Concetti Chiave
- Il carbone è il combustibile fossile più abbondante, utilizzato per il 60-70% nella produzione di vapore per le centrali elettriche e per la produzione di coke per l'industria dell'acciaio.
- Il carbone può essere convertito in combustibili sintetici, come metanolo e benzina, tramite liquefazione e gassificazione, sebbene questi processi richiedano molta acqua e comportino perdite di energia.
- Le origini del carbone risalgono a resti vegetali accumulati in ambienti anossici che, attraverso la carbonizzazione, hanno dato vita a questo combustibile fossile.
- I principali tipi di carbone includono torba, lignite, litantrace e antracite, ciascuno con diverse concentrazioni di carbonio e poteri calorifici, con l'antracite come il più ricco di carbonio ma meno reperibile.
- Dal litantrace si ottiene il coke, un residuo solido carbonioso utilizzato in vari processi industriali, caratterizzato da una struttura dura e porosa.
Utilizzo del carbone
Il carbone è il combustibile fossile più abbondante e viene usato, per il 60-70%, in caldaie e bruciatori per produrre vapore da inviare alle turbine delle centrali elettriche, mentre il resto viene convertito in coke per produrre l’acciaio o viene bruciato per alimentare vari processi industriali.
Processi di conversione
Oltre ad essere usato in forma solida, il carbone può essere convertito in combustibili liquidi o gassosi, detti sintetici. Tale processo, detto di liquefazione, forma idrocarburi liquidi come metanolo o benzina sintetica, mentre il processo inverso, detto di gassificazione, produce gas naturale di sintesi. I combustibili sintetici inquinano meno del carbone, ma sono più costosi da produrre e richiedono grosse quantità di acqua (nella conversione si perde poi il 30-40% dell’energia contenuta nel carbone).
Origini del carbone
ORIGINI: Il carbone ha origini da resti di piante, erbe e alberi che si sono accumulati sul fondo di acquitrini e paludi. Qui, avendo trovato un ambiente anossico, cioè privo di ossigeno, essi non si sono decomposti ( la decomposizione è, infatti, un processo di ossidazione). Il materiale organico si accumula nel fondo e si comprime sotto il suo stesso peso, cominciando ad annerirsi (processo di carbonizzazione).
Tipi di carbone
TIPI DI CARBONE: il primo prodotto combustibile è la torba, molto leggera e dal basso potere calorifico (25000 kcal/kg), generatasi da piante erbacee che hanno subito una trasformazione parziale e che contengono ancora molta acqua. La lignite ha un contenuto di carbonio del circa il 70% e un potere calorifico di 4500-6000 kcal/kg, si è originato da foreste risalenti a circa 80 milioni di anni fa e non è un buon combustibile, quindi economicamente è poco conveniente. La litantrace ha un contenuto di carbonio del 75-90% , ha un potere calorifico di 7000-8500 kcal/kg ed è il più utilizzato a livello industriale per la produzione di energia elettrica. L’antracite contiene una percentuale di carbonio pari al 90% ed ha un potere calorifico di 8500 kcal/kg. È un carbone duro, più pesante degli altri, dà una fiamma corta e produce molto calore. Poiché si trova ad una profondità maggiore, è il più ricco di carbonio, ma anche il meno utilizzato, essendo difficilmente reperibile. Infine dalla cottura in forno del litantrace si ottiene il coke, un residuo solido carbonioso di colore grigio, duro e poroso.
Domande da interrogazione
- Qual è l'uso principale del carbone nelle centrali elettriche?
- Quali sono i processi di conversione del carbone e quali combustibili sintetici possono essere ottenuti?
- Quali sono i principali tipi di carbone e le loro caratteristiche?
Il carbone viene utilizzato per il 60-70% in caldaie e bruciatori per produrre vapore da inviare alle turbine delle centrali elettriche (testo).
Il carbone può essere convertito in combustibili liquidi o gassosi attraverso la liquefazione e la gassificazione, producendo idrocarburi liquidi come metanolo o benzina sintetica e gas naturale di sintesi (testo).
I principali tipi di carbone includono la torba, la lignite, la litantrace e l'antracite, ognuno con diverse percentuali di carbonio e potere calorifico, con la litantrace che è il più utilizzato industrialmente per la produzione di energia elettrica (testo).
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