Akmeņogļu veidi: sastāvs, lietošana un enerģētiskā vērtība

Akmeņogles ir nogulumiežu melns vai tumši brūns iezis, kura sastāvs atšķiras. Daži ogļu veidi sadedzina karstāku un tīrāku, savukārt citi satur augstu mitruma saturu un savienojumus, kas sadedzinot veicina skābo lietu un citu piesārņojumu.

Dažāda sastāva ogles tiek izmantotas kā degošs fosilais kurināmais elektroenerģijas ražošanai un tērauda ražošanai visā pasaulē. Pēc XXI gadsimta datiem, tas ir visstraujāk augošais enerģijas avots visā pasaulē 21. gadsimtā Starptautiskā enerģijas aģentūra (IEA)

Ģeoloģiskie procesi un pūdošās organiskās vielas tūkstošiem gadu laikā rada ogles. Tas tiek iegūts no pazemes veidojumiem vai "šuvēm" caur pazemes tuneļiem vai noņemot lielus Zemes virsmas laukumus. Izraktās ogles ir jātīra, jāmazgā un jāapstrādā, lai tās sagatavotu komerciālai lietošanai.

Pašlaik Ķīna ražo vairāk ogļu nekā jebkura cita valsts pasaulē, lai gan tās pierādītās rezerves ir ceturtajā vietā aiz ASV, Krievijas un Indijas. IEA lēš, ka globālajam piedāvājumam līdz 2020. gadam vajadzētu pieaugt par aptuveni 0,6 procentiem.

Austrālija ir pasaules eksportētāju saraksta augšgalā, 2010. gadā nosūtot uz ārzemēm 298 miljonus tonnu ogļu. Otrajā un trešajā vietā ierindojās Indonēzija un Krievija, eksportējot attiecīgi 162 un 109 miljonus tonnu. ASV ieņēma ceturto vietu pasaulē, tajā pašā gadā nosūtot 74 miljonus tonnu ārpus tās robežām.

Dienvidāfrika visvairāk paļaujas uz oglēm, 93% no savas elektroenerģijas patērējot no šī enerģijas avota. Arī Ķīna un Indija ievērojamā enerģijas daudzumā ir atkarīgas no oglēm - attiecīgi 79 un 69 procenti. ASV ņem 45 procentus no savas elektroenerģijas no šī avota, ierindojot to 11. vietā to valstu globālajā sarakstā, kuras ražo enerģiju no šī avota.

Grūti vs. Mīksts: Ogles iedalās divās galvenajās kategorijas: cieta un mīksta. Mīkstās ogles ir arī pazīstamas kā brūnogles vai brūnogles. Ķīna saražo vairāk akmeņogļu nekā jebkura cita valsts ar koeficientu trīs. Lielais 3,162 miljoni metrisko tonnu akmeņogļu, ko ražojusi Ķīna, neļauj ražot otrajā un trešajā vietā esošie ražotāji - ASV ar 932 miljoniem tonnu un Indija ar 538 miljoniem metrisko tonnas.

Vācija un Indonēzija gandrīz saista augstāko pagodinājumu mīksto brūno ogļu ražošanā. Šīs valstis ieguva attiecīgi 169 miljonus un 163 miljonus tonnu.

Koksēšana vs. Tvaiks: Koksēšanas ogles, kas pazīstamas arī kā metalurģiskās ogles, ir ar zemu sēra un fosfora saturu un var izturēt lielu karstumu. Koksēšanas ogles tiek ievadītas krāsnīs un tiek pakļautas pirolīzei, kas nesatur skābekli - process, kura laikā ogles uzsilda līdz aptuveni 1100 grādi pēc Celsija, to izkausējot un izvadot visus gaistošos savienojumus un piemaisījumus tīrs ogleklis. Karstā, attīrītā, sašķidrinātā ogle sacietē gabalos, ko sauc par "koksu" un kurus var ievietot domnas krāsnī kopā ar dzelzs rūdu un kaļķakmeni, lai iegūtu tēraudu.

Tvaika ogles, kas pazīstamas arī kā termiskās ogles, ir piemērotas elektroenerģijas ražošanai. Tvaika ogles tiek samaltas smalkā pulverī, kas ātri sakarst un tiek izmantots elektrostacijās ūdens sildīšanai katlos, kas darbina tvaika turbīnas. To var izmantot arī māju un uzņēmumu telpu apsildīšanai.

Visu veidu ogles satur fiksētu oglekli, kas nodrošina uzkrāto enerģiju un dažādu daudzumu mitruma, pelnu, gaistošo vielu, dzīvsudraba un sēra. Tā kā fizikālās īpašības un akmeņogļu kvalitāte ir ļoti atšķirīga, ar oglēm darbināmas spēkstacijas ir jāprojektē tā pielāgošanai - pieejamo izejvielu īpašās īpašības un tādu piesārņotāju kā sēra, dzīvsudraba un dzīvsudraba emisiju samazināšana dioksīni.

Ogles, sadedzinot, izdala siltumenerģiju vai siltumu, kā arī oglekli un pelnus. Pelnus veido minerāli, piemēram, dzelzs, alumīnijs, kaļķakmens, māls un silīcija dioksīds, kā arī tādi mikroelementi kā arsēns un hroms.

Akmeņogļu uzkrātais enerģijas potenciāls tiek aprakstīts kā “siltumspēja”, “sildīšanas vērtība” vai “siltuma saturs”. To mēra Lielbritānijas siltuma vienībās (Btu) vai milijulos uz kilogramu (MJ / kg). Btu ir siltuma daudzums, kas jūras līmenī sasilda aptuveni 0,12 ASV galonu - mārciņu ūdens - par 1 grādu pēc Fārenheita. MJ / kg ir enerģijas daudzums, kas uzkrāts kilogramā. Tas ir kurināmā enerģijas blīvuma izpausme, ko mēra pēc svara.

Starptautiskā standartu organizācija ASTM (agrāk Amerikas Testēšanas un materiālu biedrība) ir izdevusi klasifikācijas metodi akmeņogļu kategoriju klasificēšanai, kas veidojas no bioloģiski noārdītām kūdras humusvielām un organiskiem materiāliem vai vitrinīta. Ogļu klasifikācija balstās uz ģeoloģiskās metamorfozes līmeņiem, fiksētu oglekli un siltumspēju. Tas ir pazīstams kā ASTM D388–05 Ogļu standarta klasifikācija pēc ranga.

Parasti, jo cietākas ogles, jo augstāka to enerģētiskā vērtība un pakāpe. Četru dažādu veidu ogļu salīdzinošais vērtējums no viszemākajiem oglekļa un enerģijas avotiem līdz vismazāk blīvajiem ir šāds: