Węgiel kamienny - Bituminous coal

Węgiel kamienny

Węgiel kamienny lub węgiel kamienny jest stosunkowo miękkim węglem zawierającym substancję podobną do smoły zwaną bitumem lub asfaltem . Jego jakość jest oceniana wyżej niż węgiel brunatny i subbitumiczny , ale gorzej niż antracyt . Powstawanie jest zwykle wynikiem dużego nacisku wywieranego na węgiel brunatny. Jego ubarwienie może być czarne lub czasami ciemnobrązowe; często w szwach znajdują się wyraźne pasma jasnego i matowego materiału . Te charakterystyczne sekwencje, które są klasyfikowane według „matowych, jasnych pasm” lub „jasnych, matowych pasm”, to sposób stratygraficznej identyfikacji węgli bitumicznych.

Bitumiczny węgiel organiczny skała osadowa tworzą diagenetycznego i sub metamorficznych kompresji torf materiału darniowej. Jej podstawowymi składnikami są macerały : witrynit i liptynit . Zawartość węgla w węglu kamiennym wynosi około 45-86%; reszta składa się z wody, powietrza, wodoru i siarki , które nie zostały usunięte z macerali . Gęstość bank około 1796 kilogram / m 3 (112,1 funtów / stóp sześciennych). Gęstość nasypowa zazwyczaj biegnie 1683 kilogram / m 3 (105,1 funtów / stóp sześciennych). Zawartość ciepła w węglu kamiennym waha się od 24 do 35 MJ/kg (21 do 30 MMBtu/tonę) na bazie wilgotnej, wolnej od substancji mineralnych.

W przemyśle wydobywczym węgiel ten jest znany z uwalniania największych ilości wilgoci ogniowej , niebezpiecznej mieszaniny gazów, która może powodować podziemne wybuchy. Wydobycie węgla kamiennego wymaga najwyższych procedur bezpieczeństwa, obejmujących uważny monitoring gazu, dobrą wentylację i czujne zarządzanie terenem.

Zastosowania

Węgle bitumiczne są sortowane według współczynnika odbicia witrynitu, zawartości wilgoci, zawartości części lotnych , plastyczności i zawartości popiołu. Ogólnie rzecz biorąc, węgle bitumiczne o najwyższych wartościach charakteryzują się określonym stopniem plastyczności , lotności i niską zawartością popiołu, zwłaszcza o niskiej zawartości węglanów , fosforu i siarki .

Plastyczność ma kluczowe znaczenie dla koksowania, ponieważ reprezentuje zdolność do stopniowego tworzenia określonych faz plastyczności podczas procesu koksowania, mierzoną testami dylatacji węgla. Niska zawartość fosforu ma kluczowe znaczenie dla tych węgli, ponieważ fosfor jest wysoce szkodliwym pierwiastkiem w produkcji stali .

Węgiel koksujący jest najlepszy, jeśli ma bardzo wąski zakres lotności i plastyczności. Mierzy się to za pomocą testu wskaźnika swobodnego pęcznienia . Zawartość substancji lotnych i wskaźnik pęcznienia są również wykorzystywane do wyboru węgli do mieszania koksu.

Zmienność ma również kluczowe znaczenie dla produkcji stali i wytwarzania energii, ponieważ determinuje szybkość spalania węgla. Węgle o wysokiej zawartości lotności, chociaż łatwo się zapalają, często nie są tak cenne jak węgle o średniej lotności; Węgiel o niskiej lotności może być trudny do zapalenia, chociaż zawiera więcej energii na jednostkę objętości. Huta musi zrównoważyć lotną zawartość węgli, aby zoptymalizować łatwość zapłonu, szybkość spalania i wydajność energetyczną węgla.

Węgle o niskiej zawartości popiołu, siarki i węglanów są cenione do wytwarzania energii, ponieważ nie wytwarzają dużo żużla kotłowego i nie wymagają tak dużego wysiłku, aby oczyścić gazy spalinowe w celu usunięcia cząstek stałych. Węglany są szkodliwe, ponieważ łatwo przywierają do aparatury kotłowej.

Węgiel kowalski

Węgiel kowalski to rodzaj wysokiej jakości węgla kamiennego idealnie nadającego się do wykorzystania w kuźni węgla . Jest jak najbardziej wolny od popiołu , siarki i innych zanieczyszczeń. Skład węgla powinien być następujący:

Składnik Odsetek
Siarka Nie więcej niż 1%
Popiół Nie więcej niż 7%
Węgiel Nie mniej niż 70%
Wilgoć Nie więcej niż 12%

Węgiel kanałowy

Węgiel Cannel z Pensylwanii w NE Ohio
Węgiel kanałowy lub świecowy to rodzaj węgla kamiennego, zaliczany również do łupków bitumicznych typu naziemnego . Ze względu na swoją fizyczną morfologię i niską zawartość minerałów węgiel cannel jest uważany za węgiel, ale ze względu na swoją teksturę i skład materii organicznej jest uważany za łupki bitumiczne. Chociaż historycznie termin węgiel kanałowy był używany zamiennie z węglem bagiennym , nowszy system klasyfikacji ogranicza węgiel kanałowy do pochodzenia lądowego, a węgiel bagienny do środowisk jeziornych.

Węgiel koksowy

W przypadku stosowania w wielu procesach przemysłowych węgiel bitumiczny musi najpierw zostać „zakoksowany” w celu usunięcia lotnych składników. Koksowanie odbywa się poprzez ogrzewanie węgla bez dostępu tlenu, który odpędza lotne węglowodory, takie jak propan , benzen i inne węglowodory aromatyczne oraz niektóre gazy siarkowe. To również usuwa znaczną ilość wody zawartej w węglu bitumicznym.

Węgiel koksujący (węgiel metalurgiczny ) stosowany jest w produkcji stali , gdzie węgiel musi być jak najbardziej pozbawiony lotności i popiołu.

Węgiel koksujący jest podgrzewany w celu wytworzenia koksu, twardego, szarego, porowatego materiału, który jest używany w wielkich piecach do wydobywania żelaza z rudy żelaza.

Węgiel kamienny według okresu geologicznego

Węgiel kamienny w Stanach Zjednoczonych ma od 100 do 300 milionów lat.

Węgle kredowe

W Stanach Zjednoczonych kredowe węgle bitumiczne występują w Wyoming, Kolorado i Nowym Meksyku.

W Kanadzie osady osadowe w zachodniej Kanadzie w prowincji Alberta i Kolumbia Brytyjska zawierają duże złoża węgla bitumicznego, które utworzyły się na bagnach wzdłuż zachodniego obrzeża toru wodnego Western Interior . Ich wiek waha się od ostatniej jury lub najwcześniejszej kredy w formacji Mist Mountain , do późnej kredy w formacji Gates . Intermontane i Insular Coalfields w Kolumbii Brytyjskiej również zawierają złoża kredowego węgla bitumicznego.

Węgle jurajskie

Rozległe, ale o niskiej wartości węgle z okresu jurajskiego rozciągają się przez basen Surat w Australii , uformowane w wewnątrzkratonowej niecce opadającej i zawierają dowody aktywności dinozaurów w licznych warstwach popiołu. Węgle te są eksploatowane w Queensland z Walloon Coal Measures , które mają do 15 m grubości węgla subbitumicznego do bitumicznego, nadającego się do koksowania, wydobycia pary i krakingu ropy.

Węgle triasowe

Węgle triasowe znane są z basenów Clarence-Moreton i Ipswich , w pobliżu Ipswich w Australii oraz z koryta Esk. Węgle z tej epoki są rzadkie, a wiele z nich zawiera skamieniałości roślin kwitnących. Jednymi z najlepszych węgli koksowych są węgle australijskiego triasu, chociaż większość złóż ekonomicznych została wydobyta.

Węgle permskie

Drugie co do wielkości złoża węgla kamiennego na świecie znajdują się w warstwach permu w Rosji . Australijskie złoża w basenach Bowen w Queensland , Sydney i Perth Basin są węglem permskim, gdzie znane są miąższości przekraczające 300 m. Przewiduje się, że obecne rezerwy i zasoby wystarczą na ponad 200 lat.

Australia eksportuje zdecydowaną większość swojego węgla do produkcji koksowania i stali w Japonii. Niektóre australijskie węgle są najlepsze na świecie do tych celów, wymagając niewielkiej ilości mieszania lub wcale. Niektóre węgle bitumiczne z permu i triasu w Australii są również najbardziej odpowiednie do krakingu w ropę .

Węgle karbońskie

Dużo węgla północnoamerykańskiego powstało na obszarach osiadających przylegających do Appalachów podczas podokresu pensylwańskiego . Ogromna sieć bagien pokrywała w tym czasie duże obszary Ameryki Północnej, a duża część materiału organicznego wytworzonego na tych mokradłach gromadziła się, tworząc grube warstwy torfu (prekursor węgla), które zostały zakopane szybciej, niż mogły się rozkładać.

Węgiel kamienny wydobywany jest w regionie Appalachów , głównie do produkcji energii. Wydobycie odbywa się zarówno przez kopalnie odkrywkowe, jak i podziemne. Węgiel kamienny Pocahontas kiedyś napędzał połowę marynarek wojennych świata, a dziś podsyca huty i elektrownie na całym świecie.

Zobacz też

Bibliografia

Dalsza lektura

Zewnętrzne linki