Bitumenes szén
A bitumenes szén általános leírása
Bitumenes és al-…bitumenes szén teszi ki az Egyesült Államokban felhasznált szén több mint 90 százalékát. A szén elégetésekor magas, fehér lángot produkál. A bitumenes szenet azért nevezik így, mert kátrányszerű anyagot, úgynevezett bitument tartalmaz. A bitumenes szénnek két típusa van: a termikus és a kohászati.
Ez az a szénfajta, amelyet ma a világon a legszélesebb körben használnak. Nevét egy kátrányszerű & ragadós típusú anyag jelenléte miatt kapta, amelyet bitumen néven ismerünk.
A bitumenes típusú szén akkor keletkezik &, amikor egy szubbitumenes típusú szenet nagyon nagy nyomáson & melegítésnek tesznek ki. A szén illékonysága alapján a bitumenes típusú szeneket az alacsony illékonyságú bitumenes szén, a közepes illékonyságú bitumenes szén & végül a magas illékonyságú A, B, & C bitumenes szén kategóriákba sorolják.
A bitumenes szén más néven lágyszén, a szén leggyakoribb formája, az Egyesült Államokban és Kanadában használt szénosztályozás szerint a szubbitumenes szén és az antracit között helyezkedik el. Nagy-Britanniában a bitumenes szenet általában “gőzszénnek” nevezik, Németországban pedig a Steinkohle (“kőszén”) kifejezést használják. Az Egyesült Államokban és Kanadában a bitumenes szenet nagy illékonyságú, közepes illékonyságú és kis illékonyságú bitumenes csoportokra osztják. A nagy illékonyságú bitumenes szenet a nedves, hamumentes alapon mért fűtőértéke alapján osztályozzák (24-33 megajoule/kilogramm; 10 500-14 000 brit hőegység/kilogramm), míg a közepes és alacsony illékonyságú bitumenes szenet a száraz, hamumentes alapon mért kötött szén százalékos aránya alapján osztályozzák (69-78 százalék a közepes illékonyságú és 78-86 százalék az alacsony illékonyságú bitumenes szén esetében). A közepesen illékony és az alacsony illékonyságú bitumenes szén fűtőértéke száraz, hamumentes alapon jellemzően 35 megajoule/kilogramm (15 000 brit hőegység/kilogramm) közelében van.
A bitumenes szén színe a sötétbarnától a feketéig terjed, és általában sávos vagy réteges. Mikroszkóposan három fő csoportja ismerhető fel a makeralsóknak (a szén egyes szerves alkotóelemei): vitrinit, liptinit és inertinit. A legtöbb bitumenes szén üvegszerű anyaga a vitrinit, amely elsősorban fás növényi szövetekből származó makerális anyagokból áll. Viszonylag magas hőértéke és alacsony (3 százalék alatti) nedvességtartalma, könnyű szállíthatósága és tárolhatósága, valamint bősége miatt a bitumenes szénnek van a legszélesebb körű kereskedelmi felhasználása a szénfajták közül. Régóta használják gőz előállítására villamos erőművekben és ipari kazánokban. Ezenkívül a viszonylag kis mennyiségű ként tartalmazó és könnyen elaprózódó (vagy “agglomerálódó”) bitumenes szén az egyetlen olyan szén, amely alkalmas a kohászati koksz – a vasérc olvasztásához fontos, majdnem tiszta szénből álló kemény, szivacsszerű anyag – előállítására.
A bitumenes szén elégetésével kapcsolatos fő probléma a légszennyezés. A magas kéntartalmú bitumenes szén elégetésekor kén-oxidok kerülnek a levegőbe. Bizonyos körülmények között a szénben lévő nitrogén is felszabadul nitrogén-oxidok formájában. Amikor a légkörben lévő nedvesség reakcióba lép ezekkel a gázokkal, olyan savak keletkeznek, mint a kénsav, amelyek nedves savas lerakódás (savas eső) formájában a Földre hullanak – ez az anyag károsíthatja az épületeket és a termést, és vízszennyezést okozhat. E súlyos szennyezési problémák és az 1990-es Tiszta Levegő Törvényből eredő előírások miatt az Egyesült Államokban egyre több széntüzelésű erőmű telepített tisztítóberendezéseket a légszennyező kibocsátások csökkentése érdekében, vagy állt át alacsony kéntartalmú, szubbitumenes szénre. Néhány európai ország hasonló intézkedéseket vezetett be, míg mások, mint például Franciaország, nagyrészt átálltak az atomenergiára villamosenergia-termelésükben. Sok fejlődő ország, például Kína, úgy tűnik, teljesen figyelmen kívül hagyja a szennyezés problémáját.
A bitumenes szén fajtái
- A termikus szenet, amelyet néha gőzölgő szénnek is neveznek, olyan erőművekben használják, amelyek gőzt termelnek elektromos és ipari célokra.
A gőzzel működő vonatokat néha “bitumenes szénnel”, a bitumenes szén becenevével látják el.
- A kohászati szenet, amelyet néha kokszszénnek is neveznek, a vas- és acélgyártáshoz szükséges koksz előállításához használják. A koksz egy koncentrált szénből álló kőzet, amely a bitumenes szén levegő nélküli, rendkívül magas hőmérsékleten történő hevítésével jön létre. Ezt a folyamatot, amelynek során a szenet oxigén hiányában megolvasztják a szennyeződések eltávolítása érdekében, pirolízisnek nevezik.
A bitumenes szén jellemzői
A bitumenes szén körülbelül 17 százalékig tartalmaz nedvességet. A bitumenes szén tömegének körülbelül 0,5-2 százaléka nitrogén. Kötött széntartalma körülbelül 85 százalékig terjed, hamutartalma legfeljebb 12 tömegszázalék. A bitumenes szenet a benne lévő illékony anyagok szintje szerint tovább lehet osztályozni: magas illékonyságú A, B és C, közepes illékonyságú és alacsony illékonyságú. Az illékony anyagok közé tartozik minden olyan anyag, amely magas hőmérsékleten szabadul fel a szénből.
A szén esetében az illékony anyagok közé tartozhatnak a kén és a szénhidrogének.
Hőérték: A bitumenes szén bányászott állapotban kilónként körülbelül 10 500-15 000 BTU-t ad.
Kínálhatóság: A kőszén a bányászat során a szénfogyasztás során körülbelül 10 500-15 000 BTU-t ad: A bitumenes szén bőségesen rendelkezésre áll. A rendelkezésre álló szénkészletek több mint fele bitumenes.
A rendelkezésre álló szénkészletek több mint fele bitumenes.
Bányászati helyek: Az Egyesült Államokban a bitumenes szén Illinois, Kentucky, Nyugat-Virginia, Arkansas (Johnson, Sebastian, Logan, Franklin, Pope és Scott megyék) és a Mississippitől keletre fekvő helyeken található.
A bitumenes szén tulajdonságai
A bitumenes szén fő problémája a szálló por (PM), a kén- és nitrogén-oxidok. Néhány fém, mint az ólom és a higany, szénhidrogének, mint a metán, alkánok, alkének, benzolok és mások is felszabadulnak. Néhány el nem égett anyag, mint a szén-monoxid és különböző szerves vegyületek még megfelelő kazánüzemi körülmények között is felszabadulnak.A bitumenszénnek két alterméke van; a termikus vagy gőzszén és a kohászati szén. A kohászati vagy kokszoló szenet kemencében, oxigén hiányában, akár 1100 °C-os (2010°F) hőmérsékleten sütik. Ezt a folyamatot pirolízisnek nevezik. Ezzel az eljárással a szén megolvad, és az illékony alkotórészek és szennyeződések kioldódnak belőle. A végtermék végül tiszta, cseppfolyósított szén, amely koksszá szilárdul.
Teljesen átlátszatlan & puha
Sávos, vagy réteges & sötétszürke vagy fekete színű
Nedvességtartalma körülbelül 2-17%.
It’s carbon content is approximately 45 to 85%
It has a content of ash that is approximately 2 to 14% & it also contains 0.5 to 2 % of nitrogen.
It’s chlorine content is approximately 340 ± ppm & it’s sulfur content is approximately 0.5 to 5 %
Bituminous coals usually also have closely-spaced fractures found in them. Cleats also form in 2 different sets, both at right angles to each other.
Bituminous coals are very highly combustible & they release an excessive smoke as well as soot if they are not burned in a proper way. The main pollutants that come from bituminous coal are sulfur oxides, particulate matter & nitrogen oxides.
Ezek mellett néhány fém is megtalálható bennük, mint az ólom & higany, valamint szénhidrogének, mint a metán, benzolok, alkének és mások, amelyek szintén felszabadulnak belőlük. Néhány el nem égett anyag is megtalálható bennük, mint a szén-monoxid, valamint különböző szerves vegyületek is felszabadulnak belőlük, még a kazán megfelelő működési feltételei mellett is.
A kén, amely nagyobb mértékben van jelen az ilyen típusú szénben, savas esőt okozhat.
Ez a széntípus fűtőértéke fontonként 10 000 és körülbelül 15 000 brit hőegység (más néven BTU) között van, ez meglehetősen magasabb, mint a lignit vagy a szubbitumenes típusú széné.
