Χαρακτηριστικά και εφαρμογές άνθρακα ανθρακίτη

Ο άνθρακας ανθρακίτη, που εξορύσσεται από τους παλαιότερους γεωλογικούς σχηματισμούς του πλανήτη, έχει περάσει το μεγαλύτερο χρονικό διάστημα υπόγεια. Ο άνθρακας έχει υποβληθεί σε μεγαλύτερη πίεση και θερμότητα, καθιστώντας τον τον πιό συμπιεσμένο και σκληρότερο διαθέσιμο άνθρακα. Ο λιθάνθρακας περιέχει μεγαλύτερες δυνατότητες παραγωγής θερμικής ενέργειας από τον πιο μαλακό, γεωλογικώς "νεώτερο" άνθρακα.

Κοινές χρήσεις

Ο ανθρακίτης είναι επίσης ο πιο εύθραυστος τύπος άνθρακα. Όταν καίγεται, παράγει μια πολύ ζεστή, μπλε φλόγα. Ένας λαμπερός μαύρος βράχος, ανθρακίτης χρησιμοποιείται κυρίως για τη θέρμανση κατοικιών και εμπορικών κτιρίων στη βορειοανατολική περιοχή της Πενσυλβανίας, όπου ένα μεγάλο μέρος του εξορύσσεται. Το μουσείο κληρονομιάς Anthracite Pennsylvania στο Scranton υπογραμμίζει τις σημαντικές οικονομικές επιπτώσεις του άνθρακα στην περιοχή.

Ο ανθρακίτης θεωρείται ο καθαρότερος διαθέσιμος καυστήρας άνθρακα. Παράγει περισσότερη θερμότητα και λιγότερο καπνό από άλλα κάρβουνα και χρησιμοποιείται ευρέως σε φούρνους χειρός. Ορισμένα οικιακά συστήματα θέρμανσης οικιακής θέρμανσης εξακολουθούν να χρησιμοποιούν ανθρακίτη, η οποία καίει περισσότερο από ξύλο. Ο Anthracite έχει ονομαστεί "σκληρός άνθρακας", ειδικά από τους μηχανικούς της ατμομηχανής που το χρησιμοποιούσαν για την τροφοδοσία των τρένων.

Χαρακτηριστικά

Ο ανθρακίτης περιέχει μια υψηλή ποσότητα σταθερού άνθρακα 80-95% και πολύ χαμηλή περιεκτικότητα σε θείο και άζωτο, λιγότερο από 1% έκαστο. Η πτητική ύλη είναι χαμηλή σε περίπου 5 τοις εκατό, με 10 έως 20 τοις εκατό δυνατή τέφρα. Η περιεκτικότητα σε υγρασία είναι περίπου 5 έως 15%. Ο άνθρακας αργεί-καίγεται και είναι δύσκολο να αναφλεγεί λόγω της υψηλής πυκνότητας του, τόσο λίγα κονιοποιημένα, άνθρακας που καίγονται φυτά.

Τιμή θέρμανσης: Ο ανθρακίτης καίει τα πιο καυτά μεταξύ των τύπων άνθρακα (περίπου 900 μοίρες ή υψηλότερα) και τυπικά παράγει περίπου 13.000 έως 15.000 Btu ανά λίβρα. Ο απόβλητος άνθρακας που απορρίπτεται κατά την εξόρυξη ανθρακίτη, που ονομάζεται culm, περιέχει περίπου 2.500 έως 5.000 Btu ανά λίβρα.

Διαθεσιμότητα: Σπάνια. Ένα μικρό ποσοστό όλων των εναπομενόντων πόρων άνθρακα είναι ανθρακίτης. Ο ανθρακίτης της Πενσυλβανίας εξορύσσεται σε μεγάλο βαθμό στα τέλη του 1800 και στις αρχές του 1900 και οι υπόλοιπες προμήθειες έγιναν πιο δύσκολες λόγω της βαθιάς τους θέσης. Η μεγαλύτερη ποσότητα ανθρακίτη που παράχθηκε ποτέ στην Πενσυλβάνια ήταν το 1917.

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

Πώς μοναδικές ιδιότητες επηρεάζουν τις χρήσεις του

Ο ανθρακίτης θεωρείται "μη κροκιδωτικός" και ελεύθερος-καύση επειδή όταν αναφλέγεται δεν "κωκάει" ή επεκτείνεται και συγχωνεύεται. Συχνά καίγεται σε λέβητες κατώτερης τροφοδοσίας ή σε μονόκλειστους λέβητες πλευρικών καυσόξυλων με σταθερούς σχάρες. Οι φούρνοι ξηρού πυθμένα χρησιμοποιούνται λόγω της υψηλής θερμοκρασίας σύντηξης τέφρας του ανθρακίτη. Τα κατώτερα φορτία του λέβητα τείνουν να μειώνουν τη θερμότητα, γεγονός που με τη σειρά του μειώνει τις εκπομπές οξειδίων του αζώτου

Τα σωματίδια ή η λεπτή αιθάλη από την καύση του ανθρακίτη μπορούν να μειωθούν με κατάλληλες διαμορφώσεις κλιβάνου και κατάλληλο φορτίο του λέβητα, πρακτικές αέρα κάτω από την πυρκαγιά και επανέγχυση πτητικής τέφρας. Φίλτρα υφασμάτων, ηλεκτροστατικά κατακρημνιστικά (ESP) και πλυντρίδες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μείωση της ρύπανσης από σωματίδια από λέβητες με ανθρακίτη. Ο ανθρακίτης που κονιοποιείται πριν από την καύση δημιουργεί περισσότερο σωματιδιακό υλικό.

Ο χαμηλότερος άνθρακας που απορρίφθηκε από ορυχεία ανθρακίτης ονομάζεται culm. Αυτό έχει λιγότερη από τη μισή θερμική αξία του ανθρακίτη που εξορύσσεται και υψηλότερη περιεκτικότητα σε τέφρα και υγρασία.Χρησιμοποιείται συχνότερα σε λέβητες καύσης ρευστοποιημένης κλίνης (FBC).

Σειρά κατάταξης: Ο Anthracite κατατάσσεται πρώτος σε θερμότητα και περιεκτικότητα σε άνθρακα σε σύγκριση με άλλους τύπους άνθρακα, σύμφωνα με την ASTM D388-05 Standard Classification of Coals by Rank.