主な違い – 石炭と木炭の違い
石炭と木炭は炭素を含む化合物です。
石炭は堆積岩の一種です。
炭素を主成分とし、水素、硫黄、窒素などの微量元素を含んでいる。
一方、木炭は、限られた酸素の存在下で炭素質物質を部分的に燃焼させて得られる不純物の炭素です。
石炭と木炭の主な違いは、石炭が天然に存在する化石燃料であるのに対し、木炭は炭素質物質を燃焼させた結果として生成されることである。
石炭とは
石炭は、主に植物が炭化した黒色または黒褐色の可燃性の岩石で、主に地下の層（炭層）に存在する。
炭素を多く含む物質です。
この化合物は、堆積岩として発生する。
石炭は、世界中で使用されている最も重要な化石燃料の一つです。
石炭は炭素を主成分とし、水素、硫黄、窒素などの微量元素を含んでいます。
石炭は、動物や植物の死骸が何百万年もかけて生物学的、地質学的プロセスを経て形成されます。
石炭は、石炭採掘によって地中から得られる。
石炭はエネルギー源として優れています。
石炭を燃やすと、電気や熱を作り出すことができます。
また、石炭は二酸化炭素を排出する主要な原因の一つであり、地球温暖化対策としても重要な役割を担っている。
石炭には、さまざまなパラメータによって異なる品種があります。
以下はその一例です。
- 石炭の種類 – 関係する植物材料の種類に基づいています。
- 石炭ランク – 石炭化の程度に基づいています。
- 石炭の等級-不純物の範囲に基づく
燃料としての石炭
石炭は、主に燃焼させて電気や熱をつくるための燃料として使われている。
そのための石炭の消費量は、年々増加している。
発電するためには、まず石炭を粉砕（粒子を細かくすること）し、炉の中で燃やす。
この炉には、水を蒸気に変えるボイラーが付属している。
石炭の燃焼熱で水を沸騰させ、蒸気を発生させることができる。
その蒸気でタービンを回し、発電する。
もう一つの発電方法は、IGCC発電所（Integrated Gasification Combined Cycle power plants）です。
ここでは、石炭をガス化して合成ガス（シンガスとは、シンセシスガスの略。
水素や一酸化炭素などのガスを含む燃料ガスの混合物です）。
この合成ガスをガスタービンで燃焼させ、発電する。
この方法では、粉砕する必要がない。
石炭化
石炭化とは、植物が次第に高いランクの石炭に変化し、最終的に無煙炭になる過程をいう。
一般に石炭化の順序は次の通りです。
褐炭→亜瀝青炭→瀝青炭→無煙炭
褐炭は褐色炭と呼ばれる。
石炭の中で最も低いランクとされる。
亜歴青炭の性質は、褐炭から瀝青炭まです。
瀝青炭は黒色炭とも呼ばれ、石炭の中では良いランクになります。
無煙炭は硬くてコンパクトな品種の石炭で、金属光沢を放ちます。
炭素含有量が最も多く、不純物が少ない。
最も良質な石炭とされている。
図1.無煙炭のイメージ
炭化を助ける微生物の活動は、地表から数メートルの深さまで行われる。
しかし、それ以上の深さでは、地質学的なプロセスを経て、石炭化が完了する。
石炭化には3つの要因があります。
- 期間
- 温度の上昇
- 圧力の増加
持続時間とは、石炭ができるまでにかかる時間のことである。
自然の石炭化には100万年かかるので、期間は未定。
温度は地表から深くなるにつれて上昇する（1kmあたり30℃上昇）。
また、圧力も深くなるにつれて高くなる。
従って、石炭化は温度と圧力の影響を直接受けることになる。
チャコールとは
木炭は、木や骨などの有機物を空気のない状態で加熱したときに生じる残渣で、炭素の非晶質からなる多孔質の黒色固体です。
一般的な木炭の種類は以下の通り。
- コークス
- カーボンブラック
- すす
炭の製造工程
木炭の製造工程は、緩慢な熱分解として知られている。
木炭の製造は、主に次の2つの方法で行われている。
- クランプを使用する古い方法。ここでは、煙突にもたれかかった木の丸太の山を使用する。薪の丸太は円形に置かれ、薪の山に空気が入らないように土で覆われる。そして、煙突を使って火をつける。丸太はゆっくりと燃え、数日で炭になる。
- 現代の炭焼きの方法はレトルトです。炭化の際に発生するガスを回収し、その燃焼のみによって熱を供給する。
炭の種類
木炭にはいくつかの種類があります。
- 木、泥炭、石油などから作られる一般的な木炭。
- 砂糖の炭化から得られる砂糖炭。
- 木炭の表面に「孔」を形成させ、吸着させる気体の存在下で木炭を加熱して作られる活性炭。特に医療・研究用として作られる。
- 塊状炭は、広葉樹原料を焼いた伝統的な炭です。
木炭にはいろいろな使い方があります。
燃料として使われることが多い。
炭は2700℃の高温で燃焼するため、鍛冶屋に利用されている。
工業用燃料としては、鉄の製錬に使われる。
木炭、特に活性炭の最も一般的な用途は、精製目的での使用です。
活性炭は、有機不純物などの化学物質を容易に吸着する。
また、木炭は化学反応における炭素源としても使用される。
石炭と炭の違い
定義
石炭：主に植物が炭化した黒色または暗褐色の可燃性の岩石で、主に地下の炭層に存在する。
木炭 木炭は多孔質の黒色固体で、炭素の非晶質形態からなり、木材、骨、その他の有機物を空気のない状態で加熱したときに残渣として得られる。
フォーメーション
石炭：動物や植物が何百万年もかけて生物学的、地質学的に形成されたもの。
木炭 炭は、炭素質の物質がゆっくりと熱分解することによって形成される。
原材料
石炭：動植物の死骸から作られる。
木炭 炭は炭素質の物質から形成されます。
外観
無煙炭は黒く金属光沢があり、褐炭は茶色でくすんでいる。
木炭 多孔質の黒色固体です。
特徴
石炭：堆積岩の一種である。
木炭 木炭は、木材や泥炭などを燃やして得られる残渣で、多孔質の化合物です。
用途
石炭：主に燃料として使用される。
木炭 燃料、炭素源、浄化・濾過用などに使用されます。
結論
石炭と木炭は、炭素を多く含む化合物です。
石炭は、動物や植物が何百万年もかけて生物学的、地質学的プロセスを経た結果、作られる。
木炭は、炭素質の物質をゆっくりと熱分解することで得られる製品です。
石炭と木炭の主な違いは、石炭が天然に存在する化石燃料であるのに対し、木炭は炭素質物質の燃焼の結果として形成されることである。
