Bitumineuze steenkoolkenmerken en toepassingen

Bitumineuze en sub-bitumineuze kolen vertegenwoordigen meer dan 90 procent van alle kolen die in de Verenigde Staten worden verbruikt. Bij het verbranden produceert de kolen een hoge, witte vlam. Bitumineuze kool is zogenaamd omdat het een teerachtige stof bevat die bitumen genoemd wordt. Er zijn twee soorten bitumineuze kolen: thermisch en metallurgisch.

Soorten bitumineuze steenkool

Thermische kolen, , die soms stoomkool wordt genoemd, wordt gebruikt voor krachtcentrales die stoom produceren voor elektriciteit en industrieel gebruik.

Trains die soms op stoom lopen, worden soms aangedreven met "bit coal", een bijnaam voor bitumineuze kool.

Metallurgische kolen, , soms wel cokeskool genoemd, wordt gebruikt voor het creëren van coke die nodig is voor ijzer- en staalproductie. Coke is een rots van geconcentreerde koolstof die wordt gecreëerd door verhitting van bitumineuze steenkool aan extreem hoge temperaturen zonder lucht. Dit proces van smelting van de steenkool in afwezigheid van zuurstof om onzuiverheden te verwijderen wordt pyrolyse genoemd.

Kenmerken van Bitumineuze Kool

Bitumineuze kolen bevat vocht tot ongeveer 17 procent. Ongeveer 0,5 tot 2 procent van het gewicht van bitumineuze kool is stikstof. Het vaste koolstofgehalte bedraagt ongeveer 85 procent, met een asgehalte tot 12 gewichtsprocent. Bitumineuze kolen kunnen verder worden gecategoriseerd door het gehalte aan vluchtige stoffen die het bevat: hoogvliegend A, B en C, medium-vluchtig en laag vluchtig. Vluchtige materie bevat materiaal dat vrijkomt van de kolen bij hoge temperaturen.

In het geval van kolen kan vluchtige stoffen zwavel en koolwaterstoffen omvatten.

Verwarmingswaarde : Bitumineuze kolen levert ongeveer 10, 500 tot 15.000 BTU per pond als gemalen.

Beschikbaarheid : Bitumineuze kolen is overvloedig. Meer dan de helft van alle beschikbare kolenbronnen is bitumineus.

Mijnbouwlocaties : In de VS kan bitumineuze kolen worden gevonden in Illinois, Kentucky, West Virginia, Arkansas (Johnson, Sebastian, Logan, Franklin, Paus en Scott) en locaties ten oosten van de Mississippi rivier .

Milieu Concerns

Bitumineuze kolen lichten gemakkelijk op brand en kunnen overmatige rook en roet - deeltjes veroorzaken - als het onjuist verbrandt. Het hoge zwavelgehalte draagt bij tot zure regen.

Bitumineuze kool bevat de minerale pyriet, die als gastheer voor onzuiverheden zoals arseen en kwik functioneert. Het verbranden van de steenkoolverspreidingen trekt minerale onzuiverheden in de lucht als vervuiling. Bij verbranding wordt ongeveer 95 procent van het zwavelgehalte van bitumineuze kool geoxideerd en afgegeven als gasvormige zwaveloxiden.

Gevaarlijke uitstoot van bitumineuze steenkoolverbranding omvat deeltjes (PM), zwaveloxiden (SOx), stikstofoxiden (NOx), sporenmetalen zoals lood (Pb) en kwik (Hg), dampfaswaterkoolwaterstoffen zoals methaan, alkanen, alkenen en benzenen, en polychloordibenzo-p-dioxinen en polychloordibenzofuranen, algemeen bekend als dioxinen en furanen.Bij branding brengt bitumineuze kolen ook gevaarlijke gassen, zoals waterstofchloride (HCl), waterstoffluoride (HF) en polycyclische aromatische koolwaterstoffen (PAH's).

Onvolledige verbranding leidt tot hogere niveaus van PAH's, die kankerverwekkend zijn. Brandende bitumineuze kool bij hogere temperaturen vermindert de uitstoot van koolmonoxide.

Daarom hebben grote verbrandingseenheden en goed onderhouden, over het algemeen lagere vervuiling. Bitumineuze kolen hebben slag- en agglomeratie eigenschappen.

Bitumineuze steenkoolverbranding geeft meer vervuiling in de lucht dan sub-bitumineuze steenkoolverbranding, maar door de grotere warmte-inhoud is minder brandstof nodig om elektriciteit te produceren. Als zodanig produceren bitumineuze en subbitumineuze kolen ongeveer dezelfde hoeveelheid verontreiniging per kilowatt elektriciteit gegenereerd.

Aanvullende notities

In de vroege 20ste eeuw was bitumineuze steenkoolmijn een uitzonderlijk gevaarlijke baan, waarbij gemiddeld 1, 700 kolenmijnarbeiders jaarlijks leven. Gedurende dezelfde periode bleven ongeveer 2, 500 werknemers per jaar permanent uitgeschakeld als gevolg van kolenmijnongevallen.

Kleine deeltjes van bitumineuze afvalstoffen die overblijven na de bereiding van kolen van commercieel gehalte heet "steenkoolboetes". De boetes zijn licht, stoffig en moeilijk te hanteren en werden traditioneel opgeslagen met water in slurry-schutters om hen niet te laten blazen.

Nieuwe technologieën zijn ontwikkeld om boetes terug te vorderen. Een aanpak maakt gebruik van een centrifuge om de steenkooldeeltjes uit slibwater te scheiden. Andere benaderingen binden de boetes in briketten met een laag vochtgehalte, waardoor ze geschikt zijn voor brandstofgebruik.

Rangschikking : Bitumineuze kolen ranks tweede in warmte en koolstofgehalte in vergelijking met andere soorten kolen, volgens ASTM D388 - 05 Standaard Classificatie van Kolen volgens Rank.