Sokkal alacsonyabb a kötött szén & sokkal magasabb az illóanyagtartalmuk, mint az antracitnak.
A bitumenes típusú szénnek csak 2 altípusa van, amit gőzszénnek / termikus szénnek & neveznek, a kohászati szén. A kohászati szén más néven kokszoló szén olyan szén, amelyet kemencében sütnek oxigén teljes hiányában és nagy hőmérsékleten, akár 2010°F-on. Ezt a fajta folyamatot nevezik pirolízisnek. Az ilyen típusú eljárás során a szenet megolvasztják & minden illékony alkotóelemét & szennyeződését elűzik. Végül a keletkező végtermék egy tiszta, cseppfolyósított szén, amely megszilárdul.
A bitumenes típusú szén többnyire üvegszerű anyagot tartalmaz, amelyet vitrinitnek neveznek. Ásványi anyagokból áll, amelyek közül ezt a tulajdonságát egy fás növényszövetből kapja.
A bitumenes szén felhasználása
A bitumenes szenet a fúrófolyadékban több javaslatra használják.A fő felhasználási terület az emulgeálószerek, habosítók, habzásgátlók, nedvesítőszerek, mosószerek és különösen a kenő- és korróziógátlók.Bitumen szén ésszerű és előre további előrelépést vár a felületaktív anyagok alkalmazása, hogy a lyuk és a termelékenység javítása.
Ezt használják a tűz erőművek villamosenergia-termelés erőművek.
Tüzelőanyagként használják a vasúti mozdonyokat működtető gőz előállításához.
Ezt a szénfajtát korábban a háztartási/házi vízmelegítésben is használták.
A kokszszén vagy kohászati szén nagy hőállósággal rendelkezik & a koksz (nem az üdítőital) nevű termék előállítására használják, amelyet aztán egy kohóba adnak, és vasérccel, valamint mészkővel kombinálva acél előállítására használják.
A bitumenes szén kéntől, hamutól, valamint néhány más szennyeződéstől mentes, & szénkovácsműhelyekben használják, ahol a fémeket & hevítik, majd alakítják.
A bitumenes szén által termelt számos különböző súlyos szennyezési probléma miatt az Egyesült Államokban található elektromos erőművek, valamint néhány európai ország szénégető erőműveit tisztítóberendezésekkel látták el, amelyekkel minimalizálják a légszennyező kibocsátást.
Bitumenszén ára
A bitumenszén ára FOB Bandar Abbasból ömlesztett vagy jumbo zsákos kőszén formájában. Az eladási ár mínusz 5USD/tonna.
Környezetvédelmi aggályok
A bitumenes szén könnyen meggyullad és túlzott füstöt és kormot – részecskéket – termelhet, ha nem megfelelően égetik el. Magas kéntartalma hozzájárul a savas esők kialakulásához.
A bitumenes szén tartalmazza a pirit nevű ásványt, amely olyan szennyeződések befogadója, mint az arzén és a higany. A szén elégetése nyomokban ásványi szennyeződéseket juttat a levegőbe szennyezésként. Az égés során a bitumenes szén kéntartalmának körülbelül 95 százaléka oxidálódik és gáznemű kén-oxidok formájában szabadul fel.
A bitumenes szén égetéséből származó veszélyes kibocsátások közé tartoznak a részecskék (PM), kén-oxidok (SOx), nitrogén-oxidok (NOx), nyomfémek, például ólom (Pb) és higany (Hg), gőzfázisú szénhidrogének, például metán, alkánok, alkének és benzolok, valamint poliklórozott dibenzo-p-dioxinok és poliklórozott dibenzofuránok, közismert nevükön dioxinok és furánok. A bitumenes szén elégetésekor veszélyes gázok, például hidrogén-klorid (HCl), hidrogén-fluorid (HF) és policiklikus aromás szénhidrogének (PAH) is felszabadulnak.
A nem teljes elégetés a PAH-k magasabb szintjéhez vezet, amelyek rákkeltőek. A bitumenes szén magasabb hőmérsékleten történő elégetése csökkenti a szén-monoxid-kibocsátást.
Ezért a nagy és jól karbantartott tüzelőberendezések általában alacsonyabb szennyezési kibocsátással rendelkeznek. A bitumenes szén salakosodási és agglomerálódási tulajdonságokkal rendelkezik.
A bitumenes szén égetése több szennyezést bocsát a levegőbe, mint a szubbitumenes szén égetése, de a nagyobb hőtartalom miatt kevesebb tüzelőanyagra van szükség a villamos energia előállításához. Így a bitumenes és a szubbitumenes szén nagyjából ugyanannyi szennyeződést termel a megtermelt villamos energia kilowattjára vetítve.