up
Search      menu
صنعت و مکانیک :: مقاله سوختهاي فسيلي PDF
QR code - سوختهاي فسيلي

سوختهاي فسيلي

سوختهاي فسيلي – ذغالسنگ ، نفت و گاز طبيعي

سوختهاي فسيلي از کجا بدست مي آيند؟
▪ سه نوع سوخت فسيلي اصلي وجود دارد که عبارتند از:
۱) ذغال سنگ
۲) نفت
۳) گاز طبيعي .
هر سه نوع سوخت فوق صدها ميليون سال پيش و قبل از عصر دايناسورها تشکيل شده اند. از اين روي نام آنها را سوختهاي فسيلي گذاشته اند. سن تشکيل آنها را دورهٔ کربونيفر نام نهاده اند. اين دوره بخشي از دوران پالئوزوئيک است . دورهٔ کربونيفر نام خود را از کربن ، که عنصر اصلي ذغال سنگ و ساير سوختهاي فسيلي مي باشد گرفته است .
دورهٔ کربونيفر ۳۶۰ – ۲۸۶ ميليون سال قبل اتفاق افتاده است. در آن زمان، خشکي از مردابهاي پر از درختان بزرگ (سرخس و ساير گياهان برگ دار بزرگ) پوشيده شده بود ، درست مشابه با آنچه که در تصوير بالا مشاهده مي کنيد. آب و درياها پر از جلبک (ماده سبز رنگي که روي برکه تشکيل مي شود) بود. در حقيقت جلبک مجموعه اي از ميليون ها گياه کوچک است.
بعضي از معادن ذغالسنگ (کانسار) مربوط به دوران دايناسورهاست . بعنوان مثال لايه هاي نازک کربن را مي توان در اواخر دورهٔ کرتاسه (۶۵ ميليون سال قبل) پيدا نمود. امّا کانسارهاي اصلي سوخت هاي فسيلي مربوط به دورهٔ کربونيفر است.
در زمانهاي گذشته، درختان و گياهان نابود شده و به اعماق مردابها فرو رفتند. به مرور زمان آنها لايه هايي از يک ماده اسفنجي به نام تورب (ذغالسنگ نارس) را تشکيل دادند. اين تورب به مدت صدها سال با ماسه ، رس و ساير مواد معدني پوشيده گرديد، که نتيجه آن بوجود آمدن نوعي سنگ بنام سنگ رسوبي بود. با گذشت زمان، سنگهاي بيشتري رويهم انباشته شده و در نتيجه وزن بيشتري را روي لايه هاي زيرين وارد کردند. بدين طريق تورب تحت فشار زيادي قرار گرفته و فشرده تر شد تااينکه آب از آن خارج و سرانجام بعداز ميليونها سال به ذغالسنگ ، نفت و گاز طبيعي تبديل گرديد .
● ذغال سنگ :
ذغال سنگ ماده اي سخت و سياهرنگ است. ذغال سنگ از کربن ، ئيدروژن ، اکسيژن ، نيتروژن و مقادير متغيري سولفور تشکيل شده است.
سه نوع اصلي ذغالسنگ عبارتند از : آنتراسيت (ذغالسنگ خشک خالص) ، بيتومين (قير) و ليگنيت (ذغال قهوه اي رنگ).
سخت ترين نوع ذغالسنگ، آنتراسيت است که داراي کربن بيشتري بوده و درنتيجه داراي انرژي زيادي است. ليگنيت نرم و مقدار کربن آن کم بوده امّا مقدار ئيدروژن و اکسيژن آن زياد است. خواص بيتومين بين آنتراسيت و ليگنيت قرار دارد. امروزه هنوز مي توان تورب را در کشورهاي زيادي يافته و از آن بعنوان منشاء انرژي استفاده نمود.
چيني ها اولين انسانهايي بودند که از ذغالسنگ استفاده کردند . معدن ذغالسنگ فوشان در شمال شرقي کشور چين قدمّتي در حدود سيصد سال دارد. چيني ها معتقد بودند که ذغال ، سنگي است که مي تواند بسوزد. ذغالسنگ در بيشتر ۴۸ ايالت آمريکا و در ساير نقاط جهان يافت مي شود.
استخراج ذغالسنگ به روشهاي مختلفي صورت مي گيرد. استخراج بعضي از معادن ذغالسنگ از طريق حفر چاه هاي عمودي و افقي عميق و فرستادن معدن چيان به اعماق زمين با آسانسور يا ترن انجام مي شود. روش ديگري که مورد استفاده قرار مي گيرد ، روش استخراج روباز است. در اين روش به کمک بيل هاي مکانيکي بزرگ لايه هاي فوقاني روي ذغالسنگ را برداشته و بعداز خارج نمودن ذغالسنگ مجدداً آنها را به جاياوليه اشان باز مي گردانند.
سپس ذغالسنگ توسط ترن ، کشتي و حتّي خطوط لوله به مناطق مورد نظر حمل مي شود. براي حمل از طريق لوله ، ابتدا بايد ذغالسنگ خرد و سپس با آب ترکيب شده تا محلولي آبکي (دوغ آب) ساخته شود. سپس اين محلول از طريق خطوط لوله کيلومترها پمپاژ مي گردد. در طرف ديگر، از اين ذغال بعنوان سوخت نيروگاهها و ساير کارخانجات استفاده مي شود.
● نفت
نفت نيز يک سوخت فسيلي بوده و پيش از سيصد ميليون سال قبل تشکيل شده است. بعضي از دانشمندان براين باورند که دياتومهاي کوچک و ريز، منشاء نفت هستند. دياتومها، موجودات دريايي به اندازهٔ يک سر سوزن مي باشند. آنها نيز مانند گياهان، نور خورشيد را به انرژي ذخيره شده تبديل مي نمايند. دياتومها بعد از مرگ در کف دريا قرار گرفته و زير رسوبات و ساير سنگها مدفون شدند. سنگها باعث فشار برروي دياتومها شده و درنتيجه انرژي ذخيره شده آنها نتوانست خارج شود. سرانجام، کربن تحت فشار و حرارت به نفت تبديل گرديد. به هنگام تغيير ، حرکت و چين خوردگي پوسته زمين ، مخازني که در آن مي توانست نفت و گاز طبيعي يافت شود ، تشکيل گرديد.
بيش از پنج تا شش هزار سال است که از نفت استفاده مي شود. سومري ها ، آشوري ها و بابليهاي قديم از نفت خام و آسفالت (قير) ، که از طريق تراوشات وسيع در منطقه اي به نام توتل يا هيت واقع در رودخانهٔ فرات جمع مي شده ، استفاده مي کرده اند.
در واقع مکان نشت ، محلي برروي زمين است که در آنجا نفت از زيرزمين به بيرون تراوش مي نمايد. مصريان قديم از نفت مايع بعنوان دارو جهت التيام زخمهايشان ، و روشن کردن چراغهاي فانوسي استفاده مي کردند.
محلي به نام درياي مرده، واقع در نزديکي اسرائيل کنوني، به آسفالت درياچه اي معروف است. از آنجايي که در اين محّل توده هاي نفت چسبناک ناشي ازتراوشات زير آبي در سواحل درياچه تجمع يافته اند ، از اين رو نام کلمهٔ آسفالت از اين محل گرفته شده است.
در شمال آمريکا ، آمريکايي هاي بومي از پتو براي جمع آوري نفت از سطح نهرها و درياها استفاده مي کردند. آنها از نفت بعنوان دارو و آب بندي قايق ها بهره مي بردند. در خلال جنگهاي داخلي ، آمريکائيهاي بومي به سربازان جرج وانشگتن آموختند که چگونه از نفت براي درمان سرمازدگي استفاده کنند. بارشد و پيشرفت آمريکا ، تقاضا براي نفت بعنوان سوخت چراغهاي فانوسي روبه فزوني گذاشت. به دليل قيمت بالاي روغن نهنگ ، استفاده از روغن نفت در چراغهاي فانوسي مرسوم گرديد. در اين دوران، قسمت اعظم روغن نفت از طريق تقطير ذغالسنگ بصورت مايع يا از سطح درياچه ها تأمين مي شد.
سپس در بيست و هفتم آگوست سال ۱۸۵۹ ، شخصي بنام ادوين دريک روغن مايع را از چاهي در نزديک محلّي بنام تيتوسويل (Titusville) در پنسيلوانيا استخراج کرد. او نفت را در زيرزمين يافته و آن را به بيرون پمپاژ نمود. سپس نفت پمپاژ شده از چاه بداخل بشکه هاي چوبي ريخته شد.
امروزه ، هنوز در سرتاسر جهان از اين نوع روش حفاري براي استخراج نفت از زيرزمين استفاده مي شود. نفت و گاز طبيعي در زيرزمين بين چين خوردگي لايه ها و سنگهاي متخلخل (پوک) يافت مي شود. چين خوردگي سنگها ناشي از حرکت و تغيير مکان لايه هاي زمين است. اين چين خوردگي ها دقيقاً مشابه با برآمدگيهايي است که هنگام پهن کردن فرش برروي کف اطاق بوجود مي آيد.
شرکت هاي نفتي جهت اکتشاف نفت و گاز طبيعي ، چاههاي عميقي را حفر مي کنند. سپس آنها از طريق دکل حفاري به بيرون پمپاژ شده (رجوع به شکل) و سرانجام از طريق خطوط لوله يا کشتي به محلهاي مورد نظر حمل مي شوند.
نفت در هجده بخش از پنجاه و هشت بخش ايالت کاليفرنيا يافت مي شود. بخش کرن (Kern) ، که در آن ميدان نفتي بيکر (Baker) قرار دارد ، يکي از بزرگترين توليد کنندگان نفت در آمريکاست. امّا صرفاً نيمي از نفت مورد نياز اين کشور از چاههاي کاليفرنيا تأمين مي گردد. بقيه نفت مورد نياز از ايالت آلاسکا و تا حدود زيادي از طريق کشورهاي ديگر تأمين مي شود. بيش از ۵۰ درصد از نفت مورد نياز ايالات متحده از کشورهاي خارجي بويژه خاورميانه تهيه مي گردد. نفت توسط کشتي هاي نفت کش بزرگ به کاليفرنيا آورده مي شود. نفت يا نفت خام بايد قبل از استفاده پالايش شده تا محصولات قابل استفاده اي از آن بدست آيد.
● پالايشگاه ها
نفت در مخازن بزرگي ذخيره شده و سپس جهت استفاده به مکانهاي مختلف فرستاده مي شود. در پالايشگاههاي نفت ، با حرارت دادن نفت خام مي توان محصولات مختلفي بدست آورد.
محصولات مختلف نفت عبارتند از کود براي مزارع ، لباس ، مسواک ، بطري پلاستيکي ، خودکار پلاستيکي . به غيراز اين موارد ، هزاران محصول ديگر نيز از نفت بدست مي آيد. تقريباً کليه اجناس پلاستيکي جزو محصولات نفتي هستند. آيا مي توانيد محصولات نفتي ديگري را نيز نام ببريد ؟
اين محصولات شامل بنزين ، سوخت ديزل ، سوخت هواپيما ، نفت جهت گرم نمودن خانه ، نفت کشتي ها و سوخت نيروگاههاي برق است. در تصوير محصولاتي را که مي توان از يک بشکه نفت خام بدست آورد ، نشان داده شده است. ۷۴ درصد از نفت توليدي ايالت کاليفرنيا براي سوخت ماشينها ، هواپيماها، کاميونها ، اتوبوسها و موتورسيکلتها استفاده مي شود.
● گاز طبيعي
اولين اکتشافات گاز طبيعي ۲۰۰۰ تا ۶۰۰۰ سال قبل در ايران انجام گرديد. خيلي از نويسندگان قديمي مطالبي را درباره تراوش گاز طبيعي در خاورميانه بويژه منطقه باکو (آذربايجان) نوشته اند. تراوشات گازي اي که احتمالاً اولين بار توسط رعد و برق روشن شد ، آتشهاي دائمي اي را بوجود آورد که توسط آتش پرستان ايران باستان مورد پرستش قرار مي گرفتند.
گاز طبيعي سبکتر از هوا مي باشد. قسمت اعظم گاز طبيعي از گاز متان ساخته شده است. متان ترکيب شيميايي ساده اي است که از اتمهاي کربن و هيدروژن تشکيل مي گردد. فرمول شيميايي آن CH۴ است (يک اتم کربن همراه با ۴ اتم هيدروژن). اين گاز بسيار قابل اشتعال است. معمولاً گاز طبيعي نزديک مخازن نفت در زيرزمين يافت مي شود. آنرا از زيرزمين پمپاژ و از طريق خطوط لوله به مخازن منتقل مي کنند. در فصل بعد شبکه خط لولهٔ انتقال نفت مورد بررسي قرار خواهد گرفت. گاز طبيعي معمولاً بو نداشته و نمي توان آنرا ديد. قبل از اينکه گاز طبيعي را به خطوط لوله و مخازن بفرستند ، آنرا با ماده شيميايي ترکيب کرده که به آن بوي تندي ميدهد. بوي آن تقريباً شبيه تخم مرغ فاسد است. اگر گاز مقداري نشت داشته باشد ، مي توان براحتي بوي آن را استشمام نمود.
● هشدار ! ايمني در برابر خطرات ناشي از انرژي
اگر در خانه خود بوي تخم مرغ فاسدي را استشمام نموديد ، اطرافين را خبر نموده و سريعاً از خانه خارج شويد. هيچ چراغي يا وسيله برقي ديگري را روشن نکنيد. صرفاً يک جرقه کليد برق مي تواند براحتي گاز را مشتعل کند. به خانه همسايه برويد و براي کمک اضطراري با شماره ۱-۱-۹ تماس بگيريد.
● صرفه جويي در مصرف سوختهاي فسيلي
ميليونها سال طول مي کشد تا سوختهاي فسيلي تشکيل شوند. ما از سوختهايي استفاده مي کنيم که ۳۰۰ ميليون سال پيش و قبل از عصر دايناسورها بوجود آمده اند. اگر روزي اين سوختها به اتمام برسد ، ديگر نمي توان کاري کرد.
بنابراين بهتر است سوختهاي فسيلي را به هدر ندهيم. آنها تجديد پذير نيستند و نمي توانند مجدداً ساخته شوند. از اين رو، با صرفه جوئي در انرژي مي توانيم از سوختهاي فسيلي براي مدت بيشتري استفاده کنيم.

چكيده: با شنيدن كلمه سوخت عمدتا اولين موضوعي كه به ذهن خطور ميكند سوختهاي فسيلي است. نيروي محركه صنعت و حمل و نقل جهان هستند كه در سالهاي اخير پيشرفت ...

۱) نفت خام: نفت خام به دلايل مختلف از جمله ويژگي و کيفيت خوب، هزينه نسبتا کم توليد، سوختن آسان، جابجايي آسان و عرضه آن با قيمت مناسب کماکان بهترين مصر ...

ديد کلي انرژي بسان خون و نيروي حيات بخش پيکر اقتصاد و جامعه بشري است. خانه‌ها و مدرسه‌هايمان را گرم و يا خنک مي‌کند، بيمارستانها را روشني مي‌بخشد و صن ...

منابع انرژي زمين گرمايي بيش از ۸۰ درصد انرژي مورد نياز گرمايش ريکياويک در ايسلند را تامين کرده و استفاده از آن در شهرهاي مختلف ايالات متحده، مجارستان ...

تبديل مواد شيميائي به انرژي الكتريكي كه در باطري اتفاق مي افتد باعث مي شود مقدار نسبتاً كمي برق براي استفاده موقت توليد شود. در نيروگاهي كه از سوخت فس ...

گردش معکوس در کارگاه آفرينش ، شايد درک آنچه را که بحران انرژي خوانده مي شود، سير کند. کل قضيه ، ميلياردها سال قبل و با فرايندهاي تبديل انرژي خورشيدي ب ...

بشر از آغاز خلقت بدنبال چيزي بوده است که بتواند از آن حرارت ، روشنايي و نيروي لازم براي گرداندن چرخ زندگي خود را فراهم نمايد. براي تامين حرارت نخست شا ...

جرمي زاکس مشاور ويژهي سازمان ملل متحد در امور علمي، در روز دوشنبه شانزدهم ارديبهشتماه، خواستار عدم گسترش استفاده از سوختهاي زيستي شد. وي که رياست مؤسس ...

دانلود نسخه PDF - سوختهاي فسيلي