تحويل الفحم إلى مصادر آخرى
تحويل الفحم الى وقود غازي :
تعتبر طرق تحول الفحم الي وقود غازي متعدد الاغراض من أهم طرق تحويل الفحم الي صور أخري يسهل استعمالها كمصدر للطاقة ، فيمكن نقل هذه الغازات من مكان لآخر عن طريق خطوط الانابيب عبر مساقات طويلة بطريقة اقتصادية ، واستخدامها في كثير من الأغراض وعادة ما يستعمل لهذا الغرض بعض أنواع الفحم غير الجيدة ، مثل تلك الانواع التي لاتصلح لصنع فحم الكوك ، أو بعض أنواع الفحم الاخري التي تحتوي علي قدر كبير من الشوائب المعدنية ، والتي تترك وراءها عند حرقها ، نسبة عالية من الرماد تفسد الافران .
الغاز المنتج :
يتكون الغاز المنتج عند امرار تيار منالهواء المحمل بقدر صغير من بخار الماء فوق الفحم المسخن لدرجة حرارة عالية ويحتوي الغاز المنتج علي نحو 50%من وزنه من غاز الهيدروجين ، كما يحتوي علي كل من غازي الهيدروجين وأول أكسيد الكربون . ونظرا لاحتواء الغاز المنتج علي قدر كبير من غاز النتروجين ، وهو الغاز الموجود اصلا بالهواء ، فان القيمة الحرارية للغاز المنتج تكون منخفضة نسبياً لأن غاز النتروجين لا يقبل الاشتعال ويستعمل الغاز المنتج في بعض العملياتالصناعية ، خاصة في تسخين بطاريات فحم الكوك
غاز الماء :
يعرف هذا الغاز أحيانا باسم ( الغاز الازرق ) لأنه يشتعل بلهب ازرق . ويتكون غاز الماء عند إمرار تيار من بخار الماء فوق الساخن ، اي البخار المسخن لدرجة تزيد علي 150ْ م ، في خلال الفحم الساخن لدرجة حرارة عالية تزيد علي 1200ْم وتتم هذه العملية بنظام معين ، فيمرر أولا تيار منالهواء في الفحم الساخن حتي تصل درجة حرارته الي الحد المطلوب ، ثم يمرر بعد ذلك تيار من بخار الماء في خلال هذا الفحم ونظرا لأن التفاعل بين الفحم وبين بخار الماء تفاعل ماص للحرارة ، فان إمرار البخار علي الفحم يؤدي الي خفض درجة حرارة الفحم بسرعة ، ولذلك يعاد إمرار تيار منالهواء في طبقات الفحم حتي ترتفع درجة حرارته الي الحد المطلوب .
وتتكرر هذه العملية باستمرار ، فيمرر تيار منالهواء ، ثم تيار من البخار في طبقات الفحم الساخن بالتبادل كل 4-6 دقائق ويتكون غاز الماء من خليط من غازي الهيدروجين وأول أكسيد الكربون وكلهما يقبل الاشتعال ، ولذلك فان القيمة الحرارية لغاز الماء تزيد علي القيمة الحرارية للغاز المنتج بحوالي الضعف . ويحتوي غاز الماء علي نسبة صغيرة من غاز ثاني أكسيد الكربون وبالرغم من ارتفاع القيمة الحرارية لغاز الماء ، فانها لا تكفي للاستعمال في كل الاغراض ، ولذلك يت غثراء هذا الغاز في بعض الاحيان باضافة بعض ابخرة المقطرات الخفيفة للبترول ، او قليل من الغاز الطبيعي اليه ، لرفع قيمته الحرارية ، ويعرف هذا الخليط باسم ( غاز الهدروكربوني ) وهو يستعمل في بعض المدن الوربية في عمليات التدفئة والتسخين في المنازل
تغويز الفحم في باطن الأرض :
تتلخص هذه الطريقة في تحويل الفحم الي غاز وهو في باطن الأرض دون الحاجة الي استخراجه بطرق التعدين المعروفة وتوفر هذه الطريقة كثيرا من التكاليف ، فهي تتخلص تماما من تكاليف استخراج الفحم من باطن الارض ، كما انها توفر تكاليف نقله الي مراكز التصنيع المختلفة . واول من فكرة في تحويل الفحم الي غاز بهذا الاسلوب كان عام 1868 . ولكن لمي تم تجربة هذه الطريقة عمليا الا في عام 1912 . وتتضمن هذه الطريقة حفر أبار مائلة تصل بين سطح الأرض وبين رواسب الفحم ، ثم يشعل الفحم ويدفعالهواء في انابيب الي هذه الرواسب ، ويعود مرة اخري الي سطح الارض عن طريق انابيب اخري ، حاملا معه غازات الفحم التي تدفع بعد ذلك لاستخدامها في ادارة الآلات .
