Видовете въглища: Състав, употреба и енергийна стойност

Въглищата са утаена черна или тъмнокафява скала, която варира по състав. Някои видове въглища горят по-горещо и по-чисто, докато други съдържат високо съдържание на влага и съединения, които допринасят за киселинния дъжд и други замърсявания при изгарянето им.

Въглищата с различен състав се използват като горимо изкопаемо гориво за производство на електричество и производство на стомана по целия свят. Това е най-бързо развиващият се енергиен източник в целия свят през 21 век, според Международна агенция по енергетика (МАЕ)

Геоложките процеси и разлагащите се органични вещества създават въглища в продължение на хиляди години. Добива се от подземни образувания или "шевове", през подземни тунели или чрез премахване на големи площи от земната повърхност. Изкопаните въглища трябва да бъдат почистени, измити и обработени, за да се подготвят за търговска употреба.

В момента Китай произвежда повече въглища от всяка друга държава в света, въпреки че доказаните му резерви заемат четвърто място след САЩ, Русия и Индия. IEA изчислява, че глобалното предлагане трябва да се увеличи със скорост от около 0,6 процента до 2020 г.

Австралия оглавява световния списък на износителите, изпращайки 298 милиона метрични тона въглища в чужбина през 2010 г. Индонезия и Русия са на второ и трето място, изнасяйки съответно 162 и 109 милиона метрични тона. Съединените щати са на четвърто място в световен мащаб, превозвайки 74 милиона метрични тона отвъд границите си същата година.

Южна Африка разчита най-много на въглищата, като 93% от електроенергията си от този енергиен източник. Китай и Индия също разчитат до голяма степен на въглищата за значителни количества енергия, съответно при 79% и 69%. САЩ взема 45 процента от електроенергията си от този източник, което я нарежда на 11-то място в глобалния списък на страните, които генерират енергия от този източник.

Трудно срещу Soft: Въглищата попадат в две основни категории: твърд и мек. Меките въглища са известни още като кафяви въглища или лигнит. Китай произвежда повече твърди въглища от всяка друга страна с коефициент около три. Огромните 3162 милиона метрични тона твърди въглища, произведени от Китай, джудже продукцията на втори и трети класирани производители - САЩ на 932 милиона метрични тона и Индия на 538 милиона метрични т.

Германия и Индонезия почти се връзват за честта на най-добрите отличия в производството на меки кафяви въглища. Тези страни изкопаха съответно 169 милиона и 163 милиона метрични тона.

Кокинг vs. пара: Коксуващите въглища, известни още като металургични въглища, имат ниско съдържание на сяра и фосфор и могат да издържат на висока топлина. Коксът на въглища се подава в пещи и се подлага на пиролиза без кислород, процес, който нагрява въглищата до приблизително 1100 градуса по Целзий, разтопявайки го и прогонвайки всички летливи съединения и онечиствания за напускане чист въглерод. Горещият, пречистен, втечнен въглерод се втвърдява в бучки, наречени "кокс", които могат да се подават в доменна пещ заедно с желязна руда и варовик, за да се получи стомана.

Паровите въглища, известни още като термични въглища, са подходящи за производство на електрическа енергия. Паровите въглища се смилат във фин прах, който бързо изгаря при високи нагревания и се използва в електроцентралите за загряване на вода в котли, които работят с парни турбини. Може да се използва и за осигуряване на отопление на помещения за домове и предприятия.

Всички видове въглища съдържат фиксиран въглерод, който осигурява запаметена енергия и различни количества влага, пепел, летливи вещества, живак и сяра. Тъй като физичните свойства и качеството на въглищата варират в широки граници, електроцентралите, работещи на въглища, трябва да бъдат проектирани за приспособяване специфичните свойства на наличните суровини и за намаляване на емисиите на замърсители като сяра, живак и диоксини.

Въглищата отделят топлинна енергия или топлина, когато се изгарят, заедно с въглерод и пепел. Пепел се състои от минерали като желязо, алуминий, варовик, глина и силициев диоксид, както и микроелементи като арсен и хром.

Съхраненият енергиен потенциал в въглищата се описва като „калоричност“, „стойност на отопление“ или „топлинно съдържание“. Измерва се в британски термични единици (Btu) или милиджули на килограм (MJ / kg). A Btu е количеството топлина, което ще загрее приблизително 0,12 американски галона - килограм вода - с 1 градус по Фаренхайт на морско равнище. MJ / kg представлява количеството енергия, съхранявано в килограм. Това е израз на плътност на енергията за горивата, измерена от теглото.

Международната организация по стандартизация ASTM (предишно Американско дружество за изпитване и материали) е издало метод за класиране за класифициране на степени на въглища, образувани от хумогенни вещества на биоразградена торф и органичен материал или витринит. Класирането на въглищата се основава на нива на геологична метаморфоза, фиксиран въглерод и калоричност. Известно е като ASTM D388–05 Стандартна класификация на въглищата по ранг.

Като общо правило, колкото по-твърди са въглищата, толкова по-висока е неговата енергийна стойност и ранг. Сравнителното класиране на четири различни вида въглища от най-плътните въглеродни и енергийни до най-малко плътните е, както следва: