Bitumenske lastnosti ogljika in aplikacije v energetiki

Skupna vrsta trdega premoga s termičnimi in metalurškimi uporabami

Bitumenski in pod-bituminozni premog predstavlja več kot 90 odstotkov vsega premoga, porabljenega v Združenih državah. Ko gorijo, premog proizvaja visok, beli plamen. Bitumenski premog je tako imenovan, ker vsebuje katranasto snov, imenovano bitumen. Obstajata dve vrsti bituminoznega premoga: toplotna in metalurška.

Vrste bituminoznih premogov

Termični premog, včasih imenovan parohrni premog, se uporablja za elektrarne, ki proizvajajo pare za električno energijo in industrijsko uporabo.

Vlaki, ki potekajo v vodi, včasih poganjajo "bit premoga", vzdevek za bitumenski premog.

V procesu ustvarjanja koksa, ki je potreben za proizvodnjo železa in jekla, se uporablja metalurški premog, včasih tudi koksni premog. Koks je skorja zgoščenega ogljika, ki nastane z ogrevanjem bitumnega premoga na izjemno visoke temperature brez zraka. Ta postopek taljenja premoga v odsotnosti kisika za odstranjevanje nečistoč se imenuje piroliza.

Karakteristike bituminoznega premoga

Bitumenski premog vsebuje vlago do približno 17 odstotkov. Približno 0,5 do 2 odstotka teže bituminoznega premoga je dušik. Njegova fiksna vsebnost ogljika se giblje do približno 85 odstotkov, vsebnost pepela pa do 12 odstotkov teže. Bitumenski premog se lahko dodatno razvrsti glede na stopnjo hlapne snovi, v kateri so visoko hlapne A, B in C, srednje hlapljive in nizkohlapne. Hlapna snov vsebuje vse materiale, ki se sproščajo iz premoga pri visoki temperaturi.

V primeru premoga lahko hlapna snov vključuje žveplo in ogljikovodike.

Vrednost ogrevanja : Bituminozni premog zagotavlja približno 10.500 do 15.000 BTU na kilogram kot miniran.

Dobavljivost : Bitumenski premog je bogat. Več kot polovica vseh razpoložljivih virov premoga je bituminozna.

Lokacije rudarjenja : v ZDA je bitumenski premog mogoče najti v Illinoisu, Kentuckyju, Zahodni Virginiji, Arkansasu (okrožjih Johnson, Sebastian, Logan, Franklin, papež in Scott) ter na lokacijah vzhodno od reke Mississippi.

Okoljska skrb

Bituminozni premog se zlahka ogreva in lahko povzroči prekomerne dima in saj saj - če je nepravilno gorijo. Njegova visoka vsebnost žvepla prispeva k kislem dežju.

Bitumenski premog vsebuje mineralni pirit, ki služi kot gostitelj za nečistoče, kot so arzen in živo srebro. Gorenje premoga sprošča mineralne nečistoče v zrak kot onesnaženje. Pri zgorevanju se približno 95 odstotkov vsebnosti žvepla bitumnega premoga oksidira in sprosti kot plinaste žveplove okside.

Nevarne emisije iz zgorevanja bituminoznega premoga vključujejo trdne delce (PM), žveplove okside (SOx), dušikove okside (NOx), sledove kovine, kot so svinec (Pb) in živo srebro (Hg), parove faze ogljikovodikov, kot so metan, alkani, alkeni in benzeni ter poliklorirani dibenzo-p-dioksini in poliklorirani dibenzofurani, splošno znani kot dioksini in furani. Pri gorenju bitumenski premog sprošča tudi nevarne pline, kot so vodikov klorid (HCl), vodikov fluorid (HF) in policiklični aromatski ogljikovodiki (PAH).

Nepopolno izgorevanje vodi do višjih ravni PAH, ki so rakotvorne. Gorljivi bitumenski premog pri višjih temperaturah zmanjšuje emisije ogljikovega monoksida.

Zato imajo velike zgorevalne enote in dobro vzdrževana tla običajno manj onesnaženosti. Bitumenski premog ima značilnosti žlindre in aglomeracije.

Bituminozno izgorevanje premoga sprošča več onesnaževanja zraka kot zgorevanje podbusnozuminoznega premoga, vendar zaradi svoje večje toplotne vsebnosti potrebuje manj goriva za proizvodnjo električne energije. Kot taki bitumenski in pod-bituminozni premogi proizvedejo približno enako količino onesnaženosti na kilovat proizvedene električne energije.

Dodatne opombe

V zgodnjem 20. stoletju je bil bitumni premogovništvo izjemno nevarno delo, saj vsako leto živi povprečno 1.700 rudarjev premoga. V istem časovnem obdobju je bilo zaradi nesreč pri pridobivanju premoga trajno onemogočeno približno 2500 delavcev na leto.

Drobni delci odpadnega bitumnega premoga, ki so prepuščeni po pripravi premoga iz komercialnega razreda, se imenujejo "premogovniki". Globe so lahke, prašne in težke za ravnanje, in so bile tradicionalno shranjene z vodo v gnojnicah, da bi jih pihale proč.

Razvili so nove tehnologije za povračilo globe. En pristop uporablja centrifugo za ločevanje delcev premoga iz gošče. Drugi pristopi vežejo globe v brikete z nizko vsebnostjo vlage, zaradi česar so primerni za gorivo.

Razvrstitev : Bituminozni premog je na drugem mestu v vsebnosti toplote in ogljika v primerjavi z drugimi vrstami premoga, glede na ASTM D388 - 05 Standardno klasifikacijo premoga po rangu.

Več o drugih vrstah premoga

# 1 Razvrščeni premog - antracit

# 2 Razvrščeni premog - Bitumenski

# 3 Razvrščeni premog - sub-bituminozen

# 4 Razvrščeni premog - lignit ali rjavi premog