Carvão

Carvão , um dos mais importantes combustíveis fósseis , um sólido carbono - material rico que geralmente é marrom ou preto e mais frequentemente ocorre em estratificados depósitos sedimentares .



carvão betuminoso

carvão betuminoso Carvão betuminoso. Instituto de Informação Mineral



O carvão é definido como tendo mais de 50 por cento em peso (ou 70 por cento em volume) de matéria carbonosa produzida pela compactação e endurecimento de restos vegetais alterados - ou seja, depósitos de turfa. Diferentes variedades de carvão surgem devido às diferenças nos tipos de material vegetal (tipo de carvão), grau de coalificação (classificação do carvão) e variedade de impurezas (tipo de carvão). Embora a maioria dos carvões ocorram em depósitos sedimentares estratificados, os depósitos podem mais tarde ser submetidos a elevadas temperaturas e pressões causadas por intrusões ígneas ou deformação durante a orogênese (isto é, processos de montanha construção), resultando no desenvolvimento de antracite e até grafite. Embora a concentração de carbono dentro Da terra a crosta não ultrapassa 0,1 por cento em peso, é indispensável vida e constitui principal fonte da humanidade de energia .



depósitos de carvão

depósitos de carvão Localização das ocorrências de carvão mais importantes na Terra. Encyclopædia Britannica, Inc.

Este artigo considera as origens geológicas, estrutura e propriedades do carvão, seu uso ao longo da história humana e distribuição mundial atual. Para uma discussão sobre o processo de extração de carvão, Vejo o artigo mineração de carvão . Para um tratamento mais completo dos processos envolvidos na combustão do carvão, Vejo o artigo utilização de carvão.



História do uso do carvão

Em tempos antigos

A descoberta do uso do fogo ajudou a distinguir os humanos de outros animais. Os primeiros combustíveis eram principalmente madeira (e carvão derivado dela), palha e esterco seco. As referências aos primeiros usos do carvão são escassas. Aristóteles se referia a corpos que têm mais terra do que fumaça e os chamou de substâncias semelhantes ao carvão. (Deve-se notar que as referências bíblicas ao carvão são ao carvão vegetal, e não ao pedra carvão.) O carvão foi usado comercialmente pelos chineses muito antes de ser usado na Europa. Embora nenhum registro autêntico esteja disponível, o carvão da mina Fushun, no nordeste da China, pode ter sido empregado para fundir cobre já em 1000bce. Diz-se que as pedras usadas como combustível foram produzidas na China durante a dinastia Han (206bce-220esta)



Dentro Europa

Cinzas de carvão encontradas entre ruínas romanas em Inglaterra sugira que o Romanos estavam familiarizados com o uso de carvão antes de 400esta. A primeira prova documentada de que o carvão era extraído na Europa foi fornecida pelo monge Reinier de Liège, que escreveu (cerca de 1200) sobre terra negra muito semelhante ao carvão usado pelos metalúrgicos. Muitas referências à mineração de carvão na Inglaterra e na Escócia e no continente europeu começaram a aparecer nos escritos do século XIII. O carvão era, entretanto, usado apenas em uma escala limitada até o início do século 18, quando Abraham Darby da Inglaterra e outros desenvolveram métodos de uso em altos-fornos e forja o coque feito de carvão. Sucessivos desenvolvimentos metalúrgicos e de engenharia - mais notavelmente a invenção da queima de carvão motor a vapor por James Watt - gerou um quase insaciável demanda por carvão.

James watt

James Watt Recriação do artista de James Watt inventando o condensador separado para a máquina a vapor, c. 1765. Photos.com/Getty Images



No novo mundo

Até a época da Revolução Americana, a maior parte do carvão usado nas colônias americanas vinha da Inglaterra ou da Nova Escócia. A escassez de tempo de guerra e as necessidades dos fabricantes de munições, entretanto, estimularam pequenas operações americanas de mineração de carvão, como as da Virgínia, no rio James, perto de Richmond. No início da década de 1830, empresas de mineração surgiram ao longo do Ohio, Illinois e Rios Mississippi e na região dos Apalaches. Como nos países europeus, a introdução da locomotiva a vapor deu à indústria do carvão americana uma tremenda impulso . Continuação da expansão da atividade industrial no Estados Unidos e na Europa promoveu ainda mais o uso de carvão.

Utilização moderna

Carvão como fonte de energia

O carvão é um recurso natural abundante que pode ser usado como fonte de energia , como uma fonte química a partir da qual numerosos sintético compostos (por exemplo, corantes, óleos, ceras, produtos farmacêuticos e pesticidas ) podem ser derivados e na produção de coque para processos metalúrgicos. O carvão é uma importante fonte de energia na produção de energia elétrica usando geração de vapor. Além disso, a gaseificação e a liquefação do carvão produzem combustíveis gasosos e líquidos que podem ser facilmente transportados (por exemplo, por dutos) e convenientemente armazenados em tanques. Após o tremendo aumento no uso de carvão no início de 2000, que foi impulsionado principalmente pelo crescimento da economia da China, o uso de carvão em todo o mundo atingiu o pico em 2012. Desde então, o uso de carvão experimentou um declínio constante, compensado em grande parte pelo aumento no uso de gás natural.



cortador de carvão

cortador de carvão Máquina de corte de carvão montada sobre trilhos, século XIX. Photos.com/Jupiterimages



Belchatow; carvão

Belchatow; Usina de carvão e mina de carvão em Bełchatów, Polônia. Stasislaw

Conversão

Em geral, o carvão pode ser considerado um deficiente de hidrogênio Hidrocarbonetos com uma razão de hidrogênio para carbono próxima de 0,8, em comparação com uma razão de hidrocarbonetos líquidos próxima de 2 (para propano, etano, butano e outras formas de gás natural) e uma razão de hidrocarbonetos gasosos próxima de 4 (para Gasolina ) Por este motivo, qualquer processo usado para converter carvão em alternativo combustíveis devem adicionar hidrogênio (diretamente ou na forma de água).



A gaseificação se refere à conversão de carvão em uma mistura de gases, incluindo monóxido de carbono, hidrogênio , metano , e outros hidrocarbonetos, dependendo das condições envolvidas. A gaseificação pode ser realizada in situ ou em plantas de processamento. A gaseificação in situ é realizada por queima controlada e incompleta de um leito de carvão no subsolo ao adicionar ar e vapor. Os gases são retirados e podem ser queimados para produzir calor ou gerar eletricidade , ou podem ser usados ​​como gás de síntese na liquefação indireta ou na produção de produtos químicos.

A liquefação de carvão - isto é, qualquer processo de transformar carvão em produtos líquidos semelhantes ao petróleo bruto - pode ser direta ou indireta (ou seja, usando os produtos gasosos obtidos pela quebra da estrutura química do carvão). Quatro métodos gerais são usados ​​para liquefação: (1) pirólise e hidrocarbonização (o carvão é aquecido na ausência de ar ou em uma corrente de hidrogênio), (2) extração por solvente (hidrocarbonetos de carvão são dissolvidos seletivamente e hidrogênio é adicionado para produzir o desejado líquidos), (3) liquefação catalítica ( hidrogenação ocorre na presença de um catalisador —Por exemplo, cloreto de zinco) e (4) liquefação indireta (monóxido de carbono e hidrogênio são combinados na presença de um catalisador).



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