Caracteristici și aplicații de cărbune bituminoase

Bituminoase și sub-bituminoscărbune reprezintă mai mult de 90 la sută din totalul cărbunelui consumat în Statele Unite. Când este ars, cărbunele produce o flacără înaltă, albă. Cărbunele bituminoase este așa-numit, deoarece conține o substanță asemănătoare cu gudronul numită bitum. Există două tipuri de cărbune bituminos: termic și metalurgic.

Coa termicăl: uneori numit aburire cărbune, este utilizat pentru centralele care produc abur pentru electricitate și utilizări industriale. Uneori, trenurile care circulă cu abur sunt alimentate cu „cărbune bit”, o poreclă a cărbunelui bituminos.

Cărbune metalurgic: uneori denumit cărbune de cocsare, este utilizat în procesul de creare a cocsului necesar producției de fier și oțel. Coca este o rocă de carbon concentrată creată prin încălzirea cărbunelui bituminos la temperaturi extrem de ridicate, fără aer. Acest proces de topire a cărbunelui în absența oxigenului pentru a îndepărta impuritățile se numește piroliză.

Cărbunele bituminoase conțin umiditate de până la aproximativ 17%. Aproximativ 0,5-2% din greutatea cărbunelui bituminos este azot. Conținutul său fix de carbon variază până la aproximativ 85%, cu conținut de cenușă până la 12% în greutate.

Cărbunele bituminoase pot fi clasificate în continuare în funcție de nivelul de materie volatilă; conține A, B și C, cu volatilitate ridicată, medie și volatile. Materia volatilă include orice material care este eliberat din cărbune la temperaturi ridicate. În cazul cărbunelui, materia volatilă poate include sulf și hidrocarburi.

Cărbunele bituminoase furnizează aproximativ 10.500 până la 15.000 BTU pe liră sub formă de mină.

Cărbunele bituminoase este abundent. Mai mult de jumătate din resursele de cărbune disponibile sunt bituminoase.

În S.U.A., se pot găsi cărbuni bitumini în Illinois, Kentucky, Virginia de Vest, Arkansas (județele Johnson, Sebastian, Logan, Franklin, Pope și Scott) și locații la est de râul Mississippi.

Cărbunele bituminoase se aprind cu ușurință și pot produce fum excesiv și funingine - particule - dacă sunt arse necorespunzător. Conținutul ridicat de sulf contribuie la ploile acide.

Cărbunele bituminoase conține piritul mineral, care servește ca gazdă pentru impuritățile precum arsenul și mercurul. Arderea cărbunelui eliberează impuritățile minerale în aer ca poluare. În timpul combustiei, aproximativ 95 la sută din conținutul de sulf de cărbune bituminos se oxidează și se eliberează sub formă de oxizi de sulf gazoși.

Emisiile periculoase provenite din combustia bituminoasă a cărbunelui includ particule (PM), oxizi de sulf (SOx), oxizi de azot (NOx), urme de metale precum plumb (Pb) și mercur (Hg), hidrocarburi în fază de vapori, cum ar fi metanul, alcanii, alchenele și benzenele și dibenzo-p-dioxinele policlorinate și dibenzofuranii policlorurați, cunoscuți frecvent ca dioxine și furani. Când este ars, cărbunii bituminoși eliberează, de asemenea, gaze periculoase, cum ar fi clorură de hidrogen (HCl), fluorură de hidrogen (HF) și hidrocarburi aromatice policiclice (PAHs).

Arderea incompletă duce la niveluri mai mari de PAH, care sunt cancerigene. Arderea cărbunelui bituminos la temperaturi mai ridicate îl reduce emisiile de monoxid de carbon. Prin urmare, unitățile mari de ardere și cele bine întreținute au, în general, un randament mai mic de poluare. Cărbunele bituminoase prezintă caracteristici de zgură și aglomerare.

Combustia de cărbune bituminoasă eliberează mai multă poluare în aer decât arderea sub-bituminoasă a cărbunelui, dar, datorită conținutului său mai mare de căldură, este necesar mai puțin combustibil pentru a produce energie electrică. Ca atare, cărbunii bituminoși și sub-bituminoși produc aproximativ aceeași cantitate de poluare pe kilowatt de electricitate generată.

La începutul secolului XX, exploatarea bituminoasă a cărbunelui a fost o muncă excepțional de periculoasă, având în medie 1.700 de mineri de cărbune anual. În aceeași perioadă de timp, aproximativ 2.500 de lucrători pe an au fost lăsați permanent dezactivați ca urmare a accidentelor de exploatare a cărbunelui.

Particulele mici de deșeuri de cărbuni bituminoase rămase după prepararea cărbunelui de calitate comercială se numesc „amenzi de cărbune”. amenzi sunt ușoare, prăfuite și dificil de manevrat și, în mod tradițional, erau depozitate cu apă în adâncuri pentru a nu le sufla departe.

Noi tehnologii au fost dezvoltate pentru a recupera amenzile. O abordare folosește o centrifugă pentru a separa particulele de cărbune de apa subțire. Alte abordări leagă amenzile în brichete cu conținut scăzut de umiditate, ceea ce le face potrivite pentru consumul de combustibil.

Clasament: Cărbunele bituminoase ocupă locul doi în conținut de căldură și carbon în comparație cu alte tipuri de cărbune, conform ASTM D388 - 05 Clasificarea standard a cărbunilor după rang.