Druhy uhlí: Složení, použití a energetická hodnota

Uhlí je sedimentární černá nebo tmavě hnědá hornina, která se liší svým složením. Některé druhy uhlí hoří tepleji a čistěji, zatímco jiné obsahují vysoký obsah vlhkosti a sloučeniny, které přispívají ke kyselému dešti a jinému znečištění, když jsou spáleny.

Uhlí různého složení se používají jako spalitelné fosilní palivo pro výrobu elektřiny a výrobu oceli po celém světě. Podle agentury je to nejrychleji rostoucí zdroj energie na světě v 21. století Mezinárodní energetická agentura (IEA)

Geologické procesy a rozklad organické hmoty vytvářejí uhlí po tisíce let. Těží se z podzemních útvarů nebo „švů“ přes podzemní tunely nebo odstraněním velkých ploch zemského povrchu. Vytěžené uhlí musí být vyčištěno, omyto a zpracováno, aby bylo připraveno pro komerční použití.

Čína v současné době produkuje více uhlí než kterákoli jiná země na světě, i když její prokázané zásoby jsou na čtvrtém místě za USA, Ruskem a Indií. IEA odhaduje, že globální nabídka by se měla do roku 2020 zvýšit tempem asi 0,6 procenta.

Austrálie je v čele světového seznamu vývozců, když v roce 2010 poslala 298 milionů metrických tun uhlí. Indonésie a Rusko obsadily druhé a třetí místo a vyvezly 162 respektive 109 milionů tun. USA přišly na čtvrté místo po celém světě a v témže roce přepravily 74 milionů metrických tun za hranice.

Jižní Afrika se nejvíce spoléhá na uhlí, přičemž z tohoto zdroje energie odebírá 93 procent své elektrické energie. Čína a Indie se také značně spoléhají na uhlí, pokud jde o značné množství jejich energie, a to 79 procent, respektive 69 procent. USA odebírají z tohoto zdroje 45 procent své elektřiny a řadí se na 11. místo na globálním seznamu zemí, které vyrábějí energii z tohoto zdroje.

Těžký vs. Měkký: Uhlí spadá do dvou hlavních Kategorie: tvrdé a měkké. Měkké uhlí je také známé jako hnědé uhlí nebo hnědé uhlí. Čína produkuje více černého uhlí než kterákoli jiná země faktorem asi tří. Obrovských 3,162 milionů metrických tun černého uhlí vyprodukovaného Čínou trpí těžbou uhlí výrobci na druhém a třetím místě - USA s 932 miliony metrických tun a Indie s 538 miliony metrických tun tun.

Německo a Indonésie se téměř vážily poctou nejlepších vyznamenání ve výrobě měkkého hnědého uhlí. Tyto země vykopaly 169 milionů, respektive 163 milionů metrických tun.

Koksování vs. Parní: Koksovatelné uhlí, také známé jako metalurgické uhlí, má nízký obsah síry a fosforu a vydrží vysoké teplo. Koksovatelné uhlí se přivádí do pecí a podrobuje se pyrolýze bez kyslíku, což je proces, který uhlí ohřívá přibližně 1100 stupňů Celsia, roztavení a odvedení všech těkavých sloučenin a nečistot k odchodu čistý uhlík. Horký, čištěný, zkapalněný uhlík tuhne na hrudky zvané „koks“, které mohou být přiváděny do vysoké pece spolu se železnou rudou a vápencem za účelem výroby oceli.

Parní uhlí, také známé jako tepelné uhlí, je vhodné pro výrobu elektrické energie. Parní uhlí je rozemleto na jemný prášek, který při vysokých teplotách rychle hoří a používá se v elektrárnách k ohřevu vody v kotlích s parními turbínami. Může být také použit k zajištění vytápění prostor pro domácnosti a firmy.

Všechny druhy uhlí obsahují pevný uhlík, který poskytuje uloženou energii a různá množství vlhkosti, popela, těkavých látek, rtuti a síry. Vzhledem k tomu, že se fyzikální vlastnosti a kvalita uhlí velmi liší, musí být uhelné elektrárny konstruovány tak, aby vyhovovaly - specifické vlastnosti dostupné suroviny a snížení emisí znečišťujících látek, jako je síra, rtuť a dioxiny.

Uhlí uvolňuje tepelnou energii nebo teplo, když je spáleno, spolu s uhlíkem a popelem. Popel je tvořen minerály, jako je železo, hliník, vápenec, jíl a oxid křemičitý, jakož i stopové prvky, jako je arsen a chrom.

Úložný energetický potenciál v uhlí je označován jako „výhřevná hodnota“, „výhřevná hodnota“ nebo „obsah tepla“. Měří se v britských tepelných jednotkách (Btu) nebo milijoulech na kilogram (MJ / kg). Btu je množství tepla, které zahřeje přibližně 0,12 US gallonů - libru vody - o 1 stupeň Fahrenheita na hladině moře. MJ / kg představuje množství energie uložené v kilogramu. Jedná se o vyjádření energetické hustoty paliv měřených podle hmotnosti.

Mezinárodní organizace pro normy ASTM (dříve Americká společnost pro testování a materiály) vydala klasifikační metodu pro klasifikaci tříd uhlí vytvořeného z biodegradovaných huminových látek na bázi rašeliny a organických materiálů nebo vitrinitu. Hodnocení uhlí je založeno na úrovních geologické metamorfózy, pevného uhlíku a výhřevnosti. Je známý jako ASTM D388–05 Standardní klasifikace uhlí podle pořadí.

Obecně platí, že čím tvrdší je uhlí, tím vyšší je jeho energetická hodnota a pozice. Srovnávací pořadí čtyř různých druhů uhlí od nejhustšího uhlíku a energie po nejméně hustou je následující: