무연탄(無煙炭, Black Coal)은 휘발성 물질의 함유량이 적은 석탄이다. 석탄의 종류 중 탄화도가 가장 높으며 연소할 때 연기를 내지 않는다.
무연탄은 석탄의 연료비 분류에 따라, 연료비 7 이상의 석탄을 말하는데, 좁은 의미로는, 연료비 12 이상의 것을 말한다. 무연탄은 석탄화도가 가장 많이 진행된 것으로서 흑색이며, 금속 광택이 있다. 석탄 중에서 가장 고정 탄소를 많이 함유하고 있으며 휘발이 적기 때문에 착화 온도가 높아 착화는 어려운데, 연소할 때는 청색의 단염으로 연소 속도가 느리다. 고발열량으로 점결성을 가지지 않으며 매연의 발생이 적다. 연료비 7~12의 석탄을 반무연탄이라고 한다.
석탄은 탄화도(炭化度)에 따라 토탄, 갈탄, 역청탄, 무연탄 등으로 구분된다. 이 중 무연탄은 시기적으로 가장 오래된 석탄으로, 고정 탄소의 함량이 85~95%로 높고 휘발 성분은 3∼7%로 적은 편이다. 이러한 특성으로 인해 연소 시 불꽃이 짧고 연기가 나지 않는다. 비점결성(非粘結性)인 특징이 있어 산업용으로 유용한 코크스(cokes)는 형성되지 않는다. 점화점(點火點)이 약 490℃로 불이 잘 붙지 않지만 화력이 강한 편으로 일정한 온도를 유지하면서 계속적으로 탄다. 주로 고생대의 오래된 지층에서 산출된다.
우리나라에서는 고생대 평안계 지층에서 찾아볼 수 있으며, 삼척·정선·영월·태백·화순 등의 탄전이 여기에 속한다. 또한 중생대 대동계 지층에서 산출되는 것으로는 경북 문경과 충남 일대의 탄전 일부가 있다. 세계적으로 유연탄의 생산 비중이 많으나, 우리나라에 매장된 석탄 대부분은 무연탄으로, 세계의 주요 무연탄 산출국에 속한다.
과거에는 가정용 연탄을 비롯한 난방 연료나 각종 탄소 제조 및 발전용으로도 대부분 사용되었으나, 가정용 난방 연료의 변화와 채굴 비용의 상승 등에서 비롯된 석탄 산업 합리화 정책에 따라 1980년대 말부터 우리나라의 무연탄 생산은 급감하였다.
무연탄은 열량은 높지만 휘발 성분이 적어 느리게 타기 때문에 발전용 연료로는 부적합하다. 또한 제철공업, 시멘트공업 등 산업용으로는 주로 역청탄이 사용되어, 우리나라는 발전용 및 산업용으로 쓰이는 역청탄을 대부분 수입에 의존하고 있다.
유연탄과 차이[편집]
유연탄과 무연탄은 연소과정에서 연기 생성 여부에 따라 구분을 하고 있으며, 무연탄은 연기생성이 없는 것, 유연탄은 연기 생성이 있는 것을 말한다. 한국에서 생산되는 것은 무연탄으로 유연탄은 거의 전량 수입에 의존하고 있다. 무연탄과 유연탄의 구별은 탄소와 휘발분 함량의 차이에 있으며, 휘발분의 함량(14% 이상)이 높은 것이 유연탄이다. 휘발분의 함량이 높을수록 화염이 높고, 연기가 많이 발생한다.
무연탄과 유연탄의 구분은 탄소함량, 휘발분 함량에 따라 구분하고 있으며, 특히 휘발분의 함량이 14% 이상이면 유연탄, 14%이하이면 무연탄으로 구분된다. 탄소함량과 휘발분의 함량에 따라 발열량에 차이가 있으며, 무연탄 발열량은 4500kcal/kg이하, 유연탄은 5000kcal/kg - 7000kcal/kg 정도로서 5,833kcal/kg이상의 발열량 조건을 만족해야한다. 이러한 발열량의 차에 의하여 화력에 차이가 있으며, 2,000℃이상의 화력을 유지할 수 있는 것은 유연탄이며, 화력발전소 등에서는 유연탄을 주로 사용한다.
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