Than mỡ là một loại than phổ biến ứng dụng sản xuất than nhiệt và than luyện kim. Than mỡ bitum và than bitum cấp thấp chiếm hơn 90% tổng lượng than tiêu thụ ở Hoa Kỳ. Khi đốt cháy, than mỡ tạo ra ngọn lửa trắng cao. Than bitum được gọi như vậy vì nó chứa một chất giống như nhựa đường gọi là bitum. Có hai loại than bitum: than nhiệt và than luyện kim.
Than nhiệt: đôi khi được gọi là than hơi, được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các nhà máy sản xuất hơi nước sản sinh điện năng và sử dụng trong công nghiệp. Các đoàn tàu chạy bằng máy hơi nước đôi khi được cung cấp nhiên liệu bằng “than bit”, biệt danh của than mỡ bitum.
Than luyện kim: đôi khi được gọi là than cốc, được sử dụng trong quá trình tạo ra than luyện cốc cần thiết cho ngành sản xuất sắt thép. Than cốc là một loại đá carbon đậm đặc được tạo ra bằng cách nung than bitum đến nhiệt độ cực cao mà không cần không khí (yếm khí). Quá trình nấu chảy than này trong trường hợp không có ô-xi để loại bỏ tạp chất được gọi là nhiệt phân.
Than bitum chứa độ ẩm lên tới khoảng 17%. Khoảng 0,5 đến 2% trọng lượng của than bitum là nitơ. Hàm lượng carbon cố định của nó dao động lên tới khoảng 85%, với hàm lượng tro lên tới 12% trọng lượng.
Than bitum có thể được phân loại thêm theo mức độ chứa chất dễ bay hơi; loại than chứa chất dễ bay hơi mức cao A, B và C, loại có chức chất dễ bay hơi mức trung bình và chứa ít chất bay hơi. Chất dễ bay hơi bao gồm bất kỳ vật liệu nào được giải phóng khỏi than ở môi trường nhiệt độ cao. Trong trường hợp than, chất dễ bay hơi có thể bao gồm lưu huỳnh và hydrocarbon.
Tính có sẵn: Than bitum rất phong phú. Hơn một nửa số tài nguyên than có sẵn là bitum.
Địa điểm khai thác tại Hoa Kỳ: Than mỡ bitum có thể được tìm thấy ở Illinois, Kentucky, West Virginia, Arkansas (các quận Johnson, Sebastian, Logan, Franklin, Pope và Scott) và các địa điểm phía đông sông Mississippi.
Than bùn bitum dễ dàng bốc cháy và có thể tạo ra khói và bồ hóng quá mức – dạng vật chất hạt nhỏ mịn – nếu đốt không đúng cách. Hàm lượng phát thải sản hẩm lưu huỳnh cao của nó góp phần vào mưa axit.
Than bitum chứa khoáng chất pyrite, đóng vai trò là vật chủ cho các tạp chất như asen và thủy ngân. Đốt than giải phóng các tạp chất khoáng vào không khí gây ô nhiễm. Trong quá trình đốt cháy, khoảng 95% hàm lượng lưu huỳnh của than bitum bị ô-xi hóa và giải phóng dưới dạng khí oxit lưu huỳnh SOx.
Khí thải độc hại từ quá trình đốt than bitum bao gồm vật chất dạng hạt bụi (PM), oxit lưu huỳnh (SOx), oxit nitơ (NOx), kim loại vi lượng như chì (Pb) và thủy ngân (Hg), hydrocarbon pha khí như metan, ankan, anken và benzen, và polychlorinated dibenzo-p-dioxins và polychlorinated dibenzofurans, thường được gọi là dioxin và furan. Khi đốt cháy, than bitum cũng giải phóng các khí độc hại như hydro-clorua (HCl), hydro-florua (HF) và hydro-carbon thơm đa vòng (PAHs).
Quá trình đốt cháy không hoàn toàn dẫn đến mức phát thải PAHs cao hơn, là tác nhân gây ung thư. Đốt than bitum ở nhiệt độ cao hơn làm giảm lượng khí thải carbon monoxide (CO). Do đó, các lò đốt cỡ lớn và các lò được bảo trì tốt thường có sản lượng ô nhiễm thấp hơn. Than bitum có đặc tính tạo xỉ và kết tụ.
Quá trình đốt than bitum giải phóng nhiều chất ô nhiễm vào không khí hơn so với đốt than bitum cấp thấp, nhưng do nhiệt trị lớn hơn, nên sẽ cần ít nhiên liệu hơn để sản xuất điện. Như vậy, có thể xem than bitum và than bitum cấp thấp tạo ra cùng một lượng ô nhiễm trên mỗi kilowatt điện được tạo ra.
Vào đầu thế kỷ 20, khai thác than mỡ bitum là một công việc đặc biệt nguy hiểm, cướp đi sinh mạng của trung bình 1.700 thợ mỏ than mỗi năm. Trong cùng khoảng thời gian đó, có khoảng 2.500 công nhân mỗi năm bị tàn tật vĩnh viễn do tai nạn khai thác than.
Các hạt than bitum thải nhỏ còn sót lại sau khi chuẩn bị than cấp thương mại được gọi là “than cám mịn”. Tham cám mịn nhẹ, bụi và khó xếp dỡ, và theo truyền thống được lưu trữ cùng với nước trong các bãi chứa bùn để giữ cho chúng không bị thổi bay phân tán.
Các công nghệ mới đã được phát triển để đòi lại tiền phạt. Một cách tiếp cận sử dụng máy ly tâm để tách các hạt than khỏi nước bùn. Các cách tiếp cận khác là liên kết than cám thành bánh than có độ ẩm thấp, làm cho chúng phù hợp để sử dụng dưới dạng nhiên liệu.
Phân hạng: Theo tiêu chuẩn ASTM D388-05 Phân loại than theo cấp bậc, than bitum đứng thứ 2 về sản sinh nhiệt lượng và hàm lượng carbon so với các loại than khác,.
Nguồn: thoughtco.com
Biên dịch: Vincent Nguyen