Süsi erinevates modifikatsioonides võib olla pruunist mustani. See on hea kütus, seetõttu kasutatakse seda soojusenergia muundamiseks elektrienergiaks. See moodustub taimemassi kuhjumise ning selles toimuvate füüsikaliste ja keemiliste protsesside läbimise tulemusena.
Söe mitmesugused modifikatsioonid
Puitmassi kuhjumine soisesse pinnasesse viib turba moodustumiseni, mis on kivisöe eelkäija. Turba valem on üsna keeruline, lisaks pole seda tüüpi kivisöe jaoks kindlat stöhhiomeetrilist suhet. Kuiv turvas koosneb süsiniku, vesiniku, hapniku, lämmastiku ja väävli aatomitest.
Lisaks läbib turvas pikaajalisel kokkupuutel kõrge temperatuuri ja kõrge rõhuga geoloogiliste protsesside käigust mitmeid järgmisi kivisöe modifikatsioone:
- Pruunsüsi või pruunsüsi.
- Bituumen.
- Süsi.
- Antratsiit.
Selle muundumiste ahela lõpp-produktiks on kõva grafiit või grafiiditaoline kivisüsi, mille valem on puhas süsinik C.
Süsinikpuit
Umbes 300 miljonit aastat tagasi, süsiniku perioodil, oli suurem osa meie planeedi maast kaetud hiiglaslike sõnajalametsadega. Järk-järgult surid need metsad välja ja puit kogunes soistesse muldadesse, millel need kasvasid. Suur kogus vett ja mustust takistas hapniku läbitungimist, mistõttu surnud puit ei lagunenud.
Pikka aega kattis vanemaid kihte äsja surnud puit, mille rõhk ja temperatuur järk-järgult tõusid. Seotud geoloogilised protsessid viisid lõpuks söemaardlate tekkeni.
Karboniseerimisprotsess
Mõte "karboniseerumine" viitab süsiniku metamorfsele muundumisele, mis on seotud puukihtide paksuse suurenemise, tektooniliste liikumiste ja protsessidega, samuti temperatuuri tõusuga sõltuv alt kihtide sügavusest.
Rõhu tõus muudab eelkõige kivisöe füüsikalisi omadusi, mille keemiline valem jääb muutumatuks. Eelkõige muutuvad selle tihedus, kõvadus, optiline anisotroopia ja poorsus. Temperatuuri tõus muudab söe valemit süsinikusisalduse suurenemise ning hapniku ja vesiniku vähenemise suunas. Need keemilised protsessid toovad kaasa kivisöe kütuseomaduste suurenemise.
Süsi
See kivisöe modifikatsioon on väga süsinikurikas, mis toob kaasa kõrge soojusülekandeteguri ja selle kasutamise energiatööstuses peamise kütusena.
Söe valem koosnebbituminoossed ained, mille destilleerimine võimaldab eraldada sellest aromaatseid süsivesinikke ja koksina tuntud ainet, mida kasutatakse laialdaselt metallurgiaprotsessides. Lisaks bituumenühenditele on kivisöes palju väävlit. See element on söe põletamisel tekkiva õhusaaste peamine allikas.
Süsi on must ja põleb aeglaselt, tekitades kollase leegi. Erinev alt pruunsöest on selle kütteväärtus kõrgem ja ulatub 30-36 MJ/kg.
Söe valem on keerulise koostisega ja sisaldab palju süsiniku, hapniku ja vesiniku ühendeid, samuti lämmastikku ja väävlit. Selline keemiliste ühendite mitmekesisus sai alguse terve keemiatööstuse suuna – karbokeemia – arengule.
Praegu on kivisüsi peaaegu asendatud maagaasi ja naftaga, kuid kaks olulist kasutusala on endiselt olemas:
- soojuselektrijaamade põhikütus;
- koksi allikas, mis saadakse kivisöe hapnikuvabal põletamisel suletud kõrgahjudes.
