Kul varierer i dens sammensætning, global anvendelse og energiværdi
Kul af varierende sammensætning anvendes som brændbart fossilt brændstof til produktion af elektricitet og produktion af stål rundt om i verden. Det har været den hurtigst voksende energikilde verden over i det 21. århundrede, ifølge Det Internationale Energiagentur.
Om kulproduktion
Folk producerer ikke "kul". Geologiske processer og nedbrydning af organisk materiale skaber det i tusindvis af år. Det er udvundet af underjordiske formationer eller "sømme" gennem underjordiske tunneler eller ved at fjerne store områder af jordens overflade. Det udgravede kul skal rengøres, vaskes og forarbejdes for at forberede det til kommerciel brug.
Kina producerer i øjeblikket mere kul end noget andet land i verden, selv om dets dokumenterede reserver ligger fjerde bag USA, Rusland og Indien. IEA vurderer, at den globale forsyning skal stige med en hastighed på ca. 0,6 procent gennem 2020.
Kul eksportører og importører
Australien tops den verdensomspændende liste over eksportører, der har sendt 298 millioner tons kul oversøiske i 2010. Indonesien og Rusland rangerede anden og tredje eksport henholdsvis 162 og 109 millioner tons. USA kom i fjerde globalt og havde afsendt 74 millioner tons over grænserne samme år.
Stole på kul
Sydafrika er stærkest afhængig af kul og tager 93 procent af sin el fra denne energikilde. Kina og Indien er også afhængige af kul for betydelige mængder af deres energi på henholdsvis 79 og 69 procent. USA tager 45 procent af sin elektricitet fra denne kilde og placerer den 11. på den globale liste over lande, der genererer strøm fra denne kilde.
Hårde og bløde typer kul
Kul falder ind i to hovedkategorier: hård og blød. Malt kul er også kendt som brunkul eller brunkul. Kina producerer mere stenkul end noget andet land med en faktor på ca. tre. Den kæmpe 3,162 millioner tons stenkul produceret af Kina dværger produktionen af den anden og tredje rangerede producenter - USA på 932 millioner tons og Indien på 538 millioner tons.
Tyskland og Indonesien knytter næsten til høj æres ære i produktionen af blødt brunt kul. Disse lande opgravet henholdsvis 169 millioner og 163 millioner tons.
Coking Coal Versus Steam Coal
Kokskul, også kendt som metallurgisk kul, har lavt svovl- og fosforindhold og kan modstå høj varme. Kokskul er fodret i ovne og udsat for oxygenfri pyrolyse, en proces, der opvarmer kulet til ca. 1100 grader Celsius. Det smelter det og kører væk fra flygtige forbindelser og urenheder til at forlade rent kulstof. Det varme, rensede, flydende kulstof størkner i klumper kaldet "cola", der kan fodres i en højovn sammen med jernmalm og kalksten til fremstilling af stål.
Steam kul, også kendt som termisk kul, er egnet til elproduktion.
Steamkul er grundet i et fint pulver, som hurtigt brænder ved høje varme og bruges i kraftværker til at opvarme vand i kedler, der driver dampturbiner. Det kan også bruges til at give rumopvarmning til boliger og virksomheder.
Energi i kul
Alle typer kul indeholder fast kulstof, som giver oplagret energi og varierende mængder fugt, aske, flygtige stoffer, kviksølv og svovl. Fordi de fysiske egenskaber og kulkvaliteten varierer meget, skal kulfyrede kraftværker konstrueres for at imødekomme de specifikke egenskaber af råmaterialet og reducere emissionerne af forurenende stoffer som svovl, kviksølv og dioxiner.
Det lagrede energipotentiale inden for kul er beskrevet som "brændværdi", "varmeværdi" eller "varmeindhold". Det måles i Btu eller MJ / kg. Btu står for britisk termisk enhed, mængden af varme, der vil opvarme ca. 0,12 US gallon - et pund vand - med en grad Fahrenheit på havniveau.
Btu er undertiden skrevet som BTU.
MJ / kg står for millijoule pr. Kg og er mængden af energi gemt i kilo. Dette er et udtryk for energitæthed for brændstoffer målt efter vægt.
Kul frigiver termisk energi eller varme, når den brændes sammen med kulstof og aske. Ask består af mineraler som jern, aluminium , kalksten, ler og silica, såvel som sporstoffer som arsen og krom.
Typer af kul sammenlignet og klassificeret
Den internationale standardorganisation ASTM har udstedt en rangeringsmetode til klassificering af kvaliteter af kul, der er dannet af bionedbrydelige tørvebaserede humiske stoffer og organisk materiale eller vitrinit. Kulrangeringen er baseret på niveauer af geologisk metamorfose, fast kulstof og brændværdi. Det er kendt som ASTM D388 - 05 Standard klassificering af kul efter Rank.
Hvordan sammenligner de fire typer? Som regel gælder, at jo hårdere kulet er, desto højere er dets energimæssige værdi og rang. Følgende er en sammenlignende placering af fire forskellige typer kul fra den tætteste i kulstof og energi til den mindst tætte:
| Rang | Typer af kul | Beregningsværdi (MJ / kg) |
|---|---|---|
| # 1 | Anthracite | 30 millijoule pr. Kg |
| # 2 | bituminøse | 18,8-29,3 millijoule pr. Kg |
| # 3 | Subbituminøst | 8,3-25 millijoule pr. Kg |
| # 4 | Brunkul (brunkul) | 5,5-14,3 millijoule pr. Kg |