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MINERALOGIA

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86-98 por cento e um valor de aquecimento de 13.500-15.600 Btu / lb (equivalente a 14,2-16,5 milhões de joules / lb [1 Btu = 1,054.6 joules, a energia emitida por uma partida de madeira em chamas]). Fornece combustível para aquecimento comercial e doméstico, para geração elétrica e para o ferro, aço e outras indústrias. O carvão betuminoso (baixo, médio e alto volátil), um carvão macio que produz fumaça e cinza quando queimado, tem um teor de carbono fixo de 46-86 por cento e um valor de aquecimento de 11.000-15.000 Btu / lb (11.6-15.8 milhões de joules /Libra). É o carvão economicamente recuperável mais abundante a nível mundial e o principal combustível queimado em turbinas a vapor de geração de energia elétrica. Algumas carvões betuminosas, conhecidas como carvões metalúrgicos ou de coque, possuem propriedades que as tornam adequadas para conversão em coca-cola utilizada na fabricação de aço. O carvão subbitumoso tem um teor de carbono fixo de 46-60 por cento e um valor de aquecimento de 8,300-13,000 Btu / lb (8,8-13,7 milhões de joules / lb). A quarta classe, o lignite, um carvão macio e acastanhado, também tem um teor de carbono fixo de 46 a 60%, mas o menor valor de aquecimento, 5,500-8,300 Btu / lb (5,8-8,8 milhões de joules / lb). A geração elétrica é o principal uso de ambas as classes. Além de produzir calor e gerar eletricidade, o carvão é uma importante fonte de matérias-primas para fabricação. Sua destilação destrutiva (carbonização) produz gases de hidrocarbonetos e alcatrão de hulha, dos quais os químicos sintetizaram drogas, corantes, plásticos, solventes e inúmeros outros produtos químicos orgânicos. A hidrogenação ou a liquefação de carvão de alta pressão ea liquefação indireta do carvão usando sínteses de Fischer-Tropsch também são fontes potenciais de combustíveis e lubrificantes líquidos queimam a limpeza.
Conclusão:
O carvão continua a ser o combustível fóssil mais abundante do mundo e, juntamente com petróleo e gás natural, continuará a fornecer a maior parte da energia do mundo. Mas todos os três são recursos finitos, e a sociedade deve consumi-los com sabedoria, sem desperdício, para ampliar suas vidas e reduzir suas emissões nocivas. A conservação de combustíveis fósseis e o desenvolvimento de energias alternativas, como a energia solar e eólica, são caminhos para o futuro da energia de uma sociedade global
Aplicações:
Uma vez que o carvão foi minado, geralmente é processado para separar os componentes inorgânicos, formadores de cinzas e produzir tamanhos apropriados partículas. As várias operações envolvidas neste processamento são coletivamente conhecidas como carvão preparação ou beneficiamento de carvão. O grau de preparação depende do uso pretendido de o carvão. Para aquecimento residencial ou comercial - um mercado muito pequeno para o carvão hoje em dia - são desejados grumos de cerca de 1 polegada, juntamente com uma quantidade tão pequena de inorgânicos componentes possíveis (deixar pequenas cinzas após a queima). Carvão para ser usado para a produção de coca para a indústria siderúrgica tem os requisitos mais rigorosos. Isto deve ter pouca cinza (tipicamente inferior a 5%), baixo teor de enxofre e deve ser de qualidade bituminosa. Como mencionado acima, este é um mercado pequeno, mas muito importante, para o carvão. Carvão para uso em as usinas de energia elétrica - o mercado mais grande para o carvão - tem o menos rigoroso requisitos. Quantidades substanciais de cinzas podem ser toleradas. O carvão não precisa ser pulverizado antes do transporte, mas para disparar em modernas usinas de energia, será reduzido em tamanho para cerca de 0,1 mm antes de serem queimados.
Combustão:
A combustão de carvão para aquecimento doméstico foi praticada desde antiguidade. Hoje, o uso de carvão para o calor doméstico é um mercado muito pequeno para o carvão nos Estados Unidos (ver Figura 7-5). Menos de 1% do carvão vendido é usado para aquecimento doméstico e cozinhar, e apenas uma porcentagem muito pequena de lares usa o carvão como fonte primária de energia. Existem várias razões para o uso residencial limitado do carvão. Eletricidade, gás natural e sistemas de aquecimento de óleo combustível, com termostatos conectados a mecanismos de controle automático, são muito mais convenientes para os proprietários usar do que o carvão. O carvão é um combustível sujo. Dependendo do tipo de carvão utilizado, poeira de carvão e poeira de cinzas pode passar por toda a casa, exigindo limpeza doméstica freqüente e minuciosa. Além disso, as cinzas devem ser coletadas e levado ao ar livre para coleta de lixo e descarte adequado. Pouco depois da Segunda Guerra Mundial, os gasodutos interestaduais de gás natural e petróleo expandiram-se rapidamente, tornando estes dois combustíveis mais disponível em todo os Estados Unidos. Ao mesmo tempo, vários muito longos e amargos As greves trabalhistas na indústria do carvão causaram interrupções de curto prazo no fornecimento de carvão disponível. Alguns consumidores perceberam que o petróleo eo gás natural eram mais "seguros" (isto é, menos suscetíveis a perturbações por ação trabalhista) do que o carvão. Esta confluência de duas tendências - a maior disponibilidade de petróleo e gás, e a interrupção do fornecimento de carvão - levou a uma mudança para maior uso de petróleo e gás em aplicações domésticas. Apesar do relativamente pequeno uso doméstico atual de carvão, devemos discutir brevemente o combustão em pequena escala de carvão por dois motivos: ilustrar alguns princípios gerais de combustão, e porque os fogões ou aquecedores a carvão estão fazendo um retorno modesto como fontes auxiliares de calor doméstico. O carvão tem sido usado como fonte de calor doméstico na China, pelo menos desde 500 aC. Os romanos usaram carvão durante a ocupação da Gália e Grã-Bretanha. Em 1295, Marco Polo retornou a sua Itália natal de uma longa expedição para a China e informou sobre o uso de Carvão como fonte de energia. Por cerca dos últimos 3000 anos, a maneira padrão de queima de carvão em pequena escala, está usando várias versões do combustor de corrente ascendente (veja a Figura 7-7). o A parte mais quente do fogo está na grelha. Aqui a combustão completa dos elementos no carvão ocorre. Embora os componentes do carvão estejam ligados quimicamente em uma estrutura complexa, para fins ilustrativos, podemos escrever as reações como se fossem simplesmente elementos individuais. Assim, temos as seguintes equações químicas simples:
 
Mais alto na cama de carvão, haverá menos oxigênio disponível para a combustão, porque alguns do oxigênio no ar varrendo a cama já foi esgotado. Em um Atmosfera com deficiência de oxigênio, ocorre combustão incompleta:
Esta reação não é desejável por duas razões. Primeiro, menos calor é liberado quando o carbono é
queimado para formar monóxido de carbono do que quando o carbono é convertido em dióxido de carbono. Muito de
Mais importante, no entanto, é o fato de que o monóxido de carbono é um veneno mortal. Forma
Ligações químicas muito fortes com os átomos de ferro na hemoglobina no sangue. Normalmente,
estes átomos de ferro formam ligações a moléculas de oxigênio e transportam oxigênio para todas as células de
o corpo. À medida que o monóxido de carbono se liga ao ferro, sua presença impede o ferro de
"Transportar" uma molécula de oxigênio através da corrente sanguínea. Se um grande número de hemoglobina
as moléculas estão "saturadas" com monóxido de carbono, a incapacidade de transportar oxigênio
Todo o corpo pode levar à morte. Às vezes, especialmente à noite, pode parecer
conveniente agitar um monte de carvão no fogo para que o fogo queimará durante a noite
sem que alguém tenha que se levantar para reabastecer o carvão. No entanto, existe o potencial
Com muito carvão, pode haver uma produção inadvertida de monóxido de carbono, levando a
envenenamento e possivelmente até a morte (ver Capítulo 11).
Um problema adicional associado à combustão de carvão em pequenas unidades é o
produção de fumaça