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O Segredo do Carvão: Você sabe o que há de especial nos diferentes tipos de carvão?
O carvão, amplamente utilizado na produção de energia e em processos industriais, é um recurso natural fascinante. Com as preocupações ambientais se tornando cada vez mais graves, diversas técnicas são usadas para analisar as propriedades físicas e químicas do carvão para avaliar sua adequação para diferentes usos. Diferentes tipos de carvão merecem um estudo aprofundado, tanto em termos de eficiência quanto de impacto ambiental.
Propriedades químicas
Existem quatro tipos principais de carvão: linhito, carvão betuminoso, antracito e grafite, e os parâmetros físicos de cada tipo são afetados pela umidade, teor de matéria volátil e teor de carbono.
Água
O teor de umidade é uma propriedade importante do carvão. Todo carvão tem alguma umidade, que é chamada de umidade natural. A água pode ser dividida nas seguintes formas:
- Umidade superficial: umidade presente na superfície das partículas de carvão.
- Umidade higroscópica: Umidade retida em microfissuras do carvão por ação capilar.
- Umidade de decomposição: Umidade retida durante a decomposição da matéria orgânica.
- Água mineral: A estrutura cristalina da água, como a encontrada na argila.
Por meio de aquecimento, secagem e outros métodos, o teor total de umidade pode ser medido para avaliar a qualidade do carvão.
Voláteis
Matéria volátil refere-se aos componentes liberados do carvão em alta temperatura e ambiente livre de oxigênio. A maioria dos voláteis consiste em hidrocarbonetos de cadeia curta e longa, aromáticos e algum teor de enxofre. À medida que a classificação do carvão aumenta, o conteúdo de matéria volátil diminui.
Teor de cinzas
A cinza do carvão é o resíduo incombustível deixado após a combustão. Analisar a cinza pode dar o índice de qualidade do carvão. A determinação de cinzas envolve o cálculo da proporção entre secagem ao ar e secagem em estufa e geralmente é realizada usando um método de combustão de alta temperatura.
Carbono Fixo
Carbono fixo se refere ao carbono que permanece no carvão após as substâncias voláteis desaparecerem. É uma base importante para estimar ainda mais a quantidade de coque que pode ser produzida a partir do carvão.
Propriedades físicas e mecânicas
Densidade relativa
A densidade relativa, ou gravidade específica, do carvão varia com o grau do carvão e as impurezas minerais presentes. Esses dados podem ajudar a converter estimativas de recursos em reservas.
Distribuição do tamanho das partículas
A distribuição do tamanho das partículas do carvão depende de sua qualidade, e o carvão geralmente precisa ser processado até um tamanho correspondente para que possa ser usado de forma mais eficiente na combustão e no refino.
Teste de flutuação
Diferentes partículas de carvão terão densidades relativas diferentes, tornando os testes de flotação essenciais para melhorar a eficiência energética e o valor de venda do carvão.
Teste de desgaste
O teste de desgaste avalia o efeito do carvão nas operações mecânicas e seu potencial de desgaste, sendo essencial para a operação contínua do equipamento.
Testes especiais de combustão
Energia Específica
Os calorímetros de bomba são usados para medir a produção de energia específica do carvão, o que é particularmente importante em geradores de vapor.
Teste de fusão de cinzas
O comportamento das cinzas de carvão em altas temperaturas é fundamental para a seleção do carvão para geração de energia a vapor. Diferentes pontos de fusão afetam a função e a eficiência da caldeira.
Índice de Swell de Chaleira
O teste do Índice de Inchaço da Chaleira aquece o carvão em um tubo de ensaio padronizado para avaliar seu potencial para produzir coque.
Classificação de Grau de Carvão
O carvão é classificado de acordo com vários padrões internacionais. O carvão de grau mais alto tem um conteúdo de carbono mais alto e geralmente é avaliado de forma diferente em seu impacto ambiental e uso de energia.
Neste mundo em rápida mudança, diferentes tipos de carvão são comparados não apenas em termos de suas propriedades químicas e físicas, mas também em termos de como essas propriedades podem ser usadas para atender à demanda atual da sociedade por energia limpa. Você já pensou sobre qual papel o carvão desempenhará na futura transição energética?
