دانلود مقاله زباله های سوخت هسته ای

اختصاصی از نیک فایل دانلود مقاله زباله های سوخت هسته ای دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

زباله های هسته ای
دستیابی ایران به فن آوری هسته ای ماه هاست در صدر اخبار دنیا قرار گرفته است. اما تاکنون کمتر کسی به موضوع زباله های هسته ای و به خطرات ناشی از آن توجه کرده است. موادی که در خاک ایران دفن می شوند و هیچ معلوم نیست چه تبعات و زیان هایی را در پی دارند.
آژانس بین المللی انرژی اتمی مدتی پیش در گزارش خود به شورای امنیت از دو منطقه، به عنوان محل دفن زباله های هسته ای ایران نام برد. یکی منطقه "آق اولر" در کوه های تالش و دیگری "سفید تپه" بین مسیر چابکسر به رامسر. این خبر به هیچ وجه توسط جمهوری اسلامی ایران تایید نشد.
اصولا موضوع تولید زباله‌های هسته‌ای از زمان کشف مواد رادیواکتیو مورد توجه قرار گرفت. ولی پس از کشف شکافت بود که دانشمندان به خطرات زباله ها پی بردند چرا که دریافتند کلیه راکتورهای شکافت هسته‌ای ایزوتوپ های رادیواکتیو تولید می‌کنند. ایزوتوپ هایی که میزان تابش شان برای حیات جانداران خطرناک است، بنابراین مسئله جداسازی و انبار کردن و دفن ایمن آنها با زیاد شدن تعداد راکتورها و سطح انرژی آنها سال به سال، مباحث گسترده‌ای را دربر گرفته است.
ایزوتوپ رادیواکتیو در زباله‌های هسته ای
ایزوتوپ های رادیواکتیو در زباله‌های مایع، معمولا از طریق بارندگی به صورت جامد در می‌آید و انبار می‌شود و اگر این زباله‌ها در زمین در گودال های بدون آستر، بدون آنکه در محفظه‌های خاص باشند، دفن شوند طی چند قرن بعد آب های زیرزمینی آنها را پراکنده خواهند کرد.

ترس از مواد رادیواکتیو دیگر برای جهانیان و دانشمندان هسته ای یک کابوس شده است. تجربه فاجعه هیروشیما و انفجار نیروگاه اتمی برق چرنوبیل نشان داد که حتی اگر یک گرم اورانیوم غنی شده به طبیعت و محیط زیست زندگی انسان وارد شود، چهار میلیون سال طول خواهد کشید تا وزن یک گرم اورانیوم و تشعشعات و آلودگی های سرطان زای ناشی از آن به حد نصف و یا به حد صفر برسد. هنوز کسان بسیاری هستند که در هیروشیما با مشکلات شیمیایی و آثار به جامانده از آن جنایت تاریخی دست و پنجه نرم می کنند؛ همانگونه که ساکنان دریای خزر بعد از گذشت 20 و اندی سال از حادثه چرنوبیل با مشکل آلودگی دریای خزر و انقراض بسیاری از ماهیان و عدم کوچ بسیاری از پرندگان نادر به سواحل دریای خزر و همچنین آلودگی بسیاری از محصولات سیفی در این مناطق روبه رو هستند.
راه های دفن زباله های هسته ای
اما چه راه حل هایی برای دفن زباله های هسته ای وجود دارد؟ تاکنون نه روش دفن زباله ها در چاه های عمیق قابل اعتماد بوده است و نه روش دفن زباله های پرتوزا در ورقه های یخی در قطب. روش دیگری که اینک در برخی از کشورهای اروپایی مورد استفاده قرار می گیرد قرار دادن زباله ها در یک مخزن زیرزمینی است که در یک توده سنگ مناسب حفر شده است. این توده سنگ باید یک سد نهایی در برابر مهاجرت زباله هسته ای از مخزن باشد، به نحوی که بتوان امکان ایجاد هرگونه شکاف در سیستم های نگهداری زباله را کاهش داد. پاکستانی ها نیز زباله های خود را در بستر اقیانوس می ریزند. روشی هم به هیچ وجه قابل اطمینان نیست و این ترس وجود دارد که رسوبات شکل گرفته در اعماق دریا موجب آزادی مواد رادیواکتیوی شود. روش های دیگر هم مانند دفن زباله های هسته ای در فضا به وسیله شلیک راکت های فضا پیما نیز تاکنون در مرحله بحث قرار گرفته، اما وارد مرحله آزمایش هم نشده است.
تا اینجا تجربه نشان داده که بهترین روش همان است که آمریکا، انگلیس و فرانسه انجام می دهند: یعنی دفن زباله های هسته ای در یک مخزن سنگی. به عبارتی ایجاد تونل در دل کوه ها به شرط آنکه محل نگهداری زباله ها به گونه ای باشد که به مدت 10 هزار سال از محیط زیست به دور باشد چون تا آن زمان مواد هسته ای در حالت خطرناک خود هستند.
اما مسئله اینجاست که هزینه دفن این زباله ها آنقدر زیاد است که هر کشوری قادر به پرداخت آن نیست.
کشور های صاحب انرژی هسته ای زباله های هسته ای خود را به دو منظور دفن می کنند: اولین منظور بازیافت بخشی از زباله های هسته ای است برای آنکه بتوان مجددا آنها را به عنوان مواد سوخت به کار برد. دومین منظور هم انبار کردن بخش دیگری از آن زباله ها در لایه های عمیق زیر زمینی به منظور کم اثر کردن بار رادیو اکتیوشان است.
حالت اول که خطرات بازیافت دوباره، مانند تصادفات در مواقع حمل و نقل به کارخانه های بازیافتی و باز تکثیر پلوتونیوم، بسیارخطرناک است، طرفدار ندارد. علاوه برآنکه هزینه های اضافی برای بازیافت هم چندان عاقلانه نیست. حالت دوم نیز به هزینه زیادی احتیاج دارد. هزینه ای که دکتر ژیلبرت اگرمونت، استاد دانشگاه آزاد بروکسل فقط برای زباله های رادیواکتبو ضعیف، آن را بین 16 تا 20 میلیارد یورو تخمین زده است. بودجه ای که برای زباله نیروهایی که به منظور غنی سازی اورانیوم ساخته شده، و زباله هایی که رادیواکتیو قوی تولید می کند، بسیار بیشتر است.
علاوه براین بودجه هزینه های جانبی یک مرکز اتمی را نیز باید در نظر گرفت. نیروگاه های اتمی عمر محدودی دارند و وقتی عمرشان به پایان رسید باید نابود شوند. آمار نشان می دهد نابودی فقط یک نیروگاه در ایالت ماساچوست آمریکا 450میلیون دلار خرج برداشته است. در ضمن باید توجه داشت که به علت آلوده بودن دیواره های ساختمان به مواد رادیواکتیو فقط آدم های مصنوعی قادر به انجام عمل نابودسازی هستند.
اما آیا ایران در این حد پیشرفتگی هست که زباله های هسته ای را خود به تنهایی و البته به روشی علمی نابود کند؟ امروزه مراکز محدودی در دنیا قادرند زباله های هسته ای را انبار کنند. مراکزی که چند ملیتی هستند و برمعادن اورانیوم دنیا نیز اعمال نظر دارند. حتی آلمان نیز قادر به چنین کاری نیست و دفن زباله های هسته ای اش به عهده فرانسه است. با این اوصاف دفن زباله های هسته ای اولا نیازمند دقت و توجه زیاد و به کار بردن روش ها و آزمایشات فراوانی است، و دیگر اینکه هزینه بسیار بالایی دارد که از عهده هرکشوری بر نمی آید.
حدود 5/4 میلیارد سال پیش منظومه شمسی آغاز شد. وقتی خورشید تشکیل شد برخورد گلوله برفی های اطراف آن، زمین را به وجود آورد. موادی که زباله هسته ای رادیواکتیو مهبانگ بود. همان ها که اکنون در سنگ های کره زمین نهان شده اند و انسان ها مشغول استخراج آنها هستند و دولتمردان سعی در استفاده از آنها به منظور های مختلف دارند. این مواد پرقدرت توسط انسان ها از زمین خارج می شوند؛ اما انسان ها هنوز نتوانسته اند موادی را که در حجم بالا موجب به وجود آمدن زمین شده است، به اعماق زمین بازگردانند. به همین علت خطرات زیادی کره زمین را تهدید می کند.
زباله های هسته ای، چالشی مداوم
در دوران طلایی عصر حاضر تغییرات بسیار شگرفی رخ می دهد. قرن حاضر قرن تغییرات ناگهانی و خیره کننده، اقتصادهای به هم پیوسته و افزایش فاصله میان شهروندان است. آرزوی رسیدن به جهان نرمال و دلخواه آنچنان هم دور از دسترس نیست. اما زمان آن رسیده است که تمامی محققان و منتقدان محیطی، اقتصادی و اجتماعی سؤالاتی را پیرامون مسیری که در حال طی کردن روزمره آن هستیم مطرح کنند.
دردوران طلایی عصر حاضر تغییرات بسیار شگرفی رخ می دهد. قرن حاضر قرن تغییرات ناگهانی و خیره کننده، اقتصادهای به هم پیوسته و افزایش فاصله میان شهروندان است. آرزوی رسیدن به جهان نرمال و دلخواه آنچنان هم دور از دسترس نیست. اما زمان آن رسیده است که تمامی محققان و منتقدان محیطی، اقتصادی و اجتماعی سؤالاتی را پیرامون مسیری که در حال طی کردن روزمره آن هستیم مطرح کنند. مسأله کنترل طولانی مدت زباله های هسته ای و بحث های پیرامون آن به خوبی منعکس کننده یکی از معماهای پیچیده قرن حاضر است. این مسأله علاوه بر تردیدهای فراوان از پیچیدگی های علمی بسیاری نیز برخوردار است. طرح این مسأله همواره با ایجاد ترس عدم امنیت و خلق دوگانگی در میان مردم همراه بوده است. به طور کلی این موضوع از آن دسته مسائلی است که به انعطاف بیشتر، انتقادپذیری و تقابل پویا میان علم و تکنولوژی با طبیعت نیازمند است. تمامی کشورهایی که به نوعی با تکنولوژی هسته ای و فرآورده های آن درگیر هستند تحقیقات گسترده ای را برای یافتن راهی مناسب جهت مهار و کنترل زباله های هسته ای تولیدی آغاز کرده اند. در حقیقت داستان نهفته در پشت این تحقیقات میزان پیشرفت صنایع هسته ای تا حدی است که امروزه دیگر کشورها به جای فکر کردن به مسائلی نظیر جنبه های اقتصادی، علمی و فنی انرژی هسته ای به فکر یافتن راهکاری جهت مهار زباله های این تکنولوژی نوین هستند. در طول یک دهه گذشته، بسیاری از برنامه های هسته ای به دلیل رأی مخالفان این تکنولوژی یا اعتراضات گسترده به حالت تعلیق موقت یا کامل درآمده اند. زمانی تصمیم گیری درخصوص زباله های هسته ای موضوعی محرمانه و تنها قابل بحث در مجامع دولتی بود اما امروزه این موضوع کاملاً و به صراحت در مجامع عمومی نیز مطرح می شود. در کانادا در حالی که تظاهرات خیابانی در اعتراض به فعالیت های هسته ای انجام نگرفت اما آنچه که اتفاق افتاد چندان بی شباهت به رخدادهای سایر نقاط نبود. در این کشور نیز مداخله کنندگان مشخص کردند که مسأله پذیرش عمومی انرژی هسته ای بر میزان مسائل امنیتی استفاده از این تکنولوژی نوین حائز اهمیت است. روند پیشرفت تکنولوژی هسته ای در کانادا: در اواخر دهه 1980، سازمان انرژی هسته ای کانادا(AECL) تحقیقات گسترده ای را درخصوص امکان دفن سوخت های هسته ای استفاده شده در صخره های آذرینی بخشی از زمین های بایر کانادا آغاز کرد. این طرح جهت برآورد نظرات مردم در اختیار عموم قرار گرفت. پس از 9 سال تحقیق و بررسی درخصوص ضریب ایمنی و مسائل فنی این طرح مؤسسه نتیجه گرفت که این طرح از لحاظ علمی قابل اجراست اما از لحاظ دیدگاه اجتماعی با مشکلات و مخالفت های فراوانی رو به رو است. دقیقاً مانند آنچه که بر سر سایر کشورها آمد زباله های هسته ای کانادا نیز به محل اولیه بازگشتند. سازمان مهار زباله های هسته ای در اواخر سال 2002 و به درخواست شرکت های انرژی هسته ای این کشور احداث شد. این شرکت ها در درخواستی قضایی خواهان تشکیل سازمانی جهت انجام تحقیقات و سرمایه گذاری درخصوص چگونگی مهار زباله های هسته ای در طولانی مدت شدند. یک مجمع مشاوره مستقل به عنوان حامی منافع عمومی بر این طرح نظارت می کرد. این شرکت ها همچنان خواهان اختصاص بودجه قابل توجهی به این طرح شدند تا از این طریق هر زمان که سازمان نوپا جهت انجام تحقیقات یا امور اجرایی به پول نیاز داشت مبلغ مورد نیاز حاضر باشد. حداقل سه سال صرف تحقیق و بررسی تمامی جوانب این طرح شد و در طول این سه سال این سازمان جدید با سه طرح متفاوت درخصوص چگونگی مهار زباله های هسته ای رو به رو شد. طرح اول شامل از بین بردن زباله های هسته ای در محفظی در عمق زمین بود. طرح دوم جاسازی این زباله ها در ایستگاه های مخصوص و طرح سوم شامل ذخیره سازی تمرکز یافته در زیر یا سطح زمین بود. جهت اجرای این طرح تمامی مسائل از قبیل میزان ریسک پروژه، هزینه و ضررها و فواید آن و همچنین تمامی طرح های اجرایی باید مورد توجه قرار می گرفت و علاوه بر این نظر مردم نیز در این خصوص پرسیده می شد. یک سؤال منطقی که در این جا باید پرسیده شود این است: چه چیز باعث منفک شدن این مسأله از مواردی مشابه در گذشته شده است؟ جواب این سؤال در نتیجه تحقیقات انجام شده درخصوص نقش ارزشمند و عمیق شهروندان کانادایی نهفته است. علاوه بر این، این طرح باید از فیلتر چند بعدی نظرسنجی عمومی نیز عبور می کرد. ایجاد توسعه پایدار در حقیقت مبنای این طرح است. هدف ما از ارائه طرح های متفاوت، انتخاب نهایی طرح کاملی است که با کمک کانادایی ها از لحاظ اجتماعی قابل قبول، 

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله   15 صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید

دانلود مقاله پیرامون چرخه سوخت هسته ای

اختصاصی از نیک فایل دانلود مقاله پیرامون چرخه سوخت هسته ای دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

عنوان مقاله : چرخه سوخت هسته ای

قالب بندی : word

شرح مختصر : اورانیوم که ماده خام اصلی مورد نیاز برای تولید انرژی در برنامه های صلح آمیز یا نظامی هسته ای است، از طریق استخراج از معادن زیرزمینی یا سر باز بدست می آید. اگر چه این عنصر بطور طبیعی در سرتاسر جهان یافت میشود اما تنها حجم کوچکی از آن بصورت متراکم در معادن موجود است. هنگامی که هسته اتم اورانیوم در یک واکنش زنجیره ای شکافته شود مقداری انرژی آزاد خواهد شد. برای شکافت هسته اتم اورانیوم، یک نوترون به هسته آن شلیک میشود و در نتیجه این فرایند، اتم مذکور به دو اتم کوچکتر تجزیه شده و تعدادی نوترون جدید نیز آزاد میشود که هرکدام به نوبه خود میتوانند هسته های جدیدی را در یک فرایند زنجیره ای تجزیه کنند

کلمات کلیدی : استخراج اورانیوم از معدن، کشورهای اصلی تولید کننده اورانیوم، غنی سازی اورانیوم، هگزافلوئورید اورانیوم، راکتور هسته ای، بازفراوری، بمب پلوتونیومی، بمب اورانیومی، بمب اتمی، بمب های شکافتی، فیزیک هسته‌ای، انرژی هسته‌ای، استفاده صلح آمیز از انرژی هسته‌ای، انرژِی فوزیون هسته‌ای، برق هسته‌ای، زباله‌ هسته‌ای، فن‌آوری هسته‌ای، پزشکی هسته‌ای، بمب هیدروژنی، بمباران نوترونی، بمباران اتمی هیروشیما و ناکازاکی، ایزوتوپهای اورانیوم،  عواقب

پایانامه تزریق سوخت

اختصاصی از نیک فایل پایانامه تزریق سوخت دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

شلینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

 

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

 

تعداد صفحه:36

فهرست

چرا تزریق سوخت   1

سیستم تزریق سوخت چیست؟  2

انواع سیستم تزریق سوخت   5

واحد کنترل الکترونیکی ECU    6

رله دوبل  6

انژکتورها 7

سنسور سرعت خودرو  7

استپ موتور  8

سنسور موقعیت دریچه گاز  9

سنسور فشار هوای ورودی   10

کویل دوبل  11

گرمکن هوزینگ دریچه گاز  11

سنسور دمای آب رادیاتور  12

پمپ بنزین برقی   13

کانکتور عیب یابی سیستم  14

 روش چک کردن وعیب یابی سیستم  18

آشنایی با اثرات خرابی ظاهری ECU    20

 رله دوبل  21

سنسور دور موتور  22

سنسور سرعت خودرو  25

سنسور موقعیت دریچه گاز  28

سنسور فشار هوای ورودی   29

 سنسور فشار گاز کولر  31

 سنسور دمای هوای ورودی   31

 سنسور دمای آب رادیاتور  33

سوئیچ اینرسی    34

سنسور ضربه  34

سنسور اکسیژن  36

پیچ تنظیم CO   38

سنسور مرجع سیلندر شماره1  39

 پمپ هوا 40

 انژکتورها 40

 کاتالیک کنورتور  41

‌گرم کن هوزینگ دریچه گاز  42

استپ موتور  43

 کویل دوبل  47

‌دورسنج و سرعت سنج  49

 پمپ بنزین برقی   49

کنیستر  51

 شیر برقی کنیستر  52

فیلتر بنزین  52

 فیلتر هوا 53

 چراغ اخطار عیب سیستم انژکتور  54

کانکتور عیب یابی سیستم انژکتور  55

چرا تزریق سوخت؟

تزریق سوخت یکی از ایده‌های مدرن و با تکنولوژی بالا بوده و در صورتی که بخواهیم بیشترین بازدهی را داشته باشیم استفاده از آن یک پیش نیاز است.

ولی در حقیقت، تزریق سوخت چندین دهه است که مورد استفاده قرار می‌گیرد و از قبل از جنگ جهانی دوم ، روش استاندارد تحویل سوخت به موتور می‌باشد.

اولین هواپیما که در سال 1903 توسط رایت برفرازگیتی هاوک به  پرواز درآمد، مجهز به سیستم سوخت رسانی انژکتوری بود.

پس چرا این همه وقفه در تولید و تجهیز اتومبیل‌ها به سیستم تزریق سوخت وجود دارد؟

به دو دلیل عمده:

اولین دلیل ؛ تکامل کامپیوترهای جدید و ارزان امروزی است که بدون وجود آنها، استفاده از سیستمهای تزریق سوخت و همچنین تولید تعداد زیادی از وسایل کنترل وابسته به آنها، غیر مکن ابوده و به  میزان قابل توجهی گران تمام می‌شد و در زمان‌های گذشته
 نمی‌توانست مثل امروز به مقدار انبوه مورد استفاده قرار گیرد.

