Karakteristike i primjene bitumenskog ugljena

Bitumenski i pod-bitumenni ugljen predstavlja više od 90 posto cjelokupnog ugljena koji se troši u Sjedinjenim Državama. Kada se spali, ugljen proizvodi visok, bijeli plamen. Bitumenski ugljen je takozvani jer sadrži tar poput supstance nazvanu bitumen. Postoje dvije vrste bitumenskog ugljena: toplinska i metalurška.

Vrste bitumenskog ugljena

• Termalni ugljen,koji se ponekad nazivaju parni ugljen, koristi se za elektrane koje proizvode pare za električnu i industrijsku uporabu. Vlakovi koji se vode na paru ponekad se opskrbljuju "bivšim ugljenom", nadimkom za bitumenski ugljen.
• Metalurški ugljen, koji se ponekad naziva i koksirani ugljen, koristi se u procesu stvaranja koksa potrebnog za proizvodnju željeza i čelika. Koks je stijena koncentriranog ugljika stvorenog grijanjem bitumenskog ugljena do ekstremno visokih temperatura bez zraka. Taj proces taljenja ugljena u odsutnosti kisika za uklanjanje nečistoća naziva se pirolizom.

Karakteristike bitumenskog ugljena

Bitumenski ugljen sadrži vlagu do oko 17 posto. Oko 0,5 do 2 posto težine bitumenskog ugljena je dušik. Njegov fiksni sadržaj ugljika kreće se do otprilike 85 posto, s udjelom pepela do 12 posto po masi.

Bitumenski ugljen može se dalje kategorizirati pomoću nivoa hlapljivih tvari koja sadrži visoko nestabilne A, B i C, srednje nestabilne i nisko nestabilne. Hlapljiva materija uključuje bilo koji materijal koji se oslobađa iz ugljena na visokoj temperaturi. U slučaju ugljena, isparljiva tvar može uključivati ​​sumpor i ugljikovodike.

• Vrijednost grijanja: Bitumenski ugljen pruža oko 10.500 do 15.000 BTU po funti kao minirano.
• dostupnost: Bituminizirani ugljen je u izobilju. Više od polovice svih dostupnih resursa ugljena bitumenski su.
• Rudarske lokacije: U SAD-u bitumenski ugljen može se naći u Illinoisu, Kentuckyju, Zapadnoj Virginiji, Arkansasu (Johnson, Sebastian, Logan, Franklin, Pope i Scott) i lokacije istočno od rijeke Mississippi.

Zabrinutost za okoliš

Bitumenizirane ugljene svjetiljke lako se zapaljuju i mogu proizvesti prekomjerni dim i čađu - čestice - ako se neispravno spali. Njegov visok sadržaj sumpora pridonosi kiseloj kiši.

Bitumenski ugljen sadrži mineralni pirit, koji služi kao domaćin za nečistoće kao što su arsen i živa. Spaljivanje ugljena oslobađa tragove nečistoća minerala u zrak kao onečišćenje. Tijekom sagorijevanja oko 95 posto sadržaja sumpora bitumenskog ugljena dobiva se oksidiran i oslobađa se kao plinoviti sumporni oksidi.

Opasne emisije uslijed bitumenskog izgaranja ugljena uključuju čestice (PM), sumporne okside (SOx), dušikove okside (NOx), tragove metala kao što su olovo (Pb) i živa (Hg), ugljikovodici u paru, kao što su metan, alkani, alkeni i benzeni, te poliklorirani dibenzo-p-dioksini i poliklorirani dibenzofurani, obično poznati kao dioksini i furani. Kada se spali, bitumenski ugljen također oslobađa opasne plinove kao što su klorovodik (HCl), vodikov fluorid (HF) i policiklički aromatski ugljikovodici (PAH).

Nepotpuno sagorijevanje dovodi do viših razina PAH-a, koji su kancerogeni. Spaljivanje bitumenskog ugljena na višim temperaturama smanjuje emisije ugljičnog monoksida. Stoga velike jedinice za izgaranje i dobro održavani obično imaju niži učinak onečišćenja. Bituminozni ugljen ima slagging i agglomerating svojstva.

Izgaranje od bitumenskog ugljena oslobađa više onečišćenja u zraku nego s izgaranjem ugljena, ali zbog većeg toplinskog sadržaja, manje goriva je potrebna za proizvodnju električne energije. Kao takav, bitumenski i pod-bitumenski ugljevi proizvode otprilike istu količinu onečišćenja po kilovatu proizvedene električne energije.

dodatne napomene

Početkom 20. stoljeća, bitumenski rudarski ugljen bio je iznimno opasan posao, uzevši u prosjeku 1700 rudara ugljena godišnje. Tijekom tog istog vremenskog razdoblja godišnje je oko 2.500 radnika ostalo trajno onesposobljeno kao posljedica nesreća u rudnicima ugljena.

Sićušne čestice otpadnog bitumenskog ugljena koje su preostale nakon pripreme komercijalnog ugljena nazivaju se "kaznama za ugljen". Novčane kazne su lagane, prašnjave i teške za rukovanje, a tradicionalno su bile pohranjene s vodom u zgušnjavanju, kako bi ih pušile.

Razvijene su nove tehnologije za povrat novčanih kazni. Jedan pristup koristi centrifugu kako bi se odvajajuće čestice ugljena iz vode iz suspenzije. Drugi načini vezuju novčane kazne u brikete koji imaju nizak sadržaj vlage, što ih čini pogodnim za korištenje goriva.

rangiranje: Bitumenski ugljen zauzima drugo mjesto u toplini i sadržaju ugljika u usporedbi s drugim vrstama ugljena, prema ASTM D388 - 05 Standardnoj klasifikaciji ugljena prema poretku.