Than đá là một nguồn tài nguyên thiên nhiên quan trọng có thể tìm thấy ở khắp nơi trên thế giới. Nó được hình thành từ các cây và thực vật cổ đại được chôn vùi dưới các lớp đất, đá và bùn hàng triệu năm trước. Quá trình này tạo nên than, một loại nhiên liệu quan trọng được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau của đời sống con người.
Vậy than đá là gì? Ứng dụng của than đá dùng để làm gì? Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về khái niệm than và ứng dụng của chúng trong công nghiệp. Cũng như xem xét các ảnh hưởng của việc khai thác than đến môi trường và nỗ lực của các nhà khoa học để tìm ra các giải pháp thay thế bền vững cho nguồn năng lượng này.
Những thông tin quan trọng:
- Than đá là dạng nhiên liệu hóa thạch hình thành từ thực vật bị chôn vùi trải qua nhiều giai đoạn khác nhau và là nguồn năng lượng quan trọng trong công nghiệp và sản xuất điện.
- Than được làm nhiên liệu cho nhiều lĩnh vực khác nhau trong ngành công nghiệp và được áp dụng nhiều trong các lò hơi công nghiệp.
Than đá là gì?
Than đá là gì? Theo Wikipedia, than là một dạng nhiên liệu hóa thạch được hình thành từ thực vật bị chôn vùi trải qua các giai đoạn từ than bùn, và dần chuyển hóa thành than nâu hay còn gọi là than non (lignit), và thành than bán bitum, sau đó thành than bitum hoàn chỉnh (bituminous coal), và cuối cùng là biến đổi thành than (anthracit).
Đây là nguồn năng lượng quan trọng trong công nghiệp và sản xuất điện vì chúng có thể đốt cháy và chứa năng lượng cao. Vậy đối với ngành công nghiệp nói chung và lò hơi công nghiệp nói riêng thì than đá dùng để làm gì? Chúng ta hãy cùng đến với phần tiếp theo để tìm hiểu nhé.
Than đá dùng để làm gì?
Ngành luyện kim
Than đá được sử dụng rộng rãi trong ngành luyện kim như là nguồn nhiên liệu chính để sản xuất gang và thép. Quá trình sản xuất gang và thép từ than đá bắt đầu bằng việc khai thác và khai thác than đá từ mỏ.
Sau đó, than được chế biến thành coke, một loại than cứng và rắn, thông qua quá trình nung ở nhiệt độ rất cao mà không có không khí. Coke được sử dụng như một chất cháy trong lò nung và nhiệt luyện để tách riêng sắt từ quặng sắt. Nó cũng được sử dụng để giảm oxit kim loại và làm sạch kim loại trong quá trình luyện kim.
Than tinh chế
Than đá được tinh chế là một loại than được sản xuất thông qua quá trình chế biến than đá truyền thống, thông qua các phương pháp như đốt khô và chưng cất. Quá trình này loại bỏ một số thành phần hữu cơ và khoáng chất từ than đá gốc, tạo ra một loại than có hàm lượng cacbon cao hơn và ít khí độc hại hơn so với than đá tự nhiên.
Sản xuất điện
Than đá là một nguồn nhiên liệu phổ biến trong việc sản xuất điện trên toàn thế giới. Theo Thống kê Năng lượng Quốc tế năm 2021, khoảng 38% năng lượng điện toàn cầu được sản xuất từ than đá.
- Đây là phương pháp phổ biến nhất để sản xuất điện từ than đá. Quá trình đốt than đá trong lò hơi công nghiệp, nhiệt được tạo ra và được sử dụng để làm nóng nước trong bồn nước. Nước sôi tạo ra hơi nước, được chuyển đến các nhà máy điện.
- Than đá có thể sản xuất khí đốt, bao gồm khí metan và khí hidro. Khí đốt được sản xuất từ nguồn năng lượng này được đốt để tạo ra điện.
- Sử dụng than đá để sản xuất xăng và dầu đốt cho nhà máy nhiệt điện động cơ đốt trong.
Sử dụng trong công nghệ hóa khí
Công nghệ hóa khí là quá trình chuyển đổi than đá thành khí hóa lỏng (LPG), khí mêtan, khí CO, khí H2, các chất hữu cơ, khí đốt, benzene và toluene. Các sản phẩm này được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như sản xuất phân bón, sản xuất nhựa, dược phẩm, cao su, chất tẩy rửa, nhiên liệu và sản phẩm hóa chất khác.
Sản xuất xi măng
Than được sử dụng làm nguyên liệu chính được sử dụng trong sản xuất xi măng với ưu điểm là giá thành thấp và có sẵn nguồn cung ứng dồi dào trên thế giới. Để sản xuất xi măng, cần phải nung kết hợp chất đất vôi và chất nhôm silicat (đất sét) ở nhiệt độ cao để tạo thành clinker xi măng. Thành phần chính của clinker xi măng bao gồm canxi oxit, silic oxit, nhôm oxit và sắt oxit.
Trong sản xuất clinker xi măng, than đá được sử dụng như một nguyên liệu chính để cung cấp nhiên liệu cho lò nung. Thường được sử dụng trong các lò nung xi măng để cung cấp nhiệt độ cao và năng lượng cần thiết cho quá trình nung clinker. Thông thường, than đá được sử dụng với tỷ lệ phối trộn khoảng từ 10% đến 15% với các nguyên liệu khác như đất sét và đất vôi.
Sản xuất các chất hóa học
Sản xuất các chất hóa học từ nguồn nguyên liệu này thường bắt đầu bằng việc khử oxy hóa than đá trong một môi trường không khí hoặc oxy, tạo ra khí than đá (hoặc còn gọi là khí gas hoặc khí tổng hợp). Khí than đá này sau đó được tách ra các hợp chất khác nhau bằng các phương pháp như quá trình lỏng hóa hoặc quá trình chưng cất.
Sản phẩm cuối cùng là các chất hóa học như etylen, propylen, benzen, toluen, xilol và phenol, được dùng các ngành công nghiệp khác nhau, bao gồm sản xuất nhựa, sơn, thuốc nhuộm, thuốc trừ sâu, chất tẩy rửa và dược phẩm.
Vật liệu xây dựng
Ngoài xi măng có thể sử dụng than để sản xuất vật liệu xây dựng khác như bê tông nhẹ và vữa. Trong sản xuất bê tông nhẹ, than được sử dụng làm chất đốt để nung chảy các thành phần khác của bê tông. Quá trình sản xuất vữa, than đá được sử dụng để tạo ra các thành phần của vữa, bao gồm clinker và vôi.
Than đá có độc không?
Than đá gây nhiều tác động tiêu cực độc hại đến sức khỏe của con người và môi trường nếu không được sử dụng và xử lý đúng cách. Dưới đây là một số tác động phổ biến do than đá gây ra:
Gây ô nhiễm không khí
Than đá được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp và năng lượng trên toàn thế giới, việc đốt than đá để sản xuất điện, sản xuất thép, sản xuất xi măng và các ứng dụng khác đã góp phần tăng lượng khí thải độc hại và ô nhiễm không khí.
Trong quá trình khai thác, xử lý và đốt nhiên liệu hóa thạch này, các hợp chất độc hại có thể được giải phóng vào không khí, nước và đất. Các hợp chất này bao gồm các kim loại nặng như thủy ngân, chì và arsenic, các hợp chất hữu cơ độc hại như benzen, phenol và formaldehyde, cũng như các khí thải gây ô nhiễm không khí như SO2, NOx, CO2 và bụi mịn.
Các khí thải và bụi mịn này có thể gây ra các vấn đề về sức khỏe cho con người như bệnh phổi, viêm mũi, khó thở và các vấn đề về tim mạch. Ngoài ra, chúng cũng có thể gây ra các tác động độc hại đến môi trường, bao gồm sự giảm sút của rừng, sông và đại dương, và gây ra các vấn đề về sức khỏe đối với các loài động vật.
Sử dụng nhiều các sản phẩm từ than đá có thể gây ung thư da
Sản phẩm từ than đá như cám than, than đen, dầu mazut và dầu bôi trơn có chứa các hợp chất hữu cơ và kim loại nặng, có thể gây hại cho sức khỏe con người nếu được tiếp xúc quá nhiều hoặc trong thời gian dài.
Một số nghiên cứu trên thế giới đã chỉ ra rằng, các chất hóa học trong than có thể gây ung thư da, đặc biệt là với những người tiếp xúc trực tiếp với sản phẩm từ chúng, chẳng hạn như công nhân làm việc trong nhà máy sản xuất than.
Việc sử dụng sản phẩm từ nhiên liệu hóa thạch này nhiều hay ít ảnh hưởng đến sức khỏe con người phụ thuộc vào thời gian và mức độ tiếp xúc. Nếu làm việc liên quan đến các sản phẩm liên quan đến than, ta nên đeo đồ bảo hộ và tuân thủ các quy định an toàn lao động để giảm thiểu nguy cơ gây hại cho sức khỏe.
Thay đổi hệ sinh thái địa phương
Việc khai thác than đá đôi khi có thể dẫn đến suy thoái đất và rừng, gây ra ô nhiễm môi trường và làm suy giảm chất lượng nước. Việc tạo ra đường hầm và mỏ cũng có thể ảnh hưởng đến các loài động vật và thực vật sống trong khu vực đó.
Do đó, để giảm thiểu ảnh hưởng tiêu cực đến hệ sinh thái địa phương, cần áp dụng các công nghệ và phương pháp khai thác bền vững hơn, đảm bảo bảo vệ môi trường và động vật, đồng thời ứng dụng các năng lượng thay thế và các giải pháp tiết kiệm năng lượng để giảm thiểu sự phụ thuộc vào than và các nguồn năng lượng hóa thạch khác.
Như vậy, qua bài viết này, chúng ta đã hiểu rõ hơn về khái niệm than đá là gì, cũng như ứng dụng của than đá dùng để làm gì trong ngành công nghiệp nói chung và lò hơi nói riêng. Than đã và đang đóng vai trò quan trọng trong sản xuất điện, công nghiệp thép, sản xuất hóa chất và nhiều lĩnh vực khác.
Xem thêm:
