Klintis

Akmeņogles

Akmeņogles



Kas ir ogles un kā tās veidojas?


Bitumena ogles: Bituminētās ogles parasti ir nogulumiežu joslas. Šajā fotoattēlā var redzēt spilgtas un blāvas ogļu materiāla joslas, kas horizontāli orientētas visā paraugā. Spilgtas joslas ir labi saglabājies koksnes materiāls, piemēram, zari vai kāti. Blāvās joslas var saturēt minerālmateriālus, ko straumi mazgājuši purvā, kokogles, kas radušās purva ugunsgrēkos, vai noārdītus augu materiālus. Šis paraugs ir aptuveni trīs collas garāks (7,5 centimetri). Rietumvirdžīnijas ģeoloģiskā un ekonomiskā dienesta fotoattēls.

Kas ir ogles?

Akmeņogles ir organiska nogulumieža, kas veidojas no augu materiālu uzkrāšanās un saglabāšanas, parasti purva vidē. Akmeņogles ir degošs iezis, un kopā ar naftu un dabasgāzi tas ir viens no trim vissvarīgākajiem fosilā kurināmā veidiem. Ogles izmanto plašā diapazonā; vissvarīgākais izmantojums ir elektroenerģijas ražošanā.

Akmeņogļu veidošanās vide: Vispārināta purva diagramma, kurā parādīts, kā ūdens dziļums, saglabāšanas apstākļi, augu veidi un augu produktivitāte var mainīties dažādās purva daļās. Šīs variācijas radīs dažāda veida ogles. Rietumvirdžīnijas ģeoloģiskā un ekonomiskā dienesta ilustrācija.

Kūdra: Nesen uzkrāto, daļēji daļēji karbonizēto augu atlieku masa. Šis materiāls ir ceļā uz ogļu ieguvi, taču tā atlieku avots joprojām ir viegli atpazīstams.

Akmens un minerālu komplekti: Iegūstiet akmeņu, minerālu vai fosiliju komplektu, lai uzzinātu vairāk par Zemes materiāliem. Labākais veids, kā uzzināt par klintīm, ir, lai būtu pieejami paraugi pārbaudei un pārbaudei.

Kā veidojas ogles?

Akmeņogles veidojas no augu atlieku uzkrāšanās, parasti purva vidē. Kad augs nomirst un iekrīt purvā, purva stāvošais ūdens to aizsargā no sabrukšanas. Purvu ūdeņos parasti trūkst skābekļa, kas varētu reaģēt ar augu atliekām un izraisīt to sabrukšanu. Šis skābekļa trūkums ļauj augu atliekām saglabāties. Turklāt kukaiņi un citi organismi, kas varētu iztīrīt augu atliekas uz sauszemes, labi neizdzīvo zem ūdens skābekļa deficīta vidē.

Lai izveidotu biezu augu gružu slāni, kas nepieciešams ogļu šuves izveidošanai, augu atlieku uzkrāšanās ātrumam jābūt lielākam par sabrukšanas ātrumu. Kad ir izveidojies biezs augu atlieku slānis, tas jāaprok ar nogulumiem, piemēram, dubļiem vai smiltīm. Tos parasti purvā iepludina plūdoša upe. Šo materiālu svars sablīvē augu atliekas un palīdz to pārveidot oglēs. Apmēram desmit pēdas augu atlieku sablīvējas tikai vienā ogļu pēdu.

Augu atliekas uzkrājas ļoti lēni. Tātad desmit pēdu augu atlieku uzkrāšana prasīs daudz laika. Piecdesmit pēdu augu atlieku, kas vajadzīgas, lai izveidotu piecu pēdu biezu ogļu šuvju, būtu jāuzkrājas tūkstošiem gadu. Šajā ilgā laikā purva ūdens līmenim jāpaliek stabilam. Ja ūdens kļūst pārāk dziļš, purva augi noslīks, un, ja netiks uzturēts ūdens segums, augu atliekas sabruks. Lai izveidotu ogļu šuvi, ļoti ilgi jāuztur ideāli apstākļi, kas nodrošina perfektu ūdens dziļumu.

