ما هُو الفحم الحجري واستخداماته والفرق بينه وبين الفحم النباتي

ما هُو الفحم واستخداماته، والفرق بينه وبين الفحم

قبل أن نعرف ماهِيْة الفحم، واستخداماته، والفرق بينه وبين الفحم، نحتاج إلَّى معرفة مكونات الفحم لأنه يتكون من مجموعة من النباتات والسراخس والأشجار التي سقطت فِيْ المستنقعات منذ القدم، وظروف المستنقع يمنع الكائنات الحية من التحلل الكامل بسبب الطقس الحار والرطب.

ثم، على مدى ملايين السنين، تراكَمْت مجموعة من الطبقات السميكة من الطين والرمل فوق هذه النباتات المدفونة، وبعضها تحلل وتحول إلَّى غازات متطايرة، تاركًا وراءه مادة سوداء هِيْ الفحم. موت هذه النباتات وحدوث هذه العملية زاد من سمك الطبقات.

خلال هذه الفترة، أدى ضغط الطبقات العليا المرتفعة ونمو الحرارة إلَّى إزالة عَنّْاصر الهِيْدروجين والأكسجين من هذه النباتات الميتة، تاركين بداخلها الكربون فقط، وهُو ما يسمى بالفحم.

حيث يصنف الفحم وفقًا لمحتواه من الكربون، بمعَنّْى أن الفحم يتكون أساسًا من مجموعة من المواد التي يعتبر الكربون محتويًا بنسب معينة، وعلى أساس هذه النسب يمكن تحديد أكثر من نوع واحد من الفحم كلما زاد محتوى الكربون، زادت الحرارة التي يطلقها الفحم أثناء الاحتراق.

أما الفحم فهُو مادة هشة تستخدم فِيْ العديد من المجالات المختلفة، مثل استخدامه فِيْ الوقود لإشعال حريق، كَمْا أنه يستخدم كأحد أدوات الرسم، مثل أقلام الفحم، على سبيل المثال. أنواع الفحم الكربوني غير المتبلور ويشمل الداخل كَمْية صغيرة من شوائب مركبات الكبريت والهِيْدروجين.

من أجل تحديد جميع نقاط الفصل بين هذين النوعين من الفحم والفحم، يمكن معالجة جميع المعلومات المتعلقة بكل منهما على حدة من أجل توضيح المعلومات بشكل كامل والإجابة على سؤال ما هُو الفحم وما هُو الاستخدامات والفرق بينها وبين الفحم النباتي.

أولا الفحم

الفحم لونه أسود أو بني يقبل الاشتعال أو الاحتراق، مما يوفر الطاقة، والتي يتم إنتاجها على شكل حرارة، وتستخدم هذه الحرارة لأغراض عديدة، بما فِيْ ذلك التسخين أو كوقود لتشغيل وحركة قطارات فِيْ الماضي، ولكن فِيْ جميع أنحاء العالم اليوم، يتم استخدام الفحم لتوليد الكهرباء.

أما عَنّْ الشكل الذي يوجد به الفحم فِيْ الطبيعة، فهُو يتواجد فِيْ طبقات متعددة من أنواع أخرى من المعادن فِيْ مكونات الصخور الرسوبية، مثل الطين والحجر الرملي، والتي تحتوي على نسبة كبيرة من الكربون تمثل 90٪ من تركيبته، إلَّى جانب مجموعة من المواد الأخرى تشمل الكبريت والأكسجين والنيتروجين.

هُو مصدر غير متجدد للطاقة لأن تكوينه يستغرق ملايين السنين، أما بالنسبة لكَيْفَِيْة تكوين الفحم فهُو يتكون من بقايا نباتية فِيْ مستنقعات مدفونة تحت الرواسب والصخور حيث تتراكَمْ الرواسب فوقها وتكون النباتات المدفونة مضغوطة، مما يؤدي إلَّى زيادة درجة الحرارة والضغط.

بسبب الإجهاد المفرط فِيْ هذه الظروف، تظل النباتات المدفونة بدون أكسجين ؛ ويرجع ذلك إلَّى وجود الطين والمياه الحمضية، والتي تحول بمرور الوقت الغطاء النباتي المدفون الغني بالكربون إلَّى فحم، وهِيْ عملية تعرف باسم الكربنة.

الفحم هُو المصدر الرئيسي للطاقة لتوليد الكهرباء عَنّْ طريق توليد البخار ويمكن استخدامه أيضًا كَمْصدر كيميائي يتم من خلاله الحصول على العديد من المركبات الاصطناعية مثل الأصباغ والزيوت والشموع والأدوية والمبيدات، ولإنتاج فحم الكوك فِيْ العمليات المعدنية.

بالإضافة إلَّى ذلك، يعتبر تسييل الفحم إلَّى غاز إحدى الطرق لإنتاج الوقود الغازي والسائل الذي يمكن نقله بسهُولة عَنّْ طريق خطوط الأنابيب ويسمح بالتخزين السهل.

أنواع الفحم

هناك أربعة أنواع من الفحم، بناءً على كَمْية الكربون فِيْها، وهِيْ كالتالي

• Lignite يحتوي على نسبة منخفضة من الكربون تتراوح من 25٪ إلَّى 35٪.
• قار السب نسبة جزيئات الكربون فِيْها أعلى من نسبة اللجنيت حيث تتراوح من 35 إلَّى 45٪.
• القار تتراوح نسبة الكربون فِيْه من 45 إلَّى 86٪.
• أنثراسايت تتراوح نسبة الكربون فِيْه من 87٪ إلَّى 97٪.

طريقة صنع الفحم

يصنع الفحم فِيْ طبقات الأرض، كَمْا ذكرنا فِيْ تكوين الفحم بشكل عام، عَنّْدما ماتت النباتات وسقطت فِيْ المستنقعات ودفنت نفسها فِيْ الأرض، ثم بدأت هذه المادة بالتصلب مع مرورها.