1. Các loại than đá phổ biến trên thị trường
Than đá hiện nay có thể chia thành 4 loại than phổ biến dưới đây:
Than nâu (than non, than lignite)
Đây là loại đá rắn trẻ nhất được hình thành cách đây khoảng 50 triệu năm từ than bùn hoặc than non, được đặt trên từ màu sắc của nó, các sắc thái từ nâu đỏ đến đen. Có thể hiểu nó là than bitum “chưa chín”. Màu than nâu sáng hơn so với các loại than đá cao cấp, kết cấu vụn và độ ẩm cao.
Than nâu được xem là nhiên liệu có mức độ than hóa thấp (biến chất). Nó có chứa ít nhất 50% carbon, nhiều chất bay hơi, tạp chất khoáng và hơi ẩm nên dễ cháy hơn, tạo ra nhiều khói và mùi khét. Hiệu suất các chất bay hơi lên tới 50%. Hàm lượng tro vào khoảng 6 – 19%. Nó tỏa ra ít nhiệt hơn. Nhiệt lượng đốt cháy chỉ vào khoang 4000 – 5500 Kcal/kg. Mặc dù vậy, với chi phí thấp và tính sẵn có thì than nâu vẫn là nhiên liệu hấp dẫn với ngành sản xuất điện và năng lượng.
Than mỡ (bitum)
Than bitum hay còn được gọi là than mỡ, chứa 45%-86% carbon, hàm lượng tro lên đến 12% theo trọng lượng. Than bitum được hình thành tư quá trình nén ép than nâu, than á bitum loại già, màu đen và nâu đen. Cấu trúc than bitum là những dải rõ ràng sáng màu, là các vật chất sẫm màu trong các vỉa than. Thành phần chủ yếu là các maceral, vitrinit và liptinit.
Hàm lượng carbon trong than bitum khoảng 60-80%, còn lại là Hydro, nước và lưu huỳnh. Than bitum được sử dụng cho lĩnh vực sản xuất điện và là nguyên liệu quan trọng để sản xuất than cốc của ngành công nghiệp gang thép.
Than gầy (á bitum, lignite đen)
Than á bitum hay còn được gọi là than lignite đen, tồn tại vật chất giữa than bitum và than lignite. Than có màu nâu xẫm, đen và sáng hơn so với than lignite, cấu trúc thớ gỗ.
Than á bitum tồn tại ở trạng thái khô, không có tro, chứa khoảng 42 – 52% carbon, nhiệt lượng khoảng 19-26%, thấp hơn than bitum.
Than antraxit
Than antraxit có màu đen, ánh kim và đôi khi có ánh ngũ sắc, xuất hiện trong các tầng đá gồm nhiều lớp. Than đá antraxit là kết quả của quá trình tác động lâu dài về nhiệt độ, áp suất than bitum. Thành phần chính là carbon với hàm lượng lên tới 86-97%, cao nhất trong các loại than.
Đây là loại than không có ngọn lửa, khó cháy và cần phải thông gió mạnh mới cháy được. Nó có khả năng sinh nhiệt lớn hơn, nhiệt lượng cao. Than antraxit có thể để chất đống lâu ngày vì không tự bốc cháy, có độ bền cơ học cao, không bị vỡ vụn trong khi chuyên chở. Ngoài ra, các sản phẩm cháy của nhiên liệu này này không có mùi. Than antraxit được xem là loại than “già”, có giá trị cao hơn nhiều so với các loại than khác. Vì vậy, nó được ứng dụng trong nhiều ngành nghề, đặc biệt là năng lượng và nhiệt điện.
2. Nên sử dụng loại than đá nào?
Mỗi loại than đều có những đặc tính và vai trò riêng. Nếu than bùn thường được dùng khai thác nông lâm nghiệp thì than đá là nguyên liệu đóng vai trò quan trọng trong các ngành năng lượng, nhiệt điện, luyện kim, phân bón…
Bên cạnh đó, tùy thuộc vào trữ lượng than, tài nguyên cũng như khu vực sản xuất mà các doanh nghiệp sẽ sử dụng than nội địa hoặc nhập khẩu để đảm bảo trữ lượng, chất lượng cũng như giá thành.
3. Ứng dụng của than đá trong ngành công nghiệp
Trong số các loại than hiện nay thì than đá được sử dụng nhiều nhất trong các ngành công nghiệp:
- Dùng trong công nghiệp năng lượng: Than được khai thác làm nhiên liệu rắn cho quá trình sản xuất điện và đốt cháy. Than đá được nghiền thành bột và đốt trong các lò hơi. Nhiệt lượng tỏa ra sẽ chuyển đổi nước trong lò hơi thành hơi nước ứng dụng tại các nhà máy sản xuất như hóa chất: dệt, giấy, nước giải khát…
- Lĩnh vực sản xuất điện: Ứng dụng quan trọng nhất của than đá là tạo ra điện. Than được dùng tạo ra hơi nước làm quay tuabin và mát phát điện sản sinh ra điện. Điện than đang chiếm tới 37% lượng điện trên thế giới.
- Dùng trong công nghệ hóa khí: Khí hóa than đá được dùng trong sản xuất khí tổng hợp, bao gồm khí carbon mono oxit và khí hydro. Nguồn khí này chủ yếu được dùng để đốt tuabin, sản xuất điện là một phần nhỏ chuyển đổi thành nhiên liệu xăng, dầu diesel hoặc sản xuất các loại phân bón, sản phẩm hóa học…
- Dùng trong lĩnh vực luyện kim: Khi kim loại nóng chảy trong khuôn, than đá được đốt cháy từ từ để giải phóng khí, làm giảm áp suất. Điều này sẽ ngăn không cho kim loại xâm nhập vào khoảng trống của cát. Than đá được chế biến thành than cốc.
- Dùng trong xây dựng: Than và các phụ phẩm sau quá trình đốt cháy như tro xỉ cũng đóng vai trò quan trọng cho ngành công nghiệp bê tông và xi măng.
Than là nguồn năng lượng có giới hạn và không thể tái tạo. Theo Viện năng lượng, hiện Việt Nam đang thực hiện cam kết giảm phát thải trong các cam kết COP26, loại bỏ nhiệt than vào năm vào năm 2050. Mặc dù vậy, vai trò của than vẫn rất quan trọng trong 27 năm tới.
Duy trì nguồn than ổn định, đáp ứng đủ cho các ngành sản xuất gang thép, xi măng, khai khoáng, sản xuất giấy, hóa chất rất cần thiết. Các nhà máy cần có nguồn cung ứng than đá ổn định, chất lượng. Song song đó cần chuyển dịch năng lượng dần sang các dạng năng lượng tái tạo khác như từ phế phẩm của ngành nông, lâm nghiệp, nhằm không làm gián đoạn sản xuất.
