Kivisöe tüübid: koostis, kasutamine ja energiasisaldus

Kivisüsi on settev must või tumepruun kivim, mille koostis on erinev. Mõned söetüübid põlevad kuumemaks ja puhtamaks, teised aga sisaldavad kõrge niiskusesisaldust ja ühendeid, mis põlemisel põhjustavad happelist vihma ja muud reostust.

Erineva koostisega kivisütt kasutatakse põlevkivi fossiilkütusena elektri tootmiseks ja terase tootmiseks kogu maailmas. Keskuse andmetel on see olnud 21. sajandil kogu maailmas kõige kiiremini kasvav energiaallikas Rahvusvaheline Energiaagentuur (IEA)

Geoloogilised protsessid ja lagunev orgaaniline aine loovad kivisütt tuhandete aastate jooksul. See kaevandatakse maa-alustest koosseisudest või õmblustest maa-aluste tunnelite kaudu või eemaldades suured pinnad Maa pinnalt. Kaevatud söed tuleb puhastada, pesta ja töödelda, et neid ette valmistada kaubanduslikuks kasutamiseks.

Hiina toodab praegu rohkem kivisütt kui ükski teine ​​riik maailmas, ehkki tema tõestatud varud on USA, Venemaa ja India taga neljandal kohal. IEA hinnangul peaks kogu tarnimine 2020. aastaks suurenema umbes 0,6 protsenti.

Austraalia on ülemaailmse eksportijate nimekirja tipus, saates 2010. aastal ülemeremaadesse 298 miljonit tonni kivisütt. Teisel ja kolmandal kohal olid Indoneesia ja Venemaa, eksportides vastavalt 162 ja 109 miljonit tonni. USA tuli kogu maailmas neljandaks, saates samal aastal 74 miljonit tonni oma piiridest välja.

Lõuna-Aafrika sõltub kõige enam kivisöest, võttes sellest energiaallikast 93 protsenti oma elektrienergiast. Hiina ja India sõltuvad olulises koguses energiast ka söest - vastavalt 79 ja 69 protsenti. USA võtab sellest allikast 45 protsenti oma elektrienergiast, asetades selle selle allikast elektrit tootvate riikide globaalses nimekirjas 11. kohale.

Raske vs. Pehme: Kivisüsi jaguneb kaheks peamiseks kategooriad: kõva ja pehme. Pehme kivisütt tuntakse ka pruunsöe või pruunsöe. Hiina toodab umbes kolm korda rohkem kivisütt kui ükski teine ​​riik. Hiina toodetud ilmatu 3,162 miljonit tonni kivisütt kääbustab Hiinas toodetud kivisöe teise ja kolmanda koha tootjad - USA 932 miljoni tonni ja India 538 miljoni tonni juures tonni.

Saksamaa ja Indoneesia on peaaegu pehmete pruunsöe tootmisel parimate autasude saavutamisel seotud. Need riigid kaevasid üles vastavalt 169 miljonit ja 163 miljonit tonni.

Koksimine vs. Steam: Koksisüsi, tuntud ka kui metallurgiline kivisüsi, on madala väävli- ja fosforisisaldusega ning talub suurt kuumust. Koksisüsi juhitakse ahjudesse ja sellele viiakse läbi hapnikuvaba pürolüüs - protsess, mille käigus kivisüsi soojendatakse umbes 1100 kraadi, sulatades selle ja eemaldades kõik lenduvad ühendid ja lisandid puhas süsinik. Kuum, puhastatud, veeldatud süsinik tahkestub koksi moodustavateks tükkideks, mida saab terase tootmiseks koos rauamaagi ja lubjakiviga kõrgahju viia.

Aurusüsi, tuntud ka kui termiline kivisüsi, sobib elektrienergia tootmiseks. Aurusüsi jahvatatakse peeneks pulbriks, mis põleb kõrgel temperatuuril kiiresti ja mida kasutatakse elektrijaamades auruturbiine töötavates kateldes vee soojendamiseks. Seda võib kasutada ka kodude ja ettevõtete ruumide kütmiseks.

Kõik söetüübid sisaldavad fikseeritud süsinikku, mis annab salvestatud energiat ja erinevas koguses niiskust, tuhka, lenduvaid aineid, elavhõbedat ja väävlit. Kuna füüsikalised omadused ja kivisöe kvaliteet on väga erinevad, tuleb kivisöeküttel töötavad elektrijaamad kohandada selleks - saadaoleva lähteaine konkreetsed omadused ja vähendada selliste saasteainete nagu väävel, elavhõbe ja dioksiinid.

Kivisüsi eraldab põlemisel soojusenergiat või soojust koos süsiniku ja tuhaga. Tuhk koosneb mineraalidest nagu raud, alumiinium, lubjakivi, savi ja ränidioksiid, aga ka mikroelemendid nagu arseen ja kroom.

Kivisöes salvestatud energiapotentsiaali kirjeldatakse kui “kütteväärtust”, “kütteväärtust” või “soojusisaldust”. Seda mõõdetakse Suurbritannia termilistes ühikutes (Btu) või millijoules kilogrammi kohta (MJ / kg). Btu on soojushulk, mis soojendab merepinnal umbes 0,12 USA gallonit - nael vett - Fahrenheiti kraadi võrra 1 kraadi. MJ / kg tähistab salvestatud energia kogust kilogrammis. See väljendab kütuse massitihedust.

Rahvusvaheline standardiorganisatsioon ASTM (endine Ameerika Testimis- ja Materjalide Ühing) on ​​välja andnud klassifitseerimismeetodi biolagundatud turbapõhistest humiinsetest ainetest ja orgaanilisest materjalist ehk vitriniidist moodustatud kivisöe klassifitseerimiseks. Kivisöe järjestus põhineb geoloogilise metamorfoosi, fikseeritud süsiniku ja kütteväärtuse tasemetel. Seda tuntakse kui ASTM D388–05 Söe standardne klassifikatsioon auastme järgi.

Üldreeglina, mida kõvem on kivisüsi, seda kõrgem on selle energeetiline väärtus ja suurus. Nelja erinevat tüüpi söe tihedus süsiniku ja energiaga kõige tihedamast kuni kõige vähem tihedani on järgmine: