Bituminøst kul



Den information, vi har kunnet samle om Bituminøst kul, er blevet omhyggeligt gennemgået og struktureret for at gøre den så nyttig som muligt. Du er sandsynligvis kommet her for at finde ud af mere om Bituminøst kul. På internettet er det let at fare vild i et virvar af sider, der taler om Bituminøst kul, men som ikke giver dig det, du gerne vil vide om Bituminøst kul. Vi håber, at du vil fortælle os i kommentarerne, om du kan lide det, du har læst om Bituminøst kul nedenfor. Hvis de oplysninger om Bituminøst kul, som vi giver dig, ikke er hvad du søgte, så lad os det vide, så vi kan forbedre denne hjemmeside dagligt.

.

Det bituminøse kul ( bituminøst kul eller sort kul på engelsk) er et kul, der er ret let, ret blødt og porøst , der indeholder et stof, der er olieagtigt ukorrekt kvalificeret fedtet "  bitumen  ", som kunne klassificere i klipperne så meget som det er den kendte type kul. at frigive den mest fyredeampe (eksplosiv gasblanding).

Dens underjordiske industrielle udnyttelse betragtes som farlig på grund af de store mængder fyrampe, som den kan frigive, hvilket kan forårsage voldelige underjordiske eksplosioner. Dens udvinding kræver derfor højere sikkerhedsprocedurer for ventilation af minegallerierne og overvågning af luftkoncentrationer af gasser og elektrisk udstyr (som ikke bør frembringe nogen gnister ).

I USA er det symbolet på West Virginia, som har betydelige forekomster af det, som er blevet udnyttet i mere end et århundrede.

Fysisk beskrivelse

Dens farve er sortlig til mørkebrun. Dens brudlinjer præsenterer mere eller mindre strålende refleksioner organiseret i bånd, der bruges til at klassificere varianterne eller give spor om dens stratigrafiske egenskaber ( kedelig, lysbundet eller lys, kedeligbåndet for engelsktalende). Geologen identificerer to hovedmakalerbestanddele : vitrinit og exinit .

Dens densitet i aflejringen er i gennemsnit 1.346  kg / m 3  ; i pulverform eller granuleret form, dens massefylde er typisk 833  kg / m 3 .

Dens fine kemiske struktur kan studeres ved elektronisk paramagnetisk resonans .

Anvendelser

Det bruges hovedsageligt som fast brændsel og energikilde til at producere varme, vanddamp , bevægelse, elektricitet , muligvis i kraftvarmeproduktion eller trigeneration  ; til dette er det af bedre kvalitet end brunkul , men mindre energisk end antracit , råolie eller naturgas.
Et kilogram bituminøse kul frigiver 24 til 35  MJ af varmeenergi (fra 21 til 30.000.000 BTU pr short ton ) kan omdannes til drivkraft og elektricitet.

I cementværker (pulveriseret) kan det levere "forkalkningsorganer", der bruger meget energi. Ved relativt lav temperatur (800 til 1000  ° C ) producerer de mindre NOx, men med ulempen ved en forbrændingstid, som skal være længere (flere sekunder).

Nogle sorter af bituminøse kul bruges også til at fremstille koks til metallurgi .

Da det har en vis porøsitet , er det også blevet eksperimentelt forsøgt (i Indien) at bruge bituminøst kul, normalt eller (med bedre resultater) fremstillet som sorbent . Præparatet blev foretaget ved hydrotermisk behandling for at inkorporere yderligere funktionelle grupper og for at ændre den kemo-kolloidale overflade for at forbedre adsorptionen af Cu (II), Ni (II), Zn (II) og Cr (VI)) med hydrogenperoxid og ved imprægnering af manganoxid . Dette involverede test af dets evne til at adsorbere (lidt som trækul ) giftige, forurenende eller uønskede kemiske grundstoffer, herunder for eksempel tungmetaller eller krom fra industrielt spildevand . For eksempel er det vist at være i stand til at absorbere / adsorbere store mængder molekylært / ionisk bly (op til 92,52% for Pb II ved pH 8).

Geologisk oprindelse

Det blev generelt dannet af et stærkt tryk, der blev udøvet på brunkulet (selv som følge af nedbrydning af gamle tørvemoser ), mens dets geologiske lag sank ned i undergrunden. Det er en sedimentbjergarter hovedsagelig sammensat af materialer Original organisk struktureret og processeres ( diagenese ) efter kompression nævnte sub metamorfe .
Den indeholder 60 til 80% fossilt kulstof  ; resten er hovedsageligt vand, luft , brint og svovl , som ikke er blevet drevet eller ødelagt fra makalerne ved tryk og / eller temperatur. Den indeholder også forurenende metalliske sporstoffer (tungmetaller inklusive kviksølv ), metalloider , herunder arsen ) og radionuklider . Disse frigøres under forbrændingen af kul og spredes derefter i dampe, dampe, bundaske og aske.

Tekniske, kommercielle og industrielle klassifikationer

Uanset deres geologiske definitioner ("  lithotype  ") klassificeres bituminøse kul efter flere fysisk-kemiske kriterier, som hovedsagelig er:

Kommerciel værdi

Kul sælges dyrere, når det er mere plastisk , indeholder mere flygtige kulbrinter og har et lavere " askeindhold  " med mindst muligt carbonater , fosfor og svovl .

Plasticitet er en vital egenskab ved koksning , hvilket indikerer dets evne til gradvist at bidrage til koksens faser. Det måles ved test af kulstofudvidelse. Et lavt fosforindhold er også vigtigt i disse undertiden kaldte "metallurgiske" kul, fordi fosfor er et "gift" (meget skadeligt element) ved fremstilling af stål . I tilfælde af flygtighed og dårlig plasticitet foretrækkes kokskul . Den test, der blev brugt til at verificere dette, er "frit kvældningsindeks". Afhængigt af deres indhold af flygtige stoffer og deres kvældningsindeks kan der laves forskellige blandinger af kul (bituminøse eller ej) for at optimere deres kvalitet som brændstof eller koks.

Volatilitet er et "kritisk" kriterium for stålindustrien og for energiproduktion, da det påvirker forbrændingshastigheden for kul. Når kul er rigere på flygtige forbindelser, antændes det bedre og brænder bedre, selvom det indeholder mindre kulstof og derfor mindre potentiel energi pr. Volumenhed.
Støberier skal afbalancere og optimere det flygtige stofindhold i deres kul for at lette antændelsen og bedre kontrollere forbrændingshastigheden og den udsendte varme.

Det lave aske-, svovl- og carbonatindhold i kul er populært hos elproducenter, fordi det meget reducerer mængden af slagge, der produceres i kedler , såvel som mængden af ​​dampe og partikler såvel som sure gasser (sur svovlsyre, saltsyre, SO 2 , men også H 2 O, som korroderer visse stål under fremstillingen, og som er meget ætsende for installationer) og andre luftforurenende stoffer. Gasfiltrerings- / rensningsomkostninger reduceres. Carbonater er skadelige, fordi de danner skorper i kedler og på varmevekslere. Svovl bidrager til gasformigt spildevand bidrager til sur regn, smogs, kræft og lungesygdomme og indirekte til forsuring af vand (hvilket også skyldes kulsyre, der også produceres ved forbrænding af kul eller andre kulbrinter.)

Smedende kul

Bituminøse kul kendt som "  smithing kul  ", der producerer mindre flyveaske og mindre rige på svovl og andre uønskede produkter af passende kvalitet til de behov, støberier og har været meget anvendt til dette formål i begyndelsen af det XX th  århundrede. Efter første verdenskrig , da metallurgien af ​​jernholdige metaller blomstrede for at blive solgt som sådan, skulle de uønskede bestanddele af bituminøst kul ikke overstige de satser, der er angivet nedenfor.

Komponent Sats (%)
Sulfider <1
Ask (efter forbrænding) <7
Kulstof > 70
Vandindhold <12

Kulkanel

Dette engelsktalende udtryk (stammer fra gammelengelsk  ; bogstaveligt talt trækullys ) henviser til et trækul, der let antænder og producerer en strålende flamme.
Den indeholder et højt indhold af flygtige stoffer, og blev brugt til at producere kul olie i Virginia så tidligt som i midten -1800s . Brugen af denne type kul er faldet markant i løbet af det XX th  århundrede, men det er undertiden stadig bruges af nogle kunstnere for sin evne til at være skåret og poleret udskæringer eller smykker .

Koks kul

Der skal anvendes i mange metallurgiske industrielle processer, bituminøse kul skal først "  coked  " (i en plante kaldet "  koks plante  ") for at fjerne sine flygtige forbindelser og reducere antallet af reaktive partikler , der vil blive afgivet under brug. Af skroget.

Det er en meget forurenende operation, fordi de fleste af disse forbindelser er kræftfremkaldende , mutagene og / eller kraftige forsurere i luften eller regnen og interagerer via deres aerosoler med det lokale og globale klima og spiller en rolle i klimaændringerne . Det udføres ved opvarmning af kul i fravær af ilt , der driver ud af kulkulbrinterne, såsom propan , benzen og andre aromatiske kulbrinter samt svovlgasser. En stor del af vandet i bituminøst kul ekstraheres også fra det.
Koks-kulet afkøles derefter; dette hårde, grå porøse materiale kan derefter sælges til stålværker, der bruger det til at producere jern fra jernmalm .

Klassificering efter geologisk periode

De fleste fossile kulbrinter stammer fra kulstofperioden , men der er også bituminøse og lidt nyere kul.

Kulstof kul

Nordamerikas bituminøse kul (og derfor USA's) er produceret over en lang periode, der strækker sig over mere end 200 millioner år; fra - 100 til - 300 millioner år ca. I undergrunden i det nuværende Nordamerika blev en stor del af kulet dannet under kulstofholdigt under den såkaldte " Pennsylvanian  " delperiode  i de tilstødende nedsænkningszoner i Appalachian-området  ; sandsynligvis fra tørv og aflejringer af sporer og andet organisk materiale akkumuleret i det enorme netværk af mere eller mindre skovklædte sumpede områder, som derefter dækkede en stor del af dette geografiske område. I kulstoffet dukkede kul op, hvor dette materiale blev begravet hurtigere, end det kunne nedbrydes eller genbruges i økosystemet og dannede enorme kulstofdræn , hvilket ifølge hypotesen fra James Lovelock tillod klimaet ikke at varme op som den gennemsnitlige temperatur på solen stiger støt.

Bituminøst kul er stadig ekstraktet fra Appalachian Basin , i dag hovedsageligt til brændstofkraftværker for at producere elektricitet . Den mineaktivitet den udfører måde under jorden eller overflade som passende. Den Pocahontas bituminøse kul til en tid leverede halvdelen af dampskibe af flåder rundt om i verden; og det driver stadig stålværker og kraftværker i mange lande.

Permskul

Dannet under Perm , udgør den den anden reserve af bituminøst kul i verden. Det er hovedsageligt placeret i de permiske geologiske lag i Rusland . Der findes også indskud i Australien i Bowen-bassinet i Queensland , i Sydney- og Perth- bassinet, hvor der er kendt tykkelse på mere end 300  m . Med den hastighed, hvormed de udnyttes, forventes de nuværende reserver og ressourcer at vare yderligere 200 år.

Australien eksporterer størstedelen af ​​sit kokskul til stålindustrien og til Japan . Nogle af de australske kul anses for at være de bedste i verden til disse formål, hvilket kræver ringe eller ingen blanding. Nogle permisk bituminøse kul (såsom nogle Trias kul ) i Australien er også de mest egnede til olie krakning , der er en olie, der kan producere brændstoffer eller bruges af carbon kemi.

Trias kul

Kul dateret til Trias er kendt i Australien, i Clarence-Moreton- bassinerne og i Ipswich- bækkenet nær Ipswich og Esk Pit . Kul fra denne periode er sjældne. Mange indeholder fossiler af blomstrende planter. De er også nogle af de bedste kokskul.

Jurassic Coal

Vi kender vigtige sub-bituminøse aflejringer. Men de har lidt energi eller carbochemical værdi.

De strækker sig gennem Surat Basin (bassin nedsynkning intra- cratonic ) og indeholder spor af aktivitet af dinosaurer og mange lag af aske.
De udvindes i Queensland ( Walloon Coal Measures ), i vener op til 15  m tykke, sub-bituminøse til bituminøse og producerer kul, der er egnet til produktion af koks, damp eller krakning for at producere kulbrinter. Olietankskibe.

Miljøpåvirkninger

Kuludvinding ( dræning af syremine ...), dets transport og endnu mere dens transformation ( koksanlæg ), dets forbrænding og dets metallurgiske anvendelse er forurenende aktiviteter, der har indvirkning på vand, luft og jord såvel som på økosystemer og menneskers sundhed , selvom der er foretaget betydelige forbedringer. Blandt disse forbedringer kan vi nævne dets anvendelse i pulverform i brændere , som optimerer forbrændingen, og i årene 1980-1990 forbedrede forbrændings- og forforbrændingssystemer det muligt at reducere emissioner af støv , partikler , sod , kulstof. sorte og nanopartikler af NO x og SO 2 .

"Dumperne" og andre slaggehøjder af aske flyver og bundaske kan derefter permanent frigive forskellige forurenende stoffer i luften (luftbårent støv), vand og jord.

Fossile kulstofholdige materialer har reducerende og sorpsive egenskaber med hensyn til uran og thorium , især undersøgt af Breger og Deul (1956) og af Bejrassiva (1858) og vidt beskrevet i 1950'erne af Stach, Teichmüller, Ramdohr, Liebenberg, Davidson og Bowie. I mikrokasser i nogle kul findes pitchblende .
Under alle faser af deres dannelse havde tørven, derefter kulene, en naturlig tilbøjelighed til at absorbere / adsorbere forskellige miljøelementer, herunder tungmetaller og visse radionuklider mineraliseret i kulet. "Uranfiksering i kul ser ud til at forekomme før fænomenet kulning af i øjeblikket bituminøst kul"  ; Ligesom andre kultyper kan visse såkaldte " uranbærende  " bituminøse kul  derfor indeholde betydelige mængder (til betydelige mængder med hensyn til potentielle påvirkninger under visse omstændigheder) af uran og andre radionuklider (især thorium) og af dette frigøres gasformige radionuklider under drift ( f.eks. radon , radiogene og radioaktive efterkommere af uran), derefter forskellige radionuklider under forbrændingen. Det forbliver også i bundaske og i lagre af flyveaske produceret af metallurgiske fabrikker og kulfyrede kraftværker. Den mikroskopiske, metallografiske , mineraragiske og autoradiografiske undersøgelse af "uranbærende kul" afslørede (fra 1960'erne) "strålingsskade" i disse kul, som kan være informationskilder til deres diagenese (for eksempel i aflejringer. Du Schaentzel, Jedwab, Jacques observerede "en meget lav aktivitet af kul uden indeslutninger eller revner samt et forhold mellem den lokale stigning i reflektionsevne og mængden af ​​uran" .

Reserver

Ikke alle lande har offentliggjort deres tal for bestemte eller estimerede reserver, og disse tal er i nogle tilfælde usikre. Vi ved dog, at der stadig er meget kul på planeten, og at bituminøst kul undertiden udgør en meget vigtig del (mere end 95% i Indien).

De Forenede Stater har de største kulreserver i verden (447 GT, hvoraf 54% ville være bituminøse og 37% subbituminøse (ifølge 9% brunkul); ifølge estimatet offentliggjort i 2006 af den amerikanske komité for WEC.

Den anden reserve ville være placeret i kælderen i Australien med 97,3 Gt dokumenteret ressource, hvoraf 57% bituminøst og sub-bituminøst kul til 43% brunkul).

Den indiske meddelelse om hans næste 100 Gt PROVEN ressourcer (96% bituminøst kul)

Forskning

Nyere forskning fokuserer især på måder at gøre brugen af ​​kul mindre forurenende på eller alternativer til nogle af dets anvendelser. Nyligt arbejde fokuserer på genvinding af CO 2 og muligvis kulstofholdige partikler ( sod ) i installationer for at omdirigere dem mod geokemisk opbevaring (kunstige kulsyre) ...

En stor del af forskningsarbejdet har fokuseret på forbrændingsmetoder (størrelse og strømning af partikler, der skal injiceres, type fluidiseret leje osv.).
Andre værker har vedrørt forsøg på forgasning in situ (det vil sige i selve det geologiske lag) eller endda anvendelser inden for kulstofkemi til filtrering, post-carcking (" post- cracking") i nærvær. Brint fra flygtige stoffer frigivet under hydropyrolyse , etc.

Noter og referencer

  1. AB Więckowski (1988), EPR Undersøgelser af strukturen af bituminøse kul (Congrès Magnetic resonance konference - 1987), vol.  36, n o  4-5, s.  299-303; Experimentelle Technik der Physik ( link cat.inist.fr )
  2. Afhandling af Van De Steene Laurent (1999) med titlen Termokemi af forbrændingen ved lave temperaturer af pulveriserede faste stoffer: påføring på kul , forsvaret under tilsyn af Georges Charnay, University of Toulouse (Institut national polytechnique), 180  s. og bibliografi af 75 ref. ( resume )
  3. Singh D og Rawat NS (1997), adsorption af tungmetaller på behandlet og ubehandlet bituminøst kul af lav kvalitet , Indian Journal of Chemical Technology , bind.  4, nr .  1, s.  39-41; ( ISSN  0971-457X ) ( http://cat.inist.fr/aModele=afficheN&cpsidt=2728328 Resumé af CNN-CNRS])
  4. Narayana Nagesh, Abburi Krishnaiah (1989), en undersøgelse af fjernelse af krom ved adsorption på bituminøst kul fra syntetiske spildevand  ; Indian Journal of Environmental Health  ; flyvningen.  31, nr .  4, s.  304-308, 5  s. Ed. : National Environmental Engineering Research Institute i Nagpur (Indien), ( ISSN  0367-827X )  ; resumé med Inist-CNRS
  5. Dhanesh Singh og Rawat NS (1995), absorption af Pb (II) med bituminøst kul  ; Regeringens DB-piges efteruddannede koll., Dep. kemi fra Raipur (Indien); Indisk tidsskrift for kemisk teknologi  ; flyvningen.  2, nr .  1, s.  49-50 (8 ref.); ( ISSN  0971-457X ) ( Inist / CNRS-oversigt )
  6. Feng KK (1985), spontan forbrænding af canadiske kul (CANMET / EMR Canada, mining res. Lab.), I CIM bulletin  ; flyvningen.  78, nr .  877, s.  71-75 (10 ref.) ( ISSN  0317-0926 )  ; Ed. Canadian Institute of Mining, Metallurgy and Petroleum, Montreal ( resumé med Inist-CNRS )
  7. Kraftwerken M Thiele, H Teichmann, W Schwarz og Quadakkers WJ (1997), Korrosionsverhalten von ferritischen und austenitischen Stählen in simulierten Rauchgasen von stein-und braunkohlebefeuerten; VGB, VGB Kraftwerkstechnik, vol.  77, nr .  2, s.  61-62, 65-68; ( ISSN  0372-5715 ) ([resumé med kat.inist / CNRS])
  8. Richards, William Allyn., (1915), Smedning af jern og stål (se s.  50); D. Van Nostrand Company, læs online
  9. Wadleigh, Francis Rawle., (1921), en kulmanual til sælgere, købere og brugere , se s.  113; Nationale nyheder om kulminedrift ( læs online )
  10. E-WV West Virginia Encyclopedia  ; Ed: Wet Virginia Humanities Council; 1310 Kanawha Blvd E; Charleston, WV 25301, adgang til 22. marts 2012
  11. Hustad JE; Aho MJ; Hupa M .; Noopila; Sorensen LH; Clausen S; Kiorboe L; Gromulski J; Bengsson B; Leckner B.; (1990), Reaktivitetsmålinger af kokspartikler i fem forskellige flowreaktorer (International Flame Research Foundation Congress. Emneorienteret teknisk møde. 2; 21. maj 1990)); Rivista dei Combustibili, vol.  44, nr .  10, s.  257-267 [11  s.  ; ( ISSN  0370-5463 ) ( Inist-CNRS resumé )
  12. EIA, typer kul , kilde: eia.doe.gov ( US Energy Information Administration ), adgang til 4. januar 2011
  13. Smart JP og Nakamura T. (1993), NOx-emissioner og burnout fra en hvirvel-stabiled brænder fyring pulveriseret kul: virkningerne af fyring kulblandinger  ; Journal of the Institute of Energy , bind.  66, nr .  467, s.  99-105  ; ( ISSN  0144-2600 )  ; resumé med Inist6CNRS
  14. JP Smart, R Weber (1989), Reduktion af NO x og optimering af udbrændthed med en aerodynamisk luft-iscenesat brænder og en luft-iscenesat precombustor brænder  ; Journal of the Institute of Energy , opsummeret med CNRS / Inist.fr
  15. Jedwab, Jacques (1966), Strålingsskader i Schaentzel urankul] , tidsskrift: Geologische Rundschau  ; ( resumé med Springer )
  16. François Kalaydjian and Sylvie Cornot-Gandolphe (2008), The new deal of coal , TECHNIP, se s.  15-18 / 206 (tekster og kort)
  17. Cypres R., Furfari S. (1985), Post-krakning af flygtige stoffer fra kulhydropyrolyse. I: Påvirkning af temperaturen efter krakning  ; Fuel journal , vol.  64, nr .  1, s.  33-39 (21 ref.) ( ( ISSN  0016-2361 ) ) ( resumé med Inist-Cnrs )

