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A verdade sobre as cinzas: o que os resíduos deixados após a queima do carvão podem nos dizer?
À medida que a demanda global por energia renovável continua aumentando, o uso do carvão e suas propriedades químicas e físicas continuam sendo um importante tópico de discussão. As cinzas deixadas após a queima do carvão, embora aparentemente inúteis, na verdade fornecem informações cruciais sobre a qualidade e as propriedades do carvão. Este artigo explorará técnicas analíticas para carvão e suas propriedades físicas e químicas, e fornecerá insights sobre como essas propriedades afetam as aplicações e os impactos ambientais do carvão.
Propriedades químicas do carvão
O carvão é geralmente dividido em quatro categorias: linhito, carvão betuminoso, antracito e grafite. Cada tipo tem características físicas únicas que são amplamente controladas pela umidade, matéria volátil e teor de carbono. Entender essas propriedades pode não apenas determinar a adequação do carvão, mas também inferir sua composição de cinzas após a combustão.
O teor de umidade é uma propriedade importante do carvão e todo carvão é úmido quando extraído. A umidade no carvão pode ser dividida em umidade superficial, umidade higroscópica, umidade decomposta e umidade mineral.
Água
O teor de umidade pode afetar a capacidade de produção de energia e a eficiência de combustão do carvão. O teor total de umidade do carvão é analisado pela perda de massa das amostras de carvão antes e depois da combustão. A umidade é geralmente determinada por métodos de aquecimento ou secagem, cuja escolha depende da classificação do carvão. Por exemplo, carvões de baixa classificação requerem processos especiais de secagem para evitar a oxidação.
Matéria volátil
A matéria volátil do carvão se refere aos componentes voláteis do carvão, exceto a água, em condições de alta temperatura e sem oxigênio. Esses componentes incluem vários hidrocarbonetos e uma pequena quantidade de enxofre. A determinação de matéria volátil pode fornecer uma base para o processamento e uso do carvão.
Teor de cinzas do carvão
Cinzas de carvão referem-se ao resíduo incombustível que permanece após a queima do carvão. Esse valor pode ajudar a determinar a qualidade do carvão e geralmente é expresso como uma porcentagem da massa original do carvão.
A análise de cinzas do carvão é relativamente simples, e a massa das cinzas restantes após o carvão ser completamente queimado é calculada. Carvão com alto teor de cinzas tende a produzir mais resíduos após a combustão, o que afeta seu valor econômico e impacto ambiental, por isso é muito importante entender o teor de cinzas do carvão.
Propriedades físicas e mecânicas do carvão
As propriedades físicas do carvão, como densidade relativa e distribuição do tamanho das partículas, afetam diretamente as propriedades de manuseio e combustão do carvão. A medição da densidade relativa ajuda a determinar as propriedades e o desempenho do carvão. Em termos gerais, a densidade aumenta com a classificação do carvão.
Distribuição do tamanho das partículas
A distribuição do tamanho das partículas do carvão depende da classificação do carvão e do processamento pelo qual ele foi submetido. Durante o processo de combustão, essa característica afeta a eficiência da combustão e as características de combustão do carvão, por isso é crucial entender e controlar a distribuição do tamanho das partículas do carvão.
Teste de flutuação e afundamento
Testes de flutuação e afundamento podem ser usados para identificar e lavar carvão para aumentar seu valor calorífico e produção de energia. Este processo remove partículas de carvão com alto teor de cinzas e melhora a qualidade geral do carvão.
Testes especiais de combustão
A produção de energia do carvão pode ser medida por meio de testes de combustão especializados que ajudam a entender o comportamento de combustão de diferentes tipos de carvão.
O comportamento de fusão das cinzas volantes em um ambiente de cone quente é um fator importante na definição dos pontos de operação da caldeira.
Classificação de Grau de Carvão
O carvão é classificado de acordo com seu teor de carbono e matéria volátil. À medida que a classificação do carvão aumenta, o teor de carbono aumenta, o que significa que a energia produzida pela sua combustão também é relativamente alta.
ConclusãoA análise do carvão não se limita às suas propriedades químicas e físicas, mas também inclui os efeitos do teor de cinzas. A presença de cinzas pode fornecer informações sobre a qualidade do carvão. Na busca global por energia verde, precisamos reavaliar o papel do carvão e o valor de suas aplicações futuras?
