Qu'est-ce que la combustion du charbon?
La combustion du charbon est un processus impliquant la combustion de certains types de roches sédimentaires ou métamorphiques afin de générer de l'énergie thermique. La combustion du charbon est principalement utilisée pour allumer des chaudières dans des centrales électriques, bien qu’il ait également été brûlé à d’autres fins, telles que le chauffage et une source de puissance locomotrice. Dans des pays tels que les États-Unis, environ 10% seulement du charbon total consommé chaque année est utilisé à des fins autres que la production d'énergie. Des milliards de tonnes métriques de charbon sont brûlées chaque année, représentant environ la moitié de toute l'électricité produite dans le monde.
Il existe plusieurs types de charbon et de précurseurs de charbon, qui sont tous formés lorsque certains matériaux biologiques sont exposés à de très hautes pressions pendant de longues périodes. La plupart de ces matériaux provenaient du combustible, de la tourbe au charbon anthracite. Des concentrations élevées de carbone rendent le charbon hautement combustible et lui permettent de brûler plus longtemps que des matériaux tels que le bois. Les charbons sous-bitumineux et bitumineux sont classés comme des roches sédimentaires et contiennent plus d'impuretés que l'anthracite métamorphique, plus dur. Tous les trois sont couramment utilisés pour alimenter des groupes électrogènes au charbon.
Lorsque le charbon est brûlé dans le cadre d'un processus de production d'électricité, il est généralement d'abord pulvérisé en une poussière fine. La poussière de charbon est ensuite enflammée dans un four relié à une chaudière. La combustion du charbon peut générer beaucoup de chaleur, ce qui fait que l'eau de la chaudière se transforme en vapeur. La vapeur peut ensuite être utilisée pour activer des turbines capables de générer de l'électricité.
Les cendres sont l'un des principaux sous-produits de la combustion du charbon. Ils peuvent prendre la forme de cendres volantes ou de cendre volante. De nombreuses impuretés présentes dans le charbon peuvent s'échapper d'une centrale électrique sous forme de cendres volantes si les mesures appropriées ne sont pas prises, tandis que d'autres sont emprisonnées dans les cendres de fond. Les deux variétés de cendres peuvent être récupérées pour être utilisées dans le ciment ou séparées en impuretés de base telles que l'aluminium et le fer, bien que l'uranium et d'autres matières fissiles soient parfois également retrouvés. Une façon de réduire la quantité de cendres générée consiste à brûler une boue d’eau et de charbon plutôt que de la poussière en suspension dans l’air.
Outre la production d'électricité, la combustion du charbon est également utilisée pour diverses autres applications industrielles. Un usage courant du charbon est de le transformer en coke, une substance très riche en carbone. Le procédé de cokéfaction consiste à soumettre certains types de charbon à de très hautes températures sans fournir suffisamment d'oxygène pour permettre une combustion complète. Le coke a plusieurs utilisations, bien qu’il soit essentiel au fonctionnement des hauts fourneaux dans la production d’acier.