Χαρακτηριστικά ανθρακίτης άνθρακα και εφαρμογές

Ο ανθρακίτης άνθρακας, που εξορύσσεται από τους παλαιότερους γεωλογικούς σχηματισμούς του πλανήτη, έχει περάσει τον μεγαλύτερο χρόνο υπόγεια. Ο άνθρακας υπέστη τη μεγαλύτερη πίεση και θερμότητα, καθιστώντας τον τον πιο συμπιεσμένο και σκληρότερο άνθρακα διαθέσιμο. Ο σκληρός άνθρακας περιέχει μεγαλύτερη δυνατότητα παραγωγής θερμικής ενέργειας από πιο μαλακό, γεωλογικά "νεότερο" άνθρακα.

Ο ανθρακίτης είναι επίσης ο πιο εύθραυστος μεταξύ των τύπων άνθρακα. Όταν καίγεται, παράγει μια πολύ καυτή, μπλε φλόγα. Ένας λαμπερός μαύρος βράχος, ο ανθρακίτης χρησιμοποιείται κυρίως για τη θέρμανση κατοικιών και εμπορικών κτιρίων στη βορειοανατολική περιοχή της Πενσυλβανίας, όπου εξορύσσεται μεγάλο μέρος του. ο Μουσείο Κληρονομιάς Ανθρακί της Πενσυλβανίας στο Scranton υπογραμμίζει τη σημαντική οικονομική επίδραση του άνθρακα στην περιοχή.

Ο ανθρακίτης θεωρείται ο καθαρότερος διαθέσιμος άνθρακας. Παράγει περισσότερη θερμότητα και λιγότερο καπνό από άλλα κάρβουνα και χρησιμοποιείται ευρέως σε φούρνους με καύση στο χέρι. Ορισμένα συστήματα οικιακής κουζίνας χρησιμοποιούν ακόμη ανθρακίτη, η οποία καίει περισσότερο από το ξύλο. Ο ανθρακίτης έχει το παρατσούκλι «σκληρός άνθρακας», ειδικά από μηχανικούς μηχανών που το χρησιμοποίησαν για την τροφοδοσία τρένων.

Ο ανθρακίτης περιέχει υψηλή ποσότητα σταθερού άνθρακα - 80 έως 95 τοις εκατό - και πολύ χαμηλό θείο και άζωτο - λιγότερο από 1 τοις εκατό το καθένα. Η πτητική ύλη είναι χαμηλή σε περίπου 5 τοις εκατό, με 10 έως 20 τοις εκατό τέφρα δυνατή. Η περιεκτικότητα σε υγρασία είναι περίπου 5 έως 15 τοις εκατό. Ο άνθρακας καίει αργά και είναι δύσκολο να αναφλεγεί λόγω της υψηλής πυκνότητάς του, έτσι λίγα κονιοποιημένα εργοστάσια με καύση άνθρακα τον καίνε.

Ο ανθρακίτης καίει τα θερμότερα μεταξύ των τύπων άνθρακα (περίπου 900 βαθμούς ή υψηλότερη) και συνήθως παράγει περίπου 13.000 έως 15.000 Btu ανά λίβρα. Τα απορρίμματα άνθρακα που απορρίπτονται κατά την εξόρυξη ανθρακίτη, που ονομάζεται σπόρος, περιέχουν περίπου 2.500 έως 5.000 Btu ανά λίβρα.

Σπάνιος. Ένα μικρό ποσοστό όλων των υπόλοιπων πόρων άνθρακα είναι ανθρακίτης. Ο ανθρακίτης της Πενσυλβανίας εξορύσσεται σε μεγάλο βαθμό κατά τα τέλη του 1800 και στις αρχές του 1900 και οι υπόλοιπες προμήθειες έγιναν δυσκολότερες στην πρόσβαση λόγω της βαθιάς θέσης τους. Η μεγαλύτερη ποσότητα ανθρακίτη που παρήχθη ποτέ στην Πενσυλβανία ήταν το 1917.

Ιστορικά, ο ανθρακίτης εξορύσσεται σε μια έκταση 480 τετραγωνικών μιλίων στη βορειοανατολική περιοχή της Πενσυλβανίας, κυρίως στις κομητείες Lackawanna, Luzerne και Schuylkill. Μικρότεροι πόροι βρίσκονται στο Ρόουντ Άιλαντ και τη Βιρτζίνια.

Ο ανθρακίτης θεωρείται «μη κλίνκερ» και καύση ελεύθερου γιατί όταν αναφλέγεται δεν «κοκ» ή δεν διαστέλλεται και συγχωνεύεται μαζί. Συνήθως καίγεται σε λέβητες stoker που δεν τροφοδοτούνται με καύσιμο ή σε λέβητες με μερική απόρριψη με στάσιμες σχάρες. Οι φούρνοι ξηρού πυθμένα χρησιμοποιούνται λόγω της υψηλής θερμοκρασίας σύντηξης τέφρας του ανθρακίτη. Τα χαμηλότερα φορτία λέβητα τείνουν να διατηρούν τη θερμότητα χαμηλότερη, γεγονός που με τη σειρά του μειώνει τις εκπομπές οξειδίου του αζώτου.

Η σωματιδιακή ύλη, ή η λεπτή αιθάλη, από την καύση του ανθρακίτη, μπορούν να μειωθούν με κατάλληλες διαμορφώσεις κλιβάνου και κατάλληλο φορτίο λέβητα, πρακτικές αεραγωγών πυρκαγιάς και επαναεγχύσεις τέφρας. Τα φίλτρα υφασμάτων, οι ηλεκτροστατικοί ιζηματοποιητές (ESP) και οι πλυντρίδες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μείωση της ρύπανσης σωματιδίων από λέβητες με ανθρακίτη. Ο ανθρακίτης που κονιοποιείται πριν από την καύση δημιουργεί περισσότερο σωματιδιακή ύλη.

Ο κατώτερος άνθρακας που απορρίπτεται από ανθρακωρυχεία ονομάζεται κελύφη. Αυτό έχει λιγότερη από τη μισή τιμή θερμότητας του ανθρακίτη που έχει εξορύσσεται και υψηλότερη περιεκτικότητα σε τέφρα και υγρασία. Χρησιμοποιείται συχνότερα σε λέβητες καύσης ρευστοποιημένης κλίνης (FBC).

Ο ανθρακίτης κατατάσσεται πρώτος στην περιεκτικότητα σε θερμότητα και άνθρακα σε σύγκριση με άλλους τύπους άνθρακα ASTM D388 - 05 Τυπική ταξινόμηση άνθρακα κατά κατάταξη.