زغال سنگ از لحاظ ساختاری ماده‌ای پرکاربرد در صنایع مختلف است که می‌توان از آن به طور مستقیم و غیرمستقیم استفاده کرد. این ماده مهمترین سوخت فسیلی در زمین است که از باقی‌مانده گیاهان مرده ایجاد می‌شود. این ماده سوختی به شکل سنگی رسوبی و سیاه رنگ است که از کربن و هیدروکربن تشکیل می‌شود.
انرژی سوختی زغال سنگ بسیار قابل توجه است و در تولید بسیاری از مواد اولیه نقش مهمی را ایفا می‌کند. از مزایای زغال سنگ حرارتی می‌توان به تولید برق اشاره کرد. زغال سنگ به عنوان فراوان‌ترین سوخت فسیلی در سراسر جهان شناخته شده است که با سوزاندن آن انرژی زیادی آزاد می شود.
این ماده یکی از بزرگترین منابع انرژی در دنیا است که بهره‌گیری از آن باعث پیشرفت بسیاری از صنایع شده است و مزیت‌های فراوانی دارد. در ادامه با کاربردهای بی‌شمار زغال سنگ حرارتی آشنا خواهیم شد.
تشکیل زغال سنگ و استفاده از آن در موارد گوناگون
مزیت‌های استفاده از زغال سنگ حرارتی
زغال سنگ در صنعت به عنوان سوخت در تولید انرژی کاربرد فراوانی دارد. این ماده برای تولید گرما و حرارت انرژی زیادی را آزاد می‌کند. زغال سنگ ماده‌ای سوختی است که مصارف گوناگونی در تولید انواع محصولات و یا مواد اولیه بسیاری از صنایع دارد.
برای تولید گاز، کک، روغن، قطران نیاز به ماده اولیه در برخی صنایع شیمیایی است که از زغال سنگ به عنوان ماده اصلی تولید مواد و محصولات شیمیایی مورد نیاز استفاده می‌شود. در بسیاری از کشورها مانند چین زغال سنگ در مبادلات کالا و کار‌های تجاری به کار می‌رود.
نوع ساختار زغال سنگ باعث تولید محصولات خاصی خواهد شد که یکی از مزایای زغال سنگ حرارتی محسوب می‌شود. همچنین ذوب مس از مواردی است که توسط زغال سنگ انجام می‌شود.
کاربردهای گوناگون زغال سنگ حرارتی
برای تولید انواع محصولات و ساخت بسیاری از وسایل از زغال سنگ استفاده می‌شود که به عنوان ماده‌ای سوختی در تولید مواد اولیه به کار می‌رود. در ادامه به برخی از مهمترین کاربردهای زغال سنگ حرارتی اشاره می‌شود.
سوختن زغال سنگ همراه با تولید گرما و حرارت
تولید برق از زغال سنگ حرارتی
تولید گرما و حرارت از مزایای زغال سنگ حرارتی است که در صنعت تولید برق از آن استفاده فراوانی می‌شود. سوزاندن پودر زغال سنگ در دمای بالا و تبدیل آب به بخار توسط آن، سبب چرخش توربین‌ها با سرعت بالایی خواهد شد که از آن برای ایجاد میدان مغناطیسی قوی استفاده می‌شود و درنهایت منجر به تولید برق خواهد شد. در سال‌های اخیر از زغال سنگ در تولید برق و ایجاد انرژی الکتریکی استفاده بسیاری شده است.
تولید انرژی از زغال سنگ در نیروگاه‌های حرارتی
استفاده از زغال سنگ حرارتی در تولید فولاد
زغال سنگ در صنعت فولاد به طور غیرمستقیم مورد استفاده قرار می‌گیرد. کک زغال سنگ برای تولید فولاد با گذاشتن زغال سنگ در کوره ایجاد خواهد شد. بنابراین سنگ آهک از حرارت تولیدی گداخته می‌شود و ورقه‌های فولاد به دست می‌آیند.
علاوه بر مصرف زغال سنگ در تولید فولاد، از کک زغال سنگ برای تامین حرارت مورد نیاز در ذوب آهن و در کوره بلند استفاده می‌شود. کک زغال سنگ در کوره بلند با پخته‌شدن زغال سنگ ایجاد خواهد شد و سپس تولید فولاد با گداخته‌شدن سنگ آهن توسط کک زغال سنگ و تبدیل آن به آهن انجام می‌شود.
کک تولیدی به عنوان ماده اولیه در صنایع فولادی و تولید محصولات گوناگون کاربرد فراوانی دارد. فولاد تولیدی از ترکیب آهن و مقداری کربن به وجود می‌آید که با مقاومت بسیار بالایی در دسترس است. همچنین مشکلاتی از قبیل زنگ‌زدگی، تغییر شکل و چکش‌خواری برای آن ایجاد نمی‌شود.
زغال سنگ حرارتی در صنعت تولید فولاد کاربرد بی‌شماری دارد. از کاربردهای مهم فولاد در صنایع مختلف می‌توان به تولید سیم و لوله، تولید ورقه‌های فولادی، تولید انواع محصولات ساختمانی، تولید ورق سیاه فولادی، تولید میخ فولادی، خودروسازی و کشتی‌سازی اشاره کرد.
همچنین صنایعی مانند پتروشیمی از فولاد در ساخت بسیاری از محصولات استفاده می‌کنند. هوا و فضا از صنایع دیگری است که به فولاد نیاز دارد و به تبع کاربرد و مزایای استفاده از زغال سنگ حرارتی را اثبات می‌کند.
تولید فولاد با استفاده از زغال سنگ حرارتی
مصرف زغال سنگ حرارتی در صنعت کشاورزی
برای تولید اسید نیتریک و کود از فرآیند سوزاندن زغال سنگ حرارتی استفاده می‌کنند که به دنبال آن کود تولیدی از زغال سنگ در محصولات کشاورزی مورد استفاده قرار می‌گیرد. کاربردهای فراوان زغال سنگ در کشاورزی از مهمترین مزایای زغال سنگ حرارتی است که منجر به افزایش تولیدات کشاورزی و محصولات حاصل از آن می‌شود.
کاربرد زغال سنگ حرارتی در صنعت کشاورزی
موارد مصرف زغال سنگ در صنایع گوناگون
مواد اولیه بسیاری از محصولات در صنایع مختلف زغال سنگ است. مصارف گوناگون زغال سنگ به دلیل ویژگی‌های منحصر‌به‌فرد آن در انواع صنایع اهمیت این ماده را دو چندان کرده است. استفاده از زغال سنگ در صنایع مختلفی مانند سیمان‌سازی، کاغذسازی، آلومینیوم‌سازی و … به چشم می‌خورد. همچنین استفاده از زغال سنگ در صنایع شیمیایی و داروسازی از اصلی‌ترین مزایای زغال سنگ حرارتی است. بنابراین زغال سنگ به عنوان یکی از مواد اولیه مهم تلقی می‌شود.
کاربرد زغال سنگ حرارتی در تولید محصولات خاص
استفاده از زغال سنگ حرارتی مزیتی مهم در تولید انواع محصولات به حساب می‌آید. محصولاتی مانند کربن فعال، فیبر کربن و فلزات سیلیکونی توسط زغال سنگ حرارتی تولید می‌شوند. تصفیه آب و دستگاه‌های دیالیزی با استفاده از کربن فعال انجام می‌شود.
وزن بسیار سبک و ساختار قوی موادی مانند فیبر کربن در صنعت ساختمان‌سازی کاربرد فراوانی دارد. همچنین ساخت مواد اولیه روان‌کننده‌ها با استفاده از فلزات سیلیکونی امکان‌پذیر است. ساخت لوازم آرایشی و بهداشتی از کاربردهای مهم فلزات سیلیکونی به حساب می‌آید.
محصولات زغال سنگ
تولید گاز هیدروژن با استفاده از زغال سنگ حرارتی
تولید گاز هیدروژن با استفاده از زغال سنگ حرارتی ممکن است. این فرآورده کاربرد وسیعی در انواع صنایع دارد. فرآیند تولید گاز هیدروژن بر اساس ترکیب کربن زغال سنگ انجام می‌شود.
زغال سنگ‌های داغ حرارتی معادل 1200 درجه سانتی‌گراد دارند. آبی که روی زغال سنگ‌های گداخته‌شده ریخته خواهد شد در اثر حرارت زیاد و گرمای ایجادشده تجزیه می‌شود. سپس گاز هیدروژن در اثر واکنش کربن موجود در زغال سنگ و عناصر تجزیه‌شده آب آزاد خواهد شد.
گاز هیدروژن برای مصارف گوناگون در صنعت کاربرد دارد و می‌توان استفاده‌های بی‌شماری از آن در تولید فرآورده‌های نفتی کرد. در کشورهایی که فاقد منابع نفتی و مواد گازی هستند، ساخت و تولید مواد گوناگون شیمیایی به وسیله گاز هیدروژن تولیدی از زغال سنگ صورت می‌گیرد.
بنابراین با تولید گاز هیدروژن توسط زغال سنگ وابستگی صنایع به استفاده از نفت خام کاهش می‌یابد. تولید نفت از زغال سنگ در بزرگترین کارخانه تولیدی آفریقای جنوبی یکی از مهمترین تصمیمات دولت آفریقای جنوبی است. همچنین هزینه تولید نفت از زغال سنگ نسبت به استخراج آن از منابع نفتی کمتر است.
مصرف سوخت مایع از زغال سنگ حرارتی
در حال حاضر مهمترین منابع سوختی در دنیا تبدیل زغال سنگ به سوخت مایع است که استفاده فراوانی از آن می‌شود. در آزمایشگاه‌های مختلف مراحل تولید سوخت مایع از زغال سنگ انجام می‌شود. محلول‌های اسیدی مانند CaNo3 باعث تجزیه زغال سنگ شده و سپس به جداسازی ترکیبات مایع حاصل از مواد سوختی زغال سنگ پرداخته خواهد شد.
کاهش آلودگی هوا توسط سوخت تولیدی در روش ذکر شده از مهمترین مزایای آن به حساب می‌آید. روش جداسازی مواد معدنی از زغال سنگ به گونه‌ای است که علاوه بر تاثیر آن در کاهش آلودگی موجب افزایش درصد خلوص مواد آلی شده و تولید انرژی بیشتر توسط آن می‌شود.
استفاده از زغال سنگ حرارتی در سوخت هواپیما
زغال سنگ به عنوان ماده سوختی در صنعت حمل و نقل نیز کاربرد فراوانی دارد. تغییر ترکیبات نفتی در دمای بالا باعث ایجاد مشکلات فراوانی در موتور هواپیما می‌شود. بنابراین از زغال سنگ به منظور تولید سوخت هواپیما استفاده می‌شود که ارزش حرارتی فوق‌العاده‌ای دارد.
تولید قطران از زغال سنگ حرارتی
قسمت‌هایی از زغال سنگ در فرآیند کک‌سازی بدون تغییر و غیرقابل استفاده هستند که مضرات زیادی نیز دارند. بخش‌های غیرسوختنی زغال سنگ برای تولید قطران و قیر مورد استفاده قرار می گیرند. قطران در ساخت مواد شیمیایی و رنگ‌های صنعتی کاربرد دارد.
برای تهیه مواد آروماتیک نیز از قطران استفاده می‌شود. محصولاتی مانند اتیلن، پروپیلن، بنزن، تولن و اکسیلن از جمله مواد آلی هستند که از زغال سنگ برای تولید آن‌ها در فرآیند قطران استفاده می‌شود. همچنین ماده‌ای به نام امانل برای پوشش لوله‌های فلزی آب، نفت و گاز به کار می‌رود که با استفاده از روش قطران تولید شده و باعث از بین رفتن خوردگی موجود در لوله‌ها می‌شود.
تولید مواد شیمیایی گوناگون در صنایع توسط رغال سنگ حرارتی
نتیجه‌گیری
زغال سنگ حرارتی به عنوان سوختی قابل احتراق برای مصارف گوناگونی مورد استفاده قرار می‌گیرد. تولید انرژی از زغال سنگ و کاربردهای متنوع اهمیت این ماده را دوچندان کرده است.
زغال سنگ فراوان‌ترین سوخت فسیلی است که جایگاه بالایی در بزرگترین منابع انرژی دارد. سوخت نیروگاه‌های حرارتی مولد برق از زغال سنگ تامین می‌شود. همچنین زغال سنگ در سوخت مورد استفاده راه‌آهن، سوخت کشتی و سوخت توربین‌های بخار کاربرد فراوانی دارد. در این مطلب به برخی از مهمترین مزایای استفاده از زغال سنگ حرارتی اشاره شد.