دلیل دوم؛ مورد توجه قرار گرفتن تزریق سوخت در سالهای اخیر، توجه به میزان آلودگی هوای ناشی از موتورهای احتراقی می‌باشد.

هرساله میزان مجاز آلاینده‌های هوا که توسط اتومبیل‌ها به فضا پراکنده می‌شوند کاهش می‌یابد و باتوجه به تکامل سیستم‌ها در چند سال اخیر وسایلی به این سیستمها اضافه شده که هم میزان تولید آلاینده‌ها را کاهش می‌دهد یا اینکه این آلاینده‌ها از طرق مختلفی خنثی
یا نابود می‌کند.

مخزن سوخت تحت فشار با ضخامت متغیر

اختصاصی از نیک فایل مخزن سوخت تحت فشار با ضخامت متغیر دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

دانلود مقاله سوخت های جامد

اختصاصی از نیک فایل دانلود مقاله سوخت های جامد دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

 مقدمه
مهمترین وقدیمی ترین گروههای سوخت فسیلی ، حالت جامد دارند .این سوخت ها به دسته های مختلفی تقسیم می شوند .درفرم کلی می توان آنها را به دو دسته سوخت های جامد طبیعی وسوخت های جامد مصنوعی یا ساختگی تقسیم کرد [1]. ازمهمترین سوخت های دسته اول چوب، زغال نارس وزغال سنگ وازمهمترین سوخت های گروه دوم زغال چوب وکوک را می توان نام برد . مهمترین سوخت جامد صنعتی ، زغال سنگ است که از آن به منظورهای مختلف وخصوصاً در صنایع تولید آهن وفولاد استفاده می شود. ازابتدای پیدایش صنعت ، زغال سنگ منبع مهمی برای تولید انرژی بوده است . هرچند از اوایل دهه 1930 م. با دستیابی به نفت وبعد از آن گاز طبیعی به عنوان دو منبع مهم انرژی ، زغال سنگ جای خود را به این سوختها داد ، اما هنوز دربرخی از کشورها ، مهمترین منبع انرژی ، زغال سنگ است . ازطریق مقایسه میزان منابع انرژی موجود درجهان وسرعت مصرف سوخت های فسیلی می توان پیش بینی کرد که بشر بار دیگر درآینده ، به زغال سنگ روی خواهد آورد.
مزایای سوخت های جامد به این شرح است :
1- برای ذخیره سازی به مخزن خاصی نیازنداردودرواقع هرسطح صافی برای این کارمناسب است.
2- درمقاسیه با نفت خام ، دارای هیدروژن کمتری است وازاین رو ارزش حرارتی خالص آن بیشتر از نفت است .
3- مقدار گوگرد موجود درآن بطور متوسط از نفت کمتر است واز این رو آلودگی وخوردگی کمتری را سبب می شود.
4- خاکستر زغال سنگ عاری از ترکیبات وانادیوم است ودر نتیجه سبب خوردگی داغ تأسیسات نمی شود .
5- اندازه دانه های آن را می توان به دلخواه تغییر داد ولذا در جاهای مختلف قابل استفاده است .
دراین فصل به معرفی اجمالی برخی از گروه های مهم سوخت های جامد می پردازیم .
- زغال سنگ
زغال سنگ مهمترین سوخت جامد صنعتی است که برای تولید انرژی الکتریکی ، احیای فلزات به روش سنتی یا احیای مستقیم ، تولید گاز ، ساختمان سیمان وقند ، ساخت مواد شیمیایی وتولید حرارت مصرف می شود [1و2 ]. زغال سنگ معمولاً بطور لایه ا ی درپوسته زمین ذخیره شده است . این ماده ازبقایای گیاهان مدفون شده درزیر رسوبات نواحی مردابی وباتلاق ها درزمان های گذشته بوجود آمده است [1] . فعالیت های شیمیایی باکتری ها وفشارهای کوهزایی ، این رسوبات را به زغال سنگ تبدیل کرده است . روی تمامی زغال سنگ های جهان ، صرفنظر اززمان تشکیل، تنه وساقه گیاهان بصورت فسیل دیده می شود. مدفون شدن بقایای گیاهان ونرسیدن اکسیژن به آنها، شرط اولیه واساسی تبدیل مواد آلی به جامدات فسیلی است .محل های تشکیل زغال سنگ « تورب زا ر» نامید می شود . درباره نحوه مدفون شدن مواد گیاهی درزیر زمین وتشکیل مناطق تورب زار دو نظریه وجود دارد [1و2] . برطبق نظریه اول یا نظریه برجا ، محل پیدایش زغال سنگ دقیقاً همان جایی است که گیاهان درآنجا رشد کرده ومدفون شده اند. تمامی رگه های باارزش زغال سنگ ازاین نوع است . نظریه دوم یا نظریه نابرجا براین اساس است که مواد گیاهی ، قبل از رسوب کردن ومدفون شدن دراثر جریان آب رودخانه ها ازجایی به جای دیگر منتقل شده ودر محل هایی تجمع کرده اند. این زغال ها محتوی درصد زیادی از کانی های مختلف هستند و به همین جهت استفاده از آنها فعلاً مقرون به صرفه نیست. در مناطق تورب زار، فشار و دما به حدی نیست که ساختار سنگ های همراه را تغییر دهد و تنها تورب را به زغال سنگ قهوه ا ی و سپس درخشان تبدیل می کند. زغال سنگ های ایران مربوط به دوره ژوراسیک (حدود 181 میلیون سال پیش) ودوره کرتاسه (حدود 135 میلیون سال پیش) هستند [2 و 3].
- انواع زغال سنگ
صرفنظر از تأثیرات ناشی از اندازه و مقدار خاکستر یا دیگر ناخالصی های موجود در زغال سنگ، اساساً تقسیم بندی گروه های مختلف زغال سنگ بر مبنای کیفیت ماده زغال انجام می گیرد [1]. از نظر ترکیب شیمیایی، انواع زغال سنگ را با همدیگر مقایسه کرد [4].
اکنون به اختصار به شرح گروه های زغال سنگ می پردازیم.
الف) زغال سنگ لیگنایت (قهوه ا ی)
لیگنایت از جوان ترین زغال سنگ هاست و رنگ قهوه ا ی متمایل به سیاه دارد. این زغال، مرحله انتقال زغال نارس (لیف) را به زغال سنگ نشان می دهدو الیافی شبیه به چوب دارد. این زغال سنگ پایین ترین درجه زغال سنگ های خالص است و معمولاًدر حالت خشک و بدون خاکستر دارای حدود 60 تا 75 درصد کربن و نزدیک به 20 تا 25 درصد اکسیژن است . این زغال معمولاً حاوی موادی مانند خاکستر، رطوبت گوگرد و مواد فرار فراوان است و در حالت خشک شده در هوا حدود 15 تا 20 درصد رطوبت دارد. به طور کلی میزان کربن لیگنایت بیشتر و هیدروژن آن کمتر از چوب است. ارزش حرارتی لیگنایت معادل 5/12 تا 5/13 مگاژول بر گیلوگرم است که به علت کوچکی ، استفاده از لیگنایت در صنعت ذوب فلزات را ناممکن می سازد. علاوه بر این وجود مقدار زیادی رطوبت و گوگرد در بعضی از انواع ، ارزش حرارتی لیگنایت را بازهم کوچکتر می کند.
لیگنایت جسمی است نمگیر که با شعله ا ی بلند و دوزا می سوزد. انتقال آن در مسیر طولانی میسر نیست و در اثر انبار کردن خرد می شود و ممکن است شعله ور گردد. با حرارت دادن لیگنایت در نبود هوا می توان موادی نظیر گاز، کوک، بنزین، روغن های سنگین و آمونیاک به دست آورد. از زغال قهوه ا ی در صنایع برق و شیمی می توان استفاده کرد.
ب) زغال سنگ بیتومینه (قیردار)
بیتومینه به رنگ سیاه یا خاکستری تیره است و ظاهری راه راه دارد. وزن مخصوص آن از زغال سنگ قهوه ای بیشتر و در حدود 3/1 تا 5/1 است. این زغال سنگ 75 تا 85 درصد کربن دارد و مواد فرار آن کمتر از لیگنایت است. خاکستر زغال سنگ قیردار 5 تا 10 درصد و رطوبت آن بین 5 تا 8 درصد متغیر است. حد پایین ارزش حرارتی بیتومینه از انواع دیگر زغال سنگ بیشتر و بین
9/20 تا 2/27 مگاژول بر کیلوگرم است.
بیتومینه از لیگنایت فشرده تر است و در حمل و نقل کمتر خرد می شود و به ندرت مشتعل می گردد. به هنگام سوختن شعله زرد رنگ دارد و بوی قیر می دهد. مصرف این زغال از سایر انواع بیشتر است و در تهیه سوخت های گازی و مایع ، تولید انرژی الکتریکی، و تهیه کوک متالورژی بکار می رود. این زغال بر حسب خاصیت کوک شوندگی ، به سه دسته قابل تقسیم است : کوک شو ، نیمه کوک شو و کوک نشو .
نوع کوک شو (چرب شعله کوتاه) ، در برابر حرارت فوری نرم شده و حالت خمیری به خود می گیرد. در حدود 900 درجه سانتی گراد مواد فرار خود را از دست می دهد و پس از سرد شدن به جسم سخت و سیاه رنگی به نام کوک تبدیل می شود. نوع کوک نشو (چرب شعله بلند) به سهولت مشتعل می گردد و بدون اینکه به حالت خمیری در آید ، باقیمانده پودر مانندی بر جای می گذارد. زغال هایی که ویژگی آنها حد میانی لیگنایت و بیتومینه است ، زغال های زیر بیتومینه (نیمه قیردار) نامیده می شوند. این زغال ها رطوبت و مواد فرار زیادی دارند و خاصیت کوک شدن ندارند . گونه خشک و بی خاکستر آنها 75 تا 83 درصد کربن و 10 تا 20 درصد اکسیژن دارد.
ج) زغال سنگ آنتراسیت (درخشان)
آنتراسیت قدیمی ترین نوع زغال سنگ است . این زغال از سایر انواع زغال سنگ سخت تر و محکم تر بوده و رنگی سیاه با جلای ویژه دارد و در اثر مالش دست را کمی سیاه می کند. میزان کربن ثابت زغال درخشان از سایر انواع زغال سنگ زیادتر بوده و بیش از 93 درصد است. مواد فرار آن نیز معمولاً از 6 درصد کوچکتر است. زغال درخشان خاصیت کوک شوندگی ندارد و پس از احتراق به شکل پودر در می آید. ارزش حرارتی این زغال به طور متوسط حدود 9/20 تا 8/28 مگاژول بر کیلوگرم است. این زغال سنگ به سختی مشتعل می شود و به علت کوچکی مواد فرار ، شعله ا ی کوتاه و متمایل به آبی دارد و به آرامی می سوزد. به همین علت زغال درخشان برای مصارف خانگی مناسب بوده و به هنگام انبار کردن نیز خرد نشده و خودبه خود مشتعل نمی شود .زغال سنگ هایی که از نظر ویژگی در حد واسط بین بیتومینه و آنتراسیت ، نیمه آنتراسیت نامیده می شوند. این زغال ها بین 90 تا 93 درصد کربن، 10 تا 20 درصد مواد فرار و 2 تا 4 درصد اکسیژن دارند. برخی از انواع نیمه آنتراسیت ها قابلیت کوک شوندگی دارند. این زغال ها را با نام های نیمه بیتومینه ، لاغر ، قیردار خشک و زغال مولد بخار نیز می خوانند.
- خواص فیزیکی زغال سنگ
انواع مختلف زغال سنگ خواص فیزیکی متفاوتی دارند. برخی از این خواص نظیر تخلخل در مطالعات مربوط به نحوه تشکیل زغال سنگ مورد استفاده قرار می گیرند . برخی دیگر نظیر وزن مخصوص، حین استفاده ویژگی خود را آشکار می کنند.
الف) تخلخل
زغال سنگ جسمی متخلخل با منافذ مویینه و سوراخ هایی با اندازه های مختلف و ساختاری اسفنجی است که در نتیجه مایعات و گازها را به راحتی درون خود نفوذ می دهد . به طور کلی دو نوع حفره در زغال سنگ ها وجود دارد . در نوع اول قطر متوسط حفره ها تا A 500 درجه بوده و سطح داخلی آنها بیشتر از gr/m2 1 نیست . در نوع دوم قطر متوسط حفره ها حدود A15-5درجه بوده و سطح داخلی آنها به حدود gr/m2 200 می رسد. برای اندازه گیری میزان تخلخل ، از نفوذ مایعات به درون زغال سنگ می توان استفاده کرد . نسبت حجم خلل و فرج به حجم حقیقی زغال سنگ کسر تخلخل نامیده می شود . به علت وجود تخلخل ، چگالی ظاهری زغال سنگ ( َd) از چگالی واقعی آن (d) کمتر است . اگر m جرم نمونه زغال باشد، کسر تخلخل عبارت خواهد بوداست از :
همانطور که دیده می شود ، میزان تخلخل در انواع زغال سنگ بسیار متفاوت بوده وبرای نمونه دارای 88 تا 89 درصد کربن ، حداقل خود را داراست. هرچه کربن ازاین مقدار کمتر شود، میزان تخلخل ونیزپراکندگی بیشتر خواهد شد.
مجموع سطوح حفره های داخل زغال سنگ را می توان با اندازه گیری گرمای تر شدن محاسبه کرد [1] . هرگاه زغال سنگ گاززدایی شده ا ی را درسیالی قرار دهیم ، جذب سطحی سیال با آزاد شدن گرما همراه است به طوری که متناسب با سطح جامد تر شده مقدار گرما افزایش می یابد . دراین آزمایش بهتر است ازماده آلی با اندازه مولکولی کوچک استفاده شود تا بتواند وارد حفره های بسیار ریز زغال شده وجایگزین لایه متانی شود که اغلب روی سطوح تازه زغال سنگ ها وجود دارد.استفاده از بخار متانول بر دیگرروش ها برتری دارد [2] زیرا گرمای ترشدن را به سرعت آزاد کرده واندازه گیری های دقیق کالری متری را امکان پذیر می سازد. هرچه سطح درونی زغال بیشتر باشد گرمای ترشدن نیز بیشتر خواهد بود. این مقدار از حدود J/gr 33 برای آنتراسیت تا حدود J/gr 74 برای یک زغال سنگ غیرقابل کوک شدن دارای 80 درصد کربن تغییر می کند [1] . حجم خلل وفرج زغال های قیردار 10 تا 20 درصد است که 3 تا 10 درصد آن به لوله های مویین تعلق دارد. با توجه به اینکه سطح درونی این زغال ها بین 30 تا 100 مترمربع درازای هرگرم است ، پس قطر لوله های مویین آنها باید حدود A400 درجه باشد.
ب) وزن مخصوص و قابلیت ذخیره سازی
