ถ่านหิน (Coal)
ลักษณะสำคัญของถ่านหิน
• มีสถานะเป็นของแข็ง
• สีน้ำตาลถึงดำ
• เมื่อถูกเผาไหม้จะติดไฟได้ดี
• ให้ความร้อนค่อนข้างสูง
กระบวนการเกิดถ่านหิน
•เกิดจากต้นไม้หรือพืช ตายลงและสะสมอยู่ในแอ่งน้ำนิ่ง
•ต่อมามีตะกอนของซากพืชในแหล่งน้ำนั้น
•เมื่อเวลาผ่านไปสภาพผิวที่ทับถมซากพืชนั้นมีการเปลี่ยนแปลง เช่น แผ่นดินไหว ภูเขาไฟระเบิด ซากพืชจมลงใต้ผิวดินลึกลงไปเรื่อยๆ
•ส่วนด้านบนก็มีการทับถมมากขึ้นเรื่อยๆ
•ซากพืชที่อยู่ใต้ที่จมลึกอยู่ใต้ผิวดิน ในสภาวะขาดออกซิเจน มีความดัน และอุณหภูมิที่สูง ในสภาวะนี้มีการย่อยซาก
•ซึ่งกระบวนการนี้ใช้เวลา นับล้านปี จนเกิดเป็นถ่านหิน
ผลการย่อยซากพืชในสภาวะ ขาดออกซิเจน
ความดัน และ อุณหภูมิสูง
•โครงสร้างพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด เซลล์ของสิ่งมีชีวิตบนโลกประกอบด้วยธาตุหลัก 4 ธาตุ คือ ไฮโดรเจน(H) ออกซิเจน(O) ไนโตรเจน (N) และคาร์บอน (C) ซึ่งเป็นธาตุเบาที่มีอยู่ทั่วไปบนโลก นอกจากนั้นเซลล์ยังใช้ฟอสฟอรัส (P) และกำมะถัน (S) ในการสร้างวัสดุโครงสร้างของเซลล์ และกระบวนการเผาผลาญอาหารเพื่อสร้างพลังงาน ธาตุทั้งหกนี้พบทั่วไปในสารอินทรีย์ของสิ่งมีชีวิต
•ถ่านหินประกอบด้วยธาตุที่สำคัญ 4 อย่างได้แก่ คาร์บอน ไฮโดรเจน ไนโตรเจน และออกซิเจนจากนั้น มีธาตุหรือสารอื่น เช่น กำมะถันเจือปนเล็กน้อย เผาอย่างสมบูรณ์ แล้วจะเกิดเป็นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์กำมะถัน เป็นสาเหตุสำคัญของการเกิดมลพิษทางอากาศ และเป็นตัวทำให้เกิดฝนกรดด้วย
๐ การย่อยสลายซากที่เกิดบนผิวดิน จะเป็นการย่อยซากโดย เห็ด รา และจุลินทรีย์ ซึ่งเป็นการย่อยสลายโดยใช้ออกซิเจน ในสภาวะอุณหภูมิ และความดันบนผิวดิน แตกต่างจากการเกิดถ่านหินซึ่งเป็นการย่อยสลายซากใต้ดิน ในสภาวะอุณหภูมิสูง ความดันสูง และสภาวะขาดออกซิเจน เป็นเวลานับล้านปี
ปัจจัยที่ส่งผลต่อชนิดถ่านหิน
ชนิดซากพืชต้นกำเนิด ความร้อนและความดันที่แตกต่างกัน ทำให้สัดส่วนปริมาณคาร์บอนในหินแตกต่างกัน รวมทั้งระยะเวลาในการเกิดแตกต่างกัน ทำให้เกิดถ่านหินชนิดต่างๆ
ประเภทของถ่านหินแบ่งตามสัดส่วนปริมาณคาร์บอน
1.สัดส่วนปริมาณคาร์บอน น้อยกว่า 60% คือ พีท (peat)จัดเป็นวัตถุต้นกำเนิดถ่านหิน
2.สัดส่วนปริมาณคาร์บอน 60%-70% คือ ถ่านหิน ชนิดลิกไนต์ (Lignite)
3.สัดส่วนปริมาณคาร์บอน 71%-77% คือ ถ่านหินซับบิทูมินัส
(Sub-bituminous coal)
4.สัดส่วนปริมาณคาร์บอน 77%-87% คือ ถ่านหินบิทูมินัส
(Bituminous coal)
5.สัดส่วนปริมาณคาร์บอน มากกว่า 87% แอนทราไซต์ (Anthracite)
