Os tipos de carvão: composição, uso e valor energético

O carvão é uma rocha sedimentar preta ou marrom escura que varia em composição. Alguns tipos de carvão queimam mais quentes e limpos, enquanto outros contêm alto teor de umidade e compostos que contribuem para a chuva ácida e outras poluições quando queimados.

Carvão de composição variada é usado como combustível fóssil combustível para gerar eletricidade e produzir aço em todo o mundo. Foi a fonte de energia que mais cresce no mundo no século XXI, de acordo com o Agência Internacional de Energia (AIE)

Os processos geológicos e a matéria orgânica em decomposição criam carvão ao longo de milhares de anos. É extraído de formações subterrâneas ou "costuras", através de túneis subterrâneos ou removendo grandes áreas da superfície da Terra. O carvão escavado deve ser limpo, lavado e processado para prepará-lo para uso comercial.

Atualmente, a China produz mais carvão do que qualquer outro país do mundo, embora suas reservas comprovadas estejam em quarto lugar atrás dos EUA, Rússia e Índia. A AIE estima que a oferta global deve aumentar a uma taxa de cerca de 0,6% até 2020.

A Austrália está no topo da lista mundial de exportadores, tendo enviado 298 milhões de toneladas de carvão para o exterior em 2010. A Indonésia e a Rússia ficaram em segundo e terceiro, exportando 162 e 109 milhões de toneladas, respectivamente. Os EUA ficaram em quarto lugar no mundo, depois de enviar 74 milhões de toneladas além de suas fronteiras no mesmo ano.

A África do Sul depende mais fortemente do carvão, consumindo 93% de sua energia elétrica dessa fonte de energia. China e Índia também dependem fortemente de carvão para quantidades substanciais de sua energia, em 79% e 69%, respectivamente. Os EUA consomem 45% de sua eletricidade dessa fonte, ocupando a 11ª posição na lista global de países que geram energia a partir dessa fonte.

Difícil vs. Suave: O carvão se divide em duas principais categorias: duro e macio. O carvão mole também é conhecido como carvão marrom ou lignite. A China produz mais carvão duro do que qualquer outro país por um fator de cerca de três. As 3.162 milhões de toneladas métricas de carvão duro produzidas pela China superam a produção do segundo e terceiro classificados - os EUA com 932 milhões de toneladas e a Índia com 538 milhões de toneladas toneladas.

A Alemanha e a Indonésia quase empatam em honra das principais honras na produção de carvão marrom macio. Esses países desenterraram 169 milhões e 163 milhões de toneladas, respectivamente.

Coking vs. Vapor: O carvão metalúrgico, também conhecido como carvão metalúrgico, tem baixo teor de enxofre e fósforo e pode suportar altas temperaturas. O carvão metalúrgico é alimentado em fornos e sujeito a pirólise sem oxigênio, um processo que aquece o carvão para aproximadamente 1.100 graus Celsius, derretendo-o e expelindo quaisquer compostos voláteis e impurezas para deixar carbono puro. O carbono quente, purificado e liquefeito solidifica-se em pedaços chamados "coque" que podem ser alimentados em um alto-forno junto com minério de ferro e calcário para produzir aço.

O carvão a vapor, também conhecido como carvão térmico, é adequado para a produção de energia elétrica. O carvão a vapor é moído em um pó fino que queima rapidamente em altas temperaturas e é usado em usinas para aquecer água em caldeiras que operam turbinas a vapor. Também pode ser usado para fornecer aquecimento de ambiente para residências e empresas.

Todos os tipos de carvão contêm carbono fixo, que fornece energia armazenada e quantidades variáveis ​​de umidade, cinzas, matéria volátil, mercúrio e enxofre. Como as propriedades físicas e a qualidade do carvão variam amplamente, as usinas a carvão devem ser projetadas para acomodar propriedades específicas da matéria-prima disponível e reduzir as emissões de poluentes como enxofre, mercúrio e dioxinas.

O carvão libera energia térmica ou calor quando é queimado, junto com carbono e cinza. A cinza é composta de minerais como ferro, alumínio, calcário, argila e sílica, bem como oligoelementos como arsênico e cromo.

O potencial de energia armazenada no carvão é descrito como o "valor calorífico", "valor de aquecimento" ou "teor de calor". É medido em unidades térmicas britânicas (Btu) ou milijoules por quilograma (MJ / kg). Um Btu é a quantidade de calor que aquece aproximadamente 0,12 galões americanos - uma libra de água - por 1 grau Fahrenheit ao nível do mar. MJ / kg representa a quantidade de energia armazenada em um quilograma. Esta é uma expressão da densidade de energia para combustíveis medidos em peso.

A organização internacional de padrões ASTM (ex-Sociedade Americana de Ensaios e Materiais) emitiu um método de classificação para classificar graus de carvão formados a partir de substâncias húmicas à base de turfa biodegradadas e material orgânico ou vitrinita. A classificação do carvão é baseada nos níveis de metamorfose geológica, carbono fixo e valor calorífico. É conhecido como ASTM D388–05 Classificação padrão de carvões por classificação.

Como regra geral, quanto mais duro o carvão, maior seu valor e classificação de energia. A classificação comparativa de quatro tipos diferentes de carvão, do mais denso em carbono e energia ao menos denso, é a seguinte: