Tipurile de cărbune: compoziția, utilizarea și valoarea energetică

Cărbunele este o rocă sedimentară neagră sau maro închis, care variază în funcție de compoziție. Unele tipuri de cărbune ard mai calde și mai curate, în timp ce altele conțin conținut ridicat de umiditate și compuși care contribuie la ploaia acidă și la alte poluări atunci când sunt arse.

Carbune de compoziție variabilă este utilizat ca combustibil fosil pentru producerea de energie electrică și producerea de oțel în întreaga lume. A fost cea mai rapidă sursă de energie din lume în secolul XXI, potrivit Agenției Internaționale pentru Energie.

Despre producția de cărbune

Procesele geologice și materia organică decăzută creează cărbune de mii de ani. Este extrasă din formațiuni subterane sau "cusături", prin tuneluri subterane sau prin înlăturarea unor suprafețe mari ale pământului. Cărbunele săpată trebuie să fie curățată, spălată și procesată pentru ao pregăti pentru uz comercial.

În prezent, China produce mai mult cărbune decât orice altă țară din lume, deși rezervele sale dovedite se situează pe locul patru în spatele SUA, Rusia și India. AIE estimează că oferta mondială ar trebui să crească cu o rată de aproximativ 0,6% până în 2020.

Not nototkyky τη τη τη τη nototkyot not notot notot not not not not τηot not not τη notot not notot not not not τηky not not not

Australia se află pe lista mondială a exportatorilor, trimițând în 2010 298 de milioane de tone metrice de cărbune în străinătate. Indonezia și Rusia au ocupat locul doi și trei, exportând 162 și, respectiv, 109 de milioane de tone metrice. Statele Unite ale Americii au ajuns pe locul patru pe plan mondial, transportând 74 milioane de tone metrice dincolo de granițele sale în același an.

Reliance pe cărbune

Africa de Sud se bazează foarte mult pe cărbune, preluând 93% din energia electrică din această sursă de energie. China și India se bazează, de asemenea, puternic pe cărbune pentru cantități substanțiale de energie, la 79% și, respectiv, 69%. Statele Unite ale Americii iau 45% din energia electrică din această sursă, clasându-se pe locul 11 ​​pe lista globală a țărilor care generează energie din această sursă.

Tipuri grele și moi de cărbune

Cărbunele se încadrează în două categorii principale: dur și moale. Cărbunele moale este, de asemenea, cunoscut sub numele de cărbune brun sau lignit. China produce mai multe cărbuni decât oricare altă țară cu un factor de aproximativ trei. Cele 3 162 de milioane de tone de cărbune produse de China produc peste producția producătorilor doi și trei - SUA la 932 milioane de tone metrice și India la 538 milioane de tone metrice.

Germania și Indonezia aproape cravată pentru onoarea de onoruri de top în producția de cărbune brun moale. Aceste țări au săpat 169 milioane și, respectiv, 163 milioane de tone metrice.

Cărbunele de cocsare versus cărbunele de abur

Cocsul de cocs, cunoscut și sub denumirea de cărbune metalurgic, are un conținut scăzut de sulf și fosfor și poate rezista la căldură ridicată. Cocsificarea cărbunelui este alimentată în cuptoare și supusă pirolizei fără oxigen, proces care încălzește cărbunele la aproximativ 1100 de grade Celsius, topind-o și îndepărtând orice compus volatil și impuritățile pentru a lăsa pur carbon. Carbonul cald, purificat și lichefiat se solidifică în bucăți numite "cocs", care pot fi alimentate într-un cuptor, împreună cu minereu de fier și calcar pentru a produce oțel.

Cărbunele de abur, cunoscută și sub denumirea de cărbune termic, este adecvată pentru producerea de energie electrică.

Cărbunele de abur este împământată într-o pulbere fină care arde rapid la încălzirea mare și este utilizată în centralele electrice pentru a încălzi apa în cazanele care funcționează cu turbine cu abur. De asemenea, acesta poate fi utilizat pentru a asigura încălzirea spațiilor pentru case și întreprinderi.

Energia în cărbune

Toate tipurile de cărbune conțin carbon fix, care furnizează energie stocată și cantități variabile de umiditate, cenușă, materii volatile, mercur și sulf. Deoarece proprietățile fizice și calitatea cărbunelui variază foarte mult, centralele electrice pe bază de cărbune trebuie să fie proiectate pentru a se adapta la proprietățile specifice ale materiilor prime disponibile și pentru a reduce emisiile de poluanți, cum ar fi sulful, mercurul și dioxinele.

Cărbunele eliberează energie termică sau căldură atunci când este arsă, împreună cu carbon și cenușă. Cenușa este alcătuită din minerale precum fier, aluminiu, calcar, argilă și silice, precum și oligoelemente precum arsen și crom.

Potențialul de energie stocat în cărbune este descris ca "valoarea calorică", "valoarea încălzirii" sau "conținutul de căldură". Este măsurat în unități termice britanice (Btu) sau milliououli pe kilogram (MJ / kg).

Un Btu este cantitatea de căldură care va încălzi aproximativ 0,12 galoane în S.U.A. - o jumătate de kilogram de apă - de 1 grad Fahrenheit la nivelul mării.

MJ / kg reprezintă cantitatea de energie stocată într-un kilogram. Aceasta este o expresie a densității energetice pentru carburanți măsurați în greutate.

Tipurile de cărbune comparate și clasificate

Organizația internațională de standardizare (ASTM) a emis o metodă de clasificare a claselor de cărbuni formate din substanțe humice biodegradate pe bază de turbă și din material organic sau vitrinit. Clasamentul cărbunelui se bazează pe niveluri de metamorfoză geologică, carbon fix și valoare calorică. Este cunoscut ca ASTM D388-05 clasificarea standard a cărbunelui prin clasificare.

Ca regulă generală, cu cât este mai greu cărbunele, cu atât este mai mare valoarea și rangul energetic. Clasarea comparativă a patru tipuri diferite de cărbune de la cea mai densă în carbon și energie până la cel mai puțin dens este după cum urmează:

Rang	Tipul cărbunelui	Valoarea calorifică (MJ / kg)
#1	Antracit	30 millijouli pe kilogram
#2	Bituminos	18,8-29,3 millijouli pe kilogram
#3	Bituminoși	8,3-25 millijouli pe kilogram
#4	Lignit (cărbune brun)	5,5-14,3 millijouli pe kilogram