Bitumineus en sub-bitumineussteenkool vertegenwoordigt meer dan 90 procent van alle kolen die in de Verenigde Staten worden verbruikt. Bij verbranding produceert de kool een hoge, witte vlam. Bitumineuze kool wordt zo genoemd omdat het een teerachtige substantie bevat die bitumen wordt genoemd. Er zijn twee soorten bitumineuze kool: thermisch en metallurgisch.
Soorten bitumineuze kolen
Thermal Coal: soms ook stomen genoemd steenkool, wordt gebruikt voor energiecentrales die stoom produceren voor elektriciteit en industrieel gebruik. Treinen die op stoom rijden, worden soms gevoed met "bitkool", een bijnaam voor bitumineuze kool.
Metallurgische kolen: soms aangeduid als cokeskool, wordt gebruikt bij het maken van cokes die nodig is voor de productie van ijzer en staal. Cokes is een rots met geconcentreerde koolstof die ontstaat door bitumineuze kool te verwarmen tot extreem hoge temperaturen zonder lucht. Dit proces waarbij de kool in afwezigheid van zuurstof wordt gesmolten om onzuiverheden te verwijderen, wordt pyrolyse genoemd.
Kenmerken van bitumineuze kolen
Bitumineuze kool bevat vocht tot ongeveer 17%. Ongeveer 0,5 tot 2 procent van het gewicht van bitumineuze kool is stikstof. Het vaste koolstofgehalte varieert tot ongeveer 85 procent, met een asgehalte tot 12 gew.%.
Bitumineuze kool kan verder worden gecategoriseerd op basis van het niveau van vluchtige stoffen; het bevat hoog-vluchtig A, B en C, gemiddeld-vluchtig en laag-vluchtig. Vluchtige materie omvat elk materiaal dat bij hoge temperaturen uit de steenkool wordt vrijgemaakt. In het geval van steenkool kan de vluchtige stof zwavel en koolwaterstoffen bevatten.
Verwarming waarde:
Bitumineuze steenkool levert ongeveer 10.500 tot 15.000 BTU per pond als gewonnen.
Beschikbaarheid:
Bitumineuze kool is overvloedig. Meer dan de helft van alle beschikbare steenkoolbronnen is bitumineus.
Mijnbouwlocaties:
In de VS kan bitumineuze steenkool worden gevonden in Illinois, Kentucky, West Virginia, Arkansas (provincies Johnson, Sebastian, Logan, Franklin, Pope en Scott), en locaties ten oosten van de rivier de Mississippi.
Zorgen om het milieu
Bitumineuze kool steekt gemakkelijk in brand en kan bij onjuiste verbranding overmatige rook en roet - fijnstof - produceren. Het hoge zwavelgehalte draagt bij aan zure regen.
Bitumineuze kool bevat het minerale pyriet, dat dient als gastheer voor onzuiverheden zoals arseen en kwik. Bij het verbranden van de steenkool komen sporen van minerale onzuiverheden in de lucht vrij als vervuiling. Tijdens de verbranding wordt ongeveer 95 procent van het zwavelgehalte van bitumineuze kool geoxideerd en afgegeven als gasvormige zwaveloxiden.
Gevaarlijke emissies van bitumineuze koolverbranding zijn onder meer deeltjes (PM), zwaveloxiden (SOx), stikstofoxiden (NOx), sporenmetalen zoals lood (Pb) en kwik (Hg), dampfase koolwaterstoffen zoals methaan, alkanen, alkenen en benzenen en polychloordibenzo-p-dioxinen en polychloordibenzofuranen, algemeen bekend als dioxinen en furanen. Bij verbranding geeft bitumineuze kool ook gevaarlijke gassen af, zoals waterstofchloride (HCl), waterstoffluoride (HF) en polycyclische aromatische koolwaterstoffen (PAK's).
Onvolledige verbranding leidt tot hogere niveaus van PAK's, die kankerverwekkend zijn. Het branden van bitumineuze kool bij hogere temperaturen vermindert zijn koolmonoxide-uitstoot. Daarom hebben grote verbrandingseenheden en goed onderhouden eenheden in het algemeen een lagere vervuilingsoutput. Bitumineuze kool heeft slak- en agglomererende eigenschappen.
Bitumineuze kolenverbranding geeft meer vervuiling in de lucht dan sub-bitumineuze kolenverbranding, maar vanwege de grotere warmte-inhoud is minder brandstof nodig om elektriciteit te produceren. Als zodanig produceren bitumineuze en sub-bitumineuze kolen ongeveer dezelfde hoeveelheid vervuiling per opgewekte kilowatt elektriciteit.
extra notities
In het begin van de 20e eeuw was bitumineuze steenkoolwinning een buitengewoon gevaarlijke taak, waarbij jaarlijks gemiddeld 1.700 mijnwerkerslevens verloren gingen. Gedurende diezelfde periode bleven ongeveer 2500 werknemers per jaar permanent gehandicapt als gevolg van mijnbouwongevallen.
Kleine deeltjes afval bitumineuze steenkool die overblijven na bereiding van commerciële kwaliteit steenkool worden "kolen boetes" genoemd. Boetes zijn licht, stoffig en moeilijk te hanteren, en werden traditioneel opgeslagen met water in slibbrokken om te voorkomen dat ze blies weg.
Er zijn nieuwe technologieën ontwikkeld om boetes terug te vorderen. Eén benadering maakt gebruik van een centrifuge om de kooldeeltjes te scheiden van slurrywater. Andere benaderingen binden de fijne deeltjes tot briketten met een laag vochtgehalte, waardoor ze geschikt zijn voor brandstofgebruik.
Rangschikking: Bitumineuze steenkool staat op de tweede plaats qua warmte- en koolstofgehalte vergeleken met andere soorten steenkool ASTM D388 - 05 Standaardclassificatie van kolen volgens rang.