מאפייני פחם ביטומני ויישומים

ביטומני ו תת ביטומניפחם מהווה יותר מ 90 אחוז מכל הפחם הנצרך בארצות הברית. כאשר נשרפים, הפחם מייצר להבה לבנה גבוהה. פחם ביטומני נקרא כך מכיוון שהוא מכיל חומר דמוי זפת הנקרא ביטומן. ישנם שני סוגים של פחם ביטומני: תרמי ומתכות.

קואה תרמיתl: נקרא לפעמים מהביל פחם, משמש לתחנות כוח המייצרות קיטור לחשמל ולשימושים תעשייתיים. רכבות הפועלות בקיטור מתודלקות לפעמים ב"פחם קצת ", כינוי לפחם ביטומני.

פחם מטלורגי: לפעמים מכונה פחם קוקה, משמש בתהליך יצירת קולה הנחוצה לייצור ברזל ופלדה. קולה הוא סלע של פחמן מרוכז שנוצר על ידי חימום פחם ביטומני לטמפרטורות גבוהות במיוחד ללא אוויר. תהליך זה של התכה של הפחם בהיעדר חמצן להסרת זיהומים נקרא פירוליזה.

פחם ביטומני מכיל לחות של עד 17% בערך. בערך 0.5 עד 2 אחוז ממשקל הפחם הביטומני הוא חנקן. תכולת הפחמן הקבועה שלו נעה עד 85 אחוז, עם אחוז אפר עד 12% במשקל.

ניתן לסווג פחם ביטומני עוד יותר לפי רמת החומר הנדיף; הוא מכיל A, B ו- C גבוה-תנודתי, בינוני-תנודתי ונמוך-תנודתי. חומר נדיף כולל כל חומר שמשתחרר מהפחם בטמפרטורות גבוהות. במקרה של פחם, החומר הנדיף עשוי לכלול גופרית ופחמימנים.

פחם ביטומני מספק כ 10,500 עד 15,000 BTU לפאונד כמכורה.

פחם ביטומני בשפע. יותר ממחצית ממשאבי הפחם הזמינים הם ביטומניים.

בארה"ב ניתן למצוא פחמים ביטומניים באילינוי, קנטאקי, מערב וירג'יניה, ארקנסו (ג'ונסון, סבסטיאן, לוגאן, פרנקלין, אפיפיור וסקוט) ומחוזות ממזרח לנהר מיסיסיפי.

אורות פחם ביטומניים נדלקים בקלות ויכולים לייצר עשן מוגזם ופיח - חלקיקים - אם נשרפים בצורה לא נכונה. תכולת הגופרית הגבוהה שלו תורמת לגשם חומצי.

פחם ביטומני מכיל את הפיריט המינרלי שמשמש כמארח לזיהומים כמו ארסן וכספית. שריפת הפחם משחררת את זיהום האוויר בזיהום. במהלך הבעירה, כ- 95 אחוז מתכולת הגופרית של פחם ביטומני מתחמצן ומשתחררים כתחמוצות גופרית גזי.

פליטות מסוכנות משריפה פחם ביטומנית כוללות חומר חלקיקי (PM), תחמוצות גופרית (SOx), תחמוצות חנקן (NOx), מתכות עקבות כמו עופרת (Pb) וכספית (Hg), פחמימנים אדי-פאזיים כמו מתאן, אלקנים, אלקנים ובנזן, ודיבנזו-פי-דיוקסינים רב-כלוריים ודיבנזופורנים רב-כלוריים, הידועים בדרך כלל כדיוקסינים ו- פורנים. כשנשרפים, פחם ביטומני משחרר גם גזים מסוכנים כמו מימן כלוריד (HCl), פלואוריד מימן (HF) ופחמימנים ארומטיים פוליציקליים (PAH).

בעירה לא מושלמת מובילה לרמות גבוהות יותר של PAHs, שהם מסרטנים. שריפת פחם ביטומני בטמפרטורות גבוהות יותר מקטינה אותה פליטות פחמן חד חמצני. לפיכך, יחידות בעירה גדולות ויחידות מטופחות בדרך כלל הן בעלות תפוקת זיהום נמוכה יותר. פחם ביטומני בעל מאפיינים של סיגריות ואגרגורציה.

בעירה פחם ביטומני משחררת יותר זיהום באוויר מאשר בעירה פחם תת-ביטומני, אך בגלל תכולת החום הגדולה יותר, פחות מהדלק נדרש לייצור חשמל. ככאלה, גחלים ביטומניות ותת-ביטומניות מייצרות בערך אותה כמות זיהום לקילוואט חשמל המופק.

בראשית המאה העשרים, כריית פחם ביטומנית הייתה עבודה מסוכנת במיוחד, וגזרה בממוצע 1,700 כורי פחם בשנה. באותה תקופה, כ -2,500 עובדים בשנה נותרו נכים לצמיתות כתוצאה מתאונות כריית פחם.

חלקיקים זעירים של פחם ביטומני שנשאר לאחר הכנת פחם מסחרי נקראים "קנסות פחם." קנסות הם קלים, מאובקים וקשים להתמודדות, ובאופן מסורתי אוחסנו במים בשקעים גרגירים כדי למנוע מהם לנשוף משם.

טכנולוגיות חדשות פותחו כדי להחזיר קנסות. גישה אחת משתמשת בצנטריפוגה כדי להפריד בין חלקיקי הפחם לבין מי הגזים. גישות אחרות קושרות את הקנסות לבריקטים בעלי תכולת לחות נמוכה, מה שהופך אותם מתאימים לשימוש בדלק.

דירוג: פחם ביטומני מדורג במקום השני בתכולת החום והפחמן בהשוואה לסוגים אחרים של פחם, לפי ASTM D388 - 05 סיווג רגיל של גחלים לפי דרגה.