ถ่านหิน ......ที่มาของพลังงานแห่งความหวัง

ถ่านหิน  ......ที่มาของพลังงานแห่งความหวัง

            จากการเปิดเผยของตัวแทนเครือข่ายพลังงานจากมูลนิธิฟื้นฟูชีวิตและธรรมชาติ เกี่ยวกับอัตราการใช้ไฟฟ้าของคนไทย และกำลังในการผลิตพลังงานไฟฟ้า  พบว่าปัจจุบันปริมาณการใช้ไฟฟ้าของคนไทยลดลงอย่างต่อเนื่อง  และยังมีกำลังการผลิตที่เกินความต้องการใช้จริงอีกกว่า 10,000 เมกะวัตต์    ( ที่มา : ASTVผู้จัดการออนไลน์ 26 มิถุนายน 2552 14:14 น.  )
ถ่านหิน  คืออะไร  
             ถ่านหิน คือ หินตะกอนชนิดหนึ่ง  จัดเป็นแร่เชื้อเพลิงที่สามารถติดไฟได้ดี   มีสีน้ำตาลอ่อนจนถึงสีดำ มีทั้งชนิดผิวมันและผิวด้าน น้ำหนักเบา     องค์ประกอบของถ่านหิน ประกอบด้วยธาตุที่สำคัญ 4 อย่างได้แก่ 
            - คาร์บอน  ( C )
            - ไฮโดรเจน ( H )
            - ไนโตรเจน  (  N ) 
            - ออกซิเจน ( O )
            นอกจากนี้   มีธาตุหรือสารอื่น เช่น กำมะถัน ( S )  เจือปนเล็กน้อย     ถ่านหินจะมีประสิทธิภาพในการเผาใหม้ได้มากน้อยแค่ไหน ขึ้นอยู่กับ  จำนวนคาร์บอน   
            - หากมีจำนวนคาร์บอนสูง   การเผาไหม้จะเกิดขี้นสมบูรณ์  จัดเป็นถ่านหินคุณภาพดี 
            - หากมีจำนวนคาร์บอนต่ำ   การเผาไหม้จะเกิดขี้นไม่สมบูรณ์  จัดเป็นถ่านหินคุณภาพต่ำ 

ถ่านหิน เกิดขึ้นได้อย่างไร 
           ถ่านหินเป็นสารที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ    โดยการทับถมของซากพืช ภายใต้สภาวะที่เหมาะสม โดยเมื่อซากพืชถูกย่อยสลายไม่สมบูรณ์  และเกิดการทับถมกับตะกอนของดินหรือทราย ที่ถูกน้ำพัดพามา   เมื่อซากพืชเหล่านั้นเมื่อได้รับความร้อนจะเกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมี  จนกลายเป็นถ่านหิน ในที่สุด          "

กระบวนการเกิดถ่านหิน
          การทับถมของซากพืชในบริเวณต่าง ๆ    จะกลายเป็นถ่านหินหรือไม่   จะ-เกี่ยวข้องกับ 2 กระบวนการ ดังนี้ 
          1. กระบวนการแปรเปลี่ยนทางชีวภาพ (Biochemical reaction) หรือ การก่อตัวใหม่ (Diagenesis) 
             เป็นกระบวนการที่ซากพืชถูกย่อยสลาย   โดยมีจุลินทรีย์และปฏิกิริยาทางเคมีเกี่ยวข้อง ทำให้ซากพืช สลายกลายเป็นสารเนื้อเดียวกัน   อยู่ในรูปของคาร์บอน ( C ) และไฮโดรเจน ( H  )  เป็นส่วนใหญ่     และเกิดการสะสมตัวของตะกอน
            สิ่งที่สำคัญที่สุดในกระบวนการนี้คือ สภาพแวดล้อมของแอ่งสะสมตะกอน
                -  ถ้าซากพืชจมอยู่ใต้น้ำลึกเกินไป พวกจุลินทรีย์ไม่สามารถย่อยสลายได้ 
                -  ถ้าซากพืชจมอยู่ใต้น้ำตื้นเกินไป   ออกซิเจนในอากาศจะทำให้ซากพืชเน่าเปื่อย 
          2. กระบวนการแปรเปลี่ยนเนื่องจากความร้อน (Thermal alteration) หรือ metamorphism 
            หลังเสร็จสิ้นกระบวนการก่อตัวใหม่  หากชั้นพีตถูกยกตัวขึ้นมาก็จะผุพังและถูกทำลาย    แต่ถ้ามีการสะสมตัวภายในแอ่งอย่างต่อเนื่องอยู่    ชั้นพีตจะถูกปิดทับโดยตะกอนอื่นๆ และจมลึกลงไปเรื่อยๆ เมื่อถึงขั้นตอนนี้ความร้อนที่เพิ่มขึ้นจะเป็นตัวหยุดปฏิกิริยา ทำให้พีตมีการเปลี่ยนแปลงกลายเป็นถ่านหินแทน เรียกว่ากระบวนการแปรสภาพเป็นถ่านหิน (Coalification) 
            สิ่งที่สำคัญที่สุดในกระบวนการนี้คือ   อุณหภูมิ  ถ้ามีความร้อนสูงจะทำให้กลายเป็นถ่านหินได้เร็วขึ้น

ประเภทของถ่านหิน
            ถ่านหินแบ่ง เป็น 5 ประเภท คือ
            1. พีต (Peat) 
              เป็นถ่านหินที่มีคุณภาพต่ำสุด   เกิดจากการสลายตัวของซากพืช ซากสัตว์บางส่วน และมีซากพืชบางส่วนยังสลายตัวไม่หมด 
ลักษณะ
            (1)  มีสีน้ำตาลถึงสีดำ
            (2)  มีปริมาณคาร์บอนต่ำ ประมาณร้อยละ 50-60 โดยมวล
            (3)  มีปริมาณออกซิเจนและความชื้นสูงแต่สามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงได้ 
            (4) มองเห็นเป็นลำต้น กิ่ง หรือใบ 

  ถ่านหินประเภท "พีท"  

         2. ลิกไนต์ (Lignite) 
            เป็นถ่านหินที่มีคุณภาพสูงกว่าพีต เนื่องจากกระบวนการเกิด มีการย่อยสลายซากพืชที่สมบูรณ์กว่าพีต ใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับผลิตกระแสไฟฟ้า บ่มใบยาสูบ ทำให้มีลักษณะดังนี้
            (1) สีน้ำตาลผิวด้าน
            (2) มีคาร์บอนร้อยละ 60-75
            (3) มีออกซิเจนค่อนข้างสูง  และมีความชื้นสูงถึงร้อยละ 30-70
            (4)มีซากพืชหลงเหลืออยู่เล็กน้อย  
             (5)  เมื่อติดไฟมีควันและเถ้าถ่านมาก 

              3. ซับบิทูมินัส (Subbituminous)
              เป็นถ่านหินที่ใช้เวลาในการเกิดนานกว่าลิกไนต์  เป็นเชื้อเพลิงที่มีคุณภาพเหมาะสมในการผลิตกระแสไฟฟ้าและงานอุตสาหกรรม   มีลักษณะดังนี้
             (1) สีน้ำตาลถึงสีดำ ผิวมีทั้งด้านและเป็นมัน 
             (2) มีทั้งเนื้ออ่อนและเนื้อแข็ง 
             (3) มีความชื้นประมาณร้อยละ 25-30 
             (4) มีคาร์บอนสูงกว่าลิกไนต์ 

ถ่านหิน ประเภท " ซับบิทูมินัส"

ถ่านหินประเภท " แอนทราไซต์ "

ประโยชน์
          1. ใช้เป็นเชื้อเพลิงในอุตสาหกรรมต่าง ๆ ที่ใช้หม้อน้ำร้อนในกระบวนการผลิต เช่น 
             - การผลิตไฟฟ้า
             - การถลุงโลหะ 
             - การผลิตปูนซีเมนต์ 
             - การบ่มใบยาสูบ 
             - การผลิตอาหาร 
              เป็นต้น 
          2.  ใช้ในการทำถ่านสังเคราะห์ (Activated Carbon) เพื่อดูดซับกลิ่น 
          3. ทำคาร์บอนด์ไฟเบอร์ (Carbon Fiber) ซึ่งเป็นวัสดุที่มีความแข็งแกร่งแต่มีน้ำหนักเบา 
          4. แปรสภาพถ่านหินเป็นเชื้อเพลิงเหลว (Coal liquefaction) หรือ เป็นแปรสภาพก๊าซ (Coal Gasification) ซึ่งเป็นการใช้ถ่านหินแบบเชื้อเพลิงสะอาดเพื่อช่วยลดมลภาวะจากการใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิงได้อีกทางหนึ่ง ภายใต้กระบวนการแปรสภาพถ่านหิน จะสามารถแยกเอาก๊าซที่มีฤทธิ์เป็นกรดหรือเป็นพิษ และสารพลอยได้ต่าง ๆ ที่มีอยู่ในถ่านหินนำไปใช้ประโยชน์อื่นได้อีก เช่น กำมะถันใช้ทำกรดกำมะถันและแร่ยิปซัม แอมโมเนียใช้ทำปุ๋ยเพื่อเกษตรกรรม เถ้าถ่านหินใช้ทำวัสดุก่อสร้าง เป็นต้น

         4. บิทูมินัส (Bituminous) 
              เป็นถ่านหินที่ใช้เวลาในการเกิดนานกว่าซับบิทูมินัส ใช้เป็นเชื้อเพลิงเพื่อการถลุงโลหะ และเป็นวัตถุดิบเพื่อเปลี่ยนเป็นเชื้อเพลิงอื่นๆ  มีลักษณะดังนี้
              (1)  เนื้อแน่น แข็ง 
              (2) มีสีน้ำตาลถึงสีดำสนิท ประกอบด้วยชั้นถ่านหินสีดำมันวาว             ประเทศไทยมีแหล่งถ่านหินกระจายอยู่ทั่วทุกภาค   แต่เป็นถ่านหินที่มีคุณภาพต่ำส่วนใหญ่พบลิกไนต์และซับบิทูมินัส  พบใหญ่พบในภาคเหนือ     
          แหล่งถ่านหินในประเทศไทยที่สำคัญ ได้แก่ 
                  - แหล่งแม่เมาะ  จ.ตาก    
                  - แหล่งกระบี่  
                  - แหล่งแม่ทาน จ.ลำปาง  
                  - แหล่งลี้ จ.ลำพูน  
                  - แหล่งม่วนเชียง จ.เชียงใหม่ เป็นต้น 
คลิ๊กที่นี่เพื่อดูรายละเอียด

ถ่านหินประเภท " บิทูมินัส"

              5. แอนทราไซต์ (Anthracite) 
              เป็นถ่านหินที่ใช้เวลาในการเกิดนานกว่าบิทูมินัส  ใช้เป็นเชื้อเพลิงในอุตสาหกรรมต่างๆ  มีลักษณะดังนี้
              (1) มีสีดำเป็นเงา มันวาวมาก 
               (2)  มีรอยแตกเว้าแบบก้นหอย 
               (3) มีปริมาณคาร์บอนประมาณร้อยละ 90-98 
               (4) ความชื้นต่ำประมาณร้อยละ 2-5 
               (5) มีค่าความร้อนสูงแต่ติดไฟยาก เมื่อติดไฟให้เปลวไฟสีน้ำเงิน ไม่มีควัน 

ถ่านหิน ประเภท "ลิกไนต์"

จำเป็นหรือที่ต้องสร้างโรงงานไฟฟ้าจากถ่านหิน "    หลังจากที่ท่านได้รับความรู้เรื่องถ่านหินแล้วลองตอบคำถามในใจ ด้วยนะคะ 

แหล่งถ่านหินในประเทศไทย

เทคโนโลยีถ่านหินสะอาด 

ประเด็นคำถาม
         1. หากท่านพบสสารชนิดหนึ่ง ที่มีความสามารถติดไฟได้  มีลักษณะเป็นของแข็งสีดำ และมีความมันวาว   ท่านจะมีวิธีการตรวจสอบอย่างไรว่าสสารนั้นเป็นถ่านหินหรือไม่  และถ้าเป็นถ่านหิน ท่านคิดว่าเป็นถ่านหินชนิดใด
         2. เหตุใดประเทศใดจึงมักพบถ่านหินประเภทพีต หรือลิกไนต์  แต่จะไม่พบอนทราไซต์
         3. เหตุใดต้นไม้ บริเวณโรงงานผลิตกระแสไฟฟ้า  ที่ใช้ถ่านหินประเภทลิกไนซ์ เป็นเชื้อเพลิง จึงมีใบสีเหลืองซีด   และถ้าต้องการให้ต้นไม้กลับเป็นสีเขียวเหมือนเดิม ท่านจะมีวิธีการดำเนินการอย่างไร
         4. ท่านมีความคิดเห็นอย่างไรเกี่ยวกับการผลิตโรงไฟฟ้า โดยใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิง ( เห็นด้วยหรือไม่ เพราะเหตุใด )

อ้างอิง
https://th.wikipedia.org/
https://www2.dmf.go.th
https://www.eppo.go.th/coal/tech.html
https://www.manager.co.th

 
ที่มา : https://www.sahavicha.com/?name=knowledge&file=readknowledge&id=1040