الفحم: التصنيف والأنواع والدرجات والخصائص وخصائص الاحتراق ومواقع الاستخراج والتطبيق والأهمية للاقتصاد

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-17 18:39

الفحم هو مركب شديد التنوع ومتعدد الأوجه. نظرًا لخصوصية التكوين في أحشاء الأرض ، يمكن أن يكون لها خصائص مختلفة جدًا. لذلك ، من المعتاد تصنيف الفحم. كيف يحدث هذا موصوفة في هذه المقالة.

يتم استخراج الفحم الأحفوري في الغالب من أعماق الأرض ، ولكن في بعض الأحيان ، نتيجة للنشاط الزلزالي ، تظهر طبقات الفحم على السطح ، حيث يكون التعدين ممكنًا. لكن من أين يأتي الفحم في القشرة الأرضية؟ يعتبر تكوين الفحم عملية طويلة ومعقدة للغاية تنشأ من النباتات العادية. عندما تموت النباتات ، مع نقص الأكسجين والرطوبة العالية ، يتكون الخث منها. على مدى ملايين السنين ، يستقر هذا الخث في الأرض ، حيث يتحول ببطء إلى فحم بسبب ارتفاع درجة الحرارة والضغط. تسمى هذه العملية بالتحالف.

يمكن للإنسان العثور على الفحم الأحفوري في مراحل مختلفة من التحالف ، لذلك هناك أنواع عديدة من هذا المورد. في المجموع ، هناك عدة أنواع من تصنيفات الفحم: حسب التركيب ، حسبسمات المنشأ والحجم والرطوبة ووجود الشوائب والعديد من الخصائص الأخرى. دعونا نلقي نظرة فاحصة على بعضها.

تصنيف الفحم حسب حجم القطع

لاستخراج الفحم من باطن الارض يجب سحقه و تسليمه للسطح. يمكن أن تكون القطع الناتجة ذات أحجام مختلفة ، وهو أمر مهم جدًا للاستخدام الإضافي. لهذا السبب ، يوجد معيار الدولة (GOST R 51586-2000) ، والذي يحدد تصنيف الفحم وفقًا لحجم القطع. يشار إلى هذه الأحجام أحيانًا بدرجات الفحم حتى لا يتم الخلط بينها وبين الدرجات ، والتي سيتم مناقشتها لاحقًا.

اسم الفئة (اختصار)	الحجم بالملم
بلاطة (P)	من 100
كبير (ك)	50-100
الجوز (O)	25-50
صغير (M)	13-25
البذور (C)	6-13
شتيب (ش)	يصل إلى 6

إذا لم يتم فرز الفحم بعد وكان في تكوينه قطع ذات أحجام مختلفة تمامًا ، فإن هذا الفحم يسمى العادي (P).

هناك أيضًا درجات مختلطة ، أي مخاليط من الفحم بأحجام مختلفة ضمن حدود معينة. لكن نسبة الفحم لكل فئة في هذه الحالة غير منظمة. قد يتكون الخليط ، على سبيل المثال ، من 95٪ بذرة و 5٪ صنف ، وفي هذه الحالة سيتم استدعاء الصنفبذرة مقطوعة.

اسم الفئة (اختصار)	الحجم بالملم
كبير بلاطة (كمبيوتر)	من 50
جوز كبير (KO)	25-100
الجوز الصغيرة (OM)	13-50
البذور الصغيرة (MS)	6-25
بذرة بحجر (SS)	حتى 13
صغير بالبذور والسلمون المرقط	يصل إلى 25
جوز مع بذور صغيرة ورقائق البطاطس (OMSSh)	يصل إلى 50

تصنيف الفحم حسب الدرجات

كما ذكرنا سابقًا ، قد يختلف الفحم في التكوين. من الصعب للغاية عزل مركبات معينة في تكوين الفحم ، لذلك ، من أجل توصيف الفحم ، يتم استخدام بعض الخصائص فقط: تركيز المواد المتطايرة ، والرطوبة ، ومحتوى الكربون ، والقيمة الحرارية ، إلخ.

عادة كل هذه الخصائص مرتبطة. كلما زاد محتوى الكربون في الفحم وانخفضت المادة المتطايرة ، زادت الحرارة التي يمكن أن يوفرها الوقود. وفقًا لهذه الخصائص ، يتم تقسيم الفحم إلى درجات.

فحم بني (م)

هذا هو أصغر درجة من الفحم ، وبالتالي فهو الأقل فائدة. يبدو وكأنه كتلة من الحجر البني. في بعض الأحيان يظهر هيكل خشبي. ناتج الحرارة 22 ميجا جول / كجم فقط. والسبب في ذلك هو الانخفاضمحتوى الكربون وكمية كبيرة من الرطوبة والمواد المتطايرة والشوائب المعدنية. كل هذا لا يوفر احتراقًا فعالاً.

يتكون هذا الفحم مباشرة من الخث ويقع على عمق ضحل (من 10 إلى 200 متر). في روسيا ، يتم استخراجها من رواسب Soltonskoye ، في أحواض الفحم Tunguska و Kansk-Achinsk.

فحم لهب طويل (L)

عادة ما يكون له لون رمادي-أسود. يحترق بلهب طويل مدخن أطلق عليه اسمه. يحتوي على 70-80٪ كربون ، مما يجعله وقودًا أفضل جودة من الفحم البني. يتأثر هذا أيضًا بقلة الرطوبة والشوائب. لكن هذه ليست ميزة الفحم طويل اللهب. يمكن لهذا الوقود أن يحترق بدون نفخ ، مما يجعله سهل الاستخدام في الأفران والغلايات. هذا النوع من الفحم شائع جدًا. يتم استخراجها في Minusinsk و Kuznetsk و Donetsk والعديد من الأحواض الأخرى.

غاز الفحم (G)

تشبه إلى حد كبير العلامة التجارية السابقة ، ولكنها تختلف في انخفاض الرطوبة ومعدل الاحتراق العالي. بسبب هذا الأخير ، غالبًا ما يستخدم في بيوت الغلايات كوقود. هذا الفحم شائع في دونيتسك وكوزنتسك وكيزيلوفسكي وبعض أحواض الفحم الأخرى. كما توجد في رواسب جزيرة سخالين.

فحم دسم (W)

هذا بالفعل فحم عالي الجودة إلى حد ما. على الرغم من حقيقة أنه يضيء بشكل أقوى من العلامتين التجاريتين السابقتين ، إلا أنه يحتوي على قيمة عالية من السعرات الحرارية (35 ميجا جول / كجم). العيب هو المحتوى العالي من المواد المتطايرةالمواد ، مما يعقد التحكم في عملية الاحتراق ، لذلك نادرًا ما تستخدم هذه العلامة التجارية للفحم كوقود. المجالات الرئيسية لاستخدامه هي إنتاج مواد البناء والكربون المنشط والمواد المفيدة الأخرى ، وكذلك في صناعة فحم الكوك. يتم استخراج هذا الفحم في رواسب Osinovskoye و Baidaevskoye و Leninskoye و Tom-Usinkskoye.

فحم الكوك (C)

هذا نوع قيم للغاية من الفحم بسبب انتشاره المنخفض. تنتج هذه الدرجة فحم الكوك عالي الجودة ، كما يوحي الاسم. يتكون هذا الفحم على عمق كبير بدرجة كافية (5500 م) ، حيث يوجد ضغط كبير. لون هذا الفحم رمادي مع لمعان زجاجي. لها هيكل موحد للغاية وعدد أقل من المسام. محتوى المواد المتطايرة معتدل (22-27٪) ، والكربون يصل بالفعل إلى 88-90٪ ، مما له تأثير إيجابي على نقل الحرارة ، على الرغم من أن هذا الفحم نادرًا ما يستخدم كوقود. يتم استخراج فحم الكوك في حوض الفحم في كوزنيتسك ، في Anzhersky و Tom-Usinsky و Prokopyevsko-Kiselevskiy ومناطق أخرى.

نحيف التكتل الفحم (نظام التشغيل)

هذه العلامة التجارية للفحم لا تختلف كثيرًا عن فحم الكوك: محتوى الكربون والشوائب غير العضوية على نفس المستوى تقريبًا. ميزته الرئيسية هي قيمته الحرارية العالية. تبلغ 36 ميغا جول / كيلوغرام ، لذا فهي تستخدم أحيانًا كوقود في محطات توليد الكهرباء. لكن استخدامها الرئيسي هو صناعة فحم الكوك. صحيح ، هذا الفحم بالكاد يكون فحم الكوك ، لذلك يجب استخدامه في خليط معأنواع أخرى من الفحم. يسمى هذا المزيج من عدة درجات شحنة الفحم. يتم استخراج الفحم الخالي من الدهون بشكل أساسي في منطقة كوزباس ومنطقة كيميروفو وحوض الفحم في جنوب ياكوتسك.

الفحم العجاف (T)

حصلت هذه العلامة التجارية من الفحم على مثل هذا الاسم المضحك بسبب الطبقات الرقيقة نسبيًا التي تكمن بها في الصخر. ويرجع ذلك إلى العمق الكبير (6600 م) والضغط العالي. على عكس النوعين السابقين ، لا يمتلك الفحم الخالي من الدهن القدرة على التكلس ، ويكاد يكون من المستحيل إنتاج فحم الكوك منه.

لكنها ذات قيمة حرارية عالية جدًا تصل إلى 40 ميجا جول / كجم. وهذا يؤدي إلى استخدامه كوقود ، وكذلك في علم المعادن ، حيث تتطلب أفران صهر المعادن درجات حرارة عالية للغاية. المناطق الرئيسية لإنتاج الفحم الصافي هي مناطق Aralichevsky و Baidayevsky و Kemerovo.

أنثراسايت (أ)

هذا هو الفحم الأعلى جودة من حيث القيمة الحرارية. يمكن أن يصل محتوى الكربون فيه إلى 98٪. فقط الجرافيت لديه المزيد. وفي المظهر ، يختلف أنثراسايت اختلافًا كبيرًا عن العلامات التجارية الأخرى. لها لون أسود غامق مع لمعان معدني واضح. كما أن لديها ثباتًا حراريًا عاليًا وموصلية كهربائية. درجة حرارة احتراق أنثراسيت عالية جدًا ، لذلك لا يمكن استخدامها كوقود في جميع أنواع الأفران. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدامه في علم المعادن ، لتصنيع المرشحات ، والأقطاب الكهربائية ، وكربيد الكالسيوم ، ومسحوق الميكروفون. هذا الفحم لا يتلبد ، لذلك لم يجد فائدة في فحم الكوك ، على الرغم من أنه يمكن ذلك حتى بدون هذه العمليةاستبدال فحم الكوك في بعض العمليات.

أنواع أخرى من التصنيفات

بالإضافة إلى تلك الدرجات المذكورة أعلاه ، هناك العديد من الدرجات المتوسطة ، مثل دهن الكوك (KZh) ، وتلبيد الغاز (GS) ، والغاز طويل اللهب (DG).

أيضًا ، يمكن أن يحتوي الفحم لكل علامة تجارية على أحجام مختلفة من القطع. في هذه الحالة ، يتم وضع الحرف الذي يشير إلى الصنف بعد الحرف الذي يشير إلى العلامة التجارية. على سبيل المثال ، أنثراسايت الجوز (AO) ، لوح عريض (ZHP) ، بذور فحم الكوك (كانساس).

يوجد أيضًا تصنيف للفحم حسب المنشأ. كل الفحم ، كما ذكرنا سابقًا ، يتكون من نباتات على مدى ملايين السنين. لكن يمكن أن تكون النباتات ذات طبيعة مختلفة. لذلك ، ينقسم الفحم إلى دبالية (من الخشب والأوراق والسيقان) والسابروبيليت (من بقايا النباتات السفلية ، مثل الطحالب).