Innhold
Bituminøst kull: Bituminøst kull er typisk en båndet sedimentær bergart. På dette bildet kan du se lyse og kjedelige bånd av kullmateriale orientert horisontalt over prøven. De lyse båndene er godt bevart treholdig materiale, for eksempel grener eller stengler. De kjedelige båndene kan inneholde mineralmateriale som er vasket inn i sumpen av bekker, trekull produsert av branner i sumpen eller nedbrutt plantemateriale. Dette eksemplet er omtrent 7 centimeter stort. Foto av West Virginia Geological and Economic Survey.
Hva er kull?
Kull er en organisk sedimentær bergart som dannes fra akkumulering og bevaring av plantematerialer, vanligvis i et sumpmiljø. Kull er en brennbar bergart, og sammen med olje og naturgass er det en av de tre viktigste fossile brenslene. Kull har et bredt spekter av bruksområder; den viktigste bruken er for produksjon av strøm.
Kulldannende miljøer: Et generalisert diagram av en sump, som viser hvordan vanndybde, konserveringsforhold, plantetyper og planteproduktivitet kan variere i forskjellige deler av sumpen. Disse variasjonene vil gi forskjellige typer kull. Illustrasjon av West Virginia Geological and Economic Survey.
Peat: En masse nylig akkumulert til delvis kullsyreholdig planteavfall. Dette materialet er på vei til å bli kull, men det er fremdeles lett å kjenne igjen kildene til planteavfall.
Rock & Mineral Kits: Få et stein-, mineral- eller fossilsett for å lære mer om jordmaterialer. Den beste måten å lære om bergarter er å ha eksemplarer tilgjengelig for testing og undersøkelse.
Hvordan danner kull?
Kullformer fra akkumulering av planteavfall, vanligvis i et sumpmiljø. Når en plante dør og faller i sumpen, beskytter sumpens stående vann den mot forfall. Sumpvann er vanligvis oksygenmangel, noe som vil reagere med planteavfallet og føre til at det råtner. Denne mangelen på oksygen gjør at planten avfall kan vedvare. I tillegg overlever ikke insekter og andre organismer som kan konsumere planteavfall på land godt under vann i et oksygenmangel miljø.
For å danne det tykke laget av plantedskudd som kreves for å produsere en kullsøm, må akkumuleringshastigheten være større enn forfallet. Når et tykt lag med planteavfall er dannet, må det graves ned av sedimenter som gjørme eller sand. Disse vaskes vanligvis i sumpen av en flomelv. Vekten av disse materialene komprimerer planterester og hjelper i omdanningen til kull. Rundt ti fot med planteavfall vil kompakteres til bare en fot med kull.
Plantevfall akkumuleres veldig sakte. Så det vil ta lang tid å samle ti fot med planteavfall. De femti foten av planteavfall som trengs for å lage en fem fot tykk kullsøm ville kreve tusenvis av år å samle seg. I løpet av den lange tiden må vannstanden til sumpen forbli stabil. Hvis vannet blir for dypt, vil sumpens planter drukne, og hvis vanntrekket ikke opprettholdes, vil planteavfallet forfalle. For å danne en kullsøm må de ideelle forholdene med perfekt vanndybde opprettholdes i veldig lang tid.
Hvis du er en skarp leser, lurer du sannsynligvis på: "Hvordan kan femti fot med planteavfall samles i vann som er bare få meter dypt?" Svaret på det spørsmålet er den viktigste grunnen til at dannelse av en kullsøm er en svært uvanlig forekomst. Det kan bare forekomme under en av to forhold: 1) en stigende vannstand som perfekt holder tritt med mengden av akkumulering av planterester; eller, 2) et avtagende landskap som perfekt holder tritt med frekvensen av akkumulering av planterester. De fleste kullsømmer antas å ha dannet seg under betingelse nr. 2 i et delta-miljø. På et delta blir store mengder elvesedimenter avsatt på et lite område av jordskorpen, og vekten av disse sedimentene forårsaker innsynkning.
For at det skal dannes en kullsøm, må perfekte forhold for akkumulering av planteavfall og perfekte syndeforhold forekomme i et landskap som opprettholder denne perfekte balansen i veldig lang tid. Det er lett å forstå hvorfor forholdene for å danne kull bare har skjedd et lite antall ganger gjennom jordas historie. Dannelsen av et kull krever sammenfall av svært usannsynlige hendelser.
Antrasittkull: Antraksitt er den høyeste rangen av kull. Den har en lys glans og bryter med et halvkonkoidalt brudd.
Hva er kull "rangering"?
Plantevfall er et skjørt materiale sammenlignet med mineralmaterialene som utgjør andre bergarter. Når planteavfall blir utsatt for varmen og trykket ved begravelse, endres det i sammensetning og egenskaper. "Rangeringen" av et kull er et mål på hvor mye endring som har skjedd. Noen ganger brukes begrepet "organisk metamorfisme" for denne endringen.
Basert på sammensetning og egenskaper tildeles kull en rangprogresjon som tilsvarer deres nivå av organisk metamorfisme. Den grunnleggende rangprogresjonen er oppsummert i tabellen her.
lignitt: Den laveste rangen for kull er "lignitt." Det er torv som er komprimert, avvannet og flammet inn i en stein. Den inneholder ofte gjenkjennelige plantestrukturer.
Hva er bruken av kull?
Elektrisitetsproduksjon er den primære bruken av kull i USA. Det meste av kull som er utvunnet i USA fraktes til et kraftverk, knuses til en veldig liten partikkelstørrelse og brennes. Varme fra det brennende kullet brukes til å produsere damp, som forvandler en generator til å produsere strøm. Det meste av elektrisiteten som forbrukes i USA lages ved å brenne kull.
Kullfyrt kraftverk: Foto av et kraftverk der kull blir brent for å produsere strøm. De tre store stablene er kjøletårn der vann som brukes i kraftproduksjonsprosessen blir avkjølt før gjenbruk eller slippes ut i miljøet. Utslippet som strømmer fra den høyre bunken er vanndamp. Forbrenningsproduktene fra kullforbrenningen frigjøres til den høye, tynne stabelen til høyre. I den stabelen ligger en rekke kjemiske sorbenter for å absorbere forurensende gasser produsert under forbrenningsprosessen. Image copyright iStockphoto / Michael Utech.
Kull har mange andre bruksområder. Det brukes som varmekilde for produksjonsprosesser. For eksempel produseres murstein og sement i ovner oppvarmet ved forbrenning av en stråle med pulverisert kull. Kull brukes også som kraftkilde for fabrikker. Der brukes den til å varme opp damp, og dampen brukes til å drive mekaniske enheter. For noen tiår siden ble mest kull brukt til romoppvarming. Noe kull brukes fremdeles på den måten, men annet brensel og kullprodusert strøm brukes nå i stedet.
Koksproduksjon er fortsatt en viktig bruk av kull. Koks produseres ved å varme opp kull under kontrollerte forhold i fravær av luft. Dette driver av noen av de flyktige materialene og konsentrerer karboninnholdet. Koks brukes deretter som et høyt karbonbrensel for metallbearbeiding og annen bruk der det er behov for en spesielt varmebrennende flamme.
Kull brukes også i produksjonen. Hvis kull varmes opp, kan gassene, tærene og produserte rester brukes i en rekke produksjonsprosesser. Plast, taktekking, linoleum, syntetisk gummi, insektmidler, malingsprodukter, medisiner, løsemidler og syntetiske fibre inkluderer alle noen kullledede forbindelser. Kull kan også omdannes til flytende og gassformig brensel; Imidlertid er disse bruken av kull hovedsakelig eksperimentelle og gjøres i liten skala.