、二疊紀(jì)（距今2.5～3.3 億年）和侏羅紀(jì)（距今 1.4～1.95 億年）等時期, 對煤的形成就很有利, 我國的煤大都是這些時期形成的．把煤作為燃料燒掉, 多少年來我們都認(rèn)為這是天經(jīng)地義的事情．近幾十年來, 隨著社會的發(fā)展和科技的進(jìn)步, 人們才發(fā)現(xiàn)煤渾身都是寶．不僅是一種重要的能源, 而且是一種十分重要的有機化工原料．那么, 煤究竟有哪些用處呢? 從前面的敘述中我們已經(jīng)知道, ”煤氏三兄弟”中變質(zhì)程度最深的是無煙煤, 它的發(fā)熱量也最高．燒起來火力很強, 煙塵很少, 燃燒后灰渣也不多, 是一種很好的燃料；煙煤雖說變質(zhì)程度比無煙煤差, 發(fā)熱量中等, 但它卻是三兄弟中最有出息的一個, 因為它不僅可以用來煉焦冶煉鋼鐵, 而且還可以被氣化、液化用於生產(chǎn)和生活的許多方面；褐煤變質(zhì)程度最差, 發(fā)熱量也最低, 但它卻是很好的化工原料! 那么, 把煤作為化工原料又能干什么呢? 要想知道這些, 我們就首先必須知道煤焦油的來歷．我們把煤放到煉焦?fàn)t里, 隔絕空氣, 加熱到1000℃左右時, 就可得到焦炭、煤焦油和焦?fàn)t氣這些產(chǎn)品．1 噸優(yōu)質(zhì)煉焦煤, 經(jīng)焦化, 可得到700～800kg 焦炭, 30～40kg 的煤焦油和100 多kg 的焦?fàn)t氣．其中, 焦炭是冶金工業(yè)的 ”糧食”, 而且還可以用來生產(chǎn)煤氣、電極、合成氨、電石等．電石除用於照明、切割和焊接金屬外, 還是生產(chǎn)塑料、合成纖維、合成橡膠等重要化工產(chǎn)品的原料．至於焦?fàn)t氣么, 首先它是很好的氣體燃料, 使用煤氣這在許多城市里已是很普遍的了．其次它也是重要的化工原料．說來說去, 最有用處的還是要數(shù)煤焦油了．它的用途真是豐富多采, 極為廣泛．說來話長, 100 多年前, 由於人們對它知之甚少, 當(dāng)時是把它當(dāng)做廢物倒掉的．光陰似箭, 日月如梭, 到了19 世紀(jì)中葉, 隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展, 人們才發(fā)現(xiàn)煤焦油原來成分極為復(fù)雜, 多達(dá)500 種以上．用它可以制造出千百種用途各異、色彩繽紛的化工產(chǎn)品．於是, 煤焦油一下子成了有機化學(xué)工業(yè)珍貴的”原料倉庫”．比如染料、香料、合成橡膠、塑料、合成纖維、農(nóng)藥、化肥、炸藥、洗滌劑、除草劑、溶劑、瀝青、油漆、糖精、衛(wèi)生球等等．制造這些產(chǎn)品的原料都可以從煤焦油中獲得． 除煤焦油、煤氣、焦炭外, 就是一向被我們看作是廢物的許多東西, 今天也都是”寶貝”了．如燃燒煤過程中產(chǎn)生的硫氧化物, 現(xiàn)在用它可以生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)硫酸；煤灰和煤渣, 現(xiàn)在可以用來制造水泥等建筑材料．在煤灰里甚至還可以提取出大量的被譽為”電子工具的糧食”的半導(dǎo)體材料——鍺和鎵． 噢! 從煤里竟能得到這么多寶貴的東西, 怪不得它被人們稱譽為”萬能的原料, 黑色的金子”呢! 可以說, 從18 世紀(jì)末到20 世紀(jì)初的100 年時間里, 以煤為主要能源的世界, 發(fā)生了科學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟和社會的巨變, 今天這個高度現(xiàn)代化的世界經(jīng)濟, 就是在以煤為主要能源的基礎(chǔ)上建立起來的． 新中國成立40 年來, 我國的煤炭工業(yè)發(fā)展十分迅速．1990 年我國原煤產(chǎn)量達(dá)10.8 億噸, 比1949 年增長了32 倍, 是世界上產(chǎn)煤最多的國家．我國的煤炭資源分布十分廣泛而又不均勻． 主要分布在山西、內(nèi)蒙古、陜西、河南、山東、河北一帶, 以及安徽、江蘇兩省北部、新疆、貴州、云南、黑龍江等省、區(qū)也不少．其中, 尤以山西、內(nèi)蒙古、新疆、陜西最為集中, 北方僅山西、內(nèi)蒙古兩省區(qū)的煤炭儲量就占全國煤炭總儲量的60％以上． 由於我國的煤炭資源主要分布在北方, 因而我國的煤炭基地也主要在北方．全國年產(chǎn)量超過1000 萬噸的12 個大煤礦, 有10 個在北方． 目前, 我國最大的煤礦是山西的大同, 年產(chǎn)量達(dá)3500 萬噸以上, 被譽為 ”煤都”．在大同的西南, 有我國也是世界最大的露天煤礦——山西平朔的安太堡露天煤礦, 年產(chǎn)量達(dá)1533 萬噸．它是我國現(xiàn)代化水平最高的煤礦, 從剝離到采煤, 從運輸?shù)竭x煤, 全部是現(xiàn)代化設(shè)備．在這里, 你可以看到世界上最大的斗容25m3 的特大電鏟, 不停地把土和巖石剝掉, 把煤挖出來．然后, 通過我國第一條現(xiàn)代化鐵路——大秦鐵路線, 將煤運到我國最大的煤炭轉(zhuǎn)運港——秦皇島港．由此再轉(zhuǎn)運到我國的東北、華東和華南等地區(qū), 支持著那里的社會主義建設(shè)． 總之, 我國不僅煤炭資源極為豐富, 而且質(zhì)地優(yōu)良, 品種齊全．通過廣大煤礦工人的辛勤勞動, 為我國的經(jīng)濟發(fā)展提供了充足的”糧食”．然而, 隨著工業(yè)的發(fā)展, 煤炭的消耗越來越大．因燒煤產(chǎn)生的大量煙灰、飄塵和有害氣體, 污染了環(huán)境, 人們逐漸轉(zhuǎn)向比它更優(yōu)越的新能源: 石油．