Se også

Relaterede artikler

eksterne links

  • CHEMED: Kul
  • NIE, bituminøst kul, 1905

Bibliografi

  • Jean-Marie Martin-Amouroux og François Bautin, faste brændstoffer. Kul , ingeniørteknikker. Energiteknik ( ISSN  1762-8741 )

Vi håber, at de oplysninger, vi har indsamlet om Bituminøst kul, har været nyttige for dig. Hvis det er tilfældet, så glem ikke at anbefale os til dine venner og familie, og husk, at du altid kan kontakte os, hvis du har brug for os. Hvis du på trods af vores bestræbelser mener, at det, vi har leveret om _title, ikke er helt korrekt, eller at vi bør tilføje eller rette noget, vil vi være taknemmelige, hvis du vil give os besked. At give den bedste og mest omfattende information om Bituminøst kul og ethvert andet emne er essensen af denne hjemmeside; vi er drevet af den samme ånd, som inspirerede skaberne af Encyclopedia Project, og derfor håber vi, at det, du har fundet om Bituminøst kul på denne hjemmeside, har hjulpet dig med at udvide din viden.

Opiniones de nuestros usuarios

Anne Holst

Jeg finder det meget interessant, hvordan dette indlæg om Bituminøst kul er skrevet, det minder mig om min skoletid. Sikke en dejlig tid, tak fordi du tog mig med tilbage til dem.

Sarah Bentsen

Jeg var glad for at finde denne artikel om Bituminøst kul., Dette indlæg om Bituminøst kul., Godt indlæg om Bituminøst kul., God artikel