Cărbunele variază în ceea ce privește compoziția, utilizarea globală și valoarea energetică
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
Oamenii nu produc "cărbune". Procesele geologice și materia organică decăzută o creează peste 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.
China produce în prezent mai multe cărbune decât oricare 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.
Exporte și importatori de cărbune
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, fiind transportate în acelasi an 74 milioane de tone metrice dincolo de granitele sale.
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 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. Cei 3,162 milioane de tone de cărbune produși 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. Cocsul de cocsificare este alimentat în cuptoare și supus unei pirolize fără oxigen, proces care încălzește cărbunele la aproximativ 1100 de grade Celsius. Se topește și elimină compușii volatili 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. Acesta poate fi, de asemenea, utilizat pentru a oferi încălzirea spațiului 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.
Potențialul de energie stocat în cărbune este descris ca "valoarea calorică", "valoarea încălzirii" sau "conținutul de căldură". Este măsurat în Btu sau MJ / kg. Btu reprezintă unitatea termică britanică, cantitatea de căldură care va încălzi aproximativ 0,12 galoane americane - o lire de apă - cu un grad Fahrenheit la nivelul mării.
Btu este uneori scris ca BTU.
MJ / kg reprezintă milliououli pe kilogram și reprezintă cantitatea de energie stocată într-un kilogram. Aceasta este o expresie a densității energetice pentru carburanți măsurați în greutate.
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.
Tipurile de cărbune comparate și clasificate
Organizația internațională de standardizare ASTM a emis o metodă de clasificare a claselor de cărbune formate din substanțe humice biodegradate pe bază de turbă și materiale organice sau vitrinite. 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.
Cum compară cele patru tipuri? Ca regulă generală, cu cât este mai greu cărbunele, cu atât este mai mare valoarea și rangul energetic. Următoarele reprezintă o clasare comparativă a patru tipuri diferite de cărbune de la cea mai densă în carbon și energie până la cel mai puțin dens:
| Rang | Tipul cărbunelui | Valoarea calorifică (MJ / kg) |
|---|---|---|
| # 1 | Antracit | 30 millijoule pe kilogram |
| # 2 | Bituminos | 18,8-29,3 millijoule pe kilogram |
| # 3 | Bituminoși | 8,3-25 millijouli pe kilogram |
| # 4 | Lignit (cărbune brun) | 5,5-14,3 millijoule pe kilogram |