ما هو الفحم واستخداماته وما الفرق مع الفحم؟ كيف يتم إنتاج كل منهما؟ حيث يعتبر الفحم أحد أنواع الوقود الأحفوري القابلة للاحتراق، ويتميز بلونه الأسود ويتكون من جزيئات الكربون التي تراكمت منذ أقدم العصور الجيولوجية القديمة، وخاصة عصر الكربون الذي يزيد عن 300 مليون سنة. ، وهناك عدة أنواع يمكننا أن نتطرق إلى الفرق بينها من خلال مقالنا اليوم.

ما هو الفحم واستخداماته والفرق بين الفحم والفحم

قبل أن نعرف ما هو الفحم واستخداماته والفرق بينه وبين الفحم النباتي، يجب أن نعرف مكونات وشروط الفحم الذي يتكون من مجموعة من النباتات والسراخس والأشجار التي سقطت في المستنقعات منذ القدم. في ذلك الوقت، كان المستنقع يمنع جميع الكائنات الحية من التدهور تحت تأثير الطقس الحار والرطب.

ثم، وعلى مدى ملايين السنين، تراكمت على النباتات المدفونة مجموعة من الطبقات الكثيفة من الطين والرمل، وتحلل بعضها إلى غازات متطايرة، مخلفة وراءها مادة سوداء هي الفحم. وموت هذه النباتات وحدوث هذه العملية أدى إلى زيادة سماكة الطبقات.

خلال هذه الفترة، أدى الضغط المتزايد للطبقات العليا والحرارة المتزايدة إلى إزالة عناصر الهيدروجين والأكسجين من هذه النباتات الميتة، ولم يتبق سوى الكربون، الذي يسمى الفحم، بالداخل.

تصنيف الفحم حسب كمية الكربون الموجودة فيه أي أن الفحم هو في الأساس مجموعة من المواد التي تعتبر تحتوي على الكربون بنسب معينة ويمكن تحديد أنه يتكون من أكثر من نوع من الفحم حسب بهذه النسب، كلما زاد محتوى الكربون، زادت الحرارة التي ينتجها الفحم أثناء الاحتراق.

أما الفحم فهو مادة هشة تستخدم في العديد من المجالات المختلفة، مثل استخدامه كوقود لإشعال النار، كما يستخدم كأحد أدوات الرسم كما في أقلام الفحم. يعتبر الكربون غير المتبلور أحد أنواع الفحم، وهو يحتوي على كمية قليلة من شوائب مركبات الكبريت والهيدروجين.

وبذلك يمكن التعرف على جميع نقاط التمييز بين نوعي الفحم والفحم النباتي، ويمكن دراسة كافة المعلومات الخاصة بكل منهما على حدة، حتى يتم توضيح المعلومات للإجابة على سؤال ما هو بالضبط. الفحم ومجالات استخدامه والفرق بين الفحم النباتي والفحم النباتي.

أولا: الفحم

الفحم له لون أسود أو بني يقبل الاشتعال أو الاحتراق، ويطلق طاقة منتجة على شكل حرارة، وقد استخدمت الحرارة قديماً في أغراض كثيرة منها التدفئة أو كوقود لتشغيل وتحريك القطارات، أما اليوم في عالمنا ويستخدم الفحم لإنتاج الطاقة والكهرباء.

وهذا الشكل حيث يوجد الفحم في الطبيعة، يوجد في طبقات كثيرة من أنواع معدنية أخرى ضمن مكونات الصخور الرسوبية، كما في الطين والحجر الرملي الذي يحتوي على كمية كبيرة من الكربون تمثل 90%. إلى جانب عدد من المواد الأخرى التي تشمل مكوناتها الكبريت والأكسجين والنيتروجين.

حيث أن تكوينه يستغرق ملايين السنين، فهو مصدر غير متجدد للطاقة، أما عن كيفية تشكل الفحم فهو يتكون من بقايا نباتية تكونت نتيجة بقايا نباتات في المستنقعات المدفونة تحت الرواسب والصخور، وتزايدت الرواسب عليها وضغط النباتات المدفونة. يسبب زيادة في درجة الحرارة والضغط.

وبسبب الضغط الشديد في هذه الظروف، تُحرم النباتات المدفونة من الأكسجين؛ ويرجع ذلك إلى وجود الطين والمياه الحمضية، التي تحول بمرور الوقت النباتات المدفونة الغنية بالكربون إلى فحم، وهي عملية تعرف باسم الكربنة.

يعد الفحم مصدر الطاقة الرئيسي لإنتاج الكهرباء عن طريق إنتاج البخار، ولكن يمكن استخدامه أيضًا كمصدر كيميائي يتم من خلاله الحصول على العديد من المركبات الاصطناعية مثل الطلاء والزيت والشمع والأدوية والمبيدات الحشرية، ولأغراض الإنتاج. استخدام فحم الكوك في العمليات المعدنية.

بالإضافة إلى ذلك، يعد تسييل الفحم إلى غاز أحد طرق إنتاج الوقود الغازي والسائل الذي يسهل نقله عبر خطوط الأنابيب ويوفر سهولة التخزين.

أنواع الفحم

هناك أربعة أنواع من الفحم حسب كمية الكربون الموجودة بها وهي كما يلي:

  • الليجنيت: يحتوي على نسبة منخفضة من الكربون تتراوح ما بين 25% إلى 35%.
  • مادة البيتومين: وبما أن نسبة جزيئات الكربون فيه تتراوح بين 35% و45% فهو أعلى من الليجنيت.
  • البيتومين: وتتراوح نسبة الكربون فيه بين 45% و86%.
  • أنثراسايت: وتتراوح نسبة الكربون فيه بين 87% و97%.

كيفية صنع الفحم

يتم إنتاج الفحم ضمن طبقات الأرض، كما ذكرنا في تكوين الفحم بشكل عام، فعندما تموت النباتات وتقع في المستنقعات وتصبح مدفونة في الأرض، تتصلب هذه المادة مع مرور الوقت وتتحول إلى مادة أخرى تسمى الفحم. الجفت، وهو خليط متراكم من المواد النباتية والعضوية لم يتحلل بشكل كامل.

ونتيجة للضغط الشديد لتراكم الخث بسبب ثقل الطبقات العليا فإنه يتحول إلى فحم الليجنيت ويتم إنتاج الكهرباء البخارية باستخدام فحم الليجنيت كوقود.

مع زيادة ضغط الطبقات فوق اللجنين، فإنه يؤدي إلى زيادة ضغط الطبقات فوق الليجنيت، مما يجعل الفحم أكثر صلابة، ويسمى الفحم شبه البيتوميني ويستخدم في المقام الأول كوقود في توليد الكهرباء بالبخار. وصناعة الأسمنت.

أما إذا زاد الضغط على طبقات الفحم البيتوميني السفلي وارتفعت درجة الحرارة أكثر من ذلك فإنه يتحول إلى نوع آخر من الفحم يعرف بالفحم البيتوميني أو البيتوميني، ويستخدم هذا النوع من الفحم في رصف الطرق، وتوليد الكهرباء. ونحن ننتج الأسمنت.

وأخيرا إذا زاد الضغط على هذا النوع من الفحم والذي يسمى البيتومين البيتوميني فإنه يتحول إلى نوع آخر وهو الأنثراسيت، وهو من أفضل أنواع الفحم وأصلبها وأعلاها جودة، وهو الفحم الذي ينتج أفضل أنواع الفحم. فحم. عندما يحترق، فإنه ينتج كمية صغيرة من الدخان ويستمر في الاحتراق لفترة طويلة.

كيف يتم استخراج الفحم؟

يتم استخراج الفحم من التربة عن طريق الحفر تحت الأرض أو بإزالته من السطح، ويتم تحديد طريقة الاستخراج المناسبة إلى حد كبير من خلال الطرق الجيولوجية لرواسب الفحم ومدى بعد هذه الرواسب عن سطح الأرض.

كما أن تعدين الفحم تحت الأرض له حصة أكبر في إنتاج الفحم مقارنة بالاستخراج السطحي. ولتحويل الفحم إلى كهرباء، يتم طحنه أولاً إلى مسحوق ناعم للسماح له بالاحتراق بشكل أسرع.

تعمل الغازات الساخنة والحرارة الناتجة عن الاحتراق على تحويل الماء إلى بخار لتشغيل التوربينات والمولدات لتوليد الطاقة الكهربائية. يمكن تحويل الفحم إلى غاز سائل أو غاز صناعي من خلال عمليات كيميائية متقدمة، بما في ذلك التغويز، وهي عملية تحويل الفحم إلى غاز.

تثير التأثيرات البيئية وقضايا السلامة البشرية المتعلقة بالعمال والمساكن المجاورة مخاوف بالنسبة لصناعة الفحم، حيث أن أحد المخاوف الناشئة عن استخراج الفحم هو الإجراءات المعمول بها لاستخراجه من الأرض.

ثانياً: الخضار أو الفحم (الفحم)

وللإجابة على سؤال ما هو الفحم واستخداماته والفرق بين الفحم والفحم النباتي، يمكننا الرجوع إلى المعلومات المتعلقة بالفحم باعتبارها حجر الزاوية في الإجابة على هذا السؤال لإبراز الفروق بين الفحم والفحم النباتي.

وبما أنها تتكون من مادة سوداء مسامية ضعيفة فإنها يمكن أن تشتعل بسهولة لفترة معينة من الزمن، كما أنها مادة مهمة حيث أن لها استخدامات عديدة % رماد.

أما أفضل الأنواع فيمكن ذكر فحم الجراج أو الفحم النباتي، ومن أكثر الدول التي يكثر فيها هي الهند، حيث يتم جمعه عن طريق الأشجار المريضة التي يتم جمعها على شكل فروع. ويعبأ أكواماً ويغطى بالطين حتى يتفحم تماماً ويترك حتى يبرد ويتجمع. تباع في أكياس التسويق.

كيفية صنع الفحم

يتم تحضيره عن طريق تسخين الخشب أو العظام في فرن مفرغ، على أن يتم تسخين مادة حيوانية أو نباتية تحتوي على الكثير من الكربون، مثل الخشب أو العظام، في القصدير.

وينتج هذا الخليط مواد مهمة مثل الهيدروجين والأكسجين والنيتروجين، والتي توجد في المادة التي يتم وضعها في الفرن الفراغي لإنتاج مادة سوداء هشة مملوءة بثقوب صغيرة تسمى الفحم.

الفحم أخف من الخشب لأنه عندما يتحول الخشب إلى فحم فإنه يفقد الكثير من الرطوبة ويزيد من المسامية.

عملية الكربنة

هذه هي العملية التي ينتج عنها تكوين الفحم الصلب من الليجنيت مع الاستمرار الطبيعي لعملية التفحم وزيادة عمق الدفن عن طريق زيادة محتوى الكربون في التفاعل الكيميائي.

ويعتمد الفرق بين أنواع الفحم على نسبة الكربون التي تحتوي عليها، وكذلك طريقة إنتاجه أو تحويله إلى أحد أنواعه.