बिटुमेनी कोयला: Difference between revisions

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बिटुमिनस कोयले का आईएसओ वर्गीकरण विट्रीनाइट परावर्तन पर आधारित है।<ref name=UKVitriniteReflectance/>यह वर्गीकरण मध्यम श्रेणी के कोयले (लगभग बिटुमिनस कोयले के बराबर) को चार उपश्रेणियों में विभाजित करता है। बढ़ती रैंक के क्रम में, ये हैं:{{sfn|Keijers|2012|pp=28, 31}}
बिटुमिनस कोयले का आईएसओ वर्गीकरण विट्रीनाइट परावर्तन पर आधारित है।<ref name=UKVitriniteReflectance/>यह वर्गीकरण मध्यम श्रेणी के कोयले (लगभग बिटुमिनस कोयले के बराबर) को चार उपश्रेणियों में विभाजित करता है। बढ़ती रैंक के क्रम में, ये हैं:{{sfn|Keijers|2012|pp=28, 31}}
* मध्यम D: विट्रीनाइट परावर्तन 0.5 से 0.6 होता है। लगभग एएसटीएम उच्च वाष्पशील C बिटुमिनस या उप-बिटुमिनस A से मेल खाता है।
* मध्यम D: विट्रीनाइट परावर्तन 0.5 से 0.6 होता है। लगभग एएसटीएम उच्च वाष्पशील C बिटुमिनस या उप-बिटुमिनस A से मिलता है।
* मध्यम C: विट्रीनाइट परावर्तन 0.6 से 1.0 होता है। लगभग एएसटीएम उच्च अस्थिर C से उच्च अस्थिर B बिटुमिनस के अनुरूप होता है।
* मध्यम C: विट्रीनाइट परावर्तन 0.6 से 1.0 होता है। लगभग एएसटीएम उच्च अस्थिर C से उच्च अस्थिर B बिटुमिनस के अनुरूप होता है।
* मध्यम B: 1.0 से 1.4 तक विट्रीनाइट परावर्तन होता है। लगभग एएसटीएम उच्च अस्थिर A से मध्यम अस्थिर बिटुमिनस के अनुरूप होता है।
* मध्यम B: 1.0 से 1.4 तक विट्रीनाइट परावर्तन होता है। लगभग एएसटीएम उच्च अस्थिर A से मध्यम अस्थिर बिटुमिनस के अनुरूप होता है।
* मध्यम A: 1.4 से 2.0 का विट्रीनाइट परावर्तन होता है। लगभग एएसटीएम कम अस्थिर बिटुमिनस से मेल खाता है।
* मध्यम A: 1.4 से 2.0 का विट्रीनाइट परावर्तन होता है। लगभग एएसटीएम निम्न अस्थिर बिटुमिनस से मिलता है।


==उपयोग==
==उपयोग==
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===कोकिंग कोयला===
===कोकिंग कोयला===
[[File:Primary coking coal 20180405 154027 1.jpg|thumb|प्राथमिक कोकिंग कोयला]]
[[File:Primary coking coal 20180405 154027 1.jpg|thumb|प्राथमिक कोकिंग कोयला]]
{{Main|Coke (fuel)}}
{{Main|कोक (ईंधन)}}
कोकिंग कोयला (धातुकर्म कोयला या मेट कोयला) का उपयोग स्टील के निर्माण में किया जाता है। एक अच्छे कोकिंग कोयले में उत्कृष्ट संचयन गुण, उच्च कार्बन सामग्री और सल्फर, फास्फोरस और राख की कम सामग्री होनी चाहिए। सबसे अच्छा बिना मिश्रित कोकिंग कोयला उच्च गुणवत्ता वाला मध्यम-वाष्पशील बिटुमिनस कोयला है।<ref>{{cite web |title=कोक और स्टील बनाने के लिए कोयला|url=http://www.uky.edu/KGS/coal/coal-for-cokesteel.php |website=Kentucky Geological Survey: Earth Resources -- Our Common Wealth |publisher=University of Kentucky |access-date=28 November 2020}}</ref> हालाँकि, चूंकि सभी आवश्यक गुणों वाले एकल कोयले दुर्लभ हैं, कोकिंग कोयला आमतौर पर मध्यम और निम्न-वाष्पशील बिटुमिनस कोयले की कम मात्रा के साथ उच्च-वाष्पशील बिटुमिनस कोयले का मिश्रण होता है।<ref name="TrippiEtal2021">{{cite journal |last1=Trippi |first1=M.H. |last2=Ruppert |first2=L.F. |last3=Eble |first3=C.F. |last4=Hower |first4=J.C. |title=Coking Coal of the United States—Modern and Historical Coking Coal Mining Locations and Chemical, Rheological, Petrographic, and Other Data from Modern Samples |journal=U.S. Geological Survey Open File Report |series=Open-File Report |date=2021 |volume=2020-1113 |page=2 |doi=10.3133/ofr20201113 |s2cid=234326219 |doi-access=free }}</ref>
 
कोकिंग कोयला (धातुकर्म कोयला या मेट कोयला) का उपयोग स्टील के निर्माण में किया जाता है। एक अच्छे कोकिंग कोयले में उत्कृष्ट संचयन गुण, उच्च कार्बन सामग्री और सल्फर, फास्फोरस और राख की निम्न सामग्री होनी चाहिए थी। सबसे अच्छा बिना मिश्रित कोकिंग कोयला उच्च गुणवत्ता वाला मध्यम-वाष्पशील बिटुमिनस कोयला होता है।<ref>{{cite web |title=कोक और स्टील बनाने के लिए कोयला|url=http://www.uky.edu/KGS/coal/coal-for-cokesteel.php |website=Kentucky Geological Survey: Earth Resources -- Our Common Wealth |publisher=University of Kentucky |access-date=28 November 2020}}</ref> चूंकि सभी आवश्यक गुणों वाले एकल कोयले दुर्लभ होता हैं, कोकिंग कोयला सामान्यतौर पर मध्यम और निम्न-वाष्पशील बिटुमिनस कोयले की कम मात्रा के साथ उच्च-वाष्पशील बिटुमिनस कोयले का मिश्रण होता है।<ref name="TrippiEtal2021">{{cite journal |last1=Trippi |first1=M.H. |last2=Ruppert |first2=L.F. |last3=Eble |first3=C.F. |last4=Hower |first4=J.C. |title=Coking Coal of the United States—Modern and Historical Coking Coal Mining Locations and Chemical, Rheological, Petrographic, and Other Data from Modern Samples |journal=U.S. Geological Survey Open File Report |series=Open-File Report |date=2021 |volume=2020-1113 |page=2 |doi=10.3133/ofr20201113 |s2cid=234326219 |doi-access=free }}</ref>


{{anchor|Smithing coal}}
{{anchor|Smithing coal}}
स्मिथिंग कोयला उच्चतम गुणवत्ता का बिटुमिनस कोयला है, जो यथासंभव राख और सल्फर से मुक्त होता है, जिसका उपयोग [[लोहार]]ों द्वारा उपयोग के लिए कोक (ईंधन) बनाने के लिए किया जाता है।<ref name="BMT"/>


ऊर्जा उत्पादन के लिए उपयोग किए जाने वाले कोयले की तुलना में कोकिंग कोयले की कीमत अधिक होती है। {{as of|2020}}, अमेरिका में कोकिंग कोयला लगभग कीमत पर बेचा जाता है {{val|p=$|127 |upl=short ton}}, के साथ तुलना {{val|p=$|50.05 |up=short ton}} आम तौर पर बिटुमिनस कोयले के लिए। कोकिंग कोयले की लागत विद्युत ऊर्जा के लिए उपयोग किए जाने वाले कोयले की लागत से लगभग 3.5 गुना अधिक है (जिसमें कोयले की निचली श्रेणी, जैसे उप-बिटुमिनस कोयला और लिग्नाइट, साथ ही गैर-कोकिंग बिटुमिनस कोयला शामिल है।)<ref name=EIAPrice>{{cite web |title=कोयले की कीमतें और दृष्टिकोण|website=Coal explained |url=https://www.eia.gov/energyexplained/coal/prices-and-outlook.php |publisher=U.S. Energy Information Administration |access-date=9 November 2021 |date=2012}}</ref>
स्मिथिंग कोयला उच्चतम गुणवत्ता का बिटुमिनस कोयला होता है, जो यथासंभव राख और सल्फर से मुक्त होता है, जिसका उपयोग [[लोहार|लोहा]] द्वारा उपयोग के लिए कोक (ईंधन) बनाने के लिए किया जाता है।<ref name="BMT" />
 
ऊर्जा उत्पादन के लिए उपयोग किए जाने वाले कोयले की तुलना में कोकिंग कोयले की कीमत अत्याधिक होती है। {{as of|2020}}, अमेरिका में कोकिंग कोयला लगभग कीमत पर बेचा जाता है {{val|p=$|127 |upl=short ton}}, के साथ तुलना {{val|p=$|50.05 |up=short ton}} सामान्यतौर पर बिटुमिनस कोयले के लिए होता है। कोकिंग कोयले की लागत विद्युत ऊर्जा के लिए उपयोग किए जाने वाले कोयले की लागत से लगभग 3.5 गुना अत्याधिक होता है (जिसमें कोयले की निचली श्रेणी, जैसे उप-बिटुमिनस कोयला और लिग्नाइट, साथ ही गैर-कोकिंग बिटुमिनस कोयला सम्मिलित होता है।)<ref name="EIAPrice">{{cite web |title=कोयले की कीमतें और दृष्टिकोण|website=Coal explained |url=https://www.eia.gov/energyexplained/coal/prices-and-outlook.php |publisher=U.S. Energy Information Administration |access-date=9 November 2021 |date=2012}}</ref>
 




===थर्मल कोयला===
===थर्मल कोयला===
[[File:Rajpura Thermal Power Plant.jpg|thumb|राजपुरा थर्मल पावर प्लांट]]बिटुमिनस कोयला जिसमें धातुकर्म कोयले के रूप में उपयोग के लिए आवश्यक गुणों का अभाव होता है, उसे थर्मल कोयले के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। इसका उपयोग मुख्य रूप से विद्युत ऊर्जा उत्पादन के लिए किया जाता है।<ref>{{cite journal |last1=Arigoni |first1=Ashley |last2=Newman |first2=Alexandra |last3=Turner |first3=Cameron |last4=Kaptur |first4=Casey |title=वैश्विक थर्मल कोयला शिपमेंट का अनुकूलन|journal=Omega |date=October 2017 |volume=72 |pages=118–127 |doi=10.1016/j.omega.2016.12.001}}</ref><ref>{{cite book |last1=Jeddi |first1=Samir |last2=Schönfisch |first2=Max |last3=Alvarez |first3=Carlos Fernández |title=Coal 2019: Analysis and forecast to 2024 |date=2019 |publisher=International Energy Agency |pages=62–63 |url=https://iea.blob.core.windows.net/assets/96956778-90de-465e-85bb-21c860aba509/MRScoal2019.pdf |access-date=7 November 2021}}</ref> आदर्श तापीय कोयला आसानी से प्रज्वलित हो जाता है लेकिन इसमें ऊष्मा की मात्रा अधिक होती है।<ref name="BMT"/>
[[File:Rajpura Thermal Power Plant.jpg|thumb|राजपुरा थर्मल पावर प्लांट]]बिटुमिनस कोयला जिसमें धातुकर्म कोयले के रूप में उपयोग के लिए आवश्यक गुणों का अभाव होता है, उसे थर्मल कोयले के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। इसका उपयोग मुख्य रूप से विद्युत ऊर्जा उत्पादन के लिए किया जाता है।<ref>{{cite journal |last1=Arigoni |first1=Ashley |last2=Newman |first2=Alexandra |last3=Turner |first3=Cameron |last4=Kaptur |first4=Casey |title=वैश्विक थर्मल कोयला शिपमेंट का अनुकूलन|journal=Omega |date=October 2017 |volume=72 |pages=118–127 |doi=10.1016/j.omega.2016.12.001}}</ref><ref>{{cite book |last1=Jeddi |first1=Samir |last2=Schönfisch |first2=Max |last3=Alvarez |first3=Carlos Fernández |title=Coal 2019: Analysis and forecast to 2024 |date=2019 |publisher=International Energy Agency |pages=62–63 |url=https://iea.blob.core.windows.net/assets/96956778-90de-465e-85bb-21c860aba509/MRScoal2019.pdf |access-date=7 November 2021}}</ref> आदर्श तापीय कोयला आसानी से प्रज्वलित हो जाता है लेकिन इसमें ऊष्मा की मात्रा अत्याधिक होती है।<ref name="BMT"/>




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==उत्पत्ति==
==उत्पत्ति==
[[File:Canal Run shadows (5179305812).jpg|thumb|[[ओकेफेनोकी दलदल]], एक आधुनिक पीट बनाने वाला दलदल]]कोयले की अन्य श्रेणी की तरह, बिटुमिनस कोयला मृत पौधों की सामग्री के मोटे संचय से बनता है जो क्षय होने की तुलना में तेजी से दब जाता है। यह आमतौर पर [[पीट]] बोग्स में होता है, जहां गिरते हुए पौधों का मलबा खड़े पानी में डूबा रहता है। रुका हुआ पानी ऑक्सीजन को बाहर निकालता है, अम्लीय वातावरण बनाता है और क्षय को धीमा कर देता है। मृत पौधों की सामग्री को पीट में बदल दिया जाता है।<ref>{{cite web|url=http://www.fe.doe.gov/education/energylessons/coal/gen_howformed.html|title=कोयला कैसे बनता है|url-status=live|archive-url=https://web.archive.org/web/20170118113211/http://www.fe.doe.gov/education/energylessons/coal/gen_howformed.html|archive-date=18 January 2017|df=dmy-all}}</ref>
[[File:Canal Run shadows (5179305812).jpg|thumb|[[ओकेफेनोकी दलदल]], एक आधुनिक पीट बनाने वाला दलदल]]कोयले की अन्य श्रेणी की तरह, बिटुमिनस कोयला मृत पौधों की सामग्री के मोटे संचय से बनता है जो क्षय होने की तुलना में तेजी से दब जाता है। यह सामान्यतौर पर [[पीट]] बोग्स में होता है, जहां गिरते हुए पौधों का मलबा खड़े पानी में डूबा रहता है। रुका हुआ पानी ऑक्सीजन को बाहर निकालता है, अम्लीय वातावरण बनाता है और क्षय को धीमा कर देता है। मृत पौधों की सामग्री को पीट में बदल दिया जाता है।<ref>{{cite web|url=http://www.fe.doe.gov/education/energylessons/coal/gen_howformed.html|title=कोयला कैसे बनता है|url-status=live|archive-url=https://web.archive.org/web/20170118113211/http://www.fe.doe.gov/education/energylessons/coal/gen_howformed.html|archive-date=18 January 2017|df=dmy-all}}</ref>
पीट ज्यादातर [[सेल्यूलोज]], [[hemicellulose]] और [[लिग्निन]] का मिश्रण है जो मूल रूप से पौधों के वुडी ऊतक का निर्माण करता है।<ref>{{cite book |last1=Andriesse |first1=J. P. |title=उष्णकटिबंधीय पीट मिट्टी की प्रकृति और प्रबंधन|date=1988 |publisher=Food and Agriculture Organization of the United Nations |location=Rome |isbn=92-5-102657-2 |chapter=The Main Characteristics of Tropical Peats}}</ref> लिग्निन की भार संरचना लगभग 54% कार्बन, 6% हाइड्रोजन और 30% ऑक्सीजन है, जबकि सेल्युलोज की भार संरचना लगभग 44% कार्बन, 6% हाइड्रोजन और 49% ऑक्सीजन है। बिटुमिनस कोयले में वजन के आधार पर लगभग 84.4% कार्बन, 5.4% हाइड्रोजन, 6.7% ऑक्सीजन, 1.7% नाइट्रोजन और 1.8% सल्फर की संरचना होती है।<ref name=Perry/>इसका तात्पर्य यह है कि कोयलाकरण के दौरान होने वाली रासायनिक प्रक्रियाएँ अधिकांश ऑक्सीजन और अधिकांश हाइड्रोजन को हटा देती हैं, और कार्बन छोड़ देती हैं, इस प्रक्रिया को कार्बोनाइजेशन कहा जाता है।<ref>{{cite journal |last1=Ulbrich |first1=Markus |last2=Preßl |first2=Dieter |last3=Fendt |first3=Sebastian |last4=Gaderer |first4=Matthias |last5=Spliethoff |first5=Hartmut |title=Impact of HTC reaction conditions on the hydrochar properties and CO2 gasification properties of spent grains |journal=Fuel Processing Technology |date=December 2017 |volume=167 |pages=663–669 |doi=10.1016/j.fuproc.2017.08.010}}</ref>
पीट अधिकतर [[सेल्यूलोज]], हेमिसेलुलोस और [[लिग्निन]] का मिश्रण है जो मूल रूप से पौधों के वुडी ऊतक का निर्माण करता है।<ref>{{cite book |last1=Andriesse |first1=J. P. |title=उष्णकटिबंधीय पीट मिट्टी की प्रकृति और प्रबंधन|date=1988 |publisher=Food and Agriculture Organization of the United Nations |location=Rome |isbn=92-5-102657-2 |chapter=The Main Characteristics of Tropical Peats}}</ref> लिग्निन की भार संरचना लगभग 54% कार्बन, 6% हाइड्रोजन और 30% ऑक्सीजन है, चूकि सेल्युलोज की भार संरचना लगभग 44% कार्बन, 6% हाइड्रोजन और 49% ऑक्सीजन होता है। बिटुमिनस कोयले में वजन के आधार पर लगभग 84.4% कार्बन, 5.4% हाइड्रोजन, 6.7% ऑक्सीजन, 1.7% नाइट्रोजन और 1.8% सल्फर की संरचना होती है।<ref name=Perry/>इसका तात्पर्य यह है कि कोयलाकरण के दौरान होने वाली रासायनिक प्रक्रियाएँ अधिकांश ऑक्सीजन और अधिकांश हाइड्रोजन को हटा देती हैं, और कार्बन छोड़ देती हैं, इस प्रक्रिया को कार्बोनाइजेशन कहा जाता है।<ref>{{cite journal |last1=Ulbrich |first1=Markus |last2=Preßl |first2=Dieter |last3=Fendt |first3=Sebastian |last4=Gaderer |first4=Matthias |last5=Spliethoff |first5=Hartmut |title=Impact of HTC reaction conditions on the hydrochar properties and CO2 gasification properties of spent grains |journal=Fuel Processing Technology |date=December 2017 |volume=167 |pages=663–669 |doi=10.1016/j.fuproc.2017.08.010}}</ref>
कोयलाकरण के दौरान, परिपक्व कोयले में कार्बन की मात्रा बढ़ जाती है, हाइड्रोजन और वाष्पशील पदार्थों की मात्रा कम हो जाती है, इसके ताप मूल्य में वृद्धि हो जाती है, और यह गहरा और अधिक चमकदार हो जाता है।{{sfn|Blatt|Middleton|Murray|1980|page=335}} रासायनिक परिवर्तनों में [[निर्जलीकरण प्रतिक्रिया]] (जो ऑक्सीजन और हाइड्रोजन को पानी के रूप में हटा देती है), [[डिकार्बोजाइलेशन]] (जो ऑक्सीजन को [[ कार्बन डाईऑक्साइड ]] के रूप में निकाल देती है), और डीमेथेनेशन (जो हाइड्रोजन को [[मीथेन]] के रूप में निकाल देती है) शामिल हैं। जब तक कोयला बिटुमिनस श्रेणी तक पहुंचता है, तब तक अधिकांश निर्जलीकरण और डीकार्बाक्सिलेशन पहले ही हो चुका होता है, और बिटुमिनस कोयले की परिपक्वता की विशेषता डिमेथेनेशन होती है।<ref>{{cite web |title=कोयले के प्रकार, निर्माण और खनन के तरीके|url=http://epcamr.org/home/content/reference-materials/coal-types-formation-and-methods-of-mining/ |publisher=Eastern Pennsylvania Coalition for Abandoned Mine Reclamation |access-date=29 November 2020}}</ref> बिटुमिनस रैंक पर कोयलाकरण के दौरान, कोयला अपने अधिकतम ताप मूल्य के करीब पहुंच जाता है और अपनी अधिकांश अस्थिर सामग्री खोना शुरू कर देता है।<ref>{{cite web |title=कोयला रैंक|url=http://www.uky.edu/KGS/coal/coal-rank.php |website=Kentucky Geological Survey: Earth Resources -- Our Common Wealth |publisher=University of Kentucky |access-date=28 November 2020}}</ref>
 
जैसे-जैसे कार्बोनाइजेशन आगे बढ़ता है, एलिफैटिक यौगिकों (कार्बन परमाणुओं की श्रृंखलाओं द्वारा विशेषता कार्बन यौगिकों) को सुगंधित यौगिकों (कार्बन परमाणुओं के छल्ले द्वारा विशेषता कार्बन यौगिकों) द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है और सुगंधित छल्ले [[ बहुसुगंधित ]] यौगिकों (कार्बन परमाणुओं के जुड़े हुए छल्ले) में फ्यूज करना शुरू कर देते हैं।<ref>{{cite journal |last1=Ibarra |first1=JoséV. |last2=Muñoz |first2=Edgar |last3=Moliner |first3=Rafael |title=कोयलाकरण प्रक्रिया के दौरान कोयला संरचना के विकास का एफटीआईआर अध्ययन|journal=Organic Geochemistry |date=June 1996 |volume=24 |issue=6–7 |pages=725–735 |doi=10.1016/0146-6380(96)00063-0|bibcode=1996OrGeo..24..725I }}</ref> संरचना तेजी से [[ग्रेफाइट]] के संरचनात्मक तत्व [[ग्राफीन]] से मिलती जुलती है। इसके साथ विट्रीनाइट परावर्तन में वृद्धि होती है, जिसका उपयोग कोयला रैंक का आकलन करने के लिए किया जाता है।<ref name=UKVitriniteReflectance/>
कोयलाकरण के दौरान, परिपक्व कोयले में कार्बन की मात्रा बढ़ जाती है, हाइड्रोजन और वाष्पशील पदार्थों की मात्रा कम हो जाती है, इसके ताप मूल्य में वृद्धि हो जाती है, और यह गहरा और अत्याधिक चमकदार हो जाता है।{{sfn|Blatt|Middleton|Murray|1980|page=335}} रासायनिक परिवर्तनों में [[निर्जलीकरण प्रतिक्रिया]] (जो ऑक्सीजन और हाइड्रोजन को पानी के रूप में हटा देती है), [[डिकार्बोजाइलेशन]] (जो ऑक्सीजन को [[ कार्बन डाईऑक्साइड | कार्बन डाईऑक्साइड]] के रूप में निकाल देती है), और डीमेथेनेशन (जो हाइड्रोजन को [[मीथेन]] के रूप में निकाल देती है) सम्मिलित होता हैं। जब तक कोयला बिटुमिनस श्रेणी तक पहुंचता है, तब तक अधिकांश निर्जलीकरण और डीकार्बाक्सिलेशन पहले ही हो चुका होता है, और बिटुमिनस कोयले की परिपक्वता की विशेषता डिमेथेनेशन होती है।<ref>{{cite web |title=कोयले के प्रकार, निर्माण और खनन के तरीके|url=http://epcamr.org/home/content/reference-materials/coal-types-formation-and-methods-of-mining/ |publisher=Eastern Pennsylvania Coalition for Abandoned Mine Reclamation |access-date=29 November 2020}}</ref> बिटुमिनस रैंक पर कोयलाकरण के दौरान, कोयला अपने अधिकतम ताप मूल्य के करीब पहुंच जाता है और अपनी अधिकांश अस्थिर सामग्री खोना प्रारम्भ कर देता है।<ref>{{cite web |title=कोयला रैंक|url=http://www.uky.edu/KGS/coal/coal-rank.php |website=Kentucky Geological Survey: Earth Resources -- Our Common Wealth |publisher=University of Kentucky |access-date=28 November 2020}}</ref>
 
जैसे-जैसे कार्बोनाइजेशन आगे बढ़ता है, एलिफैटिक यौगिकों (कार्बन परमाणुओं की श्रृंखलाओं द्वारा विशेषता कार्बन यौगिकों) को सुगंधित यौगिकों (कार्बन परमाणुओं के छल्ले द्वारा विशेषता कार्बन यौगिकों) द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है और सुगंधित छल्ले [[ बहुसुगंधित | बहुसुगंधित]] यौगिकों (कार्बन परमाणुओं के जुड़े हुए छल्ले) में फ्यूज करना प्रारम्भ कर देते हैं।<ref>{{cite journal |last1=Ibarra |first1=JoséV. |last2=Muñoz |first2=Edgar |last3=Moliner |first3=Rafael |title=कोयलाकरण प्रक्रिया के दौरान कोयला संरचना के विकास का एफटीआईआर अध्ययन|journal=Organic Geochemistry |date=June 1996 |volume=24 |issue=6–7 |pages=725–735 |doi=10.1016/0146-6380(96)00063-0|bibcode=1996OrGeo..24..725I }}</ref> संरचना तेजी से [[ग्रेफाइट]] के संरचनात्मक तत्व [[ग्राफीन]] से मिलती जुलती है। इसके साथ विट्रीनाइट परावर्तन में वृद्धि होती है, जिसका उपयोग कोयला रैंक का आकलन करने के लिए किया जाता है।<ref name="UKVitriniteReflectance" />
 
कोयलाकरण के दौरान, दफनाने के दबाव से मूल पीट की मात्रा 30 गुना कम हो जाती है क्योंकि यह कोयले में परिवर्तित हो जाती है। {{sfn|Boggs|2006|p=234}} चूकि, परिपक्व कोयले की रैंक में वृद्धि अधिकतर कोयले तक पहुँचने वाले अधिकतम तापमान को दर्शाती है। न तो अधिकतम दबाव, न ही मूल पौधे सामग्री की प्रकृति, और न ही दफनाने की लंबाई लगभग उतनी ही महत्वपूर्ण होता है।{{sfn|Blatt|Middleton|Murray|1980|page=335}} बिटुमिनस कोयले की परिपक्वता के लिए तापमान सीमा होती है {{convert|85 to 235|C||sp=us}}.<ref>{{cite journal |last1=Barker |first1=Charles E. |last2=Goldstein |first2=Robert H. |title=कैल्साइट में अधिकतम तापमान निर्धारित करने के लिए द्रव-समावेशन तकनीक और विट्रीनाइट परावर्तन जियोथर्मोमीटर से इसकी तुलना|journal=Geology |date=1 October 1990 |volume=18 |issue=10 |pages=1003–1006 |doi=10.1130/0091-7613(1990)018<1003:FITFDM>2.3.CO;2|bibcode=1990Geo....18.1003B }}</ref><ref>{{cite web |title=कोयले से दफ़नाने का तापमान|url=http://www.uky.edu/KGS/coal/coal-burial-temperature.php |website=Kentucky Geological Survey: Earth Resources -- Our Common Wealth |publisher=University of Kentucky |access-date=28 November 2020}}</ref> बिटुमिन जो बिटुमिनस कोयले की विशेषता है, लगभग उन्हीं परिस्थितियों में बनता है जिन पर [[पेट्रोलियम]] स्रोत चट्टानों में पेट्रोलियम बनता है। मध्यम से निम्न वाष्पशील बिटुमिनस कोयले में बिटुमिनीकरण के साथ-साथ चरम मीथेन उत्पादन भी होता है। इससे ये बिटुमिनस कोयले गैसीय हो जाते हैं और मीथेन विस्फोटों के प्रति सावधानी बरतनी चाहिए थी। यदि कोयला लगभग ऊपर तापमान तक पहुँच जाता है {{convert|235|C||sp=us}}, बिटुमेन टूट जाता है (डेबिटुमिनाइजेशन) और कोयला एन्थ्रेसाइट में परिपक्व हो जाता है।<ref name="UKBituminousCoal" />


कोयलाकरण के दौरान, दफनाने के दबाव से मूल पीट की मात्रा 30 गुना कम हो जाती है क्योंकि यह कोयले में परिवर्तित हो जाती है। {{sfn|Boggs|2006|p=234}} हालाँकि, परिपक्व कोयले की रैंक में वृद्धि ज्यादातर कोयले तक पहुँचने वाले अधिकतम तापमान को दर्शाती है। न तो अधिकतम दबाव, न ही मूल पौधे सामग्री की प्रकृति, और न ही दफनाने की लंबाई लगभग उतनी ही महत्वपूर्ण है।{{sfn|Blatt|Middleton|Murray|1980|page=335}} बिटुमिनस कोयले की परिपक्वता के लिए तापमान सीमा होती है {{convert|85 to 235|C||sp=us}}.<ref>{{cite journal |last1=Barker |first1=Charles E. |last2=Goldstein |first2=Robert H. |title=कैल्साइट में अधिकतम तापमान निर्धारित करने के लिए द्रव-समावेशन तकनीक और विट्रीनाइट परावर्तन जियोथर्मोमीटर से इसकी तुलना|journal=Geology |date=1 October 1990 |volume=18 |issue=10 |pages=1003–1006 |doi=10.1130/0091-7613(1990)018<1003:FITFDM>2.3.CO;2|bibcode=1990Geo....18.1003B }}</ref><ref>{{cite web |title=कोयले से दफ़नाने का तापमान|url=http://www.uky.edu/KGS/coal/coal-burial-temperature.php |website=Kentucky Geological Survey: Earth Resources -- Our Common Wealth |publisher=University of Kentucky |access-date=28 November 2020}}</ref> बिटुमिन जो बिटुमिनस कोयले की विशेषता है, लगभग उन्हीं परिस्थितियों में बनता है जिन पर [[पेट्रोलियम]] स्रोत चट्टानों में पेट्रोलियम बनता है। मध्यम से निम्न वाष्पशील बिटुमिनस कोयले में बिटुमिनीकरण के साथ-साथ चरम मीथेन उत्पादन भी होता है। इससे ये बिटुमिनस कोयले गैसीय हो जाते हैं और मीथेन विस्फोटों के प्रति सावधानी बरतनी चाहिए। यदि कोयला लगभग ऊपर तापमान तक पहुँच जाता है {{convert|235|C||sp=us}}, बिटुमेन टूट जाता है (डेबिटुमिनाइजेशन) और कोयला एन्थ्रेसाइट में परिपक्व हो जाता है।<ref name="UKBituminousCoal"/>




Revision as of 19:46, 2 October 2023

बिटुमिनस कोयला

बिटुमिनस कोयला, या काला कोयला, एक प्रकार का कोयला है जिसमें टार जैसा पदार्थ होता है जिसे अस्फ़ाल्ट या डामर कहा जाता है। इसका रंग काला या कभी-कभी गहरा भूरा हो सकता है; कोयले की परत के भी लेता है अधिकांशतः चमकदार और फीकी सामग्री के अच्छी तरह से परिभाषित पट्टी होते हैं। यह सामान्यतौर पर ठोस लेकिन भुरभुरा होता है। इसकी गुणवत्ता कोयला विश्लेषण कोयला वर्गीकरण है जो लिग्नाइट और उप-बिटुमिनस कोयले से अत्याधिक होता है, लेकिन एन्थ्रेसाइट से कम होता है। यह कोयले की सबसे प्रचुर श्रेणी होता है, जिसके भंडार दुनिया भर में पाए जाते हैं, अधिकांशतः कोयले का युग की चट्टानों में होता है। बिटुमिनस कोयला उप-बिटुमिनस कोयले से बनता है जिसे ऊष्मा करने के लिए पर्याप्त गहराई में दबाया जाता है 85 °C (185 °F) या उच्चतर होता है।

बिटुमिनस कोयले का उपयोग मुख्य रूप से विद्युत ऊर्जा उत्पादन और इस्पात उद्योग में किया जाता है। लोहे को गलाने के लिए उपयुक्त बिटुमिनस कोयला (कोकिंग कोयला या धातुकर्म कोयला) में गंधक और फास्फोरस कम होना चाहिए था। ऊष्मा और बिजली उत्पादन के लिए उपयोग किए जाने वाले बिटुमिनस कोयले (थर्मल कोयला) के अन्य ग्रेड की तुलना में इसकी कीमत अत्याधिक होता है।

कोयला खनन उद्योग के भीतर, इस प्रकार का कोयला सबसे बड़ी मात्रा में फ़ायरएम्प जारी करने के लिए जाना जाता है, जो गैसों का एक खतरनाक मिश्रण है जो भूमिगत विस्फोट का कारण बन सकता है। बिटुमिनस कोयले का निष्कर्षण उच्चतम सुरक्षा प्रक्रियाओं की मांग करता है जिसमें चौकस गैस निगरानी, ​अच्छा वेंटिलेशन और सतर्क साइट प्रबंधन सम्मिलित होता है।

गुण

बिटुमिनस कोयला (पाइकविले फॉर्मेशन, मध्य पेंसिल्वेनिया, केंटकी, यूएसए)

बिटुमिनस कोयला कोयले की एक विशेष श्रेणी है, जो कोयले में उपस्थिति कार्बन की मात्रा और प्रकार और जलने पर उत्पन्न होने वाली ऊर्जा की मात्रा से निर्धारित होता है।[1] यह उप-बिटुमिनस कोयले की तुलना में उच्च श्रेणी का है लेकिन एन्थ्रेसाइट की तुलना में निम्न श्रेणी का होता है।[2]बिटुमिनस कोयला कोयले की सबसे प्रचुर श्रेणी होता है।[2][1]

कोयले की रैंक कोयले की कई विशेषताओं पर आधारित होती है। निश्चित कार्बन सामग्री कोयले के उस प्रतिशत को संदर्भित करती है जो न तो नमी होता है, न राख, न ही अस्थिर पदार्थ होता है। जब शुष्क,खनिज-पदार्थ-मुक्त आधार पर मूल्यांकन किया जाता है, तो निश्चित कार्बन सामग्री कोयले का वह अंश है जो अस्थिर कार्बनिक पदार्थ नहीं होता है।[3] एकत्रित कोयला वह कोयला होता है जो गर्म करने पर नरम हो जाता है, जिससे एक ठोस, भूरा, छिद्रपूर्ण कोक (ईंधन) बनता है जो कुचलने का प्रतिरोध करता है।[4] दुकान की खिड़कियाँ परावर्तन इस बात का माप है कि कोयले में विट्रिनाइट के एक औसत कण की पॉलिश की गई सतह कितनी परावर्तक होता है। यह इस बात से निर्धारित होता है कि गहरे दफनाने की गर्मी और दबाव से कितना कार्बन एक सुगंधित यौगिक में संघनित हुआ है।[5]

संयुक्त राज्य अमेरिका में, बिटुमिनस कोयले को एकत्रित कोयले के रूप में परिभाषित किया गया है जो दहन पर कम से कम 10,500 बीटू /एलबी (24,400 केजे/किग्रा) ऊर्जा उत्पन्न करता है (नम, खनिज-पदार्थ-मुक्त आधार पर), जिसमें निश्चित कार्बन सामग्री 86 से कम होती है।% (शुष्क, खनिज-पदार्थ-मुक्त आधार पर) उच्च निश्चित कार्बन सामग्री वाले कोयले को एन्थ्रेसाइट के रूप में वर्गीकृत किया जाता है, चूकि एकत्रित कोयला 10,500 बीटीयू/एलबी (24,400 केजे/किग्रा) से कम उपज देता है या गैर-एग्लोमेरेटिंग कोयला 11,500 बीटीयू से कम उपज देता है। /lb (26,700 kJ/kg) को उप-बिटुमिनस कोयले के रूप में वर्गीकृत किया गया है।[6] अंतर्राष्ट्रीय बाज़ार में, बिटुमिनस कोयले को 0.5 और 1.9 के बीच विट्रीनाइट परावर्तन वाले कोयले के रूप में परिभाषित किया गया है। यू.एस. कोयले के रैंक वर्गीकरण की जांच के लिए विट्रीनाइट परावर्तन को भी नियमित रूप से मापा जाता है[7]