ถ่านหินที่มีปริมาณคาร์บอนสูง จะให้ค่าความร้อนสูง ประโยชน์ของถ่านหินใช้เป็นเชื้อเพลิงในโรงงานอุตสาหกรรม และโรงงานไฟฟ้า
พีท (Peat)
เป็นถ่านหินในขั้นเริ่มต้นของกระบวนการเกิดถ่านหิน ซากพืชบางส่วนยังสลายตัวไม่หมด
และมีลักษณะให้เห็นเป็นลำต้น กิ่งหรือใบ มีสีน้ำตาลจนถึงสีดำ มีความชื้นสูง เมื่อนำมาเป็น
เชื้อเพลิงต้องผ่านกระบวนการไล่ความชื้นหรือทำให้แห้งก่อน ความร้อนที่ได้จากการเผาสูงกว่า
ที่ได้จากไม้ ใช้เป็นเชื้อเพลิงเพื่อให้ความร้อนในบ้านหรือผลิตไฟฟ้า ข้อดี คือ มีร้อยละของกำมะถันต่ำกว่าน้ำมันและถ่านหินอื่น ๆส่วนมากจะพบในที่ราบน้ำท่วมถึง
เป็นชั้นหนามักจะพบในป่าพรุ
ลิกไนต์ (Lignite)
เป็นถ่านหินที่มีซากพืชสลายตัวหมด ไม่เห็นโครงสร้างของพืช ลักษณะเนื้อเหนียวและผิวด้าน
มีสีเข้ม มีปริมาณออกซิเจนและความชื้นต่ำ มีปริมาณคาร์บอนสูงกว่าพีต เมื่อติดไฟมีควันและเถ้าถ่านมาก
ใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับให้ความร้อน ใช้เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า และใช้บ่มใบยา แหล่งพบที่สำคัญ คือ
อำเภอแม่เมาะ จังหวัดลำปาง
ซับบิทูมินัส(Sub-bituminous coal)
เป็นถ่านหินที่เกิดนานกว่าลิกไนต์ มีสีน้ำตาลจนถึงดำ ลักษณะมีทั้งผิวด้านและผิวมัน มีทั้งเนื้ออ่อน
ร่วนและแข็ง มีปริมาณออกซิเจนและความชื้นต่ำ แต่มีปริมาณคาร์บอนสูงกว่าลิกไนต์ ใช้เป็นแหล่งพลังงาน
สำหรับผลิตกระแสไฟฟ้าและอุตสาหกรรม
บิทูมินัส(Bituminous coal)
เป็นถ่านหินที่เกิดนานกว่าซับบิทูมินัส มีเนื้อแน่นและแข็ง มีทั้งสีน้ำตาลจนถึงสีดำ มีปริมาณออกซิเจน
และความชื้นต่ำ แต่มีปริมาณคาร์บอนสูงกว่าซับบิทูมินัส เมื่อเผาไหม้แล้วจะให้ค่าความร้อนสูง ใช้เป็นเชื้อเพลิง
ในการถลุงโลหะ และนำมาเป็นวัตถุดิบเพื่อเปลี่ยนเป็นเชื้อเพลิงเคมีอื่น ๆ ได้
แอนทราไซต์ (Anthracite)
ถ่านหินที่มีการแปรสภาพสูงสุด เนื่องจากแรงกดดันและความร้อนใต้เปลือกโลกทำให้น้ำและ
สารระเหยต่างๆในพืชหมดไปเหลือแต่คาร์บอน มีอายุการเกิดนานที่สุด มีสีดำ ลักษณะเนื้อแน่น แข็ง และ
เป็นมัน มีปริมาณออกซิเจนและความชื้นต่ำ แต่มีปริมาณคาร์บอนสูงกว่าถ่านหินชนิดอื่น จุดไฟติดยาก
เมื่อติดไฟจะให้เปลวไฟสีน้ำเงินจาง ๆ มีควันน้อย ให้ความร้อนสูง และไม่มีสารอินทรีย์ระเหยออกมาจากการ
เผาไหม้
กลับหน้าหลัก
รวบรวมเรียบเรียงโดย ครูนันทนา สำเภา
เอกสารอ้างอิง
หนังสือรายวิชาพื้นฐาน วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี เล่ม2 ปรับปรุง พ.ศ. 2560 ตามหลักสูตรแกนกลางปี 2551