Ja esat vērīgs lasītājs, jums, iespējams, rodas jautājums: "Kā piecdesmit pēdu augu atlieku var uzkrāties ūdenī, kas ir tikai dažas pēdas dziļi?" Atbilde uz šo jautājumu ir galvenais iemesls, kāpēc ogļu šuves veidošanās ir ļoti neparasta parādība. Tas var notikt tikai vienā no diviem nosacījumiem: 1) ūdens līmeņa celšanās, kas lieliski sekmē augu atlieku uzkrāšanās ātrumu; vai 2) mainīga ainava, kas lieliski sekmē augu atlieku uzkrāšanās ātrumu. Tiek uzskatīts, ka lielākā daļa ogļu šuvju ir izveidojušās ar nosacījumu Nr. 2 delta vidē. Deltā uz neliela Zemes garozas laukuma ir nogulsnējies liels daudzums upju nogulumu, un šo nogulumu svars izraisa iegremdēšanu.

Lai veidotos ogļu šuve, ainavā, kas ļoti ilgu laiku uztur šo perfekto līdzsvaru, ir jāveido perfekti augu atlieku uzkrāšanās apstākļi un ideāli nosēšanās apstākļi. Ir viegli saprast, kāpēc ogļu veidošanās apstākļi Zemes vēsturē ir notikuši tikai dažas reizes. Akmeņogļu veidošanai ir nepieciešama ļoti neiespējama notikumu sakritība.

Rank
(No zemākā
uz augstāko)
Īpašības
KūdraNesen uzkrāto, daļēji daļēji karbonizēto augu atlieku masa. Kūdra ir organisks nogulsnes. Apbedīšana, sablīvēšana un ogļināšana pārvērtīs to akmeņoglēs. Tajā oglekļa saturs ir mazāks par 60% no sausiem pelniem nesaturoša pamata.
BrūnoglesLignīts ir zemākais ogļu rangs. Tā ir kūdra, kas pārveidota par iežu, un šī ieža ir brūni melnas ogles. Brūnogles dažreiz satur atpazīstamas augu struktūras. Pēc definīcijas tā sildīšanas vērtība ir mazāka par 8300 Lielbritānijas siltumvienībām uz mārciņu, bez minerālvielām. Tajā oglekļa saturs ir no 60 līdz 70% no sausiem pelniem nesaturoša pamata. Eiropā, Austrālijā un Lielbritānijā dažus zema līmeņa lignītus sauc par "brūnoglēm".
Sub BituminousSub bitumena ogles ir brūnogles, kurām ir paaugstināts organiskās metamorfijas līmenis. Šī metamorfisms ir izmetis daļu ogļu skābekļa un ūdeņraža. Šie zaudējumi rada ogles ar augstāku oglekļa saturu (no 71 līdz 77% no sausiem pelniem nesaturoši). Substrumentu ogļu sildīšanas vērtība ir no 8300 līdz 13000 Lielbritānijas siltumvienībām uz mārciņu, bez minerālvielām. Balstoties uz sildīšanas vērtību, tas ir sadalīts apakš bitumena A, sub bitumena B un sub bitumena C rindās.
BitumenaBitumens ir visbagātākais ogļu rangs. Tas veido apmēram 50% no oglēm, kas ražotas Amerikas Savienotajās Valstīs. Bituminētās ogles veidojas, ja sub-bitumena ogles tiek pakļautas paaugstinātam organiskās metamorfijas līmenim. Tā oglekļa saturs ir no 77 līdz 87% no sausiem pelniem, un tā karsēšanas vērtība ir daudz augstāka nekā brūnogles vai bitumena ogles. Balstoties uz gaistošo saturu, bitumena ogles tiek sadalītas mazgaistošos bitumena, vidēji gaistošos bitumena un augstas gaistošās bitumena ogļās. Bitumena ogles bieži sauc par “mīkstajām oglēm”; tomēr šis apzīmējums ir lajs termins, un tam ir maz sakara ar klints cietību.
AntracītsAntracīts ir visaugstākais ogļu rangs. Atšķirībā no citiem ogļu veidiem to parasti uzskata par metamorfu iežu. Tajā oglekļa saturs pārsniedz 87% no sausiem pelniem nesaturoša pamata. Antracīta oglēm parasti ir visaugstākā siltumietilpība tonnā, bez minerālvielām. Balstoties uz oglekļa saturu, to bieži sadala daļēji antracītā, antracītā un metaantracītā. Antracītu bieži sauc par “akmeņoglēm”; tomēr tas ir lajs termins, un tam ir maz sakara ar klints cietību.

Antracīta ogles: Antracīts ir visaugstākais ogļu rangs. Tam ir spilgts spīdums un tas saplīst ar daļēji konchoidālu lūzumu.

Kas ir ogļu "rangs"?

Augu atliekas ir trausls materiāls, salīdzinot ar minerālmateriāliem, no kuriem veidojas citi ieži. Tā kā augu atliekas tiek pakļautas apbedīšanas karstumam un spiedienam, tās mainās sastāvs un īpašības. Ogļu "rangs" ir rādītājs, cik daudz izmaiņu ir notikušas. Dažreiz šīm izmaiņām tiek izmantots termins "organiskā metamorfisms".

Balstoties uz sastāvu un īpašībām, oglēm tiek piešķirta pakāpe, kas atbilst to organiskā metamorfisma līmenim. Pamata pakāpes progresija ir apkopota tabulā šeit.

Brūnogles: Zemākais ogļu rangs ir "brūnogļi". Tā ir kūdra, kas ir saspiesta, atūdeņota un ieskalota klintī. Tas bieži satur atpazīstamas augu struktūras.

Kādas ir ogles?

Elektroenerģijas ražošana ir galvenā ogļu izmantošana Amerikas Savienotajās Valstīs. Lielākā daļa ogļu, kuras iegūst Amerikas Savienotajās Valstīs, tiek nogādātas spēkstacijā, sasmalcinātas līdz ļoti mazām daļiņām un sadedzinātas. Siltums, kas rodas no degošajām oglēm, tiek izmantots tvaika ražošanai, kas pagriež ģeneratoru elektrības ražošanai. Lielākā daļa ASV patērētās elektroenerģijas tiek iegūta, sadedzinot ogles.

Akmeņogļu spēkstacija: Fotoelektrostacija, kurā ogles tiek sadedzinātas, lai ražotu elektrību. Trīs lielās kaudzes ir dzesēšanas torņi, kur elektrības ražošanas procesā izmantoto ūdeni pirms atkārtotas izmantošanas vai novadīšanas vidē atdzesē. Emisijas plūsma no labākā kaudze ir ūdens tvaiki. Degšanas produkti, kas rodas, sadedzinot ogles, tiek novadīti augstā, plānā kaudzē labajā pusē. Šajā kaudzī ir dažādi ķīmiski sorbenti, lai absorbētu piesārņojošās gāzes, kas rodas degšanas procesā. Attēlu autortiesības iStockphoto / Michael Utech.

Akmeņoglēm ir daudz citu lietojumu. To izmanto kā siltuma avotu ražošanas procesos. Piemēram, ķieģeļus un cementu ražo krāsnīs, kuras silda, sadedzinot pulverveida ogļu strūklu. Ogles tiek izmantotas arī kā rūpnīcu enerģijas avots. Tur to izmanto tvaika sildīšanai, un tvaiku izmanto mehānisku ierīču vadīšanai. Pirms dažām desmitgadēm lielāko daļu ogļu izmantoja telpu apsildīšanai. Dažas ogles joprojām tiek izmantotas šādā veidā, bet to vietā tagad tiek izmantotas citas degvielas un no oglēm ražota elektrība.

Koksa ražošana joprojām ir nozīmīga ogļu izmantošana. Koksu ražo, karsējot ogles kontrolētos apstākļos, ja nav gaisa. Tas izspiež dažus gaistošos materiālus un koncentrē oglekļa saturu. Kokss pēc tam tiek izmantots kā degviela ar augstu oglekļa saturu metāla apstrādē un citos gadījumos, kad nepieciešama īpaši karsta degšanas liesma.

Ražošanā izmanto arī ogles. Ja ogles tiek uzkarsētas, iegūtās gāzes, darvu un atlikumus var izmantot daudzos ražošanas procesos. Plastmasa, jumta segums, linolejs, sintētiskais kaučuks, insekticīdi, krāsu izstrādājumi, zāles, šķīdinātāji un sintētiskās šķiedras satur dažus no ogļu atvasinājumiem. Akmeņogles var arī pārveidot par šķidru un gāzveida degvielu; tomēr šie ogļu lietojumi galvenokārt ir eksperimentāli un tiek veikti nelielā mērogā.


Skatīties video: Vai Latvija varētu kurināt arī kūdru?