Характеристики и приложения на битуминозни въглища

Битумни и суббитуминознивъглища представлява повече от 90 процента от всички консумирани въглища в Съединените щати. Когато се изгарят, въглищата произвеждат висок, бял пламък. Битумните въглища са така наречени, защото съдържат катран вещество, наречено битум. Има два вида битуминозни въглища: термични и металургични.

Термално Коаl: понякога се нарича задушаване въглища, се използва за електроцентрали, които произвеждат пара за електричество и промишлени цели. Влаковете, които се движат на пара, понякога се захранват с "малко въглища", прякор за битумни въглища.

Металургичен въглен: понякога наричан коксов въглен, се използва в процеса на създаване на кокс, необходим за производството на желязо и стомана. Коксът е скала от концентриран въглерод, създадена чрез нагряване на битуминозни въглища до изключително високи температури без въздух. Този процес на топене на въглищата при липса на кислород за отстраняване на примеси се нарича пиролиза.

Битумните въглища съдържат влага до около 17%. Около 0,5 до 2 процента от теглото на битуминозни въглища е азот. Неговото фиксирано съдържание на въглерод варира приблизително до 85 процента, а съдържанието на пепел до 12 тегловни процента.

Битумните въглища могат да бъдат категоризирани допълнително по нивото на летливата материя; съдържа високо летливи A, B и C, средно летливи и ниско летливи. Летливата материя включва всеки материал, който се освобождава от въглищата при високи температури. В случая на въглищата, летливите вещества могат да включват сяра и въглеводороди.

Битумните въглища осигуряват приблизително 10 500 до 15 000 BTU на килограм, колкото се добива.

Битумните въглища са в изобилие. Повече от половината от всички налични ресурси на въглища са битумни.

В САЩ битуминозни въглища могат да бъдат намерени в Илинойс, Кентъки, Западна Вирджиния, Арканзас (окръг Джонсън, Себастиан, Логан, Франклин, Попа и Скот) и местоположения източно от река Мисисипи.

Битуминозни въглища светят лесно и могат да предизвикат прекомерен дим и сажди - прахови частици - ако се изгорят неправилно. Високото му съдържание на сяра допринася за киселинен дъжд.

Битумните въглища съдържат минерала пирит, който служи като гостоприемник за примеси като арсен и живак. Изгарянето на въглищата отделя следи от минерални примеси във въздуха като замърсяване. По време на горенето приблизително 95 процента съдържание на сяра в битуминозни въглища се окислява и отделя като газообразни серни оксиди.

Опасните емисии от изгарянето на битуминозни въглища включват прахови частици (PM), серни оксиди (SOx), азотни оксиди (NOx), микроелементи като олово (Pb) и живак (Hg), въглеводороди във фаза на пара като метан, алкани, алкени и бензоли и полихлорирани дибензо-р-диоксини и полихлорирани дибензофурани, обикновено известни като диоксини и фурани. Когато се изгарят, битуминозните въглища също отделят опасни газове като хлороводород (HCl), флуороводород (HF) и полициклични ароматни въглеводороди (PAH).

Непълното изгаряне води до по-високи нива на PAH, които са канцерогенни. Изгарянето на битуминозни въглища при по-високи температури намалява емисии на въглероден окис. Следователно, големите горивни агрегати и добре поддържаните такива обикновено имат по-ниска мощност на замърсяване. Битумните въглища имат шлакообразни и агломериращи характеристики.

Изгарянето на битуминозни въглища освобождава повече замърсяване във въздуха, отколкото суб-битумно изгаряне на въглища, но поради по-голямото му топлинно съдържание, по-малкото количество гориво се изисква за производството на електричество. Като такива, битуминозни и суббитуминозни въглища произвеждат приблизително същото количество замърсяване на киловат произведена електроенергия.

В началото на 20 век добивът на битуминозни въглища беше изключително опасна работа, отнемайки средно 1700 живота на въгледобивите годишно. През същия този период приблизително 2500 работници годишно са оставени трайно инвалидирани в резултат на аварии в добива на въглища.

Малките частици от отпадъчните битуминозни въглища, които са останали след приготвяне на търговски въглища, се наричат ​​„въглищни глоби“. Глоби са леки, прашни и трудни за боравене, и традиционно се съхраняват с вода в каша, за да не се издуха далеч.

Разработени са нови технологии за събиране на глоби. Един подход използва центрофуга за отделяне на въглищните частици от суспензионната вода. Други подходи обвързват глобите с брикети с ниско съдържание на влага, което ги прави подходящи за използване на гориво.

Класиране: Битуминозни въглища са на второ място по съдържание на топлина и въглерод в сравнение с други видове въглища, според ASTM D388 - 05 Стандартна класификация на въглища по ранг.