Wat is kolenverbranding?
Kolenverbranding is een proces waarbij bepaalde soorten sedimentair of metamorf gesteente worden verbrand om warmte-energie te genereren. Het primaire gebruik voor kolenverbranding is het stoken van ketels in energiecentrales, hoewel het ook is verbrand voor andere doeleinden, zoals verwarming en een bron van locomotief. In landen zoals de Verenigde Staten wordt slechts ongeveer 10% van de totale hoeveelheid steenkool die elk jaar wordt verbruikt, gebruikt voor andere doeleinden dan het opwekken van energie. Miljarden ton kolen worden elk jaar verbrand, goed voor ongeveer de helft van alle opgewekte elektriciteit over de hele wereld.
Er zijn verschillende soorten kolen en kolenvoorlopers, die allemaal worden gevormd wanneer bepaalde biologische materialen gedurende lange tijd aan zeer hoge drukken worden blootgesteld. De meeste van deze materialen werden gebruikt als brandstof, van turf tot antraciet steenkool. Hoge concentraties koolstof maken steenkool zeer brandbaar en laten het langer branden dan materialen zoals hout. Subbitumineuze en bitumineuze kolen worden geclassificeerd als sedimentair gesteente en bevatten meer onzuiverheden dan het hardere, metamorfe antraciet. Alle drie worden ze gewoonlijk gebruikt om kolengestookte stroomgeneratoren te voeden.
Wanneer steenkool wordt verbrand als onderdeel van een energieopwekkingsproces, wordt het meestal eerst tot fijn stof verpulverd. Het koolstof wordt vervolgens ontstoken in een oven die aan een ketel is bevestigd. Kolenverbranding kan veel warmte veroorzaken, waardoor water in de ketel in stoom verandert. De stoom kan vervolgens worden gebruikt om turbines te activeren die in staat zijn elektriciteit op te wekken.
Een van de belangrijkste bijproducten van kolenverbranding is as, die de vorm van bodem- of vliegas kan aannemen. Veel van de onzuiverheden in kolen kunnen ontsnappen uit een energiecentrale in de vorm van vliegas als de juiste maatregelen niet worden genomen, terwijl anderen gevangen zitten in de bodemas. Beide soorten as kunnen worden teruggewonnen voor gebruik in cement of worden gescheiden in de basisonzuiverheden zoals aluminium en ijzer, hoewel uranium en andere splijtbare materialen soms ook worden gevonden. Een manier om de hoeveelheid gegenereerde as te verminderen, is door een slurry van water en steenkool te verbranden in plaats van stof in de lucht.
Naast energieopwekking wordt kolenverbranding ook gebruikt voor verschillende andere industriële toepassingen. Een veelgebruikt gebruik van steenkool is om er cokes van te maken, een stof die zeer rijk is aan koolstof. Het cokesproces omvat het onderwerpen van bepaalde soorten steenkool aan zeer hoge temperaturen zonder voldoende zuurstof te verschaffen voor volledige verbranding. Cokes heeft verschillende toepassingen, hoewel het essentieel is voor de werking van hoogovens bij de productie van staal.