리나이트

Lignite
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갈탄 비축량(위)과 갈탄 연탄

종종 갈색 석탄으로 불리는 [1]갈탄은 자연적으로 압축된 이탄으로 형성된 부드럽고, 갈색, 가연성, 퇴적암입니다.탄소 함량은 약 25-35%[1][2]이며, 상대적으로 열 함량이 낮기 때문에 석탄의 가장 낮은 등급으로 간주됩니다.지상에서 제거했을 때, 매우 많은 양의 수분을 포함하고 있어 부분적으로 낮은 탄소 함량을 설명합니다.갈탄은 전 세계에서 채굴되며 증기 발전 연료로 거의 독점적으로 사용된다.

갈탄 연소는 다른 등급의 석탄보다 방출되는 이산화탄소와 유황의 양에 비해 열을 적게 발생시킨다.그 결과 환경보호론자들은 갈탄을 인간의 [3]건강에 가장 해로운 석탄으로 규정했다.선원에 따라서는 천연 방사성 물질을 포함한 다양한 독성 중금속이 갈탄에 존재하며, 갈탄은 연소로 인해 발생하는 석탄 플라이 애쉬에 남아 건강상의 위험을 [4]더욱 증가시킨다.

특성.

미국 노스다코타 주 서부, 리그나이트 광산 (c. 1945)

갈탄은 갈색이 도는 검은색이며 건조한 회분 기준 탄소 함량은 60-70%입니다.그러나 유연탄의 [5]경우 6~12%에 비해 고유 수분 함량은 75%까지[1] 높고 회분 함량은 6~19%까지 다양합니다.그 결과, 현재 기준 탄소 함량(즉, 고유의 수분과 미네랄 물질 모두 포함)은 일반적으로 25-35%[2]에 불과합니다.

독일 Tagebau Garzweiler의 스트립 채굴 갈탄

리그나이트의 에너지 함량은 10~20MJ/kg(짧은 톤당 9–1700만 BTU)에 이른다.미국에서 소비되는 갈탄의 에너지 함량은 평균 15 MJ/kg(1300만 BTU/ton)입니다.[6]호주 빅토리아주에서 소비되는 갈탄산염의 에너지 함량은 순습식 기준으로 [7]평균 8.6 MJ/kg(820만 BTU/t)이다.

갈탄은 휘발성 물질 함량이 높아 고급 석탄보다 가스와 액화석유 제품으로 전환하기 쉽다.안타깝게도 높은 수분 함량과 자연 연소에 대한 민감성으로 인해 운송 및 보관에 문제가 발생할 수 있습니다.갈색 석탄에서 물을 제거하는 과정은 흑탄과 같은 수준으로 자연 연소 위험을 줄이고, 흑탄 등가 연료로 갈색 석탄의 열량을 증가시키며, 대부분의 흑탄과 비슷하거나 더 나은 수준으로 '농축'[8] 갈색 석탄의 배출 프로파일을 크게 감소시킨다.그러나 습기를 제거하면 최종 갈탄 연료 비용이 증가합니다.

갈탄은 공기에 노출되면 급격히 분해된다.이 과정을 느슨함 또는 [9]느슨함이라고 합니다.

사용하다

대부분의 갈탄은 [2]전기를 생산하는 데 사용된다.그러나 소량은 농업, 산업, 심지어 제트기, 보석에도 사용된다.가정 난방용 연료로서의 그것의 역사적 사용은 지속적으로 감소해 왔고, 현재는 발전용 연료보다 중요성이 낮다.

연료로서

체코 롬 체스카 광산용 갈탄층

갈탄은 지표면 근처에 있는 두꺼운 바닥에서 많이 발견되기 때문에 채굴 비용이 저렴합니다.그러나 갈탄은 낮은 에너지 밀도, 붕괴 경향 및 일반적으로 높은 수분 함량 때문에 운송 효율성이 떨어지고 석탄 등급이 [1][7]높은 것에 비해 세계 시장에서 광범위하게 거래되지 않습니다.그것은 종종 호주의 라트로브 밸리와 텍사스의 루미넌트의 몬티첼로 공장 같은 광산 근처의 발전소에서 태워진다.갈색 석탄의 숨은 고수분 함량과 에너지 밀도가 낮고 주로 때문에, 전통적인brown-coal-fired 식물에서 나오는 이산화 탄소 배출 가스는 대개 100만 와트시. MWh생성된 당 유사한black-coal 식물보다, 세계의고 식물은 폐쇄까지 호주의 헤이즐 파워 Station[10]고 높아진다.에서2017년 [11]3월.전통적인 갈색 석탄 공장의 운영은, 특히 스트립 채굴과 함께, 환경적인 [12][13]우려로 인해 정치적으로 논란이 되고 있다.

독일 민주 공화국은 에너지를 자급자족하기 위해 갈탄에 광범위하게 의존했고, 결국 갈탄으로부터 에너지 요구량의 70%[14]를 얻었다.리그나이트는 또한 [15]석유 대신 베르기우스 공정이나 피셔-트롭시 합성을 통해 중요한 화학 산업 원료였다.이 원료는 1970년대 소련의 정책 변경으로 경화 수입되어야만 했다.이러한 원료는 이전에는 시장 [16]이율로 석유를 공급받았었다.동독 과학자들은 심지어 갈탄을 야금 용도에 적합한 코크스(고온 갈탄 코크스)로 전환했고, 철도 네트워크의 대부분은 증기열차나 갈탄 유도 [16]전력으로 공급되는 전기선을 통해 갈탄에 의존했습니다.아래 표에 따르면 동독은 독립국가로서의 존재의 대부분을 차지하는 최대의 갈탄 생산국이었다.

2014년에는 독일 에너지의 약 12%, 특히 독일 전력의 27%가 갈탄 발전소에서 [17]나온 반면, 2014년에는 갈탄 발전소가 전력 수요의 약 50%를 제공했다.독일은 [18][19][20][21]늦어도 2038년까지 갈탄을 단계적으로 폐기할 계획이라고 발표했다.그리스는 유럽연합(EU[22])의 압력으로 2025년 마지막 석탄공장이 폐쇄될 것이라고 확정하고 재생에너지에 [23]집중 투자할 계획이다.

가정 난방

리그나이트는 가정 난방용 장작과 함께 또는 대체품으로 사용되었습니다.그것은 보통 연탄에 압착하여 사용한다.[24][25]갈탄은 태울 때 나는 냄새 때문에 종종 가치가 높은 단단한 석탄에 비해 가난한 사람들을 위한 연료로 여겨졌다.독일에서는 오비, 바우하우스, 혼바흐와 같은 주택 개량 매장뿐만 아니라 [26][27][28][29]르웨와 같은 슈퍼마켓에서도 연탄을 쉽게 구할 수 있다.

농업에서

갈탄은 친환경적으로 농업에 이용된다.리그나이트는 토양에서 양이온 교환과 인의 가용성을 향상시키면서 중금속의 [30][31]가용성을 감소시키는 환경 친화적인 토양 수정으로서 가치가 있을 수 있으며, 시판되는 [32]K후메이트보다 우수할 수 있다.발전소에서 갈탄 연소에 의해 발생하는 갈탄 플라이 애쉬는 토양 개량 및 [33]비료로서도 가치가 있을 수 있다.그러나, 갈탄산물의 농업에서의 장기적인 이점에 대한 엄격한 연구는 부족하다.[34]

갈탄은 식물 해충을 억제하는 생물학적 방제 미생물의 배양과 유통에도 사용될 수 있다.탄소는 토양에서 유기물을 증가시키는 반면 생물학적 조절 미생물은 화학 [35]살충제에 대한 대안을 제공한다.

레너다이트는 지구 [36]표면 근처의 갈탄산 자연 산화에 의해 형성되는 후민산이 풍부한 토양 촉진제이다.

굴착 진흙 속에서

4차 아민과의 반응은 아민 처리 리그나이트(ATL)라고 불리는 생성물을 형성하는데, 이것은 [37]시추 중 유체 손실을 줄이기 위해 진흙을 시추하는 데 사용됩니다.

공업용 흡착제로서

갈탄은 산업용 흡착제로서 잠재적으로 사용될 수 있다.실험 결과 메틸렌 블루의 흡착력은 [38]현재 업계에서 사용되는 활성탄 범위 내에 있는 것으로 나타났습니다.

장신구 속

제트는 보석으로 [39]사용되어 온 갈탄의 한 형태이다.최초의 제트 공예품은 기원전 10,000년으로[40] 거슬러 올라가며, 제트는 신석기 시대부터 로마 브리튼 [41]말기까지 영국에서 목걸이와 다른 장식품에 광범위하게 사용되었다.제트는 빅토리아 시대의 [42]영국에서 잠시 부활을 경험했다.

지질학

현대의 이탄 형성 늪인 옥케페노키 늪
리그닌유래 유기분자의 리그나이트 부분분자 구조

갈탄은 부분적으로 부패한 식물성 물질, 즉 이탄의 축적에서 시작됩니다.이탄은 습기가 많고 지표면의 침하가 느리며 강이나 바다에 의한 교란이 없는 지역에 가장 쉽게 축적된다.이탄 늪은 다양한 기후와 지리적 환경에서 볼 수 있습니다.이러한 조건 하에서 이 지역은 죽은 식물 재료를 덮고 대기 산소에 의한 열화로부터 보호하는 물로 포화 상태를 유지합니다.혐기성 박테리아는 이탄을 계속 분해할 수 있지만, 특히 산성수에서 이 과정은 느립니다.일단 이탄이 다른 퇴적물에 의해 묻히면, 생물학적 열화는 본질적으로 멈추고,[43] 추가적인 변화는 매장 온도와 압력의 증가로 인해 발생합니다.

깊은 매몰과 난방을 경험하지 않은 이탄에서 갈탄석을 형성합니다.100°C(212°F)[1] 미만의 온도에서 주로 생화학적 분해에 의해 형성된다.여기에는 미생물이 이탄에서 탄화수소를 추출하여 후민산이 형성되는 후민화가 포함됩니다.후민산은 환경을 더 산성으로 만들고, 이것은 추가적인 세균의 부패 속도를 늦춘다.석탄이 역도 [44]이하가 되었을 때 비로소 완성되는 갈탄은 아직 불완전하다.리그나이트 생성 중 유기물질의 가장 큰 화학적 변화는 C=O 및 C-O-R [45]관능기의 급격한 감소이다.

갈탄 퇴적물은 일반적으로 상위 등급의 석탄보다 젊으며, 대부분은 [1]제3기 동안 형성되었습니다.

추출.

갈탄은 종종 [1][7]표면 근처에 위치한 두꺼운 침상에서 발견됩니다.이것들은 다양한 형태의 표면 채광을 사용하여 채취하는 것이 저렴하지만, 심각한 환경 피해를 [46]초래할 수 있다.미국과 다른 나라의 법규에 따르면 표면 채굴된 토지는 채굴이 [47]완료되면 원래의 생산성으로 복구되어야 한다.

미국의 갈탄 광산은 지표면 아래 층의 넓이를 확인하기 위한 시추로 시작한다.표토와 하토를 적절히 제거하고 이전에 채굴된 영역을 회수하는 데 사용하거나 향후 재확보를 위해 저장해야 합니다.굴착기 및 트럭 오버부하 제거는 갈탄층을 노출시키기 위해 드래그라인 오버부하 제거 영역을 준비합니다.특수 장비 트랙터(석탄 제거)를 사용하여 분해한 다음 전면 [48]로더를 사용하여 하단 덤프 트럭에 적재합니다.

리니트가 제거되면 복원 작업에는 광산 스포트를 원래 지표면의 실제적인 근사치(AOC)에 가깝게 그레이딩하는 작업이 포함됩니다.지반토와 표토를 복원하고 여러 가지 풀로 땅을 다시 심었다.노스다코타 주에서는 광업 종료 후 최소 10년간 광업 회사를 상대로 토지 생산성이 [47]완전히 회복되었음을 보증하는 이행 채권을 발행하고 있습니다.미국에서는 [49]1977년 표면광업관리 및 매립법에 의해 광산 매립을 위한 채권(이 양식에서는 필요하지 않음)이 요구되고 있다.

자원 및 예비비

갈탄 매장량순 나라 목록

간석 매장량 상위 10개국(2020년)[50]
나라들. 갈탄 매장량(수백만 톤)
러시아 90447
호주. 73865
독일. 35700
미국 29910
터키 19320[51]
인도네시아 14746
중국 8250
세르비아 7112
뉴질랜드 6750
폴란드 5752

호주.

호주 빅토리아주의 라트로브 밸리에는 약 650억 톤의 갈색 [52]석탄이 매장되어 있습니다.이 예금은 알려진 세계 매장량의 25%에 해당한다.석탄층의 두께는 최대 98m이며, 여러 개의 석탄층이 거의 연속적으로 최대 230m의 갈색 석탄 두께를 제공합니다.이음매는 매우 적은 오버부하(10~20m)[52]로 덮여 있습니다.

가와사키 중공업이 주도하고 일본과 호주 정부가 지원하는 파트너십이 갈색 석탄에서 수소를 추출하기 시작했다.액화수소는 수송선인 Suiso Frontier를 [53]통해 일본으로 수송된다.

북미

북미에서 가장 큰 갈탄 퇴적물은 걸프만 연안 갈탄과 포트 유니온 갈탄 밭이다.걸프 연안 갈탄은 텍사스에서 앨라배마까지 걸프 해안과 거의 평행하게 달리는 띠에 위치해 있다.포트 유니온 갈탄밭은 노스다코타에서 서스캐처원까지 뻗어 있다.둘 다 갈탄의 [9]중요한 상업적 원천이다.

종류들

갈탄은 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.첫 번째는 자일로이드 갈탄 또는 화석목이고 두 번째 형태는 콤팩트 갈탄 또는 완전 갈탄입니다.

자일로이드 리그나이트는 보통 목재의 끈기와 외관을 가지기도 하지만 가연성 목질조직이 크게 변화한 것을 알 수 있다.삼중수소에 의해 고운 분말로 환원되며, 칼륨의 약한 용액에 의해 작용하면 상당한 양의 후민산이 [54]생성된다.레너다이트는 리그나이트의 산화 형태이며, 후민산도 많이 [55]함유되어 있습니다.

제트는 다양한 종류의 [39]주얼리에 사용되는 단단하고 보석 같은 형태의 갈탄입니다.

생산.

독일은 가장 큰 갈탄 [56]생산국이고, 중국, 러시아,[57] 미국이 그 뒤를 잇는다.리그나이트는 2019년 [2]미국 전체 석탄 생산량의 8%를 차지했다.

수백만 톤의 갈탄 채굴
국가 또는 지역 1970 1980 1990 2000 2010 2011 2012 2013 2014 2015
동독 261 258.1 280 [a]
독일. 108[b] 129.9[b] 107.6[b] 167.7 169 176.5 185.4 183 178.2 178.1
중국 – 24.3 45.5 47.7 125.3 136.3 145 147 145 140
러시아 145[c] 141[c] 137.3[c] 87.8 76.1 76.4 77.9 73 70 73.2
카자흐스탄 [d] 2.6 7.3 8.4 5.5 6.5 6.6 –
우즈베키스탄 2.5 3.4 3.8 3.8 – – –
미국 5 42.8 79.9 77.6 71.0 73.6 71.6 70.1 72.1 64.7
폴란드 – 36.9 67.6 59.5 56.5 62.8 64.3 66 63.9 63.1
터키 – 14.5 44.4 60.9 70.0 72.5 68.1 57.5 62.6 50.4
호주. – 32.9 46 67.3 68.8 66.7 69.1 59.9 58.0 63.0
그리스 – 23.2 51.9 63.9 56.5 58.7 61.8 54 48 46
인도 – 5 14.1 24.2 37.7 42.3 43.5 45 47.2 43.9
인도네시아 – – – – 40.0 51.3 60.0 65.0 60.0 60.0
체코슬로바키아 82 87 71 [e]
체코 공화국 [f] 50.1 43.8 46.6 43.5 40 38.3 38.3
슬로바키아 3.7 2.4 2.4 2.3 – – –
유고슬라비아 – 33.7 64.1 [g]
세르비아 [h] 35.5[i] 37.8 40.6 38 40.1 29.7 37.3
코소보 [j] 8.7[k] 9개[k] 8.7[k] 8.2[k] 7.2[k] 8.2[k]
북마케도니아 7.5 6.7 8.2 7.5 – – –
보스니아 헤르체고비나 3.4 11 7.1 7 6.2 6.2 6.5
슬로베니아 3.7 4 4.1 4 – – –
몬테네그로 [j] 1.9 2 2 – – –
루마니아 – 26.5 33.7 29 31.1 35.5 34.1 24.7 23.6 25.2
불가리아 – 30 31.5 26.3 29.4 37.1 32.5 26.5 31.3 35.9
알바니아 – 1.4 2.1 30 14 9 20 – – –
태국. – 1.5 12.4 17.8 18.3 21.3 18.3 18.1 18 15.2
몽골 – 4.4 6.6 5.1 8.5 8.3 9.9 – – –
캐나다 – 6 9.4 11.2 10.3 9.7 9.5 9.0 8.5 10.5
헝가리 – 22.6 17.3 14 9.1 9.6 9.3 9.6 9.6 9.3
북한 – 10 10.6 7.2 6.7 6.8 6.8 7 7 7
출처 : 세계석탄협회[58]·미국 에너지정보국[59]·BGR bund.de Energiestudie 2016[60]/1970년 세계 석탄 데이터(최신)[61]

– 데이터 없음

  1. ^ 동독은 1990년 독일의 통일의 결과로 독일의 일부가 되었다.
  2. ^ a b c 2000년 이전의 데이터는 서독 전용입니다.
  3. ^ a b c 2000년 이전의 데이터는 소련을 나타낸다.
  4. ^ 이 시기 동안 나라는 소련의 일부였다.
  5. ^ 체코슬로바키아는 1993년에 해체되었다.
  6. ^ 이 시기에 국가는 체코슬로바키아의 일부였다.
  7. ^ 유고슬라비아는 1992년에 종결된 과정에서 해체되었다.
  8. ^ 이 시기에 국가는 유고슬라비아의 일부였다.
  9. ^ 2000년 자료는 유고슬라비아 연방공화국을 위한 것이다.
  10. ^ a b 이 시기에 국가는 유고슬라비아 연방공화국의 일부였다.
  11. ^ a b c d e f 알바니아인들은 일방적으로 세르비아로부터 독립을 선언했지만, 세르비아는 UN에 가입하지 않았고, 그 지위에 대한 많은 논란이 있다.

갤러리

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레퍼런스

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