煤的再度开发技术

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所属分类:科学故事
摘要

从18世纪开始到20世纪60年代,煤炭一直是能源舞台上的主角。可是到了60年代以后,中东石油增产,使得煤炭在能源舞台上只能当配角了。60年代以后,虽然出现了一段石油黄金时代,可是世界能源需求迅速增加,不久,出现了石油危机。这也是为什么近年来,中东地区总是战火纷飞的原因。各种势力都想霸占中东,攫取那里的石油。这给煤炭一个绝好的机会,使它重整旗鼓,又登上能源舞台的宝座,大放异彩。城市居民天天使用煤气烧菜煮饭,只知道煤气是从煤气厂通过管道输送到千家万户,但并不知道煤气是怎么产生的。过去人们使用煤炭,把

  从18世纪开始到20世纪60年代,煤炭一直是能源舞台上的主角。可是到了60年代以后,中东石油增产,使得煤炭在能源舞台上只能当配角了。

  60年代以后,虽然出现了一段石油黄金时代,可是世界能源需求迅速增加,不久,出现了石油危机。这也是为什么近年来,中东地区总是战火纷飞的原因。各种势力都想霸占中东,攫取那里的石油。这给煤炭一个绝好的机会,使它重整旗鼓,又登上能源舞台的宝座,大放异彩。

  城市居民天天使用煤气烧菜煮饭,只知道煤气是从煤气厂通过管道输送到千家万户,但并不知道煤气是怎么产生的。过去人们使用煤炭,把它当燃料使用,也就是把煤炭从煤矿中采掘出来,用火车、汽车送往发电厂、炼钢厂等,靠直接接触空气燃烧而产生热能。现在,在煤气厂,煤炭是通过干馏法,就是把煤与空气隔绝后,加热使煤分解成焦炭、焦油和煤气。这是煤气化的一种方法。焦炭可以送到炼钢厂去炼钢,也可以使它与水蒸气反应,制成水煤气。

  我们使用的煤气必须用高质量的煤才能得到。由于低质煤里面有硫等杂质,靠它们制取的煤气里面也会含有硫等杂质,这在使用时很危险,又造成严重的污染。为了充分利用煤炭资源,对这种低质煤怎么办呢?科学家想出一种办法:把低质煤放入一池熔融的铁水中,让它们进行化学反应,使硫等杂质自动“跑”出来,变成渣子浮在铁水上面,这样存下来的煤就成了优质煤。

  煤炭气化的更先进方法,是在地下煤层挖通巷道,从巷道的一边送入水蒸气和氧的混合气,在煤层点火,煤在地下就变成一种可以燃烧的气体,从巷道的另一边收集起来,供用户使用。

  把煤的气化技术和发电厂有效地统一起来,建造一座煤气化联合循环发电厂。到了夜间,用电量骤然减少了下来,发电设备停止运行时,就利用气化设备继续生产合成气,并转化成有价值的化工副产品。

  1803年,在欧洲出现了世界上最早的蒸汽机火车,这种火车一直到现在有些国家还在使用。它用煤做燃料,把水烧成水蒸气,推动车轮转动,使火车在铁轨上行驶。新一代的火车是内燃机火车,固体的煤块不能使用,这又给人们提出了一个“怎么办”的问题。日常生活经验给科学家开了窍。烧一壶开水,水开后溢出的水溅落到煤饼上,炉火不仅没有熄火,反而蹿得更高;家庭主妇为了让煤饼烧得更旺,往往把水洒在煤饼上。煤炭的液化技术产生了。

  像磨面粉一样,把煤块碾成非常细的粉末,然后加30%左右的水,用机器把它们搅拌均匀,再加些化学表面活性剂,这好像胶水一样,能使煤和水之间的“粘力”增加,使它们完全粘合在一起。这样制成的水煤浆可以通过管道远距离输送。目前,水煤浆在船用柴油机上的燃烧试验已经取得初步成果。39科学家展望,21世纪,水煤浆可以用在内燃机上。

  还有一种煤炭液化方法。石油经过提炼后剩下的暗褐色浓稠液体叫重油。把细煤粉与重油混合,加入催化剂,然后送到高压反应管中,加上高压、高温,像变魔术那样,煤炭变成石油了。这种方法工艺复杂,成本非常昂贵。尽管如此,有了它,人们就更有信心对能源前景抱乐观的态度。 

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