エネルギーにおける瀝青炭の特性と応用

熱的および冶金的用途の硬質石炭の一般的なタイプ

瀝青炭と亜瀝青炭は、米国で消費される石炭の90%以上を占めています。 燃焼すると、石炭は高い白い炎を作り出します。 瀝青炭は、ビチューメンと呼ばれるタール状の物質を含んでいるため、いわゆる石炭です。 瀝青炭には熱と冶金の2種類があります。

瀝青炭の種類

熱い石炭は、時には蒸気を発生する石炭と呼ばれ、電力や工業用に蒸気を発生する発電所に使用されています。

蒸気で走る列車は、時には瀝青炭のニックネームである「ビット石炭」で燃料補給されます。

冶金石炭は、時にはコークス化石と呼ばれ、鉄鋼生産に必要なコークスの製造工程で使用される。 コークスは、瀝青炭を空気なしで極めて高い温度に加熱することによって生成される濃縮炭素の岩である。 酸素の不在下で石炭を溶融させて不純物を除去するこのプロセスは、熱分解と呼ばれる。

瀝青炭の特徴

瀝青炭には約17%の水分が含まれています。 瀝青炭の重量の約0.5〜2%が窒素である。 その固定炭素含量は最大約85%であり、灰分含有量は最大12重量%である。 瀝青炭は、高揮発性A、B、C、中揮発性、低揮発性の揮発性物質のレベルによってさらに分類することができます。 揮発性物質は、高温で石炭から遊離する任意の物質を含む。

石炭の場合、揮発性物質は硫黄および炭化水素を含むことがある。

発熱量 :瀝青炭は、採掘された1ポンド当たり約10,500〜15,000 BTUを供給します。

利用可能性 :瀝青炭は豊富です。 利用可能な石炭資源の半分以上は瀝青質です。

鉱山の場所 :米国では、イリノイ州、ケンタッキー州、ウェストバージニア州、アーカンソー州(ジョンソン、セバスチャン、ローガン、フランクリン、ローマ法王、スコット郡)、ミシシッピ川の東に位置する瀝青炭があります。

環境への懸念

瀝青質の石炭は火の上で簡単に点灯し、過度の煙や煤(粒子状物質)が発生することがあります。 その高い硫黄含有量は酸性雨に寄与する。

瀝青炭には砒素や水銀などの不純物のホストとなる鉱石の黄鉄鉱が含まれています。 石炭を燃やすと、鉱物不純物が大気中に汚染物質として放出されます。 燃焼中、瀝青炭の硫黄含有量の約95%が酸化され、ガス状硫黄酸化物として放出される。

(PM)、硫黄酸化物(SOx)、窒素酸化物(NOx)、鉛(Pb)や水銀(Hg)などの微量金属、メタン、アルカン、アルケンなどの気相炭化水素ダイオキシン類やフラン類として一般的に知られているポリ塩化ジベンゾ-p-ダイオキシン類やポリ塩化ジベンゾフラン類などがあります。 また、燃焼すると、塩化水素(HCl)、フッ化水素(HF)、多環芳香族炭化水素(PAHs)などの有害ガスも放出されます。

不完全な燃焼は、発癌性であるPAHのレベルをより高くする。 瀝青炭を高温で燃焼すると、一酸化炭素の排出が減少する。

したがって、大型の燃焼ユニットおよび良好に維持される燃焼ユニットは、一般に、より低い公害出力を有する。 瀝青炭は、スラッギングおよびアグロメレート特性を有する。

瀝青炭燃焼は、亜瀝青炭燃焼よりも大気への汚染をより多く放出するが、熱容量が大きいため、電気を生産するために必要な燃料は少なくなる。 このように、瀝青質および亜瀝青炭は、生成される電力1キロワットあたりほぼ同じ量の汚染を生じる。

その他の注意事項

20世紀初頭、瀝青炭採掘は、毎年平均1700人の炭鉱労働者が暮らしていた、非常に危険な仕事でした。 同じ期間に、炭鉱事故の結果、年間約2,500人の労働者が恒久的に障害者になった。

商業用等級の石炭の製造後に残っているごみ瀝青炭の小さな粒子は、「石炭罰金」と呼ばれています。 罰金は軽く、ほこりがあり、取り扱いが困難であり、伝統的にスラリーの溜めに水を入れて吹き飛ばさないように保管していました。

罰金を回収するための新しい技術が開発されました。 1つのアプローチは、石炭粒子をスラリー水から分離するために遠心分離機を使用する。 他のアプローチでは、微粉を水分含量の低い練炭に結合し、燃料使用に適しています。

ランキング :石炭のASTM D388 - 05標準分類によると、瀝青炭は他の種類の石炭と比較して熱と炭素含有量が2位にランクされています。

他のタイプの石炭について学ぶ

#1ランキング石炭 - 無煙炭

#2位の石炭 - ビチューメン

#3位の石炭 - 亜瀝青質

#4位の石炭 - 亜炭、または褐炭