فحم

📅 آخر تحديث: ٢٢ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٢ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 21 صور
الموسوعة الحرة
فحم
عمال يقومون بتعبئة الفحم في أكياس ورقية
تعبئة الفحم للتصدير في ناميبيا

الفحم هو بقايا كربون أسود خفيفة الوزن يتم إنتاجها عن طريق تسخين الخشب (أو مواد حيوانية ونباتية أخرى) بقوة في الحد الأدنى من الأكسجين لإزالة كل الماء والمكونات المتطايرة. في النسخة التقليدية من عملية التحلل الحراري هذه ، والتي تسمى حرق الفحم، غالبًا عن طريق تشكيل فرن فحم ، يتم توفير الحرارة عن طريق حرق جزء من المادة الأولية نفسها، مع إمداد محدود من الأكسجين . يمكن أيضًا تسخين المادة في معوجة مغلقة. قد تحتوي قوالب الفحم الحديثة المستخدمة للطهي في الهواء الطلق على العديد من المواد المضافة الأخرى، مثل الفحم .

يعود تاريخ إنتاج الفحم الخشبي إلى العصور القديمة، ويعود جذوره إلى وفرة الخشب في مناطق مختلفة. تتضمن العملية عادةً تكديس كتل الخشب لتشكيل كومة مخروطية الشكل، مما يسمح للهواء بالدخول من خلال الفتحات الموجودة في الأسفل، وإشعال الكومة تدريجيًا. غالبًا ما كان حارقو الفحم، وهم محترفون مهرة مكلفون بإدارة العملية الدقيقة، يعيشون في عزلة لرعاية أكوام الخشب الخاصة بهم. على مر التاريخ، كان الإنتاج المكثف للفحم مساهمًا كبيرًا في إزالة الغابات، وخاصة في مناطق مثل أوروبا الوسطى. ومع ذلك، تهدف ممارسات الإدارة المختلفة، مثل التقليم ، إلى الحفاظ على إمداد ثابت من الخشب لإنتاج الفحم. أدى ندرة موارد الخشب التي يسهل الوصول إليها في النهاية إلى الانتقال إلى مكافئات الوقود الأحفوري مثل الفحم.

تتضمن الطرق الحديثة لإنتاج الفحم حرق الخشب في أوعية، مما يؤدي إلى كفاءة أعلى مقارنة بطرق الحرق التقليدية. تعتمد خصائص الفحم على عوامل مثل المادة المتفحمة ودرجة حرارة الحرق.

يستخدم الفحم في تطبيقات متنوعة، بما في ذلك الوقود المعدني في إنتاج الحديد والصلب، والوقود الصناعي، ووقود الطهي والتدفئة، وعامل الاختزال في العمليات الكيميائية، وكمادة خام في الألعاب النارية. كما يتم استخدامه في مستحضرات التجميل والبستنة وتربية الحيوانات والطب وجهود الاستدامة البيئية، مثل عزل الكربون.

ومع ذلك، فإن إنتاج الفحم واستخدامه قد يخلف آثاراً بيئية ضارة، بما في ذلك إزالة الغابات والانبعاثات. ويشكل إنتاج الفحم غير القانوني وغير المنظم، وخاصة في مناطق مثل أمريكا الجنوبية وأفريقيا، تحديات كبيرة لجهود الحفاظ على البيئة.

تاريخ

كومة الفحم

فرن فحم مهجور بالقرب من ووكر، أريزونا، الولايات المتحدة
كومة من الخشب قبل تغطيتها بالعشب أو التربة وحرقها ( حوالي عام  1890 )

يعود تاريخ إنتاج الفحم الخشبي في الأماكن التي تتوفر فيها وفرة من الخشب إلى العصور القديمة. وكان يبدأ عمومًا بتكديس كتل من الخشب على أطرافها لتكوين كومة مخروطية الشكل. وتُترك فتحات في الأسفل للسماح بدخول الهواء ، مع وجود عمود مركزي يعمل كمدخنة . وكانت الكومة بأكملها مغطاة بالعشب أو الطين المبلل . وكان إطلاق النار يبدأ من أسفل المدخنة، ثم ينتشر النار تدريجيًا إلى الخارج وإلى الأعلى.

الطريقة التقليدية في بريطانيا استخدمت كومة الفحم أو المشبك . [1] كان هذا في الأساس كومة من جذوع الأشجار الخشبية (مثل خشب البلوط المتبل) متكئة في دائرة على مدخنة. تتكون المدخنة من 4 أوتاد خشبية مثبتة بحبل. في المشبك أيضًا، كانت جذوع الأشجار مغطاة بالكامل بالتربة والقش مما لا يسمح بدخول الهواء. يجب إشعالها عن طريق إدخال بعض الوقود المحترق في المدخنة. تحترق جذوع الأشجار ببطء وتتحول إلى فحم على مدى 5 أيام. إذا تمزق غطاء التربة أو تشقق بسبب الحريق، يتم وضع تربة إضافية على الشقوق. بمجرد اكتمال الحرق، يتم سد المدخنة لمنع دخول الهواء.

مشاعل الفحم

كان الفن الحقيقي لهذه الطريقة الإنتاجية يتلخص في إدارة توليد الحرارة الكافية، من خلال حرق جزء من مادة الخشب، ونقل الحرارة إلى الخشب أثناء عملية التفحيم. وكانت العملية دقيقة للغاية لدرجة أنه كان يُترك أمرها عمومًا لعمال المناجم (حارقي الفحم المحترفين). وكانوا غالبًا ما يعيشون بمفردهم في أكواخ صغيرة لرعاية أكوام الخشب الخاصة بهم. على سبيل المثال، في جبال هارتس في ألمانيا، كان حارقو الفحم يعيشون في أكواخ مخروطية الشكل تسمى كوتن والتي لا تزال موجودة حتى اليوم. [ متى؟ ]

انخفاض الكفاءة والانبعاثات الضارة

يعتمد نجاح العملية على معدل الاحتراق . في ظل الظروف المتوسطة، ينتج الخشب حوالي 60٪ من الفحم بالحجم ، أو 25٪ بالوزن ؛ [2] غالبًا ما تنتج طرق الإنتاج على نطاق صغير حوالي 50٪ فقط بالحجم، بينما مكنت الطرق واسعة النطاق من إنتاج أعلى بنسبة 90٪ بحلول القرن السابع عشر. من العيوب القوية لطريقة الإنتاج هذه الكمية الضخمة من الانبعاثات الضارة بصحة الإنسان والبيئة (انبعاثات الميثان غير المحترق). [3] نتيجة للاحتراق الجزئي لمادة الخشب، تكون كفاءة الطريقة التقليدية منخفضة.

ذروة الإنتاج وانحداره

إزالة الغابات وندرة الموارد

كان الإنتاج الضخم للفحم (في ذروته، حيث وظف مئات الآلاف، وخاصة في الغابات الألبية والغابات المجاورة) سببًا رئيسيًا لإزالة الغابات ، وخاصة في أوروبا الوسطى . [4] [ متى؟ ] قد تنبع الشكاوى (منذ فترة ستيوارت ) حول النقص من الإفراط في الاستغلال أو استحالة زيادة الإنتاج لمواكبة الطلب المتزايد. في إنجلترا ، تم إدارة العديد من الأخشاب على أنها غابات صغيرة ، والتي تم قطعها وإعادة نموها بشكل دوري، بحيث يتوفر إمداد ثابت من الفحم. لكن الندرة المتزايدة للخشب الذي يسهل حصاده كانت عاملاً رئيسيًا وراء التحول إلى مكافئات الوقود الأحفوري ، وخاصة الفحم والفحم البني للاستخدام الصناعي.

منتج ثانوي لإنتاج القطران الخشبي

في فنلندا والدول الاسكندنافية ، كان الفحم يعتبر منتجًا ثانويًا لإنتاج القطران الخشبي. وكان أفضل قطران يأتي من الصنوبر ، وبالتالي كانت تُقطع أخشاب الصنوبر لتحلل القطران بالحرارة . وكان الفحم المتبقي يستخدم على نطاق واسع كبديل للفحم المعدني في أفران الصهر للصهر . وقد أدى إنتاج القطران إلى إزالة الغابات المحلية بسرعة. وأدى نهاية إنتاج القطران في نهاية القرن التاسع عشر إلى إعادة تشجير المناطق المتضررة بسرعة.

فحم حجري

تم اختراع الشكل الأمريكي من الفحم المضغوط لأول مرة وحصل على براءة اختراعه بواسطة Ellsworth BA Zwoyer من ولاية بنسلفانيا في عام 1897 [5] وتم إنتاجه بواسطة شركة Zwoyer Fuel Company. وقد تم تعميم العملية بشكل أكبر بواسطة Henry Ford ، الذي استخدم الخشب ونشارة الخشب من تصنيع السيارات كمواد خام . أصبحت شركة Ford Charcoal فيما بعد شركة Kingsford Company .

طرق الإنتاج

الفحم تحت المجهر. تتوافق الألوان المختلفة مع التضاريس المختلفة. لا يبقى من خلايا الخشب سوى هيكل متفحم بعد التفحم.

تُمارس عملية كربنة الخشب الحديثة، إما على شكل قطع صغيرة أو نشارة خشب في أوعية من الحديد الزهر ، على نطاق واسع حيث يكون الخشب نادرًا، وأيضًا لاستعادة المنتجات الثانوية القيمة ( روح الخشب ، وحمض البيرولينوس ، وقطران الخشب )، والتي تسمح بها العملية. إن مسألة درجة حرارة الكربنة مهمة؛ وفقًا لجيه بيرسي، يصبح الخشب بنيًا عند 220 درجة مئوية (430 درجة فهرنهايت)، وبنيًا أسودًا غامقًا بعد مرور بعض الوقت عند 280 درجة مئوية (540 درجة فهرنهايت)، وكتلة مسحوقة بسهولة عند 310 درجة مئوية (590 درجة فهرنهايت). الفحم المصنوع عند 300 درجة مئوية (570 درجة فهرنهايت) يكون بنيًا وناعمًا وسهل التفتت، ويشتعل بسهولة عند 380 درجة مئوية (720 درجة فهرنهايت)؛ عند صنعه في درجات حرارة أعلى يكون صلبًا وهشًا، ولا يشتعل حتى يتم تسخينه إلى حوالي 700 درجة مئوية (1300 درجة فهرنهايت). [2] [6]

تستخدم الأساليب الحديثة تقنية التقطير، حيث يتم استعادة الحرارة الناتجة عن العملية وتوفيرها فقط من خلال احتراق الغاز المنبعث أثناء الكربنة. [7] تكون عائدات التقطير أعلى بكثير من عائدات الحرق في الأفران، وقد تصل إلى 35٪ -40٪.

تعتمد خصائص الفحم المنتج على المادة المتفحمة. كما أن درجة حرارة التفحم مهمة أيضًا. يحتوي الفحم على كميات متفاوتة من الهيدروجين والأكسجين بالإضافة إلى الرماد والشوائب الأخرى التي تحدد الخصائص جنبًا إلى جنب مع البنية. يُوصف التركيب التقريبي للفحم المستخدم في البارود أحيانًا تجريبيًا بأنه C 7 H 4 O. [ بحاجة لمصدر ] للحصول على فحم عالي النقاء، يجب أن تكون المادة المصدرية خالية من المركبات غير المتطايرة.

يتم الحصول على الفحم الخشبي كمخلفات عن طريق التقطير التدميري للخشب بحيث تكون المنتجات:

أنواع

Binchōtan ، فحم ياباني عالي الجودة مصنوع من خشب البلوط الياباني
أوغاتان ، قوالب الفحم المصنوعة من نشارة الخشب
  • الفحم النباتي مصنوع عادة من الخث، أو الفحم، أو الخشب، أو قشر جوز الهند، أو البترول.
  • يتم الحصول على الفحم السكري من كربنة السكر وهو نقي بشكل خاص. يتم تنقيته بالغليان مع الأحماض لإزالة أي مادة معدنية ثم يتم حرقه لفترة طويلة في تيار من الكلور لإزالة آخر آثار الهيدروجين. [2] تم استخدامه بواسطة هنري مويسان في محاولته المبكرة لإنشاء الماس الاصطناعي . [ بحاجة لمصدر ]
  • الفحم المنشط يشبه الفحم العادي ولكنه يُصنع خصيصًا للاستخدام الطبي. لإنتاج الفحم المنشط، يتم تسخين الفحم العادي إلى حوالي 900 درجة مئوية (1700 درجة فهرنهايت) في وجود غاز خامل (عادةً الأرجون أو النيتروجين)، مما يتسبب في تطوير الفحم للعديد من المساحات الداخلية، أو "المسام"، والتي تساعد الفحم المنشط على حبس المواد الكيميائية. تتم أيضًا إزالة الشوائب الموجودة على سطح الفحم أثناء هذه العملية، مما يزيد بشكل كبير من قدرته على الامتصاص .
  • الفحم الكتلي هو فحم تقليدي مصنوع مباشرة من مادة الخشب الصلب . وعادة ما ينتج رمادًا أقل بكثير من الفحم المكعب.
  • يتم إزالة حمض البيروليك من الفحم الياباني أثناء تصنيعه؛ وبالتالي فإنه لا ينتج أي رائحة أو دخان تقريبًا عند حرقه. يتم تصنيف الفحم التقليدي في اليابان إلى ثلاثة أنواع:
  • تُصنع قوالب الفحم على شكل وسادة عن طريق ضغط الفحم، المصنوع عادةً من نشارة الخشب ومنتجات ثانوية أخرى للخشب، مع مادة رابطة ومواد مضافة أخرى. المادة الرابطة عادةً ما تكون النشا . قد تتضمن قوالب الفحم أيضًا الفحم البني (مصدر الحرارة)، والكربون المعدني (مصدر الحرارة)، والبوراكس ، ونترات الصوديوم (مساعد الاشتعال)، والحجر الجيري (عامل تبييض الرماد)، ونشارة الخشب الخام (مساعد الاشتعال)، ومواد مضافة أخرى.
  • يتم تصنيع فحم نشارة الخشب المضغوط عن طريق ضغط نشارة الخشب دون استخدام مواد رابطة أو إضافات. وهو الفحم المفضل في تايوان وكوريا واليونان والشرق الأوسط. يحتوي على ثقب دائري في المنتصف، مع تقاطع سداسي. يستخدم في المقام الأول للشواء لأنه لا ينتج رائحة ولا دخان، ولا ينتج سوى القليل من الرماد، ويصدر حرارة عالية، ويدوم وقت احتراقه طويلاً (يتجاوز 4 ساعات).
  • يتم تصنيع الفحم المبثوق عن طريق بثق الخشب الخام المطحون أو الخشب المفحم في جذوع الأشجار دون استخدام مادة رابطة. تعمل الحرارة والضغط الناتجان عن عملية البثق على تماسك الفحم. إذا تم البثق من مادة الخشب الخام، يتم بعد ذلك تفحم جذوع الأشجار المبثوقة .

الاستخدامات

حرق الفحم
فحم الشواء المصنوع من قشر جوز الهند

تم استخدام الفحم منذ أقدم العصور لمجموعة كبيرة من الأغراض بما في ذلك الفن والطب، ولكن أهم استخدام له كان كوقود معدني. الفحم هو الوقود التقليدي لموقد الحداد وغيرها من التطبيقات التي تتطلب حرارة شديدة. كما تم استخدام الفحم تاريخيًا كمصدر للصبغة السوداء عن طريق طحنها. في هذا الشكل كان الفحم مهمًا للكيميائيين الأوائل وكان مكونًا لصيغ الخلطات مثل البارود الأسود . نظرًا لمساحته السطحية العالية ، يمكن استخدام الفحم كمرشح أو محفز أو مادة ماصة.

الوقود المعدني

يحترق الفحم عند درجات حرارة تتجاوز 1100 درجة مئوية (2010 درجة فهرنهايت). [9] وبالمقارنة، تبلغ نقطة انصهار الحديد حوالي 1200 إلى 1550 درجة مئوية (2190 إلى 2820 درجة فهرنهايت). ونظرًا لمساميته، فهو حساس لتدفق الهواء ويمكن تعديل الحرارة الناتجة عن طريق التحكم في تدفق الهواء إلى النار. لهذا السبب لا يزال الحدادون يستخدمون الفحم على نطاق واسع. تم استخدام الفحم لإنتاج الحديد والصلب ( حيث قدم أيضًا الكربون اللازم) منذ عام 2000 قبل الميلاد على الأقل ، مع العثور على قطع أثرية في طبقات بروتو-هيتيت في كامان-كاليهويوك . [10] يمكن أن تحترق قوالب الفحم حتى حوالي 1260 درجة مئوية (2300 درجة فهرنهايت) باستخدام فرن منفاخ هواء قسري. [11]

في القرن السادس عشر، اضطرت إنجلترا إلى إقرار قوانين لمنع البلاد من أن تصبح خالية تمامًا من الأشجار بسبب إنتاج الحديد. [ بحاجة لمصدر ] في القرن التاسع عشر، تم استبدال الفحم إلى حد كبير بالكوك في إنتاج الصلب بسبب التكلفة، على الرغم من أن الكوك يضيف عادةً الكبريت وأحيانًا ملوثات ضارة أخرى إلى الحديد الخام. تحولت المناطق المعدنية المشجرة الخالية من الفحم مثل السويد أو جبال الأورال أو سيبيريا من الفحم في أوائل القرن العشرين.

وقود الطبخ والتدفئة

قبل الثورة الصناعية، كان الفحم يستخدم أحيانًا كوقود للطهي . ويُعَد وقودًا خاليًا من الدخان ؛ أي أن الكربون نقي بدرجة كافية بحيث يتسبب حرقه في تلوث الهواء بدرجة أقل بكثير من حرق المادة العضوية الأصلية غير المفحمة. في القرن العشرين، فرضت تشريعات الهواء النظيف استخدام الوقود الخالي من الدخان (فحم الكوك أو الفحم في الغالب) في العديد من مناطق أوروبا. في القرن الحادي والعشرين، تم الترويج للفحم كوسيلة لتحسين صحة الأشخاص الذين يحرقون الكتلة الحيوية الخام للطهي و/أو التدفئة. تُصنع قوالب "الفحم" الحديثة، المستخدمة على نطاق واسع للطهي في الهواء الطلق، من الفحم ولكنها قد تشمل أيضًا الفحم كمصدر للطاقة بالإضافة إلى المسرعات والمواد الرابطة والحشو.

يمكن استخدام شواية الشواء لاحتواء الفحم واستخدامه لأغراض الطهي . تُعرف شواية الفحم اليابانية الصغيرة باسم شيشيرين . أما الموقد فهو وعاء يستخدم لحرق الفحم أو أي وقود صلب آخر.

إن بدء إشعال الفحم أصعب من إشعال النار في الخشب، ويمكن استخدام سائل إشعال الفحم . إن أداة إشعال الفحم بالمدخنة أو أداة إشعال الفحم الكهربائية هي أدوات تساعد في إشعال الفحم.

حوالي 75% من الوقود المحروق في هايتي هو الفحم. [12]

عامل الاختزال

يتم استخدام أنواع معينة من الفحم، مثل الفحم الخشبي، لاختزال أكاسيد المعادن الساخنة إلى معادنها الخاصة: [ بحاجة لمصدر ]

  • ZnO + C → Zn + CO
  • Fe 2 O 3 + 3C → 2Fe + 3CO

يمكن أيضًا استخدام الفحم لتقليل البخار الساخن إلى هيدروجين (إلى جانب تكوين أول أكسيد الكربون): [ بحاجة لمصدر ]

إنتاج الغاز الاصطناعي، وقود السيارات

مثل العديد من مصادر الكربون الأخرى، يمكن استخدام الفحم لإنتاج تركيبات مختلفة من الغاز الاصطناعي ؛ أي خليطات مختلفة من ثاني أكسيد الكربون + الهيدروجين + ثاني أكسيد الكربون + النيتروجين . يستخدم الغاز الاصطناعي عادة كوقود، بما في ذلك الدفع بالسيارات، أو كمادة خام كيميائية.

في أوقات ندرة البترول، تم تحويل السيارات وحتى الحافلات لحرق غاز الخشب: وهو خليط غاز يتكون في المقام الأول من النيتروجين الجوي المخفف ، ولكنه يحتوي أيضًا على غازات قابلة للاشتعال (معظمها أول أكسيد الكربون ) يتم إطلاقها عن طريق حرق الفحم أو الخشب في مولد غاز الخشب . في عام 1931، طور تانغ تشونجمينج سيارة تعمل بالفحم، وكانت هذه السيارات شائعة في الصين حتى الخمسينيات، وفي فرنسا المحتلة خلال الحرب العالمية الثانية ، حيث أطلق عليها اسم gazogenes .

الألعاب النارية

فيديو حرق الفحم من أشجار المانجروف

يستخدم الفحم في إنتاج البارود الأسود ، والذي يستخدم على نطاق واسع في إنتاج الألعاب النارية. وعادة ما يتم طحنه إلى مسحوق ناعم، حيث تكون درجة تعويم الهواء هي أدق حجم للجسيمات المتاحة تجاريًا. عند استخدامه في تركيبات البارود الأسود، غالبًا ما يتم طحنه بالكرات مع مكونات أخرى بحيث يتم خلطها معًا بشكل وثيق. تعمل بعض أنواع الفحم بشكل أفضل عند استخدامها لصنع البارود الأسود؛ وتشمل هذه شجر التنوب والصفصاف والباولونيا والعنب وغيرها. [ بحاجة لمصدر ] ينتج الفحم شرارات برتقالية داكنة/ذهبية دقيقة . وعادةً ما يتم استخدام مسحوق بحجم شبكة من 10 إلى 325 للحصول على زخات من الشرارات الذهبية في تركيبات الألعاب النارية. [13]

استخدام الفحم الخيزراني في التجميل

يتم دمج الفحم أيضًا في العديد من منتجات التجميل. [14] يمكن إنتاجه من الخيزران العادي المقطوع إلى قطع صغيرة ومغلي في الماء لإزالة المركبات القابلة للذوبان. [14] يتم الحصول على الفحم الخيزران الخام بعد التجفيف والكربنة في فرن عند درجة حرارة مرتفعة. [14] يعتمد دور الفحم في مستحضرات التجميل على خصائصه الامتصاصية الفعالة للغاية على نطاق مجهري. [14]

مصدر الكربون

يمكن استخدام الفحم كمصدر للكربون في التفاعلات الكيميائية. ومن الأمثلة على ذلك إنتاج ثاني كبريتيد الكربون من خلال تفاعل أبخرة الكبريت مع الفحم الساخن. وفي هذه الحالة، يجب حرق الخشب في درجات حرارة عالية لتقليل الكميات المتبقية من الهيدروجين والأكسجين التي تؤدي إلى التفاعلات الجانبية.

