Bituumensöe omadused ja rakendused

Bituumen- ja sub-bituumenkivisüsi moodustab enam kui 90 protsenti kogu USAs tarbitavast söest. Põlemisel tekitab kivisüsi kõrge valge leegi. Bituumensütt on nn, kuna see sisaldab tõrvataolist ainet, mida nimetatakse bituumeniks. Bituumensütt on kahte tüüpi: termiline ja metallurgiline.

Termiline koal: mõnikord nimetatakse seda aurutamiseks kivisüsi, kasutatakse elektrijaamades, mis toodavad auru elektri- ja tööstuslikuks kasutamiseks. Auru peal sõitvatel rongidel on mõnikord bituumensöe hüüdnimi.

Metallurgiline kivisüsi: mida mõnikord nimetatakse koksisöeks, kasutatakse raua ja terase tootmiseks vajaliku koksi loomisel. Koks on kontsentreeritud süsiniku kivim, mis on loodud bituumensöe kuumutamisel ilma õhuta eriti kõrgeks. Seda söe sulatamise protsessi hapniku puudumisel lisandite eemaldamiseks nimetatakse pürolüüsiks.

Bituumensüsi sisaldab niiskust kuni umbes 17%. Ligikaudu 0,5–2 protsenti bituumenkivisöe massist on lämmastik. Selle fikseeritud süsiniku sisaldus on kuni umbes 85 protsenti ja tuhasisaldus kuni 12% massist.

Bituumensütt võib täiendavalt liigitada lenduvate ainete sisalduse järgi; see sisaldab kõrge lendumisega A-, B- ja C-keskmist, keskmiselt lenduvat ja vähe lenduvat. Lenduvate ainete hulka kuuluvad kõik materjalid, mis vabanevad kivisöest kõrgetel temperatuuridel. Kivisöe puhul võivad lenduvad ained sisaldada väävlit ja süsivesinikke.

Bituumensüsi annab kaevandatud naela kohta umbes 10 500–15 000 BTU.

Bituumensütt on rikkalikult. Üle poole kõigist saadaolevatest söevarudest on bituumensed.

USA-s leidub bituumensütt Illinoisis, Kentuckys, Lääne-Virginias, Arkansases (Johnsoni, Sebastiani, Logani, Franklini, paavsti ja Scotti maakonnas) ning Mississippi jõest ida pool asuvates kohtades.

Bituumensüsi süttib kergelt ja see võib valesti põledes tekitada liigset suitsu ja tahma - tahkeid osakesi. Selle kõrge väävlisisaldus soodustab happelist vihma.

Bituumensüsi sisaldab mineraalset püriiti, mis on peamiseks lisanditeks nagu arseen ja elavhõbe. Kivisöe põletamisel eraldub õhku saastena mineraalseid lisandeid. Põlemisel oksüdeerub umbes 95 protsenti bituumensöe väävlisisaldusest ja eraldub gaasiliste vääveloksiididena.

Bituumensöe põlemisel tekkivad ohtlikud heitkogused hõlmavad tahkeid osakesi (PM), vääveloksiide (SOx), lämmastikoksiide (NOx), mikroelemente nagu plii (Pb) ja elavhõbedat (Hg), aurfaasilised süsivesinikud nagu metaan, alkaanid, alkeenid ja benseenid ning polüklooritud dibenso-p-dioksiinid ja polüklooritud dibensofuraanid, mida tavaliselt nimetatakse dioksiinideks ja furaanid. Bituumensüsi eraldab põletamisel ka ohtlikke gaase nagu vesinikkloriid (HCl), vesinikfluoriid (HF) ja polütsüklilised aromaatsed süsivesinikud (PAH).

Mittetäielik põlemine põhjustab kantserogeensete PAHide kõrgemat taset. Bituumensöe põletamine kõrgemal temperatuuril vähendab selle sisaldust süsinikmonooksiidi heitkogused. Seetõttu on suurtel ja hästi hooldatud põletusseadmetel saaste väljund üldiselt madalam. Bituumensöel on räbu ja aglomeratiivsed omadused.

Bituumensöe põletamine eraldab õhku rohkem saastatust kui bituumensöe põletamine, kuid suurema soojusisalduse tõttu kulub elektri tootmiseks vähem kütust. Selliselt tekitavad bituumen- ja alabituumensöed toodetud elektrienergia kilovati kohta umbes sama palju saastet.

20. sajandi alguses oli bituumenkivisöe kaevandamine erakordselt ohtlik töö, mis nõudis aastas keskmiselt 1700 kivisöekaevandaja elu. Samal ajavahemikul jäeti söekaevandamisega seotud õnnetuste tagajärjel püsivalt puudega umbes 2500 töötajat aastas.

Bituumensöe jäätmete pisikesi osakesi, mis pärast kaubandusliku kvaliteediga kivisöe valmistamist üle jäävad, nimetatakse "kivisöetrahvideks". Trahvid on kerged, tolmused ja raskesti käsitsetavad ning neid hoiti traditsiooniliselt veega lägakaevamistes, et need ei puhuks ära.

Trahvide tagasinõudmiseks on välja töötatud uus tehnoloogia. Ühe lähenemisviisi korral kasutatakse söeosakeste lägaveest eraldamiseks tsentrifuugi. Muud lähenemisviisid seovad trahvid madala niiskusesisaldusega brikettidesse, muutes need sobivaks kütuseks.

Edetabel: Bituumensüsi on soojuse ja süsiniku sisalduse osas teisel kohal võrreldes muude söetüüpidega vastavalt ASTM D388 - 05 Söe standardne klassifikatsioon auastme järgi.