Bituumenkivisüsi omadused ja rakendused energias

Tavaliselt kõva kivisüsi koos termiliste ja metallurgiliste kasutustega

Bituumensütt ja bituumeniga kivisüsi moodustab rohkem kui 90 protsenti kõigist Ameerika Ühendriikides tarbitavast söest. Kui põletatakse, tekitab söe kõrge valge leek. Bituumenkivisüsi on nn nn, sest see sisaldab tar-tüüpi aineid, mida nimetatakse bituumeniks. Siin on kaks tüüpi bituumenkivisüsi: termiline ja metallurgiline.

Bituminoosse kivisütt

Terasest kivisütt, mida mõnikord nimetatakse auruga kivisöeks, kasutatakse elektrijaamade jaoks, mis toodavad auru elektrienergia ja tööstusliku kasutuse jaoks.

Mõnikord aurudega sõitvatel rongidel töötavad bituumenkivisõlme hüüdnimi "bitsükkel".

Metallurgu söe, mida mõnikord nimetatakse ka koksisöeks, kasutatakse raua ja terase tootmiseks vajaliku koksi tootmisel. Koks on kontsentreeritud süsi, mis on tekkinud bituumenkivisöe kuumutamisel õhu käes väga kõrgetel temperatuuridel. Selline kivisöe sulamisprotsess hapniku puudumisel lisandite eemaldamiseks nimetatakse pürolüüsi.

Bituminoosset kivimi omadused

Bituminoosne kivisütt sisaldab kuni 17 protsenti niiskust. Bituumenkivis kaal on ligikaudu 0,5 kuni 2 protsenti lämmastikku. Selle fikseeritud süsinikusisaldus ulatub ligikaudu 85 protsendini, kusjuures tuhasisaldus on kuni 12 protsenti massist. Bituumenkivis kivimi võib liigitada edasi lenduvate ainete tasemele, mis sisaldab suuresti lenduvaid A, B ja C-sid, keskmiselt lenduv ja madala lenduvusega. Lenduvad ained hõlmavad kõiki materjale, mis vabanevad kivisöest kõrgel temperatuuril.

Söe puhul võivad lenduvad ained sisaldada väävlit ja süsivesinikke.

Kütteväärtus : kaevandatud bituminoosne söekogus annab ligikaudu 10 500-15 000 BTU naela kohta.

Kättesaadavus : bituumenkivisüsi on rikkalik. Üle poole kõigist saadaolevatest söevarudest on bituumen.

Kaevandamise kohad : USAs leidub bituumenkivisasi kivisütt Illinoisis, Kentucky'is, Lääne-Virginias, Arkansasas (Johnson, Sebastian, Logan, Franklin, Pope ja Scott maakonnad) ning Mississippi jõest ida pool.

Keskkonnahäired

Bituumenkivisöe tuled põlevad kergesti ja võivad põhjustada ülemäärast suitsu ja tahma - tahkeid osakesi - kui neid põletatakse valesti. Selle kõrge väävlisisaldus aitab kaasa happevihma.

Bituumenkivis sisalduv mineraalpüriit, mis toimib selliste lisandite nagu arseeni ja elavhõbedaga. Söe põletamine vabastab reostusena õhku mineraalsed lisandid. Põlemisel ligikaudu 95 protsenti bituumenkivisöe väävlisisaldust oksüdeeritakse ja eraldatakse gaasiliste vääveloksiidide kujul.

Bituumenkivisöe põlemisel tekkivate ohtlike heidete hulka kuuluvad tahke osakesed (PM), vääveloksiidid (SOx), lämmastikoksiidid (NOx), mikroelemendid nagu plii (Pb) ja elavhõbe (Hg), aurufaasilised süsivesinikud nagu metaan, alkaanid, alkeenid ja benseenid ning polüklooritud dibenso-p-dioksiinid ja polüklooritud dibensofuraanid, mida üldiselt nimetatakse dioksiinideks ja furaanideks. Põletamisel vabaneb bituumenkivis ka ohtlikke gaase nagu vesinikkloriid (HCl), vesinikfluoriid (HF) ja polütsüklilised aromaatsed süsivesinikud (PAH).

Mittekomplektne põlemine põhjustab kantserogeensete PAHide kõrgema taseme. Kõrge temperatuuriga põlemine bituumenkivis vähendab süsinikmonooksiidi heitkoguseid.

Seetõttu on suurtel põletusseadmetel ja hästi hooldatud toodetel üldiselt saastetase madalam. Bituumenkivis on räbu ja aglomeerivad omadused.

Bituumenkivisöe põletamine vabastab rohkem õhku kui bituumenkivisöe põletamine, kuid selle suurema soojusisalduse tõttu on elektrit tootmiseks vaja vähem kütust. Sellisel juhul toodavad bituumensed ja alambituumeniga söed ligikaudu sama palju saastusi toodetud elektrienergia kilovatt.

lisamärkmed

20. sajandi alguses oli bituumenkivisöe kaevandamine erakordselt ohtlik töö, kus aastas elab keskmiselt 1700 söekaevandjat. Sama ajavahemiku jooksul jäid söe kaevandamise õnnetuste tõttu püsivalt puuetega inimestele aastas ligikaudu 2500 töötajat.

Kaubakvaliteediga kivisöe valmistamisel järele jäänud bituumenkivisaldusega kivisöe väikesed osakesed on nn kivisöetööstused. Trahvid on kerged, tolmune ja raskesti käsitsetavad ning traditsiooniliselt hoiti neid vedelate mahutites veega, et vältida nende puhumist.

Trahve tagasinõudmiseks on välja töötatud uued tehnoloogiad. Üks lähenemisviis kasutab tsentrifuugi, et eraldada söeosakesi lägavesist. Teised meetodid seovad trahve brikettidega, mille niiskusesisaldus on madal, muutes need kütuseks sobivaks.

Edetabel : bituumenkivisüsi on teise kütte ja süsinikusisalduse poolest võrreldes teiste kivisöe tüüpidega vastavalt ASTM D388-05 standardile "Kivisüsi klassifitseerimine".

Uuri teist liiki kivisüsi

# 1 reastatud söe - antratsiit

# 2 reastatud kivisüsi - bituminoossed

# 3 reastatud kivisüsi - alam bituumen

# 4 reastatud kivisüsi - pruunsüsi või pruunsüsi