Charakterystyka i zastosowania węgla antracytowego

Antracytowy węgiel wydobywany z najstarszych formacji geologicznych planety spędził najdłużej pod ziemią. Węgiel został poddany największemu ciśnieniu i ciepłu, co czyni go najbardziej sprężonym i najtwardszym dostępnym węglem. Węgiel kamienny ma większy potencjał do produkcji energii cieplnej niż miękki, geologicznie „nowszy” węgiel.

Antracyt jest również najbardziej kruchy wśród rodzajów węgla. Po spaleniu wytwarza bardzo gorący niebieski płomień. Błyszcząca czarna skała, antracyt, używana jest głównie do ogrzewania budynków mieszkalnych i komercyjnych w północno-wschodnim regionie Pensylwanii, gdzie znaczna ich część jest wydobywana. The Pennsylvania Anthracite Heritage Museum w Scranton podkreśla znaczący wpływ gospodarczy węgla na region.

Antracyt jest uważany za najczystszy dostępny węgiel do spalania. Wytwarza więcej ciepła i mniej dymu niż inne węgle i jest szeroko stosowany w piecach opalanych ręcznie. Niektóre systemy domowych pieców grzewczych nadal wykorzystują antracyt, który pali się dłużej niż drewno. Antracyt został nazwany „węglem kamiennym”, szczególnie przez inżynierów lokomotyw, którzy używali go do tankowania pociągów.

Antracyt zawiera dużą ilość utrwalonego węgla - od 80 do 95 procent - oraz bardzo niską zawartość siarki i azotu - mniej niż 1 procent każdy. Zawartość substancji lotnych jest niska i wynosi około 5 procent, z możliwym 10 do 20 procentowym popiołem. Zawartość wilgoci wynosi około 5 do 15 procent. Węgiel pali się powoli i jest trudny do zapalenia ze względu na jego wysoką gęstość, więc mało spalonych, opalanych węglem elektrowni go pali.

Antracyt spala najgorętsze spośród rodzajów węgla (około 900 stopni lub więcej) i zwykle wytwarza około 13 000 do 15 000 Btu na funt. Zużyty węgiel odrzucony podczas wydobywania antracytu, zwany culm, zawiera około 2 500 do 5 000 Btu na funt.

Deficytowy. Niewielki procent wszystkich pozostałych zasobów węgla to antracyt. Antracyt Pensylwanii był intensywnie wydobywany na przełomie XIX i XX wieku, a dostęp do pozostałych zapasów stał się trudniejszy ze względu na ich głębokie położenie. Największa ilość antracytu kiedykolwiek wyprodukowana w Pensylwanii miała miejsce w 1917 roku.

Historycznie antracyt wydobywano na obszarze 480 mil kwadratowych w północno-wschodnim regionie Pensylwanii, głównie w hrabstwach Lackawanna, Luzerne i Schuylkill. Mniejsze zasoby znajdują się w Rhode Island i Wirginii.

Antracyt jest uważany za „niesklejający się” i swobodnie palący się, ponieważ po zapaleniu nie „koksuje się”, nie rozszerza się i nie stapia. Najczęściej jest spalany w niedokładnych kotłach paleniskowych lub w kotłach palnikowych z bocznym wysypem z rusztem stacjonarnym. Piece z suchym dnem są stosowane ze względu na wysoką temperaturę topnienia popiołu antracytu. Niższe obciążenia kotła zwykle utrzymują niższe ciepło, co z kolei zmniejsza emisję tlenku azotu.

Cząstki stałe lub drobną sadzę ze spalania antracytu można zredukować, stosując odpowiednie konfiguracje pieca i odpowiednie obciążenie kotła, praktyki związane z powietrzem podpalanym i ponowne wprowadzenie popiołu lotnego. Filtry tkaninowe, elektrofiltry (ESP) i płuczki można stosować w celu zmniejszenia zanieczyszczenia cząstkami stałymi z kotłów opalanych antracytem. Antracyt sproszkowany przed spaleniem tworzy więcej cząstek stałych.

Gorszy węgiel odrzucony z kopalni antracytu nazywa się culm. Ma to mniej niż połowę wartości cieplnej wydobywanego antracytu oraz wyższą zawartość popiołu i wilgoci. Najczęściej stosuje się go w kotłach ze złożem fluidalnym (FBC).

Antracyt zajmuje pierwsze miejsce pod względem zawartości ciepła i węgla w porównaniu z innymi rodzajami węgla, zgodnie z ASTM D388 - 05 Standardowa klasyfikacja węgli według rangi.