बिटुमिनस कोयला गहरे भूरे से काले रंग का होता है,[2] ठोस,[8] लेकिन भुरभुरा.[9] यह सामान्यतौर पर बारी-बारी से चमकदार और नीरस सामग्री की पतली पट्टियों से बना होता है।[8]यद्यपि बिटुमिनस कोयला अपनी रासायनिक संरचना में भिन्न होता है, वजन के आधार पर एक विशिष्ट संरचना लगभग 84.4% कार्बन, 5.4% हाइड्रोजन, 6.7% ऑक्सीजन, 1.7% नाइट्रोजन और 1.8% सल्फर होती है।[10] इसका बैंक घनत्व (खनन के दौरान टूटने से पहले कोयले की परत का घनत्व) लगभग 1346 किग्रा/मीटर3 है (84 पौंड/फीट3) चूकि निकाले गए कोयले का थोक घनत्व 833 kg/m3 तक होता है (52 पौंड/फीट3).[11] बिटुमिनस कोयला विशिष्ट रूप से धुएँ वाली लौ के साथ जलता है और दहन के दौरान नरम और फूल जाता है।[12] इसे इसका नाम गर्म करने पर नरम, चिपचिपा द्रव्यमान बनाने की इस प्रवृत्ति के कारण मिला है,[7]जो कोयले में बिटुमेन (खनिज टार) की उपस्थिति को दर्शाता है।[7]

यद्यपि लगभग सभी एकत्रित कोयला बिटुमिनस श्रेणी का होता है, कुछ बिटुमिनस कोयला एकत्रित नहीं होता है।[6]गैर-एग्लोमेरेटिंग बिटुमिनस कोयले में नहर कोयला और बोगहेड कोयला सम्मिलित होता हैं। ये नॉनबैंडेड और नॉनरिफ्लेक्टिव होते हैं, और कोंकोइडल फ्रैक्चर के साथ टूट जाते हैं। अधिकांश बिटुमिनस कोयले के विपरीत, दोनों सैप्रोपेलिक हैं, जो ह्यूमिक (पौधों के सड़े हुए लकड़ी के ऊतकों से बना)होता है। कैनेल कोयला अधिकतर पौधों के बीजाणुओं से बना होता है, चूकि बोगहेड कोयला अधिकतर नॉनस्पोर शैवाल अवशेषों से बना होता है।[13][14]


सबरैंक

संयुक्त राज्य अमेरिका में, बिटुमिनस कोयले को उसके ताप मूल्य और निश्चित कार्बन सामग्री के आधार पर उप-श्रेणियों में विभाजित किया गया है।

एएसटीएम बिटुमिनस कोयला वर्गीकरण [15]
Class Group Fixed Carbon %
Dry, mineral free 		Volatile Matter %
Dry, mineral free 		Heating Value MJ/kg
Moist, mineral free
बिटुमिनस निम्न वोलेटाइल 78–86 14–22  
मध्यम वोलेटाइल 69–78 22–31  
उच्च  वोलेटाइल A <69 >31 >32.6
उच्च  वोलेटाइल B     30.2–32.6
उच्च  वोलेटाइल C     26.7–30.2

इस प्रकार बिटुमिनस कोयले को निश्चित कार्बन सामग्री के आधार पर उच्च-,मध्यम- और निम्न-वाष्पशील श्रेणियों में विभाजित किया जाता है, और उच्च-वाष्पशील बिटुमिनस कोयले को ऊर्जा सामग्री के आधार पर विभाजित किया जाता है।

बिटुमिनस कोयले का आईएसओ वर्गीकरण विट्रीनाइट परावर्तन पर आधारित है।[5]यह वर्गीकरण मध्यम श्रेणी के कोयले (लगभग बिटुमिनस कोयले के बराबर) को चार उपश्रेणियों में विभाजित करता है। बढ़ती रैंक के क्रम में, ये हैं:[16]

  • मध्यम D: विट्रीनाइट परावर्तन 0.5 से 0.6 होता है। लगभग एएसटीएम उच्च वाष्पशील C बिटुमिनस या उप-बिटुमिनस A से मिलता है।
  • मध्यम C: विट्रीनाइट परावर्तन 0.6 से 1.0 होता है। लगभग एएसटीएम उच्च अस्थिर C से उच्च अस्थिर B बिटुमिनस के अनुरूप होता है।
  • मध्यम B: 1.0 से 1.4 तक विट्रीनाइट परावर्तन होता है। लगभग एएसटीएम उच्च अस्थिर A से मध्यम अस्थिर बिटुमिनस के अनुरूप होता है।
  • मध्यम A: 1.4 से 2.0 का विट्रीनाइट परावर्तन होता है। लगभग एएसटीएम निम्न अस्थिर बिटुमिनस से मिलता है।

उपयोग

बिटुमिनस कोयले का उपयोग मुख्य रूप से विद्युत ऊर्जा उत्पादन और इस्पात के निर्माण में किया जाता है।

कोकिंग कोयला

प्राथमिक कोकिंग कोयला
Main article: कोक (ईंधन)

कोकिंग कोयला (धातुकर्म कोयला या मेट कोयला) का उपयोग स्टील के निर्माण में किया जाता है। एक अच्छे कोकिंग कोयले में उत्कृष्ट संचयन गुण, उच्च कार्बन सामग्री और सल्फर, फास्फोरस और राख की निम्न सामग्री होनी चाहिए थी। सबसे अच्छा बिना मिश्रित कोकिंग कोयला उच्च गुणवत्ता वाला मध्यम-वाष्पशील बिटुमिनस कोयला होता है।[17] चूंकि सभी आवश्यक गुणों वाले एकल कोयले दुर्लभ होता हैं, कोकिंग कोयला सामान्यतौर पर मध्यम और निम्न-वाष्पशील बिटुमिनस कोयले की कम मात्रा के साथ उच्च-वाष्पशील बिटुमिनस कोयले का मिश्रण होता है।[18]

स्मिथिंग कोयला उच्चतम गुणवत्ता का बिटुमिनस कोयला होता है, जो यथासंभव राख और सल्फर से मुक्त होता है, जिसका उपयोग लोहा द्वारा उपयोग के लिए कोक (ईंधन) बनाने के लिए किया जाता है।[11]

ऊर्जा उत्पादन के लिए उपयोग किए जाने वाले कोयले की तुलना में कोकिंग कोयले की कीमत अत्याधिक होती है। As of 2020, अमेरिका में कोकिंग कोयला लगभग कीमत पर बेचा जाता है $127/short ton, के साथ तुलना $50.05/short ton सामान्यतौर पर बिटुमिनस कोयले के लिए होता है। कोकिंग कोयले की लागत विद्युत ऊर्जा के लिए उपयोग किए जाने वाले कोयले की लागत से लगभग 3.5 गुना अत्याधिक होता है (जिसमें कोयले की निचली श्रेणी, जैसे उप-बिटुमिनस कोयला और लिग्नाइट, साथ ही गैर-कोकिंग बिटुमिनस कोयला सम्मिलित होता है।)[19]


थर्मल कोयला

राजपुरा थर्मल पावर प्लांट

बिटुमिनस कोयला जिसमें धातुकर्म कोयले के रूप में उपयोग के लिए आवश्यक गुणों का अभाव होता है, उसे थर्मल कोयले के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। इसका उपयोग मुख्य रूप से विद्युत ऊर्जा उत्पादन के लिए किया जाता है।[20][21] आदर्श तापीय कोयला आसानी से प्रज्वलित हो जाता है लेकिन इसमें ऊष्मा की मात्रा अत्याधिक होती है।[11]


सक्रिय कार्बन

सक्रिय कार्बन के उत्पादन के लिए बिटुमिनस कोयले का उपयोग किया जाता है। कोयले को पहले पकाया जाता है, वाष्पशील पदार्थों को हटाया जाता है, फिर इसे सक्रिय करने के लिए भाप का उपचार किया जाता है। बिटुमिनस कोयले से उत्पादित कोक को सक्रिय करने की रासायनिक प्रक्रियाओं की भी जांच की गई है।[22]


उत्पत्ति

ओकेफेनोकी दलदल, एक आधुनिक पीट बनाने वाला दलदल

कोयले की अन्य श्रेणी की तरह, बिटुमिनस कोयला मृत पौधों की सामग्री के मोटे संचय से बनता है जो क्षय होने की तुलना में तेजी से दब जाता है। यह सामान्यतौर पर पीट बोग्स में होता है, जहां गिरते हुए पौधों का मलबा खड़े पानी में डूबा रहता है। रुका हुआ पानी ऑक्सीजन को बाहर निकालता है, अम्लीय वातावरण बनाता है और क्षय को धीमा कर देता है। मृत पौधों की सामग्री को पीट में बदल दिया जाता है।[23]

पीट अधिकतर सेल्यूलोज, हेमिसेलुलोस और लिग्निन का मिश्रण है जो मूल रूप से पौधों के वुडी ऊतक का निर्माण करता है।[24] लिग्निन की भार संरचना लगभग 54% कार्बन, 6% हाइड्रोजन और 30% ऑक्सीजन है, चूकि सेल्युलोज की भार संरचना लगभग 44% कार्बन, 6% हाइड्रोजन और 49% ऑक्सीजन होता है। बिटुमिनस कोयले में वजन के आधार पर लगभग 84.4% कार्बन, 5.4% हाइड्रोजन, 6.7% ऑक्सीजन, 1.7% नाइट्रोजन और 1.8% सल्फर की संरचना होती है।[10]इसका तात्पर्य यह है कि कोयलाकरण के दौरान होने वाली रासायनिक प्रक्रियाएँ अधिकांश ऑक्सीजन और अधिकांश हाइड्रोजन को हटा देती हैं, और कार्बन छोड़ देती हैं, इस प्रक्रिया को कार्बोनाइजेशन कहा जाता है।[25]

कोयलाकरण के दौरान, परिपक्व कोयले में कार्बन की मात्रा बढ़ जाती है, हाइड्रोजन और वाष्पशील पदार्थों की मात्रा कम हो जाती है, इसके ताप मूल्य में वृद्धि हो जाती है, और यह गहरा और अत्याधिक चमकदार हो जाता है।[26] रासायनिक परिवर्तनों में निर्जलीकरण प्रतिक्रिया (जो ऑक्सीजन और हाइड्रोजन को पानी के रूप में हटा देती है), डिकार्बोजाइलेशन (जो ऑक्सीजन को कार्बन डाईऑक्साइड के रूप में निकाल देती है), और डीमेथेनेशन (जो हाइड्रोजन को मीथेन के रूप में निकाल देती है) सम्मिलित होता हैं। जब तक कोयला बिटुमिनस श्रेणी तक पहुंचता है, तब तक अधिकांश निर्जलीकरण और डीकार्बाक्सिलेशन पहले ही हो चुका होता है, और बिटुमिनस कोयले की परिपक्वता की विशेषता डिमेथेनेशन होती है।[27] बिटुमिनस रैंक पर कोयलाकरण के दौरान, कोयला अपने अधिकतम ताप मूल्य के करीब पहुंच जाता है और अपनी अधिकांश अस्थिर सामग्री खोना प्रारम्भ कर देता है।[28]

जैसे-जैसे कार्बोनाइजेशन आगे बढ़ता है, एलिफैटिक यौगिकों (कार्बन परमाणुओं की श्रृंखलाओं द्वारा विशेषता कार्बन यौगिकों) को सुगंधित यौगिकों (कार्बन परमाणुओं के छल्ले द्वारा विशेषता कार्बन यौगिकों) द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है और सुगंधित छल्ले बहुसुगंधित यौगिकों (कार्बन परमाणुओं के जुड़े हुए छल्ले) में फ्यूज करना प्रारम्भ कर देते हैं।[29] संरचना तेजी से ग्रेफाइट के संरचनात्मक तत्व ग्राफीन से मिलती जुलती है। इसके साथ विट्रीनाइट परावर्तन में वृद्धि होती है, जिसका उपयोग कोयला रैंक का आकलन करने के लिए किया जाता है।[5]

कोयलाकरण के दौरान, दफनाने के दबाव से मूल पीट की मात्रा 30 गुना कम हो जाती है क्योंकि यह कोयले में परिवर्तित हो जाती है। [30] चूकि, परिपक्व कोयले की रैंक में वृद्धि अधिकतर कोयले तक पहुँचने वाले अधिकतम तापमान को दर्शाती है। न तो अधिकतम दबाव, न ही मूल पौधे सामग्री की प्रकृति, और न ही दफनाने की लंबाई लगभग उतनी ही महत्वपूर्ण होता है।[26] बिटुमिनस कोयले की परिपक्वता के लिए तापमान सीमा होती है 85 to 235 °C (185 to 455 °F).[31][32] बिटुमिन जो बिटुमिनस कोयले की विशेषता है, लगभग उन्हीं परिस्थितियों में बनता है जिन पर पेट्रोलियम स्रोत चट्टानों में पेट्रोलियम बनता है। मध्यम से निम्न वाष्पशील बिटुमिनस कोयले में बिटुमिनीकरण के साथ-साथ चरम मीथेन उत्पादन भी होता है। इससे ये बिटुमिनस कोयले गैसीय हो जाते हैं और मीथेन विस्फोटों के प्रति सावधानी बरतनी चाहिए थी। यदि कोयला लगभग ऊपर तापमान तक पहुँच जाता है 235 °C (455 °F), बिटुमेन टूट जाता है (डेबिटुमिनाइजेशन) और कोयला एन्थ्रेसाइट में परिपक्व हो जाता है।[7]


घटना एवं उत्पादन

कोयला भंडार दुनिया भर में व्यापक रूप से वितरित हैं, और उनकी उम्र डेवोनियन (लगभग 360 से 420 मिलियन वर्ष पहले) तक है।[33] केवल कुछ मिलियन वर्ष पुराने नियोगीन निक्षेपों के लिए।[34] हालाँकि, सभी कोयला बिस्तरों का 90% कार्बोनिफेरस और पर्मिअन काल (भूविज्ञान) में जमा किया गया था, जो पृथ्वी के भूगर्भिक इतिहास का केवल 2% दर्शाता है।[35] आर्द्रभूमियों में कोयले के विशाल भंडार बने - जिन्हें कोयला वन कहा जाता है - जो कार्बोनिफेरस (पेंसिल्वेनियन (भूविज्ञान)) और पर्मियन काल के दौरान पृथ्वी के अधिकांश उष्णकटिबंधीय भूमि क्षेत्रों को कवर करता था।[36][37] बिटुमिनस कोयला उम्र में मुख्यतः कार्बोनिफेरस होता है।[2][38]

संयुक्त राज्य अमेरिका में अधिकांश बिटुमिनस कोयला 100 से 300 मिलियन वर्ष पुराना है।[39] पेंसिल्वेनिया युग के बिटुमिनस कोयले का विशाल भंडार उत्तरी अमेरिका के एपलाचियन और आंतरिक मैदानी प्रांतों में पाया जाता है। खनन सतही और भूमिगत दोनों खदानों से किया जाता है। ऐतिहासिक रूप से, एपलाचियंस में ऊबड़-खाबड़ इलाकों में बिखरे हुए कई समुद्र तट छोटी कंपनियों द्वारा खनन के लिए अनुकूल रहे हैं, जबकि पश्चिम की ओर बड़े विस्तार और बिस्तरों की हल्की ढलान बहुत बड़े पैमाने के संचालन के लिए अनुकूल है। एपलाचियन कोयले में सल्फर काफी कम होता है और अक्सर धातुकर्म ग्रेड का होता है, जबकि आंतरिक प्रांत के कोयले में सल्फर बहुत अधिक होता है।[40] कार्बोनिफेरस कोयला क्षेत्रों की पेटी मध्य यूरोप तक फैली हुई है,[41] और इसमें से अधिकांश बिटुमिनस कोयला है। बिटुमिनस कोयला क्षेत्र पोलैंड में पाए जाते हैं[42] और चेक गणराज्य,[43] और पोलिश जमा उस देश के प्राकृतिक संसाधनों में सबसे महत्वपूर्ण में से एक है।[44] प्रागैतिहासिक काल से ही चेक जमा का शोषण किया जाता रहा है।[43]यूरोपीय जमा में ब्रिटेन के कोयला माप शामिल हैं, जो ब्रिटेन के अधिकांश कोयला उत्पादन के लिए जिम्मेदार हैं और जो ज्यादातर बिटुमिनस कोयला हैं।[45] वेस्टफील्ड कोयला बेसिन ब्रिटेन में सबसे बड़ा है।[46] अन्य महत्वपूर्ण बिटुमिनस कोयला भंडार फ्रांस, जर्मनी और उत्तरी इटली सहित यूरोप के अधिकांश हिस्सों में पाए जाते हैं।[47]

फ़ुषुन कोयला खदान, LIAONING , चीन

पर्मियन-ट्राइसिक विलुप्ति की घटना के कारण कोयला जमाव बाधित हुआ,[48] लेकिन बाद में पर्मियन में फिर से शुरू हुआ। पर्मियन युग के व्यापक बिटुमिनस कोयले के भंडार साइबेरिया, पूर्वी एशिया और ऑस्ट्रेलिया में पाए जाते हैं।[49] इनमें साइबेरिया में Minusinsky कोयला बेसिन शामिल है,[50] ऑस्ट्रेलिया में क्वींसलैंड, बोवेन बेसिन और सिडनी बेसिन,[51] और चीन के व्यापक बिटुमिनस कोयला भंडार।[52]

कोयले के जमाव में दूसरा शिखर क्रीटेशस में शुरू हुआ, हालांकि इसमें से अधिकांश बिटुमिनस के बजाय निम्न श्रेणी का कोयला है।[49]संयुक्त राज्य अमेरिका में, क्रेटेशियस बिटुमिनस कोयले व्योमिंग, कोलोराडो और न्यू मैक्सिको में पाए जाते हैं।[53][54] कनाडा में, अल्बर्टा और ब्रिटिश कोलंबिया के पश्चिमी कनाडाई तलछटी बेसिन में बिटुमिनस कोयले के प्रमुख भंडार हैं जो पश्चिमी आंतरिक समुद्री मार्ग के पश्चिमी किनारे पर दलदलों में बनते हैं। उनकी उम्र नवीनतम जुरासिक या धुंध पर्वत निर्माण में सबसे पुराने क्रेटेशियस से लेकर गेट्स गठन में देर से क्रेटेशियस तक है।[55] ब्रिटिश कोलंबिया के इंटरमॉन्टेन और इंसुलर कोलफील्ड्स में क्रेटेशियस बिटुमिनस कोयले के भंडार भी हैं।[56]

As of 2009, बिटुमिनस कोयले के सबसे बड़े अनुमानित अंततः पुनर्प्राप्त करने योग्य संसाधनों वाले देश अमेरिका थे, 161.6 गीगाटन; भारत, 99.7 जीटी; चीन, 78.4 जीटी; ऑस्ट्रेलिया, 51.3 जीटी; दक्षिण अफ़्रीका, 38.7 जीटी; यूके, 26.8 जीटी; जर्मनी, 25.2 जीटी; कोलम्बिया, 7.8 जीटी; इंडोनेशिया, 5.6 जीटी; और फ़्रांस, 4.4 जीटी[57]

As of 2018, बिटुमिनस कोयले (कोकिंग कोयला और अन्य बिटुमिनस कोयला) का कुल विश्व उत्पादन 6.220 Gt था। प्रमुख उत्पादक चीन है, भारत और संयुक्त राज्य अमेरिका क्रमशः दूसरे और तीसरे स्थान पर हैं।[58] 2020 में अमेरिकी बिटुमिनस कोयले का उत्पादन 238 मिलियन शॉर्ट टन था[59] और समस्त अमेरिकी कोयला उत्पादन का 44% प्रतिनिधित्व करता है। बिटुमिनस कोयले का खनन 18 राज्यों में किया जाता है, लेकिन पांच राज्य वेस्ट वर्जीनिया, पेंसिल्वेनिया, इलिनोइस, केंटकी और इंडियाना 74% अमेरिकी कोयले का उत्पादन करते हैं।[1]


खतरे और उनका शमन

कॉन्स्टेंटिन म्युनियर द्वारा फ़ायरडैम्प (1889) एक खनन आपदा के परिणाम को दर्शाता है

मध्यम और निम्न अस्थिर सबरैंक पर बिटुमिनस कोयले की परिपक्वता चरम मीथेन उत्पादन के साथ होती है। इससे ये बिटुमिनस कोयले गैसीय हो जाते हैं और मीथेन विस्फोटों के प्रति सावधानी बरतनी चाहिए।[7]इमिडाज़ोलियम-आधारित आयनिक तरल सॉल्वैंट्स स्वतःस्फूर्त दहन को कम कर सकते हैं, जो वैश्विक वार्षिक कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन का 2 से 3 प्रतिशत है।[60]

बिटुमिनस कोयले का उपयोग एक समय अमेरिका में घरेलू तापन के लिए बड़े पैमाने पर किया जाता था। हालाँकि, बिटुमिनस कोयला अपेक्षाकृत गंदा ईंधन है। अनुमान है कि 1945 और 1960 के बीच बिटुमिनस कोयले के उपयोग में कमी से सभी उम्र के कम से कम 1,923 लोगों की जान बचाई गई और प्रति सर्दियों के महीने में 310 शिशुओं की जान बचाई गई।[61] झाग तैरना विधियों से बिटुमिनस कोयले की गुणवत्ता में सुधार किया जाता है, जो क्लीनर-बर्निंग उत्पाद प्राप्त करने के लिए विट्रीनाइट के अंश को बढ़ाता है।[62] स्वच्छ कोयला प्रौद्योगिकी के रूप में बिटुमिनस कोयले के मीथेन में जैव रूपांतरण पर सक्रिय रूप से शोध किया जा रहा है।[63]


यह भी देखें

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संदर्भ

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