Los tipos de carbón: composición, uso y valor energético

El carbón es una roca sedimentaria negra o marrón oscura que varía en composición. Algunos tipos de carbón se queman más calientes y limpios, mientras que otros contienen un alto contenido de humedad y compuestos que contribuyen a la lluvia ácida y otra contaminación cuando se queman.

Las brasas de composición variable se utilizan como combustible fósil combustible para generar electricidad y producir acero en todo el mundo. Ha sido la fuente de energía de más rápido crecimiento en todo el mundo en el siglo XXI, según el Agencia Internacional de Energía (AIE)

Los procesos geológicos y la materia orgánica en descomposición crean carbón durante miles de años. Se extrae de formaciones subterráneas o "costuras", a través de túneles subterráneos, o mediante la eliminación de grandes áreas de la superficie de la Tierra. El carbón excavado debe limpiarse, lavarse y procesarse para prepararlo para uso comercial.

Actualmente, China produce más carbón que cualquier otro país del mundo, aunque sus reservas comprobadas ocupan el cuarto lugar detrás de EE. UU., Rusia e India. La AIE estima que la oferta global debería aumentar a una tasa de alrededor de 0.6 por ciento hasta 2020.

Australia encabeza la lista mundial de exportadores, habiendo enviado 298 millones de toneladas métricas de carbón al extranjero en 2010. Indonesia y Rusia ocuparon el segundo y tercer lugar, exportando 162 y 109 millones de toneladas métricas, respectivamente. Estados Unidos ocupó el cuarto lugar a nivel mundial, después de haber enviado 74 millones de toneladas métricas más allá de sus fronteras ese mismo año.

Sudáfrica depende en gran medida del carbón, y toma el 93 por ciento de su energía eléctrica de esta fuente de energía. China e India también dependen en gran medida del carbón para cantidades sustanciales de su energía, en 79 por ciento y 69 por ciento, respectivamente. Estados Unidos toma el 45 por ciento de su electricidad de esta fuente, ubicándose en el puesto 11 en la lista global de países que generan energía a partir de esta fuente.

Duro vs. Suave: El carbón se divide en dos principales categorías: duro y blando. El carbón blando también se conoce como lignito o lignito. China produce más carbón duro que cualquier otro país por un factor de aproximadamente tres. La friolera de 3.162 millones de toneladas métricas de carbón duro producidas por China eclipsa la producción del productores en segundo y tercer lugar: Estados Unidos con 932 millones de toneladas métricas e India con 538 millones de toneladas métricas montones.

Alemania e Indonesia casi empatan por el honor de los máximos honores en la producción de lignito blando. Estos países desenterraron 169 millones y 163 millones de toneladas métricas, respectivamente.

Coque vs. Vapor: El carbón coquizable, también conocido como carbón metalúrgico, tiene un bajo contenido de azufre y fósforo y puede soportar altas temperaturas. El carbón de coque se alimenta a los hornos y se somete a una pirólisis sin oxígeno, un proceso que calienta el carbón aproximadamente 1.100 grados centígrados, derritiéndolo y eliminando cualquier compuesto volátil e impurezas para dejar Carbono puro. El carbón caliente, purificado y licuado se solidifica en grumos llamados "coque" que se pueden alimentar a un alto horno junto con mineral de hierro y piedra caliza para producir acero.

El carbón de vapor, también conocido como carbón térmico, es adecuado para la producción de energía eléctrica. El carbón de vapor se tritura en un polvo fino que se quema rápidamente a altas temperaturas y se usa en centrales eléctricas para calentar agua en calderas que funcionan con turbinas de vapor. También se puede utilizar para proporcionar calefacción de habitaciones y negocios.

Todos los tipos de carbón contienen carbono fijo, que proporciona energía almacenada y cantidades variables de humedad, cenizas, materia volátil, mercurio y azufre. Debido a que las propiedades físicas y la calidad del carbón varían ampliamente, las centrales eléctricas de carbón deben diseñarse para adaptarse las propiedades específicas de la materia prima disponible y para reducir las emisiones de contaminantes como azufre, mercurio y dioxinas

El carbón libera energía térmica o calor cuando se quema, junto con carbono y cenizas. La ceniza está compuesta de minerales como el hierro, aluminio, piedra caliza, arcilla y sílice, así como oligoelementos como arsénico y cromo.

El potencial de energía almacenado dentro del carbón se describe como el "valor calorífico", "valor de calentamiento" o "contenido de calor". Se mide en unidades térmicas británicas (Btu) o milijulios por kilogramo (MJ / kg). Un Btu es la cantidad de calor que calentará aproximadamente 0,12 galones estadounidenses (una libra de agua) por 1 grado Fahrenheit al nivel del mar. MJ / kg representa la cantidad de energía almacenada en un kilogramo. Esta es una expresión de densidad de energía para combustibles medidos en peso.

La organización internacional de estándares ASTM (anteriormente, la Sociedad Estadounidense de Ensayos y Materiales) ha publicado un método de clasificación para clasificar los grados de carbón formado a partir de sustancias húmicas biodegradables a base de turba y material orgánico o vitrinita. La clasificación del carbón se basa en los niveles de metamorfosis geológica, carbono fijo y valor calorífico. Es conocido como ASTM D388–05 Clasificación estándar de carbones por rango.

Como regla general, cuanto más duro es el carbón, mayor es su valor energético y rango. La clasificación comparativa de cuatro tipos diferentes de carbón, desde los más densos en carbono y energía hasta los menos densos es la siguiente: