El carbón en sus diversas modificaciones puede tener un color que va del marrón al negro. Es un buen combustible, por lo que se utiliza en la conversión de energía térmica en energía eléctrica. Se forma como resultado de la acumulación de masa vegetal y del paso de procesos físicos y químicos en ella.
Varias modificaciones del carbón
La acumulación de pulpa de madera en suelos pantanosos conduce a la formación de turba, que es el precursor del carbón. La fórmula de la turba es bastante complicada, además, no existe una relación estequiométrica específica para este tipo de carbón. La turba seca está formada por átomos de carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y azufre.
Además, la turba bajo exposición prolongada a altas temperaturas y altas presiones como resultado del curso de procesos geológicos, sufre varias de las siguientes modificaciones del carbón:
- Carbón pardo o lignito.
- Betunes.
- Carbón.
- Antracita.
El producto final de esta cadena de transformaciones es el grafito duro o carbón tipo grafito, cuya fórmula es el carbono puro C.
Madera carbonífera
Hace unos 300 millones de años, durante el período Carbonífero, la mayor parte de la tierra de nuestro planeta estaba cubierta de bosques de helechos gigantes. Gradualmente, estos bosques se extinguieron y la madera se acumuló en los suelos pantanosos en los que crecían. Una gran cantidad de agua y suciedad crearon obstáculos para la penetración del oxígeno, por lo que la madera muerta no se descompuso.
Durante mucho tiempo, la madera recién muerta cubrió las capas más viejas, cuya presión y temperatura aumentaron gradualmente. Los procesos geológicos asociados eventualmente llevaron a la formación de depósitos de carbón.
Proceso de carbonización
El término "carbonización" se refiere a la transformación metamórfica del carbono asociada con un aumento en el espesor de las capas de los árboles, movimientos y procesos tectónicos, así como un aumento de la temperatura dependiendo de la profundidad de los estratos.
El aumento de la presión cambia principalmente las propiedades físicas del carbón, cuya fórmula química permanece sin cambios. En particular, su densidad, dureza, anisotropía óptica y cambio de porosidad. Un aumento en la temperatura cambia la fórmula misma del carbón hacia un aumento en el contenido de carbono y una disminución en el oxígeno y el hidrógeno. Estos procesos químicos conducen a un aumento de las características del combustible del carbón.
Carbón
Esta modificación del carbón es muy rica en carbono, lo que conduce a un alto coeficiente de transferencia de calor y conduce a su uso en la industria energética como combustible principal.
La fórmula del carbón consiste ensustancias bituminosas, cuya destilación permite extraer de ellas hidrocarburos aromáticos y una sustancia conocida como coque, muy utilizada en procesos metalúrgicos. Además de los compuestos bituminosos, hay mucho azufre en el carbón. Este elemento es la principal fuente de contaminación del aire por la combustión del carbón.
El carbón es negro y se quema lentamente, creando una llama amarilla. A diferencia del lignito, su poder calorífico es mayor y asciende a 30-36 MJ/kg.
La fórmula del carbón tiene una composición compleja y contiene muchos compuestos de carbono, oxígeno e hidrógeno, así como nitrógeno y azufre. Tal variedad de compuestos químicos fue el comienzo del desarrollo de toda una dirección en la industria química: la carboquímica.
Actualmente, la hulla casi ha sido reemplazada por gas natural y petróleo, pero siguen existiendo dos usos importantes:
- combustible principal en centrales térmicas;
- fuente de coque obtenido por combustión sin oxígeno de hulla en altos hornos cerrados.
