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Le secret du charbon : savez-vous ce qui est spécial dans les différents types de charbon ?
Le charbon, largement utilisé dans la production d’énergie et les processus industriels, est une ressource naturelle fascinante. Les préoccupations environnementales devenant de plus en plus graves, diverses techniques sont utilisées pour analyser les propriétés physiques et chimiques du charbon afin d’évaluer son adéquation à différentes utilisations. Différents types de charbon méritent une étude approfondie, tant en termes d’efficacité que d’impact environnemental.
Propriétés chimiques
Il existe quatre principaux types de charbon : le lignite, le charbon bitumineux, l'anthracite et le graphite, et les paramètres physiques de chaque type sont affectés par l'humidité, la teneur en matières volatiles et la teneur en carbone.
L'eau
La teneur en humidité est une propriété importante du charbon. Tout charbon contient une certaine quantité d’humidité, appelée humidité naturelle. L'eau peut être divisée sous les formes suivantes :
- Humidité de surface : humidité présente à la surface des particules de charbon.
- Humidité hygroscopique : Humidité retenue dans les microfissures du charbon par capillarité.
- Humidité de décomposition : Humidité retenue pendant la décomposition de la matière organique.
- Eau minérale : structure cristalline de l’eau, comme celle que l’on trouve dans l’argile.
Grâce au chauffage, au séchage et à d’autres méthodes, la teneur en humidité totale peut être mesurée pour évaluer la qualité du charbon.
Volatils
La matière volatile fait référence aux composants libérés par le charbon dans un environnement à haute température et sans oxygène. La plupart des composés volatils sont constitués d’hydrocarbures à chaîne courte et à chaîne longue, d’aromatiques et d’une certaine teneur en soufre. À mesure que la qualité du charbon augmente, sa teneur en matières volatiles diminue.
Teneur en cendres
Les cendres de charbon sont les résidus incombustibles qui restent après la combustion. L'analyse des cendres peut donner l'indice de qualité du charbon. La détermination des cendres implique le calcul du rapport entre le séchage à l'air et le séchage au four et est généralement effectuée à l'aide d'une méthode de combustion à haute température.
Carbone fixe
Le carbone fixe désigne le carbone qui reste dans le charbon après la disparition des substances volatiles. Il constitue une base importante pour estimer plus précisément la quantité de coke qui peut être produite à partir du charbon.
Propriétés physiques et mécaniques
Densité relative
La densité relative, ou gravité spécifique, du charbon varie en fonction de la qualité du charbon et des impuretés minérales présentes. Ces données peuvent aider à convertir les estimations de ressources en estimations de réserves.
Répartition granulométrique
La distribution granulométrique du charbon dépend de sa qualité et le charbon doit généralement être traité à une taille correspondante afin de pouvoir être utilisé plus efficacement dans la combustion et le raffinage.
Test de flottaison
Différentes particules de charbon auront des densités relatives différentes, ce qui rend les tests de flottation essentiels pour améliorer l’efficacité énergétique et la valeur de vente du charbon.
Test d'usure
Les tests d’usure évaluent l’effet du charbon sur les opérations mécaniques et son potentiel d’usure, et sont essentiels au fonctionnement continu de l’équipement.
Essais de combustion spéciaux
Énergie spécifique
Les calorimètres à bombe sont utilisés pour mesurer la production d'énergie spécifique du charbon, ce qui est particulièrement important dans les générateurs de vapeur.
Test de fusion des cendres
Le comportement des cendres de charbon à haute température est essentiel au choix du charbon pour la production d’électricité à vapeur. Différents points de fusion affectent le fonctionnement et l’efficacité de la chaudière.
Indice de gonflement de la bouilloire
Le test de l'indice de gonflement du kettle chauffe le charbon dans un tube à essai standardisé pour évaluer son potentiel à produire du coke.
Classification de la qualité du charbon
Le charbon est classé selon différentes normes internationales. Le charbon de qualité supérieure a une teneur en carbone plus élevée et est généralement évalué différemment en fonction de son impact environnemental et de sa consommation d'énergie.
Dans ce monde en évolution rapide, différents types de charbon sont comparés non seulement en termes de propriétés chimiques et physiques, mais aussi en termes de la manière dont ces propriétés peuvent être utilisées pour répondre à la demande actuelle de la société en énergie propre. Avez-vous déjà réfléchi au rôle que jouera le charbon dans la future transition énergétique ?