وزن مخصوص زغال سنگ تابع نسبت مواد سوختنی و میزان خاکستر است. خاکستر چگالی بیشتری از مواد سوختنی دارد و از اینرو، اثر زیادی بر وزن مخصوص توده زغال می گذارد. وزن مخصوص زغال سنگ های بیتومینه در گسترة 27/1 تا 45/1 (گرم بر سانتی متر مکعب) قرار دارد. زغال سنگ آنتراسیت حدود 10 تا 15 درصد از بیتومینه فشرده تر بوده و وزن مخصوصی بین 4/1 تا 7/1 دارد. تغییرات وزن مخصوص با هیدروژن مخصوص درزغال سنگ رابطه تقریباً خطی دارد.
چگالی توده زغال سنگ و قابلیت ذخیره سازی آن تابع عوامل متعددی است که عبارتند از :
اندازه مواد، درجه زغال، شکل ذرات، میزان آب آزاد موجود در زغال، شکل محفظه مورد استفاده و روش ذخیره سازی. با افزایش درصد کربن ، وزن مخصوص زغال سنگ افزایش می یابد. در یک درجه زغال خاص ، وزن مخصوص زغال تر بیشتر از خشک است . از این میان شکل ذرات زغال سنگ اهمیت کمتری دارد، چون از یک زغال تا زغال دیگر تغییر چندانی نمی کند.
ج) خواص حرارتی
یکی از مهمترین ویژگی های سوخت های مختلف و از جمله زغال سنگ ها ارزش حرارتی آن هاست [1]. زغال سنگ ها دارای اکسیژن، رطوبت، ازت، کربن هیدروژن، خاکستر و عناصر ناخواسته دیگر هستندو از آنجا که فقط کربن و هیدروژن آن ها قابل سوختن است، ارزش حرارتیشان معادل مجموع ارزش حرارتی کربن و هیدروژن موجود در آنها است . وجود عناصر ناخواسته از ارزش حرارتی زغال سنگ ها می کاهد. از انجا که هیدروژن ارزش حرارتی بزرگتری نسبت به کربن دارد، با کاهش درجه زغال یعنی کاهش میزان کربن، نخست، ارزش حرارتی افزایش یافته و سپس به علت افزایش اکسیژن کاهش می یابد.
هرچند فرمول های متعددی برای مرتبط ساختن ارزش حرارتی زغال سنگ ها با ترکیب آن ها، پیشنهاد شده ولی بهتر است برای اندازه گیری ارزش حرارتی از بمب کالری متر مستقیماً استفاده شده و آزمایش های استاندارد انجام شوند.
وقتی که زغال سنگ برای تهیه گاز یا کوک، تقطیر شود، تغییرات حرارتی اندکی در آن ایجاد می شود. در این عمل ساختار پیچیده زغال به ساختارهای ساده تری شکسته می شود و از آنجا که حرارت تشکیل ساختار اولیه و ساختارهای نهایی در محصولات تقطیر متفاوت است، عمل تقطیر می تواند گرمازا یا گرماگیر باشد. البته دما می تواند نقش عمده ا ی در حرارت حاصل از تقطیر یا حرارت لازم برای آن داشته باشد. به طور کلی لیگنایت و زغال های جوان تر نسبت به زغال های قدیمی تر، گرما زایی بیشتری دارند. گرمازایی تا حدودی تابع میزان اکسیژن موجود در زغال است. در کمتر600درجه Cبرخی از زغال ها گرماگیرند و برخی دیگر گرما زا، ولی بالای این دما تمایل بیشتری به گرماگیری وجود دارد و در بیشتر از 800درجهC این پدیده شدید می شود. به عنوان مثال، گرمای عملیات تقطیر چند زغال در دمای700 درجهC به این شرح است:
لیگنایت 730+تا 1351+ ژول برکیلوگرم و بیتومینه : 126 + تا 238- ژول برکیلوگرم (علامت+ نشانه گرماگیر بودن و علامت – نشانه گرمازا بودن عملیات است).
ظرفیت حرارتی زغال سنگ در فرایند تقطیر مورد توچه قرار می گیرد. برای اندازه گیری ظرفیت حرارتی می توان از روش های مستقیم یا از متغیرهای ضریب نفوذ و ضریب هدایت حرارتی استفاده کرد. مقدار ظرفیت حرارتی دو نوع زغال سنگ بدون رطوبت و بدون خاکستر ، در دمای معمولی چنین بدست آمده است:
آنتراسیت: J/gr.0k 96/0-92/0و بیتومینه، J/gr.0k 09/1- 1. ظرفیت حرارتی زغال سنگ با افزایش مواد فرار و نیز کاهش نسبت C/H افزایش می یابد. ارتباط ظرفیت حرارتی با مقدار خاکستر یا رطوبت موجود در زغال به صورت خطی است و برای محاسبه تأثیر ترکیب شیمیایی می توان از فرمول های مربوط استفاده کرد به عنوان مثال برای کوک روابطی به صورت زیر داده شده است.

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله   30 صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید