A categoria de carvão produzida dependia da pressão e da temperatura máximas atingidas. A linhite, também chamada carvão castanho, forma-se em condições relativamente moderadas, enquanto o carvão sub-betuminoso, o carvão betuminoso e a antracite se formam, por esta ordem, a temperaturas e pressões crescentes. Entre os fatores envolvidos na incarbonização, a temperatura é muito mais importante do que a pressão ou o tempo de soterramento.
O carvão betuminoso é preto ou, por vezes, castanho-escuro, e normalmente duro, mas friável. Caracteristicamente, arde com uma chama fumegante e amolece e incha durante a combustão. O seu nome deve-se à tendência para formar uma massa amolecida e pegajosa quando aquecido, o que reflete a presença de betume (alcatrão mineral) no carvão. Um carvão betuminoso típico contém, em peso, cerca de 84,4% de carbono, 5,4% de hidrogénio, 6,7% de oxigénio, 1,7% de azoto e 1,8% de enxofre.
A antracite tem o maior teor de carbono de todos os tipos de carvão, entre 86% e 97%. O termo antracite aplica-se às variedades de carvão que, quando aquecidas abaixo do ponto de ignição, não libertam vapores de alcatrão nem outros vapores de hidrocarbonetos. A antracite é difícil de acender e arde com uma chama curta, azul e sem fumo. A linhite é uma rocha sedimentar combustível, macia e castanha, formada a partir de turfa comprimida naturalmente, e é considerada o tipo de carvão de menor categoria. Devido ao cheiro que liberta quando arde, a linhite era frequentemente considerada um combustível para os mais pobres, em comparação com os carvões duros, de maior valor.
O teor de enxofre do carvão pode variar entre menos de 1% e até 4%. A maior parte do enxofre e do azoto está incorporada na fração orgânica sob a forma de compostos organossulfurados e organonitrogenados, sendo ambos libertados como SO₂ e NOx durante a combustão.
O alcatrão de hulha é um líquido escuro e viscoso, subproduto da produção de coque e gás de hulha a partir do carvão. Forma-se quando o carvão é aquecido e decomposto por pirólise ou carbonização, geralmente para produzir coque. O alcatrão de hulha é uma fonte de compostos orgânicos valiosos, incluindo naftaleno, fenantreno, acenafteno, pireno, carbazol, quinolina e fenóis. A utilização de alcatrão de hulha em produtos cosméticos foi proibida na União Europeia por uma diretiva de 2009.
A maior parte do carvão extraído é carvão térmico, também chamado carvão de vapor, por ser utilizado para produzir vapor e gerar eletricidade. O carvão metalúrgico, também chamado carvão de coque, é utilizado para produzir coque e fabricar ferro, representando entre 10% e 15% do consumo mundial de carvão. Produzem-se anualmente cerca de 8 000 Mt de carvão, dos quais aproximadamente 90% são carvão duro e 10% linhite. Em 2020, o carvão forneceu cerca de um quarto da energia primária mundial e mais de um terço da eletricidade.
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