Totul e chimie.

=)

Carbunii

Carbunele

Cărbunele este o roca sedimentara de culoare brun – neagră cu proprietăți combustibile formată prin (carbonizare) îmbogățirea în carbon (în condițiile lipsei oxigenului) a resturilor unor plante din epocile geologice. Procesul de incarbonizare a plantelor preistorice s-a produs cu milioane de ani în urmă, prin două procese mai importante:

  1. faza biochimică produsă de bacterii și ciuperci care transformă celuloza și lignina din plante;
  2. faza geochimică, faza propriu zisă de incarbonizare, care se produce la temperaturi și presiuni ridicate formându-se într-un timp îndelungat huila și antracitul. Acest proces are ca rezultat o îmbogățire de peste 50 % din volum în carbon.

Compozitie

În tehnica, compoziția cărbunilor se exprimă parțial în elemente chimice, carbon (C), hidrogen (H), azot (N), oxigen (O) și sulf (S), parțial în substanțe ca masa minerală  și umiditatea.

Compoziția se poate exprima ca:

  • masă organică, care conține C, H, N, O și S din combinațiile organice;
  • masă combustibilă, care conține și S din combinațiile minerale (pirite), care arde și el, adică tot ce arde – ceea ce nu arde (masa minerală plus umiditatea) este balastul;
  • masă anhidră, care conține și masa minerală, adică tot, mai puțin apa;
  • masa uscată la aer (masa pentru analiză), care conține și umiditatea de constituție și cea higroscopică, compoziție folosită în determinările de laborator, fiind stabilă;
  • masa inițială, care conține și umiditatea de îmbibație, adică compoziția cărbunelui introdus în focare.

În timpul încălzirii, din cărbune se degajă gaze combustibile, numite materii volatile. Cu cât se degajă mai multe materii volatile, cu atât cărbunele se aprinde mai ușor.

  Clasificarea carbunilor

        Turba este cel mai tânăr cărbune, din Neogen,formându-se și astăzi. Conține 52 – 62 % carbon în masa combustibilă, iar prin încălzire degajă foarte multe materii volatile. În momentul extracției ea conține 75 – 80 % umiditate, ca urmare trebuie uscată, stare în care are o putere calorifică de 12 – 20 MJ/kg. Turba uscată și brichetată se folosește drept combustibil casnic. De asemenea, ea se poate folosi ca material filtrant sau ca îngrășământ.

 

 

<–Camin in care se arde turba

 

Turba–>

 

 

 

Cărbunele brun este un cărbune mai vechi, din Paleogen. Conține 60 – 78 % carbon în masa combustibilă, iar prin încălzire degajă multe materii volatile. În momentul extracției conține 30 – 45 % umiditate. Are o putere calorifică de 6 – 18 MJ/kg (uzual 7 – 9 MJ/kg). Este mult folosit, în special lignitul, care se găsește în cantități mari, de exemplu în România în bazinul Olteniei, în scopuri energetice, fiind combustibilul clasic în termocentralele pe bază de cărbune.

 

 

 

<–Carbune brun

 

 

 

Cărbunele brun huilos este un cărbune specific României, are aspect de huilă, însă putere calorifică sub 20 MJ/kg, ca urmare nu poate fi considerat huilă. Este folosit în scopuri energetice.

Huila este un cărbune vechi, datând din Cretacic și Jurasis. Conține 75 – 92 % carbon în masa combustibilă, iar prin încălzire degajă suficiente materii volatile pentru aprindere. În momentul extracției conține 1 – 5 % umiditate. Are o putere calorifică de 20 – 29 MJ/kg. Este cel mai prețios cărbune. Huilele cu flacără lungă (numele vine de la durata degajării volatilelor, care ard cu flacără vizibilă) și de gaz (numele vine tot de la cantitatea volatilelor) nu cocsifică, ca urmare se folosesc în scopuri energetice. Huila de cocs și parțial cea grasă (în amestec cu cea de cocs) cocsifică, ca urmare este folosită la producerea cocsului, valorificare mult mai valoroasă decât prin ardere. Huilele slabă și antracitoasă au puține volatile, sunt greu de ars.

