Características e aplicações do carvão betuminoso

Betuminoso e sub-betuminosocarvão representa mais de 90% de todo o carvão consumido nos Estados Unidos. Quando queimado, o carvão produz uma chama alta e branca. O carvão betuminoso é chamado por conter uma substância semelhante ao alcatrão chamada betume. Existem dois tipos de carvão betuminoso: térmico e metalúrgico.

Coa térmical: às vezes chamado de vapor carvão, é usado para usinas que produzem vapor para eletricidade e usos industriais. Os trens que funcionam a vapor às vezes são abastecidos com "pouco carvão", apelido para carvão betuminoso.

Carvão Metalúrgico: às vezes chamado de carvão metalúrgico, é usado no processo de criação de coque necessário para a produção de ferro e aço. O coque é uma rocha de carbono concentrado criada pelo aquecimento do carvão betuminoso a temperaturas extremamente altas sem ar. Este processo de fusão do carvão na ausência de oxigênio para remover impurezas é chamado de pirólise.

O carvão betuminoso contém umidade de até aproximadamente 17%. Cerca de 0,5 a 2% do peso do carvão betuminoso é nitrogênio. Seu conteúdo fixo de carbono varia até aproximadamente 85%, com teor de cinzas de até 12% em peso.

O carvão betuminoso pode ser categorizado ainda mais pelo nível de matéria volátil; contém A, B e C de alta volatilidade, média e volátil. A matéria volátil inclui qualquer material que é liberado do carvão em altas temperaturas. No caso do carvão, a matéria volátil pode incluir enxofre e hidrocarbonetos.

O carvão betuminoso fornece aproximadamente 10.500 a 15.000 BTU por libra como extraído.

O carvão betuminoso é abundante. Mais da metade de todos os recursos de carvão disponíveis são betuminosos.

Nos EUA, o carvão betuminoso pode ser encontrado nos condados de Illinois, Kentucky, West Virginia, Arkansas (condados de Johnson, Sebastian, Logan, Franklin, Pope e Scott) e em locais a leste do rio Mississippi.

O carvão betuminoso acende facilmente e pode produzir fumaça e fuligem em excesso - material particulado - se queimado de maneira inadequada. Seu alto teor de enxofre contribui para a chuva ácida.

O carvão betuminoso contém a pirita mineral, que serve como hospedeiro de impurezas como arsênico e mercúrio. A queima de carvão libera traços de impurezas minerais no ar como poluição. Durante a combustão, aproximadamente 95% do teor de enxofre do carvão betuminoso é oxidado e liberado como óxidos gasosos de enxofre.

As emissões perigosas da combustão de carvão betuminoso incluem material particulado (MP), óxidos de enxofre (SOx), óxidos de nitrogênio (NOx), metais vestigiais, como chumbo (Pb) e mercúrio (Hg), hidrocarbonetos em fase de vapor, como metano, alcanos, alcenos e benzenos e dibenzo-p-dioxinas policloradas e dibenzofuranos policlorados, comumente conhecidos como dioxinas e furanos. Quando queimado, o carvão betuminoso também libera gases perigosos, como cloreto de hidrogênio (HCl), fluoreto de hidrogênio (HF) e hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAHs).

A combustão incompleta leva a níveis mais altos de HAP, que são cancerígenos. A queima de carvão betuminoso a temperaturas mais altas reduz sua emissões de monóxido de carbono. Portanto, grandes unidades de combustão e bem conservadas geralmente têm menor produção de poluição. O carvão betuminoso possui características de escória e aglomeração.

A combustão de carvão betuminoso libera mais poluição no ar do que a combustão sub-betuminosa, mas devido ao seu maior conteúdo de calor, menos combustível é necessário para produzir eletricidade. Assim, os carvões betuminosos e sub-betuminosos produzem aproximadamente a mesma quantidade de poluição por quilowatt de eletricidade gerada.

No início do século 20, a mineração de carvão betuminoso era um trabalho excepcionalmente perigoso, tirando uma média de 1.700 vidas de mineiros de carvão anualmente. Durante esse mesmo período, aproximadamente 2.500 trabalhadores por ano ficaram permanentemente desativados como resultado de acidentes com mineração de carvão.

Pequenas partículas de carvão betuminoso residual que sobram após a preparação de carvão comercial são chamadas de "finos de carvão". Multas são leves, empoeiradas e difíceis de manusear, e tradicionalmente eram armazenadas com água em represas de chorume para impedir que soprassem longe.

Novas tecnologias foram desenvolvidas para recuperar multas. Uma abordagem usa uma centrífuga para separar as partículas de carvão da água da lama. Outras abordagens ligam os finos a briquetes com baixo teor de umidade, tornando-os adequados para o uso de combustível.

Ranking: O carvão betuminoso ocupa o segundo lugar no teor de calor e carbono em comparação com outros tipos de carvão, de acordo com ASTM D388 - 05 Classificação padrão de carvões por classificação.