الفحم هو عبارة عن مادة قابلة للاشتعال يتم استخدامه في الوقود حيث يتميز بأن له لون أسود إذ يتكون من الكربون بشكل أساسي إلى جانب مجموعة من العناصر الأخرى حيث يتكون الفحم في الدرجات المنخفضة من الحرارة وتختلف خواص الفحم باختلاف الشوائب التي تنتج عن تفاعل الجزيئات الكربونية:
حيث يتوفر الفحم في نوعين وهما الفحم الحجري والفحم النباتي.
إذ أن لكل نوع منهم الطريقة المختلفة في تكونه وتصنيعه.
وخلال السطور التالية نتعرف معكم على الفرق بين الفحم الحجري والنباتي فتابعوا معنا.
الفحم النباتي
أولا نتعرف معكم على الفحم النباتي من حيث التركيب والخواص في النقاط التالية:
يتكون الفحم النباتي من مركبات الكربون العضوية الناتجة عن احتراق منتجات الحيوانات والنباتات.
يحتوي الفحم النباتي على مستويات بسيطة من الشوائب من مركبات الهيدروجين والكبريت.
يوجد نوعين من الفحم النباتي واحدا يعرف بـ فحم الخشب والآخر معروف بفحم العظام أو الفحم الحيواني.
الفحم النباتي هو عبارة عن عنصر هش ذو لون أسود قابل للاشتعال والتوهج السريع.
الكبريت ليس من العناصر المكونة للفحم النباتي.
يتكون من الرماد والكربون وهذا هو السبب في كونه هشا.
طريقة تصنيع الفحم النباتي
هناك مجموعة من الخطوات المتبعة في تصنيع الفحم النباتي وهي كالتالي:
يتم تسخين الخشب والمواد النباتية أو الحيوانية التي تحتوي على عنصر الكربون حيث يتم وضع المواد جميعها داخل فرن مفرغ الهواء.
حيث ينتج عن التسخين مواد أخرى وعناصر مثل الهيدروجين والنيتروجين والأكسجين.
أثناء تكون هذه المواد تترك مادة لونها أسود وهشة بها ثقوب مسامية صغيرة.
هذه المادة المتكونة هي الفحم النباتي.
استخدامات الفحم النباتي
توجد مجموعة من الاستخدامات المتنوعة للفحم النباتي منها العلاجي ومنها التجميلي ويمكن ذكر أبرز الاستخدامات فيما يلي:
يستخدم على هيئة كبسولات مكملات غذائية لعلاج غازات المعدة.
يتم استخدامه في تبيض الأسنان ولمعانها وزيادة جمالها.
يساعد على تخلص البشرة من المواد السامة والبكتريا الضارة.
يعمل كمطهر للمعدة والكبد عن تناول المواد الكحولية.
يساعد على امتصاص النيكوتين من الجسم والتخلص منه لذا ينصح باستخدامه المدخنين.
يساعد على إزالة دهون البشرة.
يدخل في الكثير من قناعات البشرة لزيادة نضارتها لأنه يحتوي على مضادات الأكسدة التي تمنع ظهور علامات التقدم في العمر لفترات أطول.
يتم استخدامه في القضاء على البكتريا والطفيليات الموجودة في المعدة.
يستخدم كمطهر عام حيث ينصح باستخدام الفحم في الكثير من حالات التسمم.
الفحم الحجري
نأتي إلى النوع الثاني وهو الفحم الحجري والذي يمكننا التعرف على خصائصه في النقاط التالية:
يتكون الفحم الحجري من 90% من الكربون ومجموعة من العناصر الأخرى موزعة بين الكبريت والأكسجين والنيتروجين.
يتشكل الفحم الحجري من الصخور الرسوبية على منها الحجر الطيني والحجر الرملي ويتم العصور عليه على هيئة صخور رسوبية سوداء اللون.
يتكون من بقايا النباتات والمواد المعدنية.
له القدرة على الاشتعا وإمداد الطاقة الحرارية.
كان يستخدم قديما وقودا للقطارات وأيضا في التدفئة وفي وقتنا الحالي يتم استخادمه في إنتاج الطاقة الكهربائية.
طريقة صنع الفحم الحجري
يحتاج الفحم الحجري إلى مجموعة من الخطوات و3 من المراحل التي يمر بها حتى يتكون وهم كالتالي:
مرحلة موت النباتات: حيث تموت النباتات التي توجد في المستنقعات مثل السراخس والشجيرات والطحالب والكروم إذ تتجمع البقايا من النباتات في منطقة إلى أن تنمو مكونة البكتيريا التي يتولد عنها ثاني أكسيد الكربون والميثان.
مرحلة تحلل النباتات: في هذه المرحلة تدفن النباتات تحت الأرض بعيدة عن الهواء لفترة طويلة إلى أن تتحلل وتفسد البكتيريا اللاهوائية وينتج عنها الخث وهي مواد نباتية محللة ثم يدفن الحث مع طرد الرماد وغيرها من المركبات نتيجة الضغط تحت الأرض.
مرحلة التفحيم: يتكون الفحم مع الاستمرار في الدفن حتى يزيد الضغط والحرارة على الخث وبالتالي تزيد معها جودة الفحم وقدرته على الاشتعال ثم يتحول للون الأسود الداكن وتزيد صلابته.
أنواع الفحم الحجري
هناك 4 أنواع من الفحم الحجري وكل نوع له اسم يعرف به في الأسواق وهي كما يلي ذكره:
البتيومينيوم: هو أكثر الأنواع المتداولة في الأسواق حيث يحتوي على طاقة حرارية أثناء حرقه لكنه متوسط الجودة.
أنثراسايت: يتميز بصلابته وهو من أفضل أنواع الفحم الحجري كما يحتوي على نسبة عالية من الكربون عن غيره من الأنواع الأخرى والشوائب الموجودة به قليلة.
السبتيوميني: هو اكثر الانواع المتميزة بالجودة العالية حيث له طاقة حرارية كبيرة كما يكون لونه أسود باهت.
الليجنيت: هو من الأنواع ذات الجودة المنخفضة كما يعتبر أسوأ الأنواع الموجودة في الأسواق لأنه يحتوي على كمية بسيطة من الكربون ويمكن التعرف عليه من خلال لونه البني.
يدخل الفحم الحجري في العديد من مجالات الصناعة كما تتعدد استخداماته وهي على النحو التالي:
انتاج ألياف الكربون المستخدمة في البناء.
يدخل في صناعة وإنتاج الحديد والصلب باستخدام فحم الكوك الذي يحول الحديد الخام إلى حديد صلب.
يستخدم في التدفئة وطهي الطعام في الكثير من المناطق النامية التي تكون درجة حرارتها منخفضة.
يتم تحويله إلى غاز صناعي يستخدم في سماد اليوريا.
كان يستخدم في الدول القديمة كوقود أساسي لسير القطارات.
يساعد على إزالة الروائح الكريهة من المنازل أو وضع قطعة منه في الثلاجة لامتصاص الروائح الغير مرغوب بها.
صفات الفحم الجيد
ينبغي أن يتوفر في الفحم مجموعة من الصفات التي تؤكد على جودته حيث يتم التعرف عليها من خلال مجموعة من العوامل نذكر منها الآتي:
نسبة الكربون: هو المكون الرئيسي الذي يشير إلى جودة الفحم حيث يحتاج الفحم إلى درجات منخفضة من الحرارة حتى تكون جودته عالية لهذا ينصح بعدم رفع درجة الحرارة أكصر من 400 درجة.
نوع الخشب: حيث يؤثر النوع المستخدم من الخشب على جودة الفحم إذ أن الفحم المصنوع من خشب أشجار الفواكه هو أجود الأنواع وتكون كفاءته عالية.
كمية ولون الرماد: يعود لون الرماد وكميته على اختيار الخشب المحتوي على السيليوز والأملاح التي تساعد على تحسينم جودة ونقاء الفحم.
حجم الفحم: كلما كان حجم الفحم مناسب كان ذو جودة وكفاء أعلى لأن القطع الصغيرة جدا من الفحم تعمل على التقليل من جودته.
نسبة رطوبة الفحم: كلما كان الفحم في حالته الصلبة كان ذلك دليلا على جودته أما في حال كانت رطوبة الفحم عالية فإن ذلك يعمل على خفض مستوى جودة الفحم بصورة واضحة.
أسئلة شائعة
ما هو شكل الفحم الحجري؟
الفحم الحجري عبارة عن صخر أسود اللون أو بني وعادة ما يكون ذو لون أسود قابل للاحتراق ويتم استخراجه من العروق أو الطبقات الأرضية. يتكون الفحم من الكربون مع نسب متفاوتة من الهيدروجين والأكسجين والكبريت والنيتروجين وبعض العناصر الأخرى.
ما هي مكونات الفحم النباتي؟
يتكون الفحم النباتي من مخلفات كربون صرف الناتجة عن نزع الماء من العناصر النباتية.
ما هي افضل انواع الفحم؟
فحم الأنتراسيت أو الفحم الصلب هو أفضل أنواع الفحم الحجري وهو نوع له بريق وقاس ويتكون من حوالي ما بين 92% إلى 98% من الكربون.