 

Huila–>

<–Antracitul

 

 

 

 

Antracitul este cel mai vechi cărbune, datând din Jurasic. Conține 92 – 98 % carbon în masa combustibilă, dar aproape deloc materii volatile, ceea ce îl face foarte dificil de aprins. Aprinderea trebuie făcută cu un combustibil de suport, care să-l aducă la temperatura de 800 °C, temperatura de aprindere a carbonului. În momentul extracției conține 3 – 12 % umiditate. Are o putere calorifică de 20 – 25 MJ/kg. Datorită aprinderii dificile este puțin folosit în energetică, fiind folosit în industria chimică la producerea electrozilor.

Utilizarea carbunilor

  • Drept combustibil, atât casnic, cât și în producerea de curent electric produs cu ajutorul turbinelor din termocentrale. Prin ardere cărbunele eliberează caldura și produce gaze de ardere ca dioxid de carbon, dioxid de sulf și vapori de apa. In anul 2003 24,4 % din energia primară produsă pe glob și 40,1 % din energia electrica era produsă pe bază de cărbune, cu ponderea însemnată a huilei și lignitului. Termocentralele moderne au redus substanțial emisiile de gaze nocive rezultate din arderea cărbunilor.
  • Ca materie primă în industria chimica și în metalurgie. O importanță mare o prezintă cocsul  care este folosit drept combustibil în încălzire (înlocuitor al gazelor naturale) și de asemenea ca reducător al minereurilor fieroase în furnale.

Unde se gaseste carbune?

Carbunele este zacamântul cel mai bogat de combustilbil fosil. Rezervele mondiale cunsoscute sunt estimate a fi suficiente pentru mai mult de 200 de ani, la o rata de consum egal cu cea actuala si multi experti sunt de parere ca exista cam de 15 ori mai mult carbune ramas nedescoperit. Trei tari detin doua treimi din rezervele mondiale descoperite. SUA detine 30%, Rusia si Statele Aliate aproximativ 25%, iar China 10%. Restul rezervelor de carbune sunt situate în Australia, Canada, Germania, India, Polonia, Africa de Sud si Marea Britanie. În America de Sud doar 4 tari – Argentina, Brazilia, Chile si Columbia –  detin zacaminte bogate de carbune. Cea mai mare parte a carbunelui este adânc îngropat sub padurile tropicale unde este greu de exploatat. Dintre cele 52 de tari africane, doar 8 exploateaza: Africa de Sud si Zimbabwue, cu cele mai mari zacaminte, Algeria, Maroc, Mozambic, Nigeria, Tanzania si Zair.

 Viitorul carbunelui

În vederea gasirii unei noi forme de energie, carbunele este mult mai abundent decât combustibili mai ieftini: petrol sau gaze naturale. Probabil noi tehnologii vor face eficienta exploatarea zacamintelor mai greu accesibile. Expertii considera ca prin tehnologiile actuale se poate  exploata eficient doar aproximativ 12% din rezervele mondiale existente. Restul de zacaminte ar putea fi folosit prin arderea carbunelui din adâncime si captarea gazului emanat. O alta metoda ar fi extragerea petrolului care ar putea înlocui rezervele aflate într-o continua scadere. Mai multe tari efectueaza în prezent cercetari în acest sens.


Lasă un răspuns

Completează mai jos detaliile despre tine sau dă clic pe un icon pentru autentificare:

Logo WordPress.com

Comentezi folosind contul tău WordPress.com. Dezautentificare / Schimbă )

Poză Twitter

Comentezi folosind contul tău Twitter. Dezautentificare / Schimbă )

Fotografie Facebook

Comentezi folosind contul tău Facebook. Dezautentificare / Schimbă )

Fotografie Google+

Comentezi folosind contul tău Google+. Dezautentificare / Schimbă )

Conectare la %s

%d blogeri au apreciat asta: