Kul i dens forskellige modifikationer kan have en farve fra brun til sort. Det er et godt brændstof, så det bruges til omdannelse af termisk energi til elektrisk energi. Det dannes som et resultat af akkumulering af plantemasse og passage af fysiske og kemiske processer i den.
Forskellige modifikationer af kul
Ophobningen af træmasse i sumpet jord fører til dannelsen af tørv, som er forløberen for kul. Tørveformlen er ret kompliceret, derudover er der ikke noget specifikt støkiometrisk forhold for denne type kul. Tørtørv består af kulstof, brint, oxygen, nitrogen og svovlatomer.
Yderligere gennemgår tørv under langvarig udsættelse for høje temperaturer og høje tryk som følge af forløbet af geologiske processer en række af følgende kulmodifikationer:
- Brunkul eller brunkul.
- Bitumen.
- Kul.
- Antracit.
Slutproduktet af denne kæde af transformationer er hård grafit eller grafitlignende kul, hvis formel er rent kulstof C.
Karbontræ
For omkring 300 millioner år siden, i karbonperioden, var det meste af jorden på vores planet dækket af gigantiske bregneskove. Efterhånden døde disse skove ud, og træet samlede sig i de sumpede jorder, som de voksede på. En stor mængde vand og snavs skabte forhindringer for indtrængning af ilt, så det døde ved ikke nedbrydes.
I lang tid dækkede nyligt dødt træ de ældre lag, hvis tryk og temperatur gradvist steg. Tilknyttede geologiske processer førte til sidst til dannelsen af kulforekomster.
Karboniseringsproces
Udtrykket "karbonisering" refererer til den metamorfe omdannelse af kulstof, der er forbundet med en stigning i trælagenes tykkelse, tektoniske bevægelser og processer, samt en stigning i temperaturen afhængigt af dybden af lagene.
Forøgelse i tryk ændrer primært de fysiske egenskaber af kul, hvis kemiske formel forbliver uændret. Især dens tæthed, hårdhed, optisk anisotropi og porøsitet ændrer sig. En stigning i temperaturen ændrer selve kulformlen mod en stigning i kulstofindhold og et fald i ilt og brint. Disse kemiske processer fører til en stigning i kuls brændselsegenskaber.
Kul
Denne modifikation af kul er meget rig på kulstof, hvilket fører til en høj varmeoverførselskoefficient og fører til, at det bruges i energiindustrien som hovedbrændstof.
Kulformlen består afbituminøse stoffer, hvis destillation gør det muligt at udvinde aromatiske kulbrinter og et stof kendt som koks, som er meget udbredt i metallurgiske processer. Ud over bituminøse forbindelser er der meget svovl i kul. Dette element er hovedkilden til luftforurening fra kulforbrænding.
Kul er sort og brænder langsomt, hvilket skaber en gul flamme. I modsætning til brunkul er dets brændværdi højere og beløber sig til 30-36 MJ/kg.
Formlen for kul har en kompleks sammensætning og indeholder mange forbindelser af kulstof, oxygen og brint samt nitrogen og svovl. En sådan variation af kemiske forbindelser var begyndelsen på udviklingen af en hel retning inden for den kemiske industri - carbochemistry.
I øjeblikket er stenkul næsten blevet erstattet af naturgas og olie, men to vigtige anvendelser eksisterer fortsat:
- hovedbrændstof i termiske kraftværker;
- kilde til koks opnået ved iltfri forbrænding af stenkul i lukkede højovne.
