Typerne af kul: Sammensætning, anvendelse og energiverdi

Kul er en sedimentær sort eller mørkebrun klippe, der varierer i sammensætning. Nogle typer kul brænder varmere og renere, mens andre indeholder et højt fugtighedsindhold og forbindelser, der bidrager til surt regn og anden forurening, når de brændes.

Kul med varierende sammensætning anvendes som et brændbart fossilt brændstof til produktion af elektricitet og produktion af stål rundt om i verden. Det har været den hurtigst voksende energikilde på verdensplan i det 21. århundrede, ifølge International Energy Agency (IEA)

Geologiske processer og forfaldende organisk stof skaber kul over tusinder af år. Det udvindes fra underjordiske formationer eller "sømme" gennem underjordiske tunneler eller ved at fjerne store områder af jordoverfladen. Det udgravede kul skal renses, vaskes og forarbejdes for at forberede det til kommerciel brug.

Kina producerer i øjeblikket mere kul end noget andet land i verden, skønt dens beviste reserver ligger fjerde bag USA, Rusland og Indien. IEA vurderer, at det globale udbud bør stige med en hastighed på omkring 0,6 procent gennem 2020.

Australien ligger på toppen af ​​den verdensomspændende liste over eksportører, efter at have sendt 298 millioner ton kul til udlandet i 2010. Indonesien og Rusland blev nummer to og tredje og eksporterede henholdsvis 162 og 109 millioner tons. USA kom på fjerde verdensplan efter at have afsendt 74 millioner ton ud over sine grænser samme år.

Sydafrika er mest afhængig af kul, der tager 93 procent af sin elektriske energi fra denne energikilde. Kina og Indien er også stærkt afhængige af kul for betydelige mængder af deres energi på henholdsvis 79 og 69 procent. USA tager 45 procent af sin elektricitet fra denne kilde og rangerer den 11. på den globale liste over lande, der genererer strøm fra denne kilde.

Hårdt vs. Blød: Kul falder i to hovedtyper Kategorier: hårdt og blødt. Blødt kul er også kendt som brunkul eller brunkul. Kina producerer mere hårdt kul end noget andet land med en faktor på omkring tre. De hele 3.162 mio. Ton hårdt kul, der er produceret af Kina, dværger produktion af anden- og tredjeplassede producenter - USA på 932 millioner ton og Indien på 538 millioner metriske tons.

Tyskland og Indonesien binder næsten alle æresbevisninger i produktionen af ​​blødt brunt kul. Disse lande gravede henholdsvis 169 millioner og 163 millioner ton.

Koks vs. Damp: Kokskul, også kendt som metallurgisk kul, har lavt svovl- og fosforindhold og tåler høj varme. Kokskul føres ind i ovne og underkastes iltfri pyrolyse, en proces, der opvarmer kulet til 1.100 grader celsius, smelte den og fjerne eventuelle flygtige forbindelser og urenheder til at forlade rent kulstof. Det varme, rensede, flydende kulstof størkner i klumper kaldet "koks", der kan føres ind i en højovn sammen med jernmalm og kalksten til fremstilling af stål.

Dampkul, også kendt som termisk kul, er velegnet til produktion af elektrisk kraft. Dampkul formales til et fint pulver, der brænder hurtigt ved høj opvarmning og bruges i kraftværker til at opvarme vand i kedler, der kører dampturbiner. Det kan også bruges til at tilvejebringe rumopvarmning til huse og virksomheder.

Alle kultyper indeholder fast kulstof, som giver lagret energi og varierende mængder fugt, aske, flygtigt stof, kviksølv og svovl. Da de fysiske egenskaber og kulkvalitet varierer meget, skal kulfyrede kraftværker konstrueres for at imødekomme - de specifikke egenskaber ved tilgængeligt råmateriale og til at reducere emissioner af forurenende stoffer som svovl, kviksølv og dioxiner.

Kul frigiver termisk energi eller varme, når det brændes sammen med kulstof og aske. Ask består af mineraler såsom jern, aluminium, kalksten, ler og silica samt sporstoffer som arsen og krom.

Det lagrede energipotentiale inden for kul beskrives som "brændværdi", "opvarmningsværdi" eller "varmeindhold." Det måles i britiske termiske enheder (Btu) eller millijoules pr. Kg (MJ / kg). En Btu er den mængde varme, der vil varme cirka 0,12 amerikanske gallon - et pund vand - med 1 grad Fahrenheit ved havets overflade. MJ / kg repræsenterer mængden af ​​energi, der er lagret i et kilogram. Dette er et udtryk for energitæthed for brændstoffer målt efter vægt.

Den internationale standardiseringsorganisation ASTM (tidligere American Society for Testing and Materials) har udstedt en klassificeringsmetode til klassificering af kvaliteter af kul dannet af biodegraderet tørvbaserede humiske stoffer og organisk materiale eller vitrinit. Kolrangementet er baseret på niveauer af geologisk metamorfose, fast kulstof og brændværdi. Det er kendt som ASTM D388–05 Standardklassificering af kul efter rang.

Som en generel regel, jo hårdere kul, jo højere er dens energiværdi og rang. Den sammenlignende rangordning af fire forskellige kultyper fra den tæthed i kulstof og energi til den mindst tætte er som følger: