Eigenschaften und Anwendungen der bituminösen Kohle

Bituminöse und subbituminöse Kohle machen mehr als 90 Prozent der gesamten Kohle aus, die in den Vereinigten Staaten verbraucht wird. Wenn sie verbrannt wird, erzeugt die Kohle eine hohe, weiße Flamme. Steinkohle ist so genannt, weil sie eine teerartige Substanz namens Bitumen enthält. Es gibt zwei Arten von Steinkohle: thermische und metallurgische.

Arten von bituminöser Kohle

Die thermische Kohle, manchmal dampfende Kohle genannt, wird verwendet, um Anlagen anzutreiben, die Dampf für Strom und industrielle Zwecke erzeugen.

Züge, die mit Dampf betrieben werden, werden manchmal mit "bit coal", einem Spitznamen für bituminöse Kohle, betrieben.

Metallurgische Kohle, manchmal als Kokskohle bezeichnet, wird bei der Herstellung von Koks verwendet, der für die Eisen- und Stahlproduktion erforderlich ist. Koks ist ein Gestein aus konzentriertem Kohlenstoff, das durch Erhitzen von Steinkohle auf extrem hohe Temperaturen ohne Luft entsteht. Dieser Prozess des Schmelzens der Kohle in Abwesenheit von Sauerstoff, um Verunreinigungen zu entfernen, wird als Pyrolyse bezeichnet.

Eigenschaften von Steinkohle

Steinkohle enthält Feuchtigkeit bis zu etwa 17 Prozent. Etwa 0,5 bis 2 Prozent des Gewichts von Steinkohle sind Stickstoff. Ihr fester Kohlenstoffgehalt liegt bei bis zu etwa 85 Prozent, der Aschegehalt bei bis zu 12 Gewichtsprozent. Bituminöse Kohle kann weiter nach dem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen eingeteilt werden: hochflüchtige A, B und C, mittelflüchtig und schwerflüchtig. Flüchtige Materie schließt jedes Material ein, das bei hoher Temperatur aus der Kohle freigesetzt wird.

Im Falle von Kohle können flüchtige Stoffe Schwefel und Kohlenwasserstoffe enthalten.

Heizwert : Steinkohle liefert ungefähr 10, 500 bis 15 000 BTU pro Pfund.

Verfügbarkeit : Steinkohle ist reichlich vorhanden. Mehr als die Hälfte aller verfügbaren Kohlevorkommen sind bituminös.

Minenstandorte : In den USA kann bituminöse Kohle in Illinois, Kentucky, West Virginia, Arkansas (Johnson, Sebastian, Logan, Franklin, Papst und Scott County) und an Orten östlich des Mississippi gefunden werden. ..

Umweltbelange

Steinkohle leuchtet leicht und kann bei unsachgemäßer Verbrennung übermäßigen Rauch und Ruß - Feinstaub - erzeugen. Sein hoher Schwefelgehalt trägt zum sauren Regen bei.

Steinkohle enthält das Mineral Pyrit, das als Wirt für Verunreinigungen wie Arsen und Quecksilber dient. Das Verbrennen der Kohle setzt mineralische Verunreinigungen als Verunreinigung in die Luft frei. Bei der Verbrennung werden ca. 95 Prozent des Schwefelgehalts der Steinkohle oxidiert und als gasförmige Schwefeloxide freigesetzt.

Zu ​​den gefährlichen Emissionen aus der Steinkohleverbrennung gehören Feinstaub (PM), Schwefeloxide (SOx), Stickoxide (NOx), Spurenmetalle wie Blei (Pb) und Quecksilber (Hg), Kohlenwasserstoffe in der Dampfphase wie Methan, Alkane, Alkene und Benzole sowie polychlorierte Dibenzo-p-dioxine und polychlorierte Dibenzofurane, allgemein bekannt als Dioxine und Furane.Steinkohle setzt beim Verbrennen auch gefährliche Gase wie Chlorwasserstoff (HCl), Fluorwasserstoff (HF) und polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) frei.

Unvollständige Verbrennung führt zu höheren PAK-Werten, die krebserregend sind. Das Verbrennen von Steinkohle bei höheren Temperaturen verringert ihre Kohlenmonoxidemissionen.

Daher haben große Verbrennungseinheiten und gut gewartete im Allgemeinen eine geringere Schadstoffausstoßmenge. Bitumenkohle weist Verschlackungs- und Agglomeriereigenschaften auf.

Die Verbrennung von Steinkohle setzt mehr Luftverschmutzung in die Luft frei als die Verbrennung von subbituminöser Kohle, aber aufgrund ihres größeren Wärmeinhalts wird weniger Brennstoff benötigt, um Elektrizität zu erzeugen. So produzieren bituminöse und subbituminöse Kohlen ungefähr die gleiche Menge an Verschmutzung pro Kilowatt erzeugter Elektrizität.

Zusätzliche Anmerkungen

Zu ​​Beginn des 20. Jahrhunderts war der Steinkohlebergbau eine äußerst gefährliche Arbeit, die jährlich durchschnittlich 1.700 Bergleute aus Kohlebergbau verbringt. Im gleichen Zeitraum wurden jährlich etwa 2.500 Arbeitnehmer infolge von Bergwerksunfällen dauerhaft behindert.

Winzige Teilchen von Bitumenabfallkohle, die nach der Herstellung von handelsüblicher Kohle zurückbleiben, werden als "Kohlefeinteile" bezeichnet. Feine sind leicht, staubig und schwer zu handhaben. Sie wurden traditionell mit Wasser in Aufschlämmungen gelagert, um sie vor dem Wegblasen zu bewahren.

Es wurden neue Technologien entwickelt, um Geldbußen zurückzufordern. Ein Ansatz verwendet eine Zentrifuge, um die Kohlepartikel von Aufschlämmungswasser zu trennen. Andere Ansätze binden die Feinteile in Briketts, die einen geringen Feuchtigkeitsgehalt aufweisen, was sie für den Brennstoffgebrauch geeignet macht.

Rangliste : Die Steinkohle ist nach der ASTM D388 - 05 Standard Classification of Coals nach Rank die zweithöchste in Bezug auf Wärme- und Kohlenstoffgehalt im Vergleich zu anderen Kohlesorten.

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