وقد كانت هذه الفكرة محل البحث في الاتحاد السوفتي منذ عام 1940 ، وتوجد حايلا أبار من هذا النوع تعمل كنجاح في الاتحاد السوفيتي احدها في أوزبكستان ، ويستخدم فيها الغاز الناتج في ادارة محطة للكهرباء وقد دفع الحظر الذي فرض عل البترول عام 1973 ، الولايات النمتحدة الي إقامة مشروع لتغويز الفحم تحت الأرض في ولاية وايومنج ، حيث توجد طبقة من الفحم تحت البتيوميني علي عمق كبير مما يجعل استخراجه علي درجة من الصعوبة وقد تم بذلك الاستفادة بنحو 4200طن من هذا الفحم في خلال ثلاثة أشهر في عام 1975 ، وتم تحويلها الي غاز قيمته الحرارية نحو 1560كيلو كالوري للمتر المكعب
وتفيد هذه الطريقة كثيراً في استغلال رواسب الفحم اليت قد تو جد علي عمق كبير ، أو توجد هذه الرواسب تحت صخور صلبه ، او يكون حجمها غير اقتصادي او من النوع متوسط الجودة ، فتكون تكاليف استخراجها من باطن الأرض أكثر بكثير من قيمتها الاقتصادية كذلك تعتبر هذه الطريقة من افضل الطرق لاستغلال رواسب الفحم التي قد تقع تحت بعض المناطق السكنية او المزدحمةبالسكان ولا يمكن الحفر فيها ، او تقع تحت مياه البحر ، كما في المنطقة الواقعة تحت بحر الشمال بين انجلترا وفرنسا .
وهناك بعض الصعوبات التي يجب التغلب عليها قبل استخدام هذه الطريقة علي نطاق واسع وبكفاءة عالية ومن امثلة هذه الصعوبات انه تبين ان القيمة الحرارية للغازات الناتجة في هذا العملية تكون مرتفعة في أول الأمر ، ولكنها تنخفض تدريجيا بمرور الزمن . كذلك يتطلب الأمر ضرورة الحفر بدقة كبيرة للوصول الي رواسب الفحم ، مع الاهتمام بمنع تسرب الغازات من موقع الحفر او من من خطوط الأنابيب ، وضرورة اختيار رواسب الفحم ، مع الاهتمام بمنع تشرب الغازات من موقع الحفر أو من خطوط الانابيب ، وضرورة اختيار رواسب الفحم المتصلة واليت لا تتخللها فواصل نتيجة لحدوث صدوع حتي يمكن نجاح عملية التغوير .
تحويل الفحم الى وقود سائل :
قدم العالم الالماني برجيوس عام 1930 ، فكرة تحويل الفحم الي زيت بتسخينه مع غاز الهيدروجين تحت ضغط مناسب وقد نشأت هذه الفكرة عند هذا العالم عندما لاحظ ان نسبة الهيدروجن الي الكربون في الفحم تصل الي نحو 16 : 1 ، علي حين ترتفع هذه النسبة في زيت البترول الي الضعف تقريبا ، فتتصل الي نحو 8 : 1 . وقد تصور برجيوس أنه إذا عوامل الفحم بالهيدروجين في ظروف مناسبة ، فانه يمكن ان يتحول ال مايسبه زيت البترول ، ونجح في اجراء هذا التحول في المعمل وتعرف هذه الطريقة حاليا باسم ( طريقة برجيوس للهدرجة ) وهي تتضمن خلط مسحوق الفحم ببعض الزيوت الثقيلة ، ثم يضاف الي هذا الخليط حافز مثل احد املاح القصدير ، ويمرر فيه تيار من غاز الهيدروجين تت ضغط معلوم وعند درجة حرارة نحو 450ْم .
وينتج من هذه العملية سائل ثقيل يتم تجزئته الي عدة مقطرات بعضها يشبه الجازولين ويشبه بعضها الآخر زيت الوقود . وينتج من هذه الطريقة كذلك بعض الغازات الهدروكربونية ، وبعض المواد العضوية الاخري مثل البنزين والانيلين والنفثالين ، وهي تعتبر مواد اولية ، وتدخل في تحضير كثير من الأدوية والاصباغ وما الي ذلك . وهناك طريقة اخري استخدمت في تحويل الفحم الي وقود سائل وهي تعرف باسم ( طريقة فيشر- تروبش ) وقد استحدثت هذه الطريقة عندما اعلنت شركة ( باسف ) الالمانية انها توصلت الي طريقة جيدة يتم فيها تحويل خليط من غازي اول اكسيد الكربون والهيدروجين الي بعض السوائل الهدروكربونية وبعض مشتقاتها الاكسجينية .
وقد قام العالم الالماني ( فرانز فيشر ) وزميله ( هانز تروبش ) عام1914بدراسة هذه الطريقة دراسة مستفيضة ، وتمكنا معا من ابتكار طريقة لتحويل الفحم الي وقود سائل اطلق عليه اسم ( سنتول ) وهي اختصار يدل علي كلمتي الزيت المخلق ، وهو يتكون من خليط من عدة هدروكربونات وبعض الكحولات والكيتونات وما اليها . وتتلخص طريقة فيشر- ترولش في امرار خليط من البخار فوق الساخن وغاز الاكسجين فوق مسحوق الفحم الساخن ، فيتحول افحم الي ثاني اكسيد الكربون ، ثم يمرر هذا الخليط الغازي بعد ذلك فوق عامل مساعد فيتحول الي سائل يشبه زيت البترول .
وقد اقيمت تسعة مصانع في المانيا اثناء الحرب العالمية الثانية ( 1939-1945 ) لانتاج السنتول ، واستطاعت هذه المصانع ان تعوض نقص البترول في المانيا فانتجت نحو نصف مليون من الزيت المخلق وقد تمكن الألمان بهذه الطريقة من انتاج 200 . 000طن من وقود السيارات و100 . 0000طن من زيت الديزل و500 . 000طن من المنظفاتالصناعية ، ونحو40 . 000طن من الاحماض الدهنية 30 . 000طن من الشموع وقد تبين ان نواتج هذه الطريقة تختلف اختلافا بينا باختلاف الحاز المستعمل وأمكن بذلك تحضير عدد منالمركبات العضوية متنوعة التركيب وربما كانت احدي النتائج لطريقة فيشر – تروبش هي امكانية تحويل الفحم الي نوع من الدهون التي تصلح للاستعمال في الغذاء .
وقد استطاع الألمان اثناء الحرب أكسدة انواع من الشموع الناتجة في العملية السابقة ، الي احماض دهنية ، ثم قاموا بتحويل هذه الاحماض الي دهون باتحادها مع الجليسرين ، وصنعوا منها أصنافا من الدهن الصناعي مثل المرجرين الذي استعمل في الطهو وفي تحضير الغذاء ، كما استعملوا جزءا من هذه الدهون في تحضير الصابون
it-oky
16:48 - يوم أمس معلومات عن العضو رد على الموضوع بإضافة نص هذه المشاركة أضف رد سريع بإقتباس لهذا الرد
