วันอังคารที่ 8 มีนาคม พ.ศ. 2554

เชื้อเพลิงซากดึกดําบรรพ์และผลิตภัณฑ์

ถ่านหิน

                ถ่านหินนับว่าเป็นแหล่งพลังงานจากซากดึกดำบรรพ์ที่มีปริมาณมากที่สุดในโลก มนุษย์มีการใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิงในการปรุงอาหารและให้ความร้อนเป็นเวลานับพันปีมาแล้ว ซึ่งการใช้พลังงานจากถ่านหินในสมัยก่อนนั้นยังมีไม่มากนัก เพราะมนุษย์ยังมีการใช้เชื้อเพลิงจากฟืนซึ่งหาได้ง่าย และต่อมามีการใช้เชื้อเพลิงจากน้ำมันเตาควบคู่กันไปเพราะมีราคาถูก แต่ตั้งแต่เกิดการปฏิวัติอุตสาหกรรมในประเทศอังกฤษและมีการขยายตัวไปทั่วยุโรปและอเมริกา ถ่านหินกลับเป็นแหล่งเชื้อเพลิงที่นิยมใช้กันมากขึ้น ประกอบกับเมื่อเกิดมีวิกฤตการณ์พลังงานครั้งใหญ่ในปี พ.ศ. 2516 และ พ.ศ. 2522 ซึ่งราคาน้ำมันเชื้อเพลิงเพิ่มสูงขึ้นมาก ทั่วโลกจึงหันมาหาแหล่งเชื้อเพลิงอื่นๆ ที่มีราคาต่ำกว่าทดแทน ซึ่งในที่สุดก็มีการใช้ถ่านหินเป็นแหล่งพลังงานดังกล่าว อย่างไรก็ตามถึงแม้ว่าถ่านหินยังคงเป็นทรัพยากรธรรมชาติที่มีประโยชน์และยังมีเหลือพอให้มนุษย์ใช้ได้อีกนับร้อยปี แต่การใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิงนั้นจำเป็นต้องคำนึงถึงผลกระทบต่อสภาพแวดล้อมของโลกด้วย
                   การเกิดถ่านหิน
          พืชในยุคโบราณเมื่อประมาณ 350 ถึง 280 ล้านปีที่ผ่านมา เมื่อตาบลงแล้วเกิดการทับถมและเน่าเปื่อยผุพังอยู่ใต้แหล่งน้ำและโคลตม เมื่อเกิดการเปลี่ยนแปลงของผิวโลก เช่น แผ่นดินไหว หรือภูเขาไฟระเบิด ซากพืชเหล่านี้จะจมลงไปในผิวโลก ภายใต้ความร้อนและความดันสูง ซากพืชเหล่านี้ซึ่งอยู่ในภาวะที่ขาดออกซิเจนหรือมีออกซิเจนขำกัดจะเกิดการย่อยสลายอย่างช้า ๆ โครงสร้างของพืชซึ่งประกอบด้วยเซลลูโลส น้ำ และลิกนิน ซึ่งมีธาตุองค์ประกอบเป็นคาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจน เมื่อถูกย่อยสลายให้มีขนาดโมเลกุลเล็กลง คาร์บอนจะเปลี่ยนแปลงเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มีปริมาณคาร์บอนตั้งแต่ร้อยละ 50 โดยมวล หรือมากกว่าร้อยละ 70 โดยปริมาตร ส่วนไฮโดรเจนและออกซิเจนจะเกิดเป็นสารประกอบอื่นแยกออกไป


ลิกนิน
  เป็นสารประกอบที่มีอยู่ในเนื้อไม้ มักเกิดร่วมกับเซลลูโลส เป็นสารเคลือบผนังเซลล์ของพืชเพื่อเพิ่มความแข็งแรงให้แก่พืช
ปัจจัยที่มีผลต่อสมบัติของถ่านหิน
การที่สมบัติทางกายภาพและทางเคมีของถ่านหินตามแหล่งต่าง ๆ แตกต่างกัน เป็นผลจากปัจจัยหลายอย่างดังนี้
1. ชนิดของพืช
2. การเน่าเปื่อยที่เกิดขึ้นการถูกฝังกลบ
3. ปริมาณสารอนินทรีย์ที่ปนเปื้อนในขั้นตอนการเกิด
4. อุณหภูมิและความดันในขณะที่มีการเปลี่ยนแปลง
















หินน้ำมัน
หินน้ำมันเป็นหินตะกอนเนื้อละเอียดที่มีการเรียงตัวเป็นชั้นบางๆ มีสารประกอบอินทรีย์ที่สำคัญคือ เคลโรเจน แทรกอยู่ระหว่างชั้นหินตะกอน หินน้ำมันโดยทั่งไปมีความถ่วงจำเพาะ 1.6 – 2.5 หินน้ำมันคุณภาพดีมีสีน้ำตาลไหม้จนถึงสีดำ มีลักษณะแข็งและเหนียวเมื่อนำหินน้ำมันมสกัดด้วยความร้อนที่เพียงพอ เคอโรเจนจะสลายตัวให้น้ำมันหินซึ่งมีลักษณะคล้ายน้ำมันดิบ ถ้ามีปริมาณเคอโรเจนมากก็จะได้น้ำมันหินมาก การเผาไหม้น้ำมันหินจะมีเถ้ามากกว่าร้อยละ 33 โดยมวลในขณะที่ถ่านหินมีเถ้าน้อยกว่าร้อยละ 33

การเกิดถ่านหิน
เมื่อประมาณ 350 ถึง 280 ล้านปีในอดีตพืชต่างๆที่ตายแล้วจะทับถมและเน่าเปื่อยผุพังอยูใต้แหล่งน้ำและโคลนตม เมื่อเกิดการเปลี่ยนแปลงของผิวโลก เช่นแผ่นดินไหวหรือภูเขาไฟระเบิด ซากพืชเหล่านี้จะจมลึกลงไปในผิวโลกภายใต้ความร้อนและความดันสูง ซากพืชเหล่านี้ซึ่งอยู่ในภาวะที่ขาดหรือมีออกซิเจนจำกัดจึงเกิดการย่อยสลายอย่างช้าๆ โครงสร้างหลักของพืชเป็นเซลลุโลส น้ำและลิกนินซึ่งสารเหล่านี้ประกอบด้วยธาตุคาร์บอน ไฮโดรเจนและออกซิเจน เมื่อถูกย่อยสลายให้มีโมเลกุลเล็กลงคาร์บอนจะเปลี่ยนแปลงไปเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มีปริมาณคาร์บอนตั้งแต่ร้อยละ 50 โดยมวลหรือมากกว่าร้อยละ 70 โดยปริมาตรส่วนไฮโดรเจนและออกซิเจนจะเกิดเป็นสารประกอบอื่นแยกออกไป



การใช้ประโยชน์จากหินน้ำมัน
หินน้ำมันมาใช้เป็นแหล่งพลังงานได้เช่นเดียวกับถ่านหิน ตั้งแต่ศตวรรษที่ 19ต่อมามีผู้ศึกษาหาวิธีสกัดน้ำมันจากหินน้ำมันจนสามารถผลิตน้ำมันหินใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆได้นอกจากนี้การ
ทำเหมืองเพื่อผลิตหินน้ำมันเป็นหลักแล้วยังมีผลพลอยได้จากแร่ธาตุส่วนนน้อยที่เกิดร่วมกับหินน้ำมันและสารประกอบที่
เกิดขึ้นจากกระบวนการสกัดน้ำมันคือยูเรเนียมวาเนเดียมสังกะสีโซเดียมคาร์บอเนตแอมโมเนียมซัลเฟตและกำมะถันน้ำมัน
และผลพลอยได้เหล่านี้สามารถนำไปใช้ผลิตภัณฑ์ต่างๆหลายชนิดเช่นใยคาร์บอนคาร์บอนดูดซับคาร์บอนล็กอิฐและปุ๋ย


1 ความคิดเห็น:

  1. ข้อมูลดีนะครับ แต่ให้ตรวจทานการเอาขึ้นโชว์ด้วยนะครับ มันไม่ค่อยสวยๆเท่าไรอ่ะครับ และอีกอย่างนะครับ ตัวหนังสือ มันไม่ค่อยเป็นระเบียบและหลายขนาดอ่ะครับ ช่วยปรับปรุงด้วยนะครับๆ ขอบคุณครับ

    ตอบลบ