التنقية والترشيح

الكربون المنشط
الفحم لإزالة الرطوبة وتنقية الهواء في الحمام

يمكن تنشيط الفحم لزيادة فعاليته كمرشح. يمتص الفحم المنشط بسهولة مجموعة واسعة من المركبات العضوية المذابة أو المعلقة في الغازات والسوائل. في بعض العمليات الصناعية، مثل تنقية السكروز من قصب السكر، تسبب الشوائب لونًا غير مرغوب فيه، والذي يمكن إزالته بالفحم المنشط. كما يستخدم لامتصاص الروائح والسموم في المحاليل الغازية، كما هو الحال في أجهزة تنقية الهواء المنزلية وبعض أنواع أقنعة الغاز . الاستخدام الطبي للفحم المنشط هو في الأساس امتصاص السموم . [15] يتوفر الفحم المنشط بدون وصفة طبية، لذلك يتم استخدامه لمجموعة متنوعة من التطبيقات المتعلقة بالصحة. على سبيل المثال، غالبًا ما يستخدم لتقليل الانزعاج والإحراج بسبب الغازات الزائدة ( انتفاخ البطن ) في الجهاز الهضمي. [16]

الفحم الحيواني أو فحم العظام الأسود هو البقايا الكربونية التي يتم الحصول عليها عن طريق التقطير الجاف للعظام. يحتوي على حوالي 10٪ فقط من الكربون، والباقي عبارة عن فوسفات الكالسيوم والمغنيسيوم (80٪) ومواد غير عضوية أخرى موجودة أصلاً في العظام. يتم تصنيعه عمومًا من البقايا التي يتم الحصول عليها من صناعات الغراء والجيلاتين . تم تطبيق قوته التبييضية في عام 1812 بواسطة ديروسن لتوضيح شراب السكر ، لكن استخدامه في هذا الاتجاه قد تضاءل الآن بشكل كبير. نادرًا ما يتم استخدامه اليوم لهذا الغرض بسبب إدخال الكواشف الأكثر نشاطًا وسهولة الإدارة، لكنه لا يزال يستخدم إلى حد ما في الممارسة المعملية . يتضاءل تأثير التبييض للفحم في المحلول حيث يمتص الملوثات الملونة، ويجب إعادة تنشيطه بشكل دوري عن طريق الغسيل وإعادة التسخين المنفصلين. [2] في حين أن الفحم الخشبي يزيل بشكل فعال بعض الصبغات والمواد الملوثة من المحاليل، فإن الفحم العظمي يكون أكثر فعالية بشكل عام كمرشح امتزاز بسبب مساميته ومساحة سطحه المتزايدة. [ بحاجة لمصدر ]

فن

أربع أعواد من فحم العنب وأربع أعواد من الفحم المضغوط
قلمان من أقلام الفحم في أغلفة ورقية يتم فك غلافها عند استخدام القلم، وقلمان من أقلام الفحم في أغلفة خشبية

يستخدم الفحم في الرسم ، وصنع الرسومات الأولية في الرسم ، وهو أحد الوسائط الممكنة المستخدمة في صنع البارسماج . وعادة ما يجب الحفاظ عليه عن طريق وضع مادة مثبتة عليه . يستخدم الفنانون الفحم عمومًا في أربعة أشكال:

  • يتم إنشاء الفحم الكرمي عن طريق حرق كروم العنب.
  • يتم إنشاء فحم الصفصاف عن طريق حرق أعواد الصفصاف.
  • غالبًا ما يستخدم الفحم المسحوق لـ"تلوين" أو تغطية أقسام كبيرة من سطح الرسم. يؤدي الرسم فوق المناطق الملونة إلى زيادة تغميقها، ولكن يمكن للفنان أيضًا تفتيح (أو مسح) داخل المنطقة الملونة لإنشاء درجات أفتح.
  • الفحم المضغوط هو عبارة عن مسحوق فحم مخلوط بمادة رابطة صمغية ومضغوط في شكل أعواد. تحدد كمية المادة الرابطة صلابة العصا. [17] يستخدم الفحم المضغوط في أقلام الفحم .

البستنة

تم إعادة اكتشاف استخدام إضافي للفحم مؤخرًا [ متى؟ ] في البستنة . على الرغم من أن البستانيين الأمريكيين استخدموا الفحم لفترة قصيرة، إلا أن الأبحاث التي أجريت على تربة Terra preta في الأمازون اكتشفت الاستخدام الواسع النطاق للفحم الحيوي من قبل السكان الأصليين قبل كولومبوس لتحسين التربة غير المنتجة وتحويلها إلى تربة غنية بالكربون . قد تجد هذه التقنية تطبيقًا حديثًا، سواء لتحسين التربة أو كوسيلة لعزل الكربون . [18]

تربية الحيوانات

يتم خلط الفحم مع العلف، أو إضافته إلى الفضلات ، أو استخدامه في معالجة السماد . [19] وتستفيد الدواجن من استخدام الفحم بهذه الطريقة. [20] [21]

أدى القلق من إمكانية استخدام الفحم المنشط بشكل غير أخلاقي للسماح للماشية بتحمل الأعلاف منخفضة الجودة الملوثة بالأفلاتوكسينات إلى قيام جمعية مسؤولي مراقبة الأعلاف الأمريكية بحظر استخدامه في أعلاف الماشية التجارية في عام 2012. [22]

الدواء

كومة الفحم

كان يتم استهلاك الفحم في الماضي على شكل بسكويت فحم لعلاج مشاكل المعدة. أما الآن فيمكن تناوله على شكل أقراص أو كبسولات أو مسحوق لتحسين الهضم. [23] والأبحاث المتعلقة بفعاليته مثيرة للجدل. [24]

تم استخدام الفحم مع السكرين في الأبحاث لقياس وقت النقل المخاطي الهدبي . [25]

تم أيضًا دمج الفحم في تركيبات معجون الأسنان ؛ ومع ذلك، لا يوجد دليل لتحديد سلامته وفعاليته. [26]

لوحظ أن قرود الكولوبس الحمراء في أفريقيا تتناول الفحم لعلاج نفسها. ولأن نظامها الغذائي الورقي يحتوي على مستويات عالية من السيانيد ، والذي قد يؤدي إلى عسر الهضم، فقد تعلمت تناول الفحم، الذي يمتص السيانيد ويخفف من الانزعاج. تنتقل هذه المعرفة من الأم إلى الرضيع. [27]

الاستدامة البيئية

فحم معبأ في أكياس في بولي بامبوي ، غانا

إن إنتاج الفحم واستخدامه، مثل أي استخدام للكتلة الحيوية الخشبية كوقود، يؤدي عادة إلى انبعاثات ويمكن أن يساهم في إزالة الغابات.

شهد استخدام الفحم كوقود للصهر انتعاشًا في أمريكا الجنوبية مما أدى إلى مشاكل بيئية واجتماعية وطبية خطيرة. [28] [29] يعد إنتاج الفحم على المستوى دون الصناعي أحد أسباب إزالة الغابات. أصبح إنتاج الفحم الآن غير قانوني عادةً وغير منظم دائمًا تقريبًا، كما هو الحال في البرازيل ، حيث يعد إنتاج الفحم صناعة غير قانونية كبيرة لصنع الحديد الخام . [30] [31] [32]

تم توثيق تدمير الغابات بشكل هائل في مناطق مثل منتزه فيرونجا الوطني في جمهورية الكونغو الديمقراطية ، حيث يُعتبر تهديدًا أساسيًا لبقاء الغوريلا الجبلية. [33] توجد تهديدات مماثلة في زامبيا . [34] في ملاوي ، توظف تجارة الفحم غير القانونية 92800 عامل وهي المصدر الرئيسي للتدفئة ووقود الطهي لـ 90 في المائة من سكان البلاد. [35] يزعم بعض الخبراء، مثل دنكان ماكوين، الباحث الرئيسي في فريق الغابات بالمعهد الدولي للبيئة والتنمية (IIED) ، أنه في حين يتسبب إنتاج الفحم غير القانوني في إزالة الغابات، فإن صناعة الفحم المنظمة التي تتطلب إعادة زراعة الغابات والاستخدام المستدام لها "ستمنح شعبهم طاقة نظيفة وفعالة - وصناعات الطاقة لديهم ميزة تنافسية قوية". [35]

أظهرت التقييمات الأخيرة للفحم المستورد إلى أوروبا أن العديد من منتجات الفحم يتم إنتاجها من الخشب الاستوائي، وغالبًا ما يكون أصلها غير معلن. في تحليل لفحم الشواء المسوق في ألمانيا، وجد صندوق الحياة البرية العالمي أن معظم المنتجات تحتوي على خشب استوائي. كاستثناء ملحوظ، تمت الإشارة إلى واردات فحم الشواء من ناميبيا ، حيث يتم إنتاج الفحم عادةً من الكتلة الحيوية الفائضة الناتجة عن تعدي النباتات الخشبية . [36] [37] [38] تعد تجارة الفحم في الصومال قضية اقتصادية وبيئية ذات آثار أمنية إقليمية كبيرة. [39]

يقدم القسم الأخير من فيلم Le Quattro Volte (2010) توثيقًا جيدًا وطويلًا، وإن كان شعريًا، للطريقة التقليدية لصنع الفحم. [40] تتميز سلسلة الأطفال آرثر رانسوم Swallows and Amazons (وخاصة الكتاب الثاني، Swallowdale ) برسومات مرسومة بعناية لحياة وتقنيات حارقي الفحم في بداية القرن العشرين، في منطقة ليك ديستريكت في المملكة المتحدة. تستند أوبرا أنطونين دفورجاك King and Charcoal Burner إلى أسطورة تشيكية عن ملك ضاع في غابة وأنقذه حارق فحم.

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ "Geoarch". Geoarch. 31 مايو 1999. مؤرشف من الأصل في 15 مارس 2004. تم الاسترجاع 20 مايو 2012 .
  2. ^ abcd  تتضمن جملة أو أكثر من الجمل السابقة نصًا من منشور أصبح الآن في المجال العام :  Chisholm, Hugh , ed. (1911). "Charcoal". Encyclopædia Britannica . المجلد 5 (الطبعة الحادية عشرة). مطبعة جامعة كامبريدج. ص 856.
  3. ^ "Roland.V. Siemons, Loek Baaijens, An Innovative Carbonization Retort: ​​Technology and Environmental Impact, TERMOTEHNIKA, 2012, XXXVIII, 2, 131‡138 131" (PDF) .
  4. ^ راي، جي إف (يوليو 1979). "اقتصاد الطاقة - نزهة عشوائية في التاريخ". اقتصاديات الطاقة . 1 (3): 139-143. رمز Bibcode :1979EneEc...1..139R. doi :10.1016/0140-9883(79)90044-6.
  5. ^ "Barbeque – History of Barbecue". Inventors.about.com. 15 يونيو 2010. مؤرشف من الأصل في 10 يوليو 2012. تم الاسترجاع 28 ديسمبر 2011 .
  6. ^ "عمليات الكربنة". منظمة الأغذية والزراعة . تم الاسترجاع في 21 مايو 2021 .
  7. ^ "الحرق بالفرن مقابل التنقيط: سبب انبعاثات الغازات غير المحترقة".
  8. ^ "حمض البيروليموس أو خل الخشب". مجلة ساينتفك أمريكان . 14 نوفمبر 1857. تم الاسترجاع في 14 مارس 2020 .
  9. ^ تم التحديث في 26 أبريل 2018 بقلم غابرييلا مونوز (26 أبريل 2018). "ما مدى سخونة نار المخيم؟". ساينسينغ . تم الاسترجاع في 13 نوفمبر 2019 .{{cite web}}: CS1 maint: numeric names: authors list (link)
  10. ^ أكينوما، هيديو (2008). "أهمية الأشياء الحديدية من العصر البرونزي المبكر من كامان-كاليهويوك، تركيا" (PDF) . دراسات الآثار الأناضولية . 17. طوكيو: المعهد الياباني لعلم الآثار الأناضولي: 313-320.
  11. ^ تشنغ، زيلونج؛ يانغ، جيان؛ تشو، لانج؛ ليو، يان؛ وانغ، تشيووانج (1 يناير 2016). "خصائص احتراق الفحم وتأثيراته على أداء تلبيد خام الحديد". الطاقة التطبيقية . 161 : 364-374. رمز Bibcode : 2016ApEn..161..364C. doi : 10.1016/j.apenergy.2015.09.095. ISSN  0306-2619.
  12. ^ ليا، جون ديل زاك (25 يناير 2017). "الفحم ليس سبب إزالة الغابات في هايتي | هايتي ليبرتي" . تم الاسترجاع في 16 يوليو 2021 .
  13. ^ كينيث ل. كوسانكي؛ بوني ج. كوسانكي (1999)، "جيل شرارة الألعاب النارية"، مجلة الألعاب النارية : 49-62، رقم ISBN 978-1-889526-12-6, تم أرشفته من الأصل في 16 ديسمبر 2017
  14. ^ abcd أحمد، ن؛ عيسى، س.م؛ رملي، م.م؛ حنبلي، ن.م؛ كاسجو، س.ر؛ عيسى، م.م؛ نور، ن.م؛ خالد، ن. (2016). "خصائص الامتزاز والتطبيقات المحتملة للفحم الخيزراني: مراجعة" (PDF) . شبكة مؤتمرات MATEC . 78 : 1–7. مؤرشف من الأصل (PDF) في 24 يوليو 2018. تم الاسترجاع في 3 فبراير 2018 – عبر edp sciences.
  15. ^ داوسون، أندرو (1997). "الفحم المنشط: ملعقة من السكر