ნახშირი თავის სხვადასხვა მოდიფიკაციაში შეიძლება ჰქონდეს ფერი ყავისფერიდან შავამდე. ეს არის კარგი საწვავი, ამიტომ გამოიყენება თერმული ენერგიის ელექტროენერგიად გადაქცევაში. წარმოიქმნება მცენარეული მასის დაგროვებისა და მასში ფიზიკური და ქიმიური პროცესების გავლის შედეგად.
ნახშირის სხვადასხვა მოდიფიკაცია
ხის მერქნის დაგროვება ჭაობიან ნიადაგში იწვევს ტორფის წარმოქმნას, რომელიც ნახშირის წინამორბედია. ტორფის ფორმულა საკმაოდ რთულია, გარდა ამისა, ამ ტიპის ქვანახშირისთვის არ არსებობს კონკრეტული სტექიომეტრიული თანაფარდობა. მშრალი ტორფი შედგება ნახშირბადის, წყალბადის, ჟანგბადის, აზოტის და გოგირდის ატომებისგან.
ასევე, ტორფი მაღალი ტემპერატურისა და მაღალი წნევის გახანგრძლივებული ზემოქმედების ქვეშ, რომელიც გამოწვეულია გეოლოგიური პროცესების მიმდინარეობით, ექვემდებარება ნახშირის შემდეგ მოდიფიკაციას:
- ყავისფერი ქვანახშირი ან ლიგნიტი.
- ბიტუმი.
- ნახშირი.
- ანტრაციტი.
ამ გარდაქმნების ჯაჭვის საბოლოო პროდუქტი არის მყარი გრაფიტი ან გრაფიტის მსგავსი ნახშირი, რომლის ფორმულა არის სუფთა ნახშირბადი C.
კარბონული ხე
დაახლოებით 300 მილიონი წლის წინ, კარბონიფერულ პერიოდში, ჩვენი პლანეტის მიწის უმეტესი ნაწილი დაფარული იყო გიგანტური გვიმრის ტყეებით. თანდათან ეს ტყეები გაქრა და ხე დაგროვდა ჭაობიან ნიადაგში, რომელზედაც ისინი იზრდებოდნენ. დიდი რაოდენობით წყალი და ჭუჭყი ქმნიდა დაბრკოლებებს ჟანგბადის შეღწევაში, ამიტომ მკვდარი ხე არ იშლებოდა.
დიდი ხნის განმავლობაში ახლად მკვდარი ხე ფარავდა ძველ ფენებს, რომლის წნევა და ტემპერატურა თანდათან მატულობდა. დაკავშირებულმა გეოლოგიურმა პროცესებმა საბოლოოდ განაპირობა ნახშირის საბადოების წარმოქმნა.
კარბონიზაციის პროცესი
ტერმინი "კარბონიზაცია" აღნიშნავს ნახშირბადის მეტამორფულ ტრანსფორმაციას, რომელიც დაკავშირებულია ხეების ფენების სისქის მატებასთან, ტექტონიკურ მოძრაობებთან და პროცესებთან, ასევე ტემპერატურის მატებასთან, ფენების სიღრმის მიხედვით.
წნევის მატება პირველ რიგში ცვლის ნახშირის ფიზიკურ თვისებებს, რომლის ქიმიური ფორმულა უცვლელი რჩება. კერძოდ, იცვლება მისი სიმკვრივე, სიმტკიცე, ოპტიკური ანიზოტროპია და ფორიანობა. ტემპერატურის მატება ცვლის ნახშირის ფორმულას ნახშირბადის შემცველობის ზრდისა და ჟანგბადისა და წყალბადის შემცირებისკენ. ეს ქიმიური პროცესები იწვევს ნახშირის საწვავის მახასიათებლების ზრდას.
ნახშირი
ნახშირის ეს მოდიფიკაცია ძალიან მდიდარია ნახშირბადით, რაც იწვევს სითბოს გადაცემის მაღალ კოეფიციენტს და იწვევს მის გამოყენებას ენერგეტიკულ ინდუსტრიაში, როგორც მთავარი საწვავი.
ნახშირის ფორმულა შედგებაბიტუმოვანი ნივთიერებები, რომელთა დისტილაცია შესაძლებელს ხდის მისგან არომატული ნახშირწყალბადების და კოქსის სახელით ცნობილი ნივთიერების გამოყოფას, რომელიც ფართოდ გამოიყენება მეტალურგიულ პროცესებში. ბიტუმოვანი ნაერთების გარდა, ნახშირში ბევრია გოგირდი. ეს ელემენტი ნახშირის წვის შედეგად ჰაერის დაბინძურების მთავარი წყაროა.
ნახშირი შავია და ნელა იწვის, ქმნის ყვითელ ცეცხლს. ყავისფერი ნახშირისგან განსხვავებით, მისი კალორიულობა უფრო მაღალია და შეადგენს 30-36 მჯ/კგ.
ნახშირის ფორმულას აქვს რთული შემადგენლობა და შეიცავს ნახშირბადის, ჟანგბადის და წყალბადის ბევრ ნაერთს, ასევე აზოტს და გოგირდს. ქიმიური ნაერთების ასეთი მრავალფეროვნება იყო ქიმიურ მრეწველობაში მთელი მიმართულების - კარბოქიმიის განვითარების დასაწყისი.
ამჟამად, ნახშირი თითქმის შეიცვალა ბუნებრივი აირითა და ნავთობით, მაგრამ ორი მნიშვნელოვანი გამოყენება გრძელდება:
- მთავარი საწვავი თბოელექტროსადგურებში;
- კოქსის წყარო, რომელიც მიღებულია ნახშირის უჟანგბადო წვის შედეგად დახურულ აფეთქებულ ღუმელებში.
