A szén változik összetételében, globális felhasználásában és energiahatékonyságában
Különböző összetételű kőzeteket égető fosszilis tüzelőanyagként használnak villamosenergia előállítására és acélgyártásra szerte a világon. A Nemzetközi Energiaügynökség szerint ez a világ leggyorsabban növekvő energiaforrása a XXI. Században.
A széntermelésről
Az emberek nem "termelnek" szenet. A geológiai folyamatok és a bomlékony szerves anyagok több ezer éven keresztül keletkeznek. A föld alatti járatokból vagy "varrásokból", a földalatti alagutakból, vagy a földfelszín nagy területeinek eltávolításából származik. A kitermelt szenet tisztítani, mosni és fel kell dolgozni, hogy kereskedelmi célra előkészítsék.
Kína jelenleg több szenet gyárt, mint bármely más ország a világon, bár bizonyítottan a negyedik helyet foglalja el az Egyesült Államok, Oroszország és India mögött. Az IEA becslése szerint a globális kínálatnak 2020-ig körülbelül 0,6 százalékkal kell növekednie.
Szén exportőrök és importőrök
Ausztrália élen jár az exportőrök világméretű listáján, miután 2010-ben 298 millió tonna szénszállítást külföldre küldtünk. Indonéziában és Oroszországban a második és a harmadik helyen 162 és 109 millió tonnát exportáltunk. Az Egyesült Államok negyedik helyen állt világszerte, miután ugyanazon évben 74 millió tonnát szállított a határain túl.
Szilárdság
Dél-Afrika leginkább a szénre támaszkodik, és ennek az energiaforrásnak a villamos energiájának 93 százalékát veszi igénybe. Kína és India is nagymértékben támaszkodnak a szénre, hiszen jelentős energiaigényük 79 és 69 százalék. Az Egyesült Államok villamos energiáinak 45 százalékát veszi fel ebből a forrásból, a 11. helyet pedig azon országok globális listáján, amelyek e forrásból áramot generálnak.
Kemény és puha széntípusok
A szén két fő kategóriába esik : kemény és puha. A lágy szén is barnaszén vagy lignit. Kína több keményszéntermelést produkál, mint bármely más ország, körülbelül háromszorosára. A Kína által gyártott 3,162 millió tonna keményszén a második és a harmadik helyezett gyártók - az Egyesült Államok 932 millió tonnát és az 538 millió tonnát kitevő - Indiát törli.
Németország és Indonézia majdnem nyakkendőnek ígérkezik a lágy barnaszén előállításában. Ezek az országok 169 millió és 163 millió tonnát ástak ki.
Kokszszén a gőzszén ellen
A kokszszén, más néven kohászati szén, alacsony kéntartalmú és foszfor tartalmú, és ellenáll a magas hőnek. A kokszszenet a sütőkbe táplálják, és oxigéntől mentes pirolízisnek vetik alá, ez a folyamat mintegy 1100 Celsius fokot melegíti. Megolvasztja és elhordja az illékony vegyületeket és szennyeződéseket, hogy tiszta szén maradjon. A forró, tisztított, cseppfolyósított szén szilárdul a csomókba, amelyeket "koksz" -nak neveznek, és amelyeket vasművel és mészkővel együtt nagyolvasztó kemencébe vezetnek acél előállításához.
A szénhidrogén (hőszén) is alkalmas a villamosenergia-termelésre.
A gőzszenet egy finom porba ömlik, amely gyorsan felmelegszik a magas fűtésnél, és erőművekben használják a gőzturbinákat működtető kazánok vízének melegítésére. Használható továbbá otthoni és üzleti fűtésre is.
Energia szénben
Minden típusú szén tartalmaz fix szenet, amely tárolt energiát és változó mennyiségű nedvességet, hamut, illékony anyagot, higanyot és ként tartalmaz. Mivel a fizikai tulajdonságok és a szénminőség nagymértékben változik, a széntüzelésű erőműveket úgy kell megtervezni, hogy megfeleljenek a rendelkezésre álló alapanyagok sajátos tulajdonságainak, és csökkentsék a szennyező anyagok, például a kén, a higany és a dioxin kibocsátását.
A szénen belüli tárolt energiapotenciál a "fűtőérték", "fűtőérték" vagy "hőtartalom" -ként van leírva. Ezt Btu-ban vagy MJ / kg-ban mértük. A Btu a brit hõegységet jelenti, a hõmennyiség körülbelül 0,12 US gallont - egy font vizet - egy tengerszint feletti Fahrenheit-féle melegben.
A BT-t néha BTU-ként írják.
MJ / kg kilogrammonként millijoule, és kilogrammban tárolt energia mennyisége. Ez az energia sűrűségének kifejezése a tüzelőanyag tömegére vonatkoztatva.
A szén a termikus energiát vagy a hőt felszabadítja, amikor éget, valamint a szén és a hamu. A hamut ásványi anyagokból, például vasból, alumíniumból , mészkőből, agyagból és szilícium-dioxidból, valamint nyomelemekből, például arzénből és krómból állítják elő.
A széntípusok összehasonlítva és rangsorolva
Az ASTM nemzetközi szabványügyi szervezet rangsorolási eljárást vezetett be a biológiailag lebomló tőzeg alapú humusz anyagokból és szerves anyagból vagy vitriniteből előállított szénminták osztályozásához. A széntartalom a geológiai metamorfózis, a rögzített szén és a fűtőértékek szintjén alapul. Ez az ASTM D388 - 05 szabvány szerinti széndioxid osztályozás szerint ismert.
Hogyan hasonlít össze a négy típus? Általános szabályként, annál nehezebb a szén, annál nagyobb az energia értéke és rangja. Az alábbiakban a szén-dioxidtól és az energiától a legkevésbé sűrűbb szénig terjedő négy különböző típusú szén összehasonlító rangsorolása található:
| Rang | Szén típusa | Fűtőérték (MJ / kg) |
|---|---|---|
| # 1 | antracit | 30 millijoule kilogrammonként |
| # 2 | bitumenes | 18,8-29,3 millijoule kilogrammonként |
| # 3 | Sub-bitumenes | 8,3-25 millijoule kilogrammonként |
| # 4 | Lignit (barnaszén) | 5,5-14,3 millijoule kilogrammonként |