Χαρακτηριστικά και εφαρμογές ασφαλτούχου άνθρακα

Ασφαλτικά και ασφαλτικά υπο-ασφαλτούχακάρβουνο αντιπροσωπεύει περισσότερο από το 90 τοις εκατό του συνόλου του άνθρακα που καταναλώνεται στις Ηνωμένες Πολιτείες. Όταν καίγεται, ο άνθρακας παράγει μια υψηλή, λευκή φλόγα. Ο ασφαλτούχος άνθρακας είναι ο λεγόμενος επειδή περιέχει μια πίσσα-όπως ουσία που ονομάζεται πίσσα. Υπάρχουν δύο τύποι ασφαλτούχου άνθρακα: θερμικής και μεταλλουργικής.

Θερμική Coal: μερικές φορές ονομάζεται ατμός κάρβουνο, χρησιμοποιείται για τις μονάδες ηλεκτροπαραγωγής που παράγουν ατμό για ηλεκτρική και βιομηχανική χρήση. Τα τρένα που τρέχουν σε ατμό μερικές φορές τροφοδοτούνται με "λίθιο άνθρακα", ένα ψευδώνυμο για ασφαλτούχο άνθρακα.

Μεταλλουργικός άνθρακας: μερικές φορές αναφέρεται ως άνθρακας οπτανθρακοποίησης, χρησιμοποιείται στη διαδικασία δημιουργίας οπτάνθρακα που απαιτείται για την παραγωγή σιδήρου και χάλυβα. Ο οπτάνθρακας είναι ένας βράχος συγκεντρωμένου άνθρακα που δημιουργείται από θέρμανση του ασφαλτούχου άνθρακα σε εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες χωρίς αέρα. Αυτή η διαδικασία τήξης του άνθρακα απουσία οξυγόνου για την απομάκρυνση ακαθαρσιών ονομάζεται πυρόλυση.

Ο ασφαλτούχος άνθρακας περιέχει υγρασία μέχρι περίπου 17%. Περίπου το 0,5 έως 2 τοις εκατό του βάρους του ασφαλτούχου άνθρακα είναι άζωτο. Η σταθερή περιεκτικότητά του σε άνθρακα κυμαίνεται έως 85% περίπου, με περιεκτικότητα σε τέφρα έως 12% κατά βάρος.

Ο ασφαλτούχος άνθρακας μπορεί να κατηγοριοποιηθεί περαιτέρω από το επίπεδο των πτητικών ουσιών. περιέχει υψηλά πτητικά Α, Β και C, μεσαία πτητικότητα και χαμηλή πτητικότητα. Η πτητική ύλη περιλαμβάνει οποιοδήποτε υλικό που απελευθερώνεται από τον άνθρακα σε υψηλές θερμοκρασίες. Στην περίπτωση του άνθρακα, οι πτητικές ύλες μπορεί να περιλαμβάνουν θείο και υδρογονάνθρακες.

Ο ασφαλτούχος άνθρακας παρέχει περίπου 10.500 έως 15.000 BTU ανά λίβρα, όπως εξορύσσεται.

Ο ασφαλτούχος άνθρακας είναι άφθονος. Περισσότεροι από τους μισούς διαθέσιμους πόρους άνθρακα είναι ασφαλτούχοι.

Στις ΗΠΑ, ο ασφαλτούχος άνθρακας μπορεί να βρεθεί στο Ιλλινόις, το Κεντάκι, τη Δυτική Βιρτζίνια, τον Αρκάνσας (περιοχές Johnson, Sebastian, Logan, Franklin, Pope και Scott) και τοποθεσίες ανατολικά του ποταμού Μισισιπή.

Ο ασφαλτούχος άνθρακας φωτίζει εύκολα φωτιά και μπορεί να προκαλέσει υπερβολικό καπνό και αιθάλη - σωματιδιακή ύλη - εάν καεί ακατάλληλα. Η υψηλή περιεκτικότητά του σε θείο συμβάλλει στην όξινη βροχή.

Ο ασφαλτούχος άνθρακας περιέχει τον ορυκτό πυρίτη, ο οποίος χρησιμεύει ως ξενιστής για ακαθαρσίες όπως το αρσενικό και ο υδράργυρος. Η καύση του άνθρακα απελευθερώνει ίχνη ορυκτών ακαθαρσιών στον αέρα ως ρύπανση. Κατά την καύση, περίπου το 95% της περιεκτικότητας σε θείο του ασφαλτούχου άνθρακα οξειδώνεται και απελευθερώνεται ως αέρια οξείδια του θείου.

Οι επικίνδυνες εκπομπές από την καύση ασφαλτούχου άνθρακα περιλαμβάνουν τα σωματίδια (PM), τα οξείδια του θείου (SOx), τα οξείδια του αζώτου (NOx), τα ιχνοστοιχεία όπως ο μόλυβδος (Pb) και ο υδράργυρος (Hg) υδρογονάνθρακες ατμών φάσης όπως μεθάνιο, αλκάνια, αλκένια και βενζόλια και πολυχλωριωμένες διβενζο-ρ-διοξίνες και πολυχλωριωμένα διβενζοφουράνια, κοινώς γνωστά ως διοξίνες και φουράνια. Όταν καίγεται, ο ασφαλτούχος άνθρακας απελευθερώνει επίσης επικίνδυνα αέρια όπως το υδροχλώριο (HCl), το υδροφθόριο (HF) και τους πολυκυκλικούς αρωματικούς υδρογονάνθρακες (PAHs).

Η ατελής καύση οδηγεί σε υψηλότερα επίπεδα PAH, τα οποία είναι καρκινογόνα. Η καύση του ασφαλτούχου άνθρακα σε υψηλότερες θερμοκρασίες μειώνει την εκπομπές μονοξειδίου του άνθρακα. Ως εκ τούτου, οι μεγάλες μονάδες καύσης και οι καλά διατηρημένες μονάδες έχουν γενικά χαμηλότερη παραγωγή ρύπανσης. Ο ασφαλτούχος άνθρακας έχει χαρακτηριστικά σκουριάς και συσσωμάτωσης.

Η καύση ασφαλτούχου άνθρακα απελευθερώνει περισσότερη ρύπανση στον αέρα από ό, τι η καύση του υπο-ασφαλτούχου άνθρακα, αλλά λόγω της μεγαλύτερης θερμικής περιεκτικότητάς του απαιτείται λιγότερη ποσότητα καυσίμου για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Ως εκ τούτου, οι ασφαλτούχοι και οι υπο-ασφαλτούχοι άνθρακες παράγουν περίπου την ίδια ποσότητα ρύπανσης ανά κιλοβατώρα παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας.

Στις αρχές του 20ού αιώνα, η εξόρυξη του ασφαλτούχου άνθρακα ήταν μια εξαιρετικά επικίνδυνη δουλειά, λαμβάνοντας κατά μέσο όρο 1.700 ζωές ανθρακωρύχων ετησίως. Κατά τη διάρκεια της ίδιας χρονικής περιόδου, περίπου 2.500 εργαζόμενοι ανά έτος παρέμειναν μόνιμα άτομα με ειδικές ανάγκες λόγω ατυχημάτων εξόρυξης άνθρακα.

Τα μικροσκοπικά σωματίδια αποβλήτων από ασφαλτούχο άνθρακα που παραμένουν μετά την προετοιμασία του εμπορικού βαθμού άνθρακα ονομάζονται "πρόστιμα άνθρακα". Πρόστιμα είναι ελαφρύ, σκονισμένο και δύσκολο να χειριστεί και παραδοσιακά αποθηκεύτηκαν με νερό σε παγίδες για να αποφύγουν να φυσούν Μακριά.

Έχουν αναπτυχθεί νέες τεχνολογίες για την ανάκτηση των προστίμων. Μια προσέγγιση χρησιμοποιεί έναν φυγοκεντρητή για να διαχωρίσει τα σωματίδια άνθρακα από το νερό της ιλύος. Άλλες προσεγγίσεις συνδέουν τα λεπτά σε μπρικέτες που έχουν χαμηλή περιεκτικότητα σε υγρασία, καθιστώντας τα κατάλληλα για χρήση καυσίμου.

Σειρά κατάταξης: Ο ασφαλτούχος άνθρακας βρίσκεται στη δεύτερη θέση σε θερμότητα και περιεκτικότητα σε άνθρακα σε σύγκριση με άλλους τύπους άνθρακα, σύμφωνα με ASTM D388 - 05 Τυποποιημένη ταξινόμηση άνθρακα κατά τάξη.