Caracteristici și aplicații ale cărbunelui bituminos

Cărbunele bituminoase și subbituminice reprezintă peste 90% din totalul cărbunelui consumat în Statele Unite. Când este ars, cărbunele produc o flacără mare, albă. Cărbunele bituminoasă este așa-numita deoarece conține o substanță asemănătoare gudronului numită bitum. Există două tipuri de cărbune bituminos: termice și metalurgice.

Tipuri de cărbune bituminos

• Cărbune termic,denumită uneori aburi de cărbune, este utilizată la centralele electrice care produc abur pentru energie electrică și pentru utilizări industriale. Trenurile care rulează pe aburi sunt uneori alimentate cu "cărbune bit", o poreclă pentru cărbune bituminos.
• Carbune metalurgic, uneori denumită cărbune cocsificabil, este utilizat în procesul de fabricare a cocsului necesar producerii de fier și oțel. Cocsul este o rocă de carbon concentrat, creată prin încălzirea cărbunelui bituminos, la temperaturi extrem de ridicate fără aer. Acest proces de topire a cărbunelui în absența oxigenului pentru a elimina impuritățile se numește piroliză.

Caracteristicile cărbunelui bituminos

Cărbunele bituminoasă conține umiditate de până la aproximativ 17%. Aproximativ 0,5 până la 2 procente din greutatea cărbunelui bituminos este azot. Conținutul său fix de carbon variază de până la aproximativ 85%, cu un conținut de cenușă de până la 12% din greutate.

Cărinele bituminoase pot fi clasificate în continuare de nivelul substanțelor volatile pe care le conțin volatile A, B și C, volatile la mediu și volatile scăzute. Materialul volatil include orice material care este eliberat din cărbune la temperaturi ridicate. În cazul cărbunelui, materiile volatile pot include sulf și hidrocarburi.

• Valoarea încălzirii: Cărbunele bituminoase furnizează aproximativ 10.500 până la 15.000 BTU pe kilogram ca mină.
• Disponibilitate: Cărbunele bituminoase sunt abundente. Mai mult de jumătate din resursele de cărbune disponibile sunt bituminoase.
• Locații miniere: În S.U.A., cărbunele bituminoase pot fi găsite în Illinois, Kentucky, Virginia de Vest, Arkansas (județele Johnson, Sebastian, Logan, Franklin, Pope și Scott) și locații la est de râul Mississippi.

Ingrijorari privitoare la mediu

Cărțile bituminoase se aprind ușor și pot produce fum excesiv și funingine - particule în suspensie - dacă sunt arse în mod necorespunzător. Conținutul ridicat de sulf contribuie la ploi acide.

Cărbunele bituminoasă conține piritul mineral, care servește drept gazdă pentru impurități cum ar fi arsen și mercur. Arderea cărbunelui eliberează impurități minerale în aer ca poluare. În timpul arderii, aproximativ 95% din conținutul de sulf al cărbunelui bituminos se oxidează și se eliberează ca oxizi de sulf gazos.

Emisiile periculoase din arderea cărbunelui bituminos includ particule (PM), oxizi de sulf (SOx), oxizi de azot (NOx), urme de metale precum plumb și mercur (Hg), hidrocarburi în fază de vapori cum ar fi metan, alcani, și benzenii și dibenzo-p-dioxinele policlorurate și dibenzofuranii policlorurați, cunoscuți în mod obișnuit ca dioxine și furani. Atunci când sunt arse, cărbunele bituminoase eliberează gaze periculoase, cum ar fi acidul clorhidric (HCl), acidul fluorhidric (HF) și hidrocarburile aromatice policiclice (HAP).

Încălzirea incompletă duce la niveluri mai ridicate de HAP care sunt cancerigene. Arderea cărbunelui bituminos la temperaturi mai ridicate reduce emisiile de monoxid de carbon. Prin urmare, unitățile de combustie mari și cele bine întreținute au, în general, o emisie de poluare mai scăzută. Cărbunele bituminoasă are caracteristici de zgură și aglomerare.

Combustia cărbunelui bituminos eliberează mai multă poluare în aer decât arderea cărbunelui sub-bituminos, dar datorită conținutului mai mare de căldură, mai puțin combustibil este necesar pentru producerea de energie electrică. Ca atare, cărbunele bituminoase și sub-bituminoase produc aproximativ aceeași cantitate de poluare pe kilowatt de electricitate generată.

Note Aditionale

La începutul secolului XX, exploatarea cărbunelui bituminos a reprezentat un loc de muncă extrem de periculos, luând în medie o medie de 1.700 de mineri de cărbune anual. În aceeași perioadă de timp, aproximativ 2.500 de lucrători pe an au rămas definitiv invalizi ca urmare a accidentelor de exploatare a cărbunelui.

Particulele mici de deșeuri de cărbune bituminos rămase după prepararea cărbunelui comercial sunt numite "amenzi de cărbune". Amenzile sunt ușoare, prăfuite și greu de manevrat și, în mod tradițional, au fost depozitate cu apă în reziduuri pentru a împiedica împrăștierea acestora.

Au fost dezvoltate noi tehnologii pentru recuperarea amenzilor. O abordare folosește o centrifugă pentru a separa particulele de cărbune de apa de șlam. Alte abordări leagă finele în brichete care au un conținut scăzut de umiditate, făcându-le adecvate pentru utilizarea combustibilului.

Clasament: Carbonul bituminos ocupă locul al doilea în ceea ce privește căldura și conținutul de carbon în comparație cu alte tipuri de cărbune, în conformitate cu ASTM D388-05 clasificarea standard a cărbunelui prin clasificare.