زغال سنگ چیست؟
- زغال سنگ سخت، سیاه، به راحتی قابل اشتعال است یک فسیل سوخت به صورت لایه های ضخیم در معادن عمیق زیر سطح زمین یافت می شود.
- ضخامت آن معمولاً بین شیل، ماسه سنگ و سایر سنگهای رسوبی یک اینچ تا چند فوت است.
- از بقایای بسیار فشرده گیاهان تشکیل شده است.
- حاوی مقدار زیادی مواد کربن (تقریباً 50 درصد وزن آن) است.
- زمان قابل توجهی (چند میلیون سال) برای تشکیل زغال سنگ طول می کشد.
- تشکیل زغال سنگ در مناطقی از تالاب های باتلاقی که آب های زیرزمینی نزدیک یا کمی بالاتر از سطح خاک قرار دارند، آغاز می شود. بنابراین، در فلور موجود به سرعت مواد آلی تولید می کند.
- لایه هایی از مواد آلی جمع می شوند و سپس دفن می شوند که بعداً به زغال سنگ تبدیل می شوند.
- انرژی نور خورشید که توسط گیاهان مرده در طول فتوسنتز گرفته می شود، در نهایت به سوخت های فسیلی مانند زغال سنگ تبدیل می شود. بنابراین می توان گفت که زغال سنگ از انرژی خورشیدی به دست می آید.
تشکیل زغال سنگ:
- فرآیند تشکیل زغال سنگ نامیده می شود کربن سازی که فرآیند بسیار کندی است و ممکن است هزاران سال طول بکشد.
- این فرآیند از ناحیه ای به منطقه دیگر بسته به گیاهان و شرایط موجود کمی متفاوت است، اما روند کلی مشابه است.
- دو مرحله اصلی در تشکیل زغال سنگ وجود دارد: ذرت شناسی و ائتلاف.
- سنگ‌سازی فرآیند تشکیل ذغال سنگ نارس به دلیل فعالیت باکتری‌ها بر روی مواد آلی است، در حالی که افزایش دما و فشار پس از دفن و فعالیت باکتری‌ها از عوامل اصلی زغال‌سازی هستند.
- تشکیل زغال سنگ در مراحل زیر انجام می شود:
مرحله ی 1:
- زغال سنگ از گیاهانی که میلیون ها سال پیش در زیر زمین دفن شده بودند به وجود می آید. در دوران اولیه زمین شناسی، سطح زمین به اندازه امروز پایدار نبود.
- اعتقاد بر این است که در اثر زلزله و آتشفشان ها، خشکی ها غرق شدند و جنگل های انبوه در زیر زمین مدفون شدند.
- در عین حال، مواد گیاهی در باتلاق ها و تالاب ها مانند سرخس، درختچه، انگور، درختان و جلبک ها می میرند و در سطح تجمع می یابند. سپس توسط رسوبات گل و خاک رس پوشانده شد و در پوسته زمین مهر و موم شد.
گام 2:
- مواد گیاهی مدفون دیگر در معرض هوا قرار نگرفتند. سپس باکتری های بی هوازی شروع به تجزیه مواد سلولز و لیگنین کردند. هیدروژن، اکسیژن و آثار کربن موجود در گیاهان با تجزیه باکتری ها حذف شده و دی اکسید کربن، متان و آب تولید می شود.
- این دفن و تجزیه برای چندین هزار سال ادامه یافت و در نتیجه چندین متر مواد گیاهی نیمه تجزیه شده به نام ذغال سنگ نارس
مرحله 3:
- باقیمانده از نظر کربن غنی شد و تحت فشار و دمای بالا توسط زمین و رسوبات پوشانده فشرده شد و جامد شد و یک ماده سیاه خاکستری به نام زغال سنگ را تشکیل داد.
- هنگامی که این ذغال سنگ نارس عمیقاً دفن شد، آب و سایر ترکیبات به دلیل فشار فزاینده تحت فشار قرار گرفتند و در نتیجه زغال سنگ با کیفیت پایین یعنی زغال سنگ تشکیل شد.
مرحله 4:
- تداوم دفن، که منجر به افزایش فشار و دما شد، منجر به تبدیل این زغال سنگ با عیار پایین به “زغال سیاه” با عیار بالاتر شد.
- اولین لینیت به زغال سنگ زیر قیر تبدیل می شود و سپس به زغال سنگ قیر تبدیل می شود و در نهایت زغال سنگ آنتراسیت با کیفیت ترین شکل می گیرد.
- با وقوع این دگرگونی ها، مقدار آب و سایر ترکیبات موجود در زغال سنگ کاهش می یابد و زغال سنگ متراکم می شود و محتوای کربن افزایش می یابد.
انواع زغال سنگ:
- چند واسطه کربنیزاسیون شناسایی شده است که عبارتند از:
- ذغال سنگ نارس
- زغال سنگ زغال سنگ
- زیر قیری
- قیری
- آنتراسیت
- همه این زغال‌ها دارای درصدهای کربن متفاوتی هستند. زغال سنگ با بیشترین درصد کربن بهترین نوع در نظر گرفته می شود.
- ذغال سنگ نارس:
- این خاک بیشتر از زغال سنگ واقعی در نظر گرفته می شود.
- این ماده اسفنجی است که از تجزیه جزئی مواد آلی، عمدتاً مواد گیاهی، در تالاب هایی مانند باتلاق ها، مشک ها، باتلاق ها، باتلاق ها و باتلاق ها تشکیل می شود.
- این از پوشش گیاهی در حال پوسیدگی تشکیل شده است و در واقع بقایای آلی سیاه شده حفظ می شود.
- گاهی اوقات به عنوان سوختی با کیفیت پایین استفاده می شود و با حرارت کم، خاکستر زیاد و دود بیشتر می سوزد.
- زغال سنگ زغال سنگ:
- به زغال سنگ قهوه ای نیز معروف است و ماده ای کاملتر از ذغال سنگ نارس است.
- دارای رنگ خاکستری یا قهوه ای تیره با محتوای آب زیاد است.
- در اثر قرار گرفتن در معرض و هوازدگی، مقداری از این آب آزاد می شود و تجزیه یا پوسیدگی مواد رخ می دهد و ارزش زغال سنگ را به عنوان سوخت کاهش می دهد.
- به راحتی می سوزد و حاوی فسیل های گیاهی است.
- زیرآبی:
- به عنوان زغال سنگ سیاه نیز شناخته می شود.
- رنگ آن معمولا قهوه ای تیره تا سیاه است.
- مشخصه این زغال‌ها فشردگی بیشتر نسبت به زغال سنگ زغال سنگ و همچنین درخشندگی و درخشندگی بیشتر است.
- از آب کمتری تشکیل شده و حدود 42 تا 52 درصد کربن دارد.
- قیری:
- به آن زغال سنگ نرم نیز می گویند.
- رایج ترین و فراوان ترین شکل زغال سنگ است که برای مصارف خانگی استفاده می شود.
- رنگ آن قهوه ای تیره تا سیاه است و معمولاً از نوارها یا لایه ها تشکیل شده است.
- حاوی فسیل های مینیاتوری گیاهی
- سیاه رنگ است و با شعله روشن و دود زیاد می سوزد.
- زغال سنگ قیر وسیع ترین کاربرد تجاری را در بین زغال سنگ دارد زیرا فراوان است، رطوبت نسبتاً کمی دارد و حمل و نقل و ذخیره آن آسان است.
- از دیرباز برای تولید بخار در نیروگاه ها و نیروگاه های دیگ بخار صنعتی استفاده می شده است.
- آنتراسیت:
- این زغال سنگ سخت تیره و سنگ مانند است. به زغال سنگ سیاه نیز معروف است.
- حاوی درصد بالایی کربن (بیش از 90 درصد) و گازهای فرار کمتری است.
- این بهترین کیفیت زغال سنگ است.
- با شعله آبی کم رنگ می سوزد، اگرچه اشتعال آن دشوار است.
- در هنگام دست زدن، گرد و غبار کمی تولید می کند، به آرامی می سوزد و دود نسبتا کمی منتشر می کند، به همین دلیل است که در گذشته استفاده خانگی گسترده ای داشته است.
- امروزه به ندرت برای مصارف خانگی به دلیل فراوانی محدود و هزینه نسبتاً بالا و همچنین به دلیل اینکه سایر منابع انرژی (مانند گاز طبیعی و برق) به راحتی برای مقاصد گرمایشی در دسترس هستند، استفاده می شود.
- ذغال سنگ نارس:
اهمیت زغال سنگ:
- منبع مهم سوخت است. به عنوان منبع انرژی در تولید آجر، سیمان و آهن استفاده می شود.
- همچنین برای به حرکت درآوردن موتورهای قطار و تولید برق استفاده می شود.
- همچنین منبع مهمی از تعداد زیادی ترکیبات آلی است که در ساخت رنگ‌ها، داروها، مواد منفجره، الیاف مصنوعی و شوینده‌های مصنوعی استفاده می‌شود.
- تقطیر مخرب زغال سنگ گاز زغال سنگ، آمونیاک مایع، قطران زغال سنگ و کک را فراهم می کند.
- گاز زغال سنگ عمدتاً به عنوان سوخت در صنعت استفاده می شود.
- از آمونیاک مایع برای تولید کودها استفاده می شود. به عنوان مثال، سولفات آمونیوم با تصفیه محلول آمونیاک با اسید سولفوریک تولید می شود.
- قطران زغال سنگ مایع غلیظ سیاه رنگی است که برای پوشش جاده ها استفاده می شود.
- کک به عنوان سوخت استفاده می شود.
زغال سنگ (تشکیل، انواع و اهمیت)
منابع:
- https://energyeducation.ca/encyclopedia/Coal_formation
