Druhy uhlia: Zloženie, použitie a energetická hodnota

Uhlie je sedimentálna čierna alebo tmavohnedá hornina, ktorá sa líši v zložení. Niektoré druhy uhlia horia horúco a čistejšie, zatiaľ čo iné obsahujú vysoký obsah vlhkosti a zlúčeniny, ktoré pri spaľovaní prispievajú k kyslému dažďu a inému znečisteniu.

Uhlie rôzneho zloženia sa používa ako horľavé fosílne palivo na výrobu elektriny a výrobu ocele po celom svete. Podľa agentúry je to najrýchlejšie rastúci zdroj energie na svete v 21. storočí Medzinárodná energetická agentúra (IEA)

Geologické procesy a rozklad organických látok vytvárajú uhlie po tisíce rokov. Ťaží sa z podzemných formácií alebo „švov“ cez podzemné tunely alebo odstránením veľkých plôch zemského povrchu. Vyťažené uhlie sa musí vyčistiť, umyť a spracovať, aby sa pripravilo na komerčné použitie.

Čína v súčasnosti produkuje viac uhlia ako ktorákoľvek iná krajina na svete, aj keď jej overené zásoby sú na štvrtom mieste za USA, Ruskom a Indiou. IEA odhaduje, že globálna ponuka by sa mala do roku 2020 zvýšiť približne o 0,6 percenta.

Austrália je na špičke svetového zoznamu vývozcov. V roku 2010 poslala 298 miliónov metrických ton uhlia do zámoria. Indonézia a Rusko boli na druhom a treťom mieste a vyvážali 162, resp. 109 miliónov ton. USA prišli na štvrté globálne a v ten istý rok dodali 74 miliónov ton za svoje hranice.

Južná Afrika sa najviac spolieha na uhlie, pričom z tohto zdroja energie odoberá 93 percent svojej elektrickej energie. Čína a India sa tiež značne spoliehajú na uhlie, pokiaľ ide o značné množstvo energie, a to 79 percent a 69 percent. USA odoberajú 45% svojej elektriny z tohto zdroja a zaraďujú sa na 11. miesto na globálnom zozname krajín, ktoré vyrábajú energiu z tohto zdroja.

Ťažké vs. Soft: Uhlie spadá do dvoch hlavných častí Kategórie: tvrdé a mäkké. Čierne uhlie je známe aj ako hnedé uhlie alebo hnedé uhlie. Čína produkuje viac čierneho uhlia ako ktorákoľvek iná krajina faktorom asi troch. Obrovských 3,162 milióna metrických ton čierneho uhlia vyrobeného v Číne trpí produkciou producenti na druhom a treťom mieste - USA s 932 miliónmi metrických ton a India s 538 miliónmi metrických ton ton.

Nemecko a Indonézia sa takmer vážia poctou najvyšších vyznamenaní vo výrobe mäkkého hnedého uhlia. Tieto krajiny vykopali 169 miliónov a 163 miliónov ton.

Koksovanie vs. Steam: Koksovateľné uhlie, známe tiež ako metalurgické uhlie, má nízky obsah síry a fosforu a vydrží vysoké teplo. Koksovateľné uhlie sa privádza do pecí a podrobuje sa pyrolýze bez obsahu kyslíka, čo je proces, do ktorého sa uhlie zahrieva približne 1 100 stupňov Celzia, jeho roztavenie a odletenie všetkých prchavých zlúčenín a nečistôt na odchod čistý uhlík. Horúci, vyčistený skvapalnený uhlík tuhne na hrudky nazývané „koks“, ktoré sa môžu privádzať do vysokej pece spolu so železnou rudou a vápencom na výrobu ocele.

Parné uhlie, známe tiež ako tepelné uhlie, je vhodné na výrobu elektrickej energie. Parné uhlie sa melie na jemný prášok, ktorý horí rýchlo pri vysokých teplotách a používa sa v elektrárňach na ohrev vody v bojleroch s parnými turbínami. Môže sa tiež použiť na zabezpečenie vykurovania miestností pre domácnosti a podniky.

Všetky druhy uhlia obsahujú stály uhlík, ktorý poskytuje uloženú energiu a rôzne množstvá vlhkosti, popola, prchavých látok, ortuti a síry. Pretože fyzikálne vlastnosti a kvalita uhlia sa veľmi líšia, musia byť elektrárne spaľujúce uhlie navrhnuté tak, aby vyhovovali požiadavkám - špecifické vlastnosti dostupnej suroviny a zníženie emisií znečisťujúcich látok, ako sú síra, ortuť a dioxíny.

Uhlie uvoľňuje tepelnú energiu alebo teplo, keď sa spaľuje, spolu s uhlíkom a popolom. Popol sa skladá z minerálov ako je železo, hliník, vápenec, íl a oxid kremičitý, ako aj stopové prvky, ako je arzén a chróm.

Úložný energetický potenciál v uhlí sa označuje ako „výhrevnosť“, „výhrevnosť“ alebo „obsah tepla“. Meria sa v britských tepelných jednotkách (Btu) alebo milijouloch na kilogram (MJ / kg). Btu je množstvo tepla, ktoré zahreje na hladinu mora približne 0,12 galónov vody - libra vody - o 1 stupeň Fahrenheita. MJ / kg predstavuje množstvo energie uložené v kilogramoch. Toto je vyjadrenie hustoty energie pre palivá merané podľa hmotnosti.

Medzinárodná organizácia pre normy ASTM (predtým Americká spoločnosť pre testovanie a materiály) vydala klasifikačnú metódu klasifikácie uhlia vytvoreného z biodegradovaných humínových látok na báze rašeliny a organických materiálov alebo vitrinitu. Hodnotenie uhlia je založené na úrovniach geologickej premeny, pevného uhlíka a výhrevnosti. Je známy ako ASTM D388–05 Štandardná klasifikácia uhlia podľa poradia.

Spravidla platí, že čím je uhlie tvrdšie, tým vyššia je jeho energetická hodnota a hodnosť. Porovnávacie poradie štyroch rôznych druhov uhlia od najhustejšieho uhlíka a energie po najmenej husté je takéto: