কয়লা মানুষের কাছে পরিচিত প্রাচীনতম জ্বালানীগুলির মধ্যে একটি। এবং আজও এটি ব্যবহারের দিক থেকে একটি অগ্রণী অবস্থান দখল করে আছে। এর কারণ হল এর ব্যাপকতা, নিষ্কাশন, প্রক্রিয়াকরণ এবং ব্যবহারের সহজতা। কিন্তু সে কি? কয়লার রাসায়নিক সূত্র কি?
আসলে, এই প্রশ্নটি সম্পূর্ণ সঠিক নয়। কয়লা কোনো পদার্থ নয়, এটি বিভিন্ন পদার্থের মিশ্রণ। তাদের মধ্যে অনেক আছে, তাই কয়লার গঠন সম্পূর্ণরূপে নির্ধারণ করা অসম্ভব। অতএব, এই নিবন্ধে কয়লার রাসায়নিক সূত্রের অধীনে, আমরা বরং এর মৌলিক গঠন এবং কিছু অন্যান্য বৈশিষ্ট্য বোঝাব।
কিন্তু এই পদার্থের অবস্থা সম্পর্কে আমরা কী জানতে পারি? উচ্চ তাপমাত্রা এবং চাপের সংস্পর্শে আসার কারণে বহু বছর ধরে উদ্ভিদের অবশিষ্টাংশ থেকে কয়লা তৈরি হয়। এবং যেহেতু গাছপালা জৈব প্রকৃতির, তাই কয়লার সংমিশ্রণে জৈব পদার্থ প্রাধান্য পাবে।
কয়লার উৎপত্তি বয়স এবং অন্যান্য অবস্থার উপর নির্ভর করে, এটি বিভিন্ন প্রকারে বিভক্ত। প্রতিটি প্রজাতি তার মৌলিক গঠন, উপস্থিতি দ্বারা আলাদা করা হয়অমেধ্য এবং অন্যান্য গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য।
বাদামী কয়লা
কয়লার সবচেয়ে কনিষ্ঠ প্রকার। এটি এমনকি একটি উদ্ভিজ্জ কাঠের গঠন আছে. প্রায় 1 কিলোমিটার গভীরে পিট থেকে সরাসরি গঠিত।
এই ধরনের কয়লায় যথেষ্ট পরিমাণে আর্দ্রতা থাকে: 20 থেকে 40% পর্যন্ত। যখন বাতাসের সংস্পর্শে আসে, তখন এটি বাষ্পীভূত হয় এবং কয়লা গুঁড়ো হয়ে যায়। পরবর্তী, আমরা এই নির্দিষ্ট শুষ্ক অবশিষ্টাংশের রাসায়নিক গঠন সম্পর্কে কথা বলব। বাদামী কয়লায় অজৈব অমেধ্যের পরিমাণও বেশি এবং এর পরিমাণ 20-45%। এই অমেধ্যগুলি হল সিলিকন ডাই অক্সাইড, অ্যালুমিনিয়ামের অক্সাইড, ক্যালসিয়াম এবং আয়রন। এতে ক্ষারীয় ধাতব অক্সাইডও থাকতে পারে।
এই কয়লায় প্রচুর পরিমাণে উদ্বায়ী জৈব এবং অজৈব পদার্থ রয়েছে। তারা এই ধরনের কয়লার ভরের অর্ধেক পর্যন্ত হতে পারে। মৌলিক গঠন বিয়োগ অজৈব এবং উদ্বায়ী পদার্থ নিম্নরূপ:
- কার্বন ৫০-৭৫%।
- অক্সিজেন ২৬-৩৭%।
- হাইড্রোজেন ৩-৫%।
- নাইট্রোজেন ০-২%।
- সালফার ০.৫-৩%।
কয়লা
গঠনের সময় অনুসারে, এই ধরনের কয়লা বাদামীর পরে আসে। এটি একটি কালো বা ধূসর-কালো রঙের পাশাপাশি একটি রজনী, কখনও কখনও ধাতব চকচকে রয়েছে৷
কয়লার আর্দ্রতা বাদামীর চেয়ে অনেক কম: মাত্র 1-12%। কয়লায় উদ্বায়ী পদার্থের বিষয়বস্তু উত্তোলনের স্থানের উপর নির্ভর করে ব্যাপকভাবে পরিবর্তিত হয়। এটি সর্বনিম্ন হতে পারে (2% থেকে), তবে বাদামী কয়লার অনুরূপ মানগুলিতেও পৌঁছাতে পারে (48% পর্যন্ত)। প্রাথমিক রচনাটি নিম্নরূপ:
- কার্বন 75-92%।
- হাইড্রোজেন 2, 5-5, 7%।
- অক্সিজেন 1, 5-15%।
- নাইট্রোজেন ২.৭% পর্যন্ত।
- সালফার ০-৪%।
এখান থেকে আমরা উপসংহারে আসতে পারি যে শক্ত কয়লার রাসায়নিক সূত্রে বাদামী কয়লার চেয়ে বেশি কার্বন থাকে। এটি এই ধরনের কয়লাকে একটি উন্নত মানের জ্বালানী করে তোলে৷
অ্যানথ্রাসাইট
অ্যানথ্রাসাইট জীবাশ্ম কয়লার প্রাচীনতম রূপ। এটি গাঢ় কালো রঙের এবং একটি বৈশিষ্ট্যযুক্ত ধাতব চকচকে রয়েছে। এটি পোড়ানোর সময় যে পরিমাণ তাপ প্রকাশ করে তার পরিপ্রেক্ষিতে এটিই সেরা কয়লা৷
এতে আর্দ্রতা এবং উদ্বায়ী পদার্থের পরিমাণ খুবই কম। প্রতিটি সূচকের জন্য প্রায় 5-7%। এবং মৌলিক রচনাটি অত্যন্ত উচ্চ কার্বন সামগ্রী দ্বারা চিহ্নিত করা হয়:
- 90% এর বেশি কার্বন।
- হাইড্রোজেন 1-3%।
- অক্সিজেন 1-1, 5%।
- নাইট্রোজেন 1-1, 5%।
- 0.8% পর্যন্ত সালফার।
আরও কয়লা শুধুমাত্র গ্রাফাইটে থাকে, যা অ্যানথ্রাসাইটের কয়লাকরণের আরও পর্যায়।
কাঠকয়লা
এই ধরনের কয়লা কোনো জীবাশ্ম নয়, তাই এর গঠনে কিছু বিশেষত্ব রয়েছে। এটি শুকনো কাঠকে বাতাস ছাড়াই 450-500 oC তাপমাত্রায় গরম করে উত্পাদিত হয়। এই প্রক্রিয়াটিকে পাইরোলাইসিস বলা হয়। এটি চলাকালীন, কাঠ থেকে বেশ কয়েকটি পদার্থ নির্গত হয়: মিথানল, অ্যাসিটোন, অ্যাসিটিক অ্যাসিড এবং অন্যান্য, যার পরে এটি কয়লায় পরিণত হয়। যাইহোক, কাঠের দহনও পাইরোলাইসিস, তবে বাতাসে অক্সিজেনের উপস্থিতির কারণে, নির্গত গ্যাসগুলি জ্বলে ওঠে। এটাই অস্তিত্বের কারণজ্বলে উঠলে আগুন।
কাঠ একজাতীয় নয়, এতে প্রচুর ছিদ্র এবং কৈশিক রয়েছে। এটি থেকে প্রাপ্ত কয়লায় অনুরূপ কাঠামো আংশিকভাবে সংরক্ষিত হয়। এই কারণে, এটির ভাল শোষণ ক্ষমতা রয়েছে এবং সক্রিয় কার্বনের সাথে ব্যবহার করা হয়৷
এই ধরনের কয়লার আর্দ্রতার পরিমাণ খুবই কম (প্রায় 3%), তবে দীর্ঘমেয়াদী স্টোরেজের সময় এটি বাতাস থেকে আর্দ্রতা শোষণ করে এবং জলের শতাংশ 7-15% পর্যন্ত বৃদ্ধি পায়। অজৈব অমেধ্য এবং উদ্বায়ী পদার্থের বিষয়বস্তু GOSTs দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয় এবং যথাক্রমে 3% এবং 20% এর বেশি হওয়া উচিত নয়। মৌলিক রচনাটি উত্পাদন প্রযুক্তির উপর নির্ভর করে এবং প্রায় এইরকম দেখায়:
- কার্বন ৮০-৯২%।
- অক্সিজেন ৫-১৫%।
- হাইড্রোজেন ৪-৫%।
- নাইট্রোজেন ~0%।
- সালফার ~0%।
কাঠকয়লার রাসায়নিক সূত্র দেখায় যে কার্বন উপাদানের দিক থেকে এটি পাথরের কাছাকাছি, তবে এটিতে দহনের জন্য অপ্রয়োজনীয় উপাদানের সামান্য পরিমাণ রয়েছে (সালফার এবং নাইট্রোজেন)।
সক্রিয় কার্বন
অ্যাক্টিভেটেড কার্বন হল এক ধরনের কার্বন যার একটি উচ্চ নির্দিষ্ট ছিদ্র পৃষ্ঠ এলাকা, যা এটিকে কাঠের থেকে আরও বেশি শোষক করে তোলে। কাঠকয়লা এবং কয়লা, সেইসাথে নারকেলের শাঁস এর উৎপাদনের জন্য কাঁচামাল হিসাবে ব্যবহৃত হয়। প্রারম্ভিক উপাদান একটি সক্রিয়করণ প্রক্রিয়ার অধীন হয়. এর সারমর্ম হল উচ্চ তাপমাত্রা, ইলেক্ট্রোলাইট দ্রবণ বা জলীয় বাষ্প দিয়ে আটকে থাকা ছিদ্রগুলি খোলা।
অ্যাক্টিভেশন প্রক্রিয়া চলাকালীন, শুধুমাত্র পদার্থের গঠন পরিবর্তিত হয়, তাই সক্রিয় কার্বনের রাসায়নিক সূত্রযে কাঁচামাল থেকে এটি তৈরি করা হয়েছিল তার সংমিশ্রণের অনুরূপ। সক্রিয় কার্বনের আর্দ্রতা ছিদ্রগুলির নির্দিষ্ট পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফলের উপর নির্ভর করে এবং সাধারণত 12% এর কম হয়।
