نحوه تشکیل زغال سنگ و کاربردهای مختلف آن

به طور کلی زغال سنگ را می توان به عنوان یک سوخت فسیلی معرفی کرده که این انرژی دریافت شده از سوخت این کانی نتیجه انرژی ناشی از نحوه تشکیل و جمع آوری شده در گیاهان در میلیون ها پیش خواهد بود. امروزه این ماده در صنعت های مختلفی از جمله صنایع شیمیایی و اغلب به منظور سوخت مورد مصرف قرار می گیرد.

آشنایی با نحوه تشکیل زغال سنگ

بهتر است بدانید که در واقع زغال سنگ نام یک کانی سیاه رنگ است که از پسماند مواد گیاهی دوران های قدیم زمین شناختی یا میلیون ها سال پیش تشکل شده و به عنوان سوخت و همچنین ماده اولیه برخی صنایع شیمیایی برای تولید گاز، کک، روغن و قطرات و غیره استفاده می شود.

البته که برخی از زمین شناسان اعتقاد دارند زغال سنگ کانی نیست و بخش بزرگی از زغال سنگ را کربن تشکیل می دهد. همچنین از دیگر ترکیبات موثر در نحوه تشکیل زغال سنگ می توان به هیدروژن، نیتروژن، اکسیژن و گوگرد اشاره کرد که انواع مختلف آن در دوران های گوناگون زمین شناسی و تحت شرایط مختلف به وجود آمده اند.

توجه داشته باشید که زغال سنگ از فشرده شدن و تحمل گرما برخی گیاهان به وجود می آید که اغلب از گیاه سرخس خواهد بود و در حالت کلی در طول مراحل طولانی مدت در دوران های متفاوت زمین شناسی به وجود آمده است. در حالت کلی این کانی پرانرژی در شرایط آب و هوای گوناگون و با توجه به گیاهان مقداری متفاوت خواهد بود اما در طی دو مرحله تصفیه و زهکشی به وجود خواهد آمد.

در واقع این ماده از بقایای درختان، بوته ها و باقی گیاهان زنده میلیون ها سال پیش به وجود می آید. به طور کلی رشد این نوع گیاهان در زمانی که آب و هوای زمین ملایم و مرطوب بوده است، اتفاق افتاد و سپس شرایط برای رشد سرخس های دانه دار گرمسیری و درختان بزرگ فراهم گردید.

با وجود اینکه برخی از معادن زغال سنگ ۴۰۰ میلیون سال قبل و در دوره انسان سیلوری SILURIAN تشکیل یافته است اما قسمت بسیار اعظم این ذخایر تقریبا ۲۵۰ میلیون سال پیش پدید آمدند.

این دسته از گیاهان پس از خشک شدن به درون باتلاق می افتند و به خاطر خروج اکسیژن، فساد های بی هوازی سرعت پیدا می کند و. در نهایت پیت به وجود خواهد آمد. پیت ها برخی قهوه ای و برخی سیاه هستند که با پیشروی دریا روی آن ها به زغال سنگ لیگنت تبدیل می شوند.

انواع زغال سنگ

در واقع زغال سنگ اغلب در انواع ماده مختلفی تولید خواهد شد که در ادامه سعی کرده ایم تا شما را با انواع این ماده با توجه به مراحل تشکیل زغال سنگ بر حسب درجه خلوص و به ترتیب آشنا نماییم.

• تورب یا پیت:

این مرحله از اولین مراحل دگرگونی بقایای گیاهان برای تبدیل شدن به زغال سنگ است. این بخش شامل توده ای متراکمی از گیاهان است که به شکل ناقصه تجزیه می شوند و در نهایت نمی توان این توده گیاهی مرده را زغال سنگ دانست.

• لیگنت:

در واقع زغال سنگ قهوه ای که به عنوان پایین ترین درجه خلوص در زغال سنگ شناخته می شود برای تولید انرژی استفاده می شود. توجه داشته باشید که این نوع بیشترین آسیب را به محیط زیست می زند و نوع شپک یا شبق آن به عنوان سنگ نیمه قیمتی استفاده خواهد شد.

• زغال شبه یا بیتومینه:

به طور کلی میزان خلوص آن بین لیگنت و زغال بیتومینه است و اغلب از آن به منظور تولید انرژی الکتریسیته استفاده خواهد شد.

• زغال سنگ بیتومینه:

این نوع یک زغال سنگ چگال بوده که سیاه رنگ یا قهوه ای تیره با نوار های روشن و کدر می باشد. از تقطیر آن کک که دارای کربن بالا است به وجود می آید و همچنین امروزه از آن برای تولید برق استفاده می کنند.

• آنتراسیت:

این نوع زغال سنگ نیز سخت و سیاه بوده که در میان تمامی مراحل تشکیل زغال سنگ رسیده دارای بالاترین درجه خلوص خواهد بود. در واقع آنتراسیت سیاه و براق است که اغلب از سوزاندن زغال سنگ آنتراسیت شعله آبی رنگ حاصل خواهد شد. به این نوع زغال سنگ نوع حرارتی نیز گفته می شود که دارای کمترین میزان آب و مواد فرار و بیشتری کربن خواهد بود.

کاربرد بی شمار زغال سنگ:

به طور کلی از کاربرد های اصلی پس از نحوه تشکیل زغال سنگ در زندگی امروزی می توان به عنوان سوخت اشاره کرد. یکی از فرآورده های سوختن زغال سنگ، برق است که از سال ۱۹۷۰ به یکباره و به منظور تولید برق مورد استفاده قرار گرفت.

این فرآیند به این صورت خواهد بود که انرژی به دست آمده از زغال سنگ می تواند آب را به بخار تبدیل نماید و با آن توربین ها را به حرکت درآورد و در نهایت برق را تولید کند. البته امروزه به خاطر مسائل زیست محیطی که سوزاندن این ماده طبیعی به دنبال دارد از سال ۲۰۰۸ مصرف آن رو به کاهش رفته است.

بر اساس تحقیقات انجام شده تقریبا ۳۸ درصد از انرژی برق جهان با این زغال سنگ تامین خواهد شد. همچنین استفاده دیگر آن در صنایع فولاد، فیلتر های خالص سازی هوا و آب، تولید فیبر کربن، سیلیکون، سیلان و استفاده آنتراسیت تصفیه آب بسیار رایج است.

البته به دلیل این که جزو منابع تجدیدناپذیر بوده و استفاده طولانی مدت از آن موجب گرمایش جهانی می شود از سال ۲۰۰۸ استفاده از آن کاهش پیدا کرده و به جای آن از سوخت های پاک استفاده خواهند کرد.

شباهت مراحل تشکیل نفت و زغال سنگ:

جالب است بدانید که در میلیاردها سال پیش و با فرآیند های تبدیل انرژی خورشید به آدرنوزین تری فسفات موجب تشکیل ماده های معدنی گران بهایی شده است. در واقع کلروفیل ها و برخی از رنگدانه های گیاهان، انرژی دریافتی از خورشید را برای تبدیل دی اکسید کربن، مواد معدنی و آب به اکسیژن و ترکیبات آلی انرژی دار به کار بردند.

در واقع این کار موجب افزایش ذخایر معدنی آلی از جمله هیدروکربورهای زغال سنگ، نفت و گاز شد و از این طریق با گذشت زمان مراحل تشکیل زغال سنگ و نفت به وجود آمد.

همچنین در ادامه نیز پیشنهاد می شود که با کلیک بر روی لینک های مقابل با مطالب خصوصیات و کاربردهای نفت خام و نحوه تشکیل الماس نیز آشنا شوید.

منبع : آرگا