బిటుమినస్

Question: బిటుమినస్ బొగ్గులో తేమ శాతం ఎంత ?


బిటుమినస్  అనునది ఒక శిలాజ ఇంధనం.బిటుమినస్ అనునది నల్లగా మృదువుగా వుండు నేలబొగ్గు.ఇందులో  బిటుమెన్ (అస్ఫాల్ట్) అను పదార్ధం వుండటం వలన ఈ బొగ్గును బిటుమినస్ బొగ్గు అంటారు.
కొన్ని కోట్ల సంవత్సరాల క్రితం నిర్జీవమైన వృక్షజాలం ఒకేచోట భారిగా చిత్తడి నేలల్లో క్రమంగా పేరుకుపోయి కుళ్ళిన పదార్థంగా ఏర్పడి, తరువాత క్రమంలో భూపొరలలో ఏర్పడిన మార్పులు కదలికల వలన భూగర్భం లోకి చేరుకున్నవి. ఇలా భూగర్భములో చేరిన పిట్ (వృక్షజాల కుళ్ళిన పదార్ధం) అక్కడి అధిక ఉష్ణోగ్రతకు మరియు పీడన ప్రభావం వలన క్రమేనా రుపాతంరం చెంది అధిక శాతం కర్బనం కల్గిన కర్బనయుక్త పదార్థంగా మారినది.ఇలా మారిన పదార్థాన్ని బొగ్గు అంటారు[1]. ఇలా కుళ్ళిన వృక్షజాలం బొగ్గు గా మారటానికి దాదాపు 360 మిలియను సంవత్సరాల కాలం పట్టినది. బొగ్గులో అధికశాతం లో కర్బనం/కార్బన్ వుండును. తరువా త హైడ్రోజన్ మరియు ఆక్సిజన్ వుండును. తక్కువ మొత్తంలో నైట్రోజన్, సల్ఫరు వంటివి బొగ్గు యొక్క నాణ్యతను బట్టి వుండును. బొగ్గులో తక్కువ పరిమాణంలో అకర్బన పదార్థాల సంయో గ పదార్థాలు కూడా వుండును. బొగ్గులో తేమ కూడా వుండును.
బొగ్గులో వున్న కార్బను పరిమాణం మరియు ఏర్పడిన కాలాన్ని బట్టి బొగ్గును ప్రధానంగా మూడు రకాలుగా వర్గీకరించారు. అవి అంత్రాసైట్, బిటుమినస్ మరియు లిగ్నైట్. అంత్రాసైట్ అనునది అత్యంత నాణ్యమైన బొగ్గు. ఇందులో 95%వరకు కార్బను ఉండును. తరువాత స్థాయి బొగ్గు బిటుమినస్. బిటుమినస్ కన్న తక్కువ నాణ్యత కల్గిన, ఎక్కువ తేమ మరియు మలినాలు (అ కర్బన పదార్థాలను ) కలిగిన బొగ్గు లిగ్నైట్.
బొగ్గును పీట్, లిగ్నైట్, సబ్ బిటుమినస్, బిటుమినస్ అంత్రాసైట్ మరియు గ్రాపైట్ అని కూడాకొందరి వర్గీకరణ[2].
బిటుమినస్ బొగ్గు
బిటిమినస్ బొగ్గు అనేది లిగ్నైట్ కన్న నాణ్యమైన, అంత్రాసైట్ కన్నతక్కువ నాణ్యత వున్న శిలాజ ఇంధనం. బిటుమినస్ బొగ్గులో కార్బను 60–80% వుండును.మిగిలినది నీరు, ఆక్సిజను, హైడ్రోజనులు.మరియు సల్ఫరు లు.బిటుమినస్ సాధారణ సాంద్రత 1346కీజిలు/ఘన మీటరుకు) (84 పౌండ్లు/ఘన అడుగు). బల్క్ సాంద్రత 833 కీజిలిలు/ఘన మీటరుకు (52 పౌండ్లు/ఘన అడుగు).బిటుమినస్ ఇంధన కేలరిఫిక్ విలువ 24 నుండి35 MJ/kg (570 0నుండి 8300 కేలరీలు/కిలో). కేలరిఫిక్ విలువను బ్రిటిషు థెర్మల్ యూనిట్లలో లెక్కించిన ఒక పౌండ్ బొగ్గు 10,500 నుండి15,000 BTU కు సమానం[3].
బిటుమినస్ బొగ్గులో తేమ 17శాతం వరకుండును. బిటుమినస్ బొగ్గు బరువులో 0.5 నుండి 2.0 శాతం నైట్రోజన్ వుండును. ఇందులోని స్థిర కార్బన్ (fixed carbon) శాతం లిగ్నైట్ బొగ్గు కన్న ఎక్కువ వుండును. ఈ రకపు బొగ్గులో వున్న వోలటైల్ పదార్థాల పరిమాణం ఆధారంగా బిటుమినస్ బొగ్గును A, B మరియు C గ్రేడ్ అని మూడు ఉపరకాలుగా  విభజించారు. ఇందులో C గ్రేడ్ బొగ్గు తక్కువ వోలటైల్ పదార్థాలను కల్గి వుండును. వోలటైల్‌లు అనగా 450 నుండి 650°C ఉష్ణోగ్రత మధ్యలో ఆవిరిగా/వాయువుగా మారు స్వభావమున్న పదార్థాలు. బొగ్గులోని వోలటైలులు  సల్ఫరు మరియు తక్కువ పొడవు కార్బను గొలుసు వున్న హైడ్రోకార్బనులు

బిటుమినస్ ఉప రకాలు
బిటుమినస్ బొగ్గును ప్రాదానంగా రెండు రకాలుగా ఉప వర్గీకరణచేసారు ఒకటి థెర్మల్ లేదా స్టీము బొగ్గు మరొకటి మెటలార్జికల్ బొగ్గు. థెర్మల్ లేదా స్టీము బొగ్గును  బాయిలరులో స్టీము ఉత్పత్తి చేయుటకు ఉపయోగిస్తారు. బిటుమినస్ బొగ్గును కొలిమిలో ఆక్సిజను రహిత స్థితిలో 1,100 °C (2010°F) వరకు వేడి చెయ్యడం వలన మెటలుర్జికల్  లేదా కోక్ (coke) బొగ్గు ఏర్పడును. ఆక్సిజను లేకుండా మండే స్వభావ మున్న పదార్థాలను ఆక్సిజను లేకుండా వేడి చేయు విధానాన్నిఉష్ణవిచ్ఛేదన (pyrolysis) అంటారు. ఈ కోక్ ను లోహాల ముడి ఖనిజాన్ని కరిగించి లోహాలుగా మార్చు కొలిమి (furnace) లో ముడి లోహంతో కలిపి మండిస్తారు. ముఖ్యంగా ఇనుమును చేయుటకు బ్లాస్ట్ ఫర్నేసులో ఇంధనంగా వాడుతారు.
వనరులు-లభ్యత
ప్రపంచంలో లభించు బొగ్గు నిల్వలలో సగం బిటుమినస్ బొగ్గు నిల్వలే. ప్రపంచంలో లభించు బొగ్గులో 80% 10 దేశాల్లో లభిస్తున్నది. ఆదేశాల్లో అమెరికాదేశానిది ప్రథమస్థానం కాగా, చైనాది మూడవ స్థానం . మిగిన దేశాలు రష్యా, అస్ట్రేలియా, ఇండియా, జర్మనీ, ఉక్రైన్, కజక్‌స్థాన్, కొలంబియా, కెనడా[4]
అమెరికాలో బిటుమినస్ బొగ్గు గనులున్నప్రాంతాలు
అమెరికాలో ఇల్లినోయిస్, కేంటుకి, వెస్ట్ విర్జీనియా, అర్కనాస్ ప్రాంతాల్లో మరియు మిస్సిప్పి నది తూర్పు ప్రాంతంలో విరివిగా బిటుమినస్ బొగ్గు గనులు ఉన్నాయి.
బిటుమినస్ వలన వాతవరణ ఇబ్బందులు
అధిక పరిమాణంలో సల్ఫరు వున్న బిటుమినస్ బొగ్గును ఇంధనంగా వాడటం వలన, ఎక్కువ సల్ఫరు వాతావరణంలోకి విడుదల అయ్యి ఆమ్లవర్హానికి కారణ మగును.బిటుమినస్ బొగ్గును మండించునపుడు వెలువడు గాలిలో తేలియాడు ధూళికణాలు (SPM) ఎక్కువగా విడుదల అగును.వీటీవలన శ్వాసకోశ వ్యాధులు ప్రబలే అవకాశం ఉంది. అందువలన వాయు కాలుష్యాన్ని నిరోధించడానికి డస్ట్ సైక్లోనులను తగిన విధంగా ఈ బొగ్గును ఇంధనంగా వాడు పరిశ్రమలలో ఉపయోగించాలి. బిటుమినస్ బొగ్గు వాడటం వలన వాతావరణంలోకి విడుదల అగు కాలుష్యాలు మరియు కాలుష్య కారకాలు  తేలియాడు ధూళి కణాలు సల్ఫర్ డయాక్సైడ్, నైట్రోజన్ డయాక్సైడ్, సీసం, పాదరసాలు. అంతేకాదు మిథేన్, అల్కేన్స్, ఆల్కిన్స్, బెంజీన్ వంటి హైడ్రోకార్బనులు కుడా వాతావరణంలో కలుస్తాయి. అలాగే బొగ్గు సంపూర్ణంగా కాలడం వలన ఏర్పడిన కార్బన్ మోనాక్సైడ్ గాలిని పరిసరాలను విష పూరితం చేయును[5]
ఉపయోగాలు
విద్యుత్తు ఉత్పత్తి కేంద్రాలలో బాయిలరులో ఇంధనంగా వాడి అధిక పీడన స్టీము ఉత్పత్తి చేసి, దానితో టర్బైనులను తిప్పి విద్యుత్తు ఉత్పత్తి చేస్తారు. బిటుమినస్ బొగ్గు నుండి తయారు చేసిన కోక్ అనే బొగ్గును లోహాల ఉత్పత్తిలో ఉపయోగిస్తారు[5].
ఈ వ్యాసాలు కూడా చదవండి
బొగ్గు
లిగ్నైట్
మూలాలు/ఆధారాలు

వర్గం:ఇంధనాలు
వర్గం:శిలాజ ఇంధనాలు
వర్గం:ఘన శిలాజ  ఇంధనాలు