Steenkool is een van die oudste brandstowwe wat aan die mens bekend is. En selfs vandag beklee dit 'n leidende posisie in terme van gebruik. Die rede hiervoor is die voorkoms daarvan, gemak van onttrekking, verwerking en gebruik. Maar wat is hy? Wat is die chemiese formule van steenkool?
Eintlik is hierdie vraag nie heeltemal korrek nie. Steenkool is nie 'n stof nie, dit is 'n mengsel van verskeie stowwe. Daar is baie van hulle, so dit is onmoontlik om die samestelling van steenkool heeltemal te bepaal. Daarom, onder die chemiese formule van steenkool in hierdie artikel, sal ons eerder sy elementêre samestelling en 'n paar ander kenmerke bedoel.
Maar wat kan ons leer oor die toestand van hierdie stof? Steenkool word oor baie jare uit die oorblyfsels van plante gevorm as gevolg van blootstelling aan hoë temperatuur en druk. En aangesien plante organies van aard is, sal organiese stowwe oorheers in die samestelling van steenkool.
Afhangende van die ouderdom en ander toestande van die oorsprong van steenkool, word dit in verskeie tipes verdeel. Elke spesie word onderskei deur sy elementêre samestelling, die teenwoordigheidonsuiwerhede en ander belangrike eienskappe.
Bruinkool
Is die jongste tipe steenkool. Dit het selfs 'n plantagtige houtagtige struktuur. Gevorm direk uit turf op 'n diepte van ongeveer 1 kilometer.
Hierdie tipe steenkool bevat 'n redelike groot hoeveelheid vog: van 20 tot 40%. Wanneer dit aan lug blootgestel word, verdamp dit, en die steenkool verkrummel tot poeier. Vervolgens sal ons praat oor die chemiese samestelling van hierdie spesifieke droë oorblyfsel. Die hoeveelheid anorganiese onsuiwerhede in bruinkool is ook hoog en beloop 20-45%. Hierdie onsuiwerhede is silikondioksied, oksiede van aluminium, kalsium en yster. Dit kan ook alkalimetaaloksiede bevat.
Daar is baie vlugtige organiese en anorganiese stowwe in hierdie steenkool. Hulle kan tot die helfte van die massa van hierdie tipe steenkool wees. Die elementêre samestelling minus anorganiese en vlugtige stowwe is soos volg:
- Koolstof 50-75%.
- Suurstof 26-37%.
- Waterstof 3-5%.
- Stikstof 0-2%.
- Swael 0,5-3%.
steenkool
Volgens die tyd van vorming kom hierdie tipe steenkool volgende ná bruin. Dit het 'n swart of grys-swart kleur, sowel as 'n harsagtige, soms metaalagtige glans.
Humiditeit van steenkool is baie minder as bruin: slegs 1-12%. Die inhoud van vlugtige stowwe in steenkool wissel baie na gelang van die plek van ontginning. Dit kan minimaal wees (vanaf 2%), maar kan ook waardes bereik soortgelyk aan bruinkool (tot 48%). Die elementêre samestelling is soos volg:
- Koolstof 75-92%.
- Waterstof 2, 5-5, 7%.
- Suurstof 1, 5-15%.
- Stikstof tot 2,7%.
- Swael 0-4%.
Van hier af kan ons aflei dat die chemiese formule van harde steenkool uit meer koolstof as bruinkool bestaan. Dit maak hierdie tipe steenkool 'n beter geh alte brandstof.
Antrasiet
Antrasiet is die oudste vorm van fossielsteenkool. Dit is donkerswart van kleur en het 'n kenmerkende metaalglans. Dit is die beste steenkool in terme van die hoeveelheid hitte wat dit vrystel wanneer dit brand.
Die hoeveelheid vog en vlugtige stowwe daarin is baie klein. Ongeveer 5-7% vir elke aanwyser. En die elementêre samestelling word gekenmerk deur 'n uiters hoë koolstofinhoud:
- Koolstof meer as 90%.
- Waterstof 1-3%.
- Suurstof 1-1, 5%.
- Stikstof 1-1, 5%.
- Swael tot 0,8%.
Meer steenkool is slegs in grafiet vervat, wat 'n verdere stadium van koalifikasie van antrasiet is.
Charcoal
Hierdie tipe steenkool is nie 'n fossiel nie, so dit het 'n paar eienaardighede in sy samestelling. Dit word vervaardig deur droë hout tot 'n temperatuur van 450-500 oC te verhit sonder lug. Hierdie proses word pirolise genoem. Daartydens word 'n aantal stowwe uit hout vrygestel: metanol, asetoon, asynsuur en ander, waarna dit in steenkool verander. Terloops, die verbranding van hout is ook pirolise, maar as gevolg van die teenwoordigheid van suurstof in die lug, ontsteek die vrygestelde gasse. Dit is wat die bestaan veroorsaakvlamme wanneer dit brand.
Hout is nie homogeen nie, dit het baie porieë en kapillêre. 'n Soortgelyke struktuur word gedeeltelik bewaar in die steenkool wat daaruit verkry word. Om hierdie rede het dit goeie adsorpsiekapasiteit en word dit saam met geaktiveerde koolstof gebruik.
Die voginhoud van hierdie tipe steenkool is baie laag (sowat 3%), maar tydens langtermynberging absorbeer dit vog uit die lug en die persentasie water styg tot 7-15%. Die inhoud van anorganiese onsuiwerhede en vlugtige stowwe word gereguleer deur GOSTs en moet nie onderskeidelik 3% en 20% oorskry nie. Die elementêre samestelling hang af van die produksietegnologie en lyk ongeveer soos volg:
- Koolstof 80-92%.
- Suurstof 5-15%.
- Waterstof 4-5%.
- Stikstof ~0%.
- Swael ~0%.
Die chemiese formule van houtskool toon dat dit in terme van koolstofinhoud naby klip is, maar daarbenewens het dit net 'n klein hoeveelheid elemente wat onnodig is vir verbranding (swael en stikstof).
Geaktiveerde koolstof
Geaktiveerde koolstof is 'n tipe koolstof met 'n hoë spesifieke porieë-oppervlakte, wat dit selfs meer absorberend as hout maak. Houtskool en steenkool, sowel as klapperdoppe word as grondstowwe vir die produksie daarvan gebruik. Die beginmateriaal word aan 'n aktiveringsproses onderwerp. Die kern daarvan is om verstopte porieë oop te maak met hoë temperatuur, elektrolietoplossings of waterdamp.
Tydens die aktiveringsproses verander net die struktuur van die stof, dus die chemiese formule van geaktiveerde koolstofidenties aan die samestelling van die grondstowwe waaruit dit gemaak is. Die voginhoud van geaktiveerde koolstof hang af van die spesifieke oppervlakte van die porieë en is gewoonlik minder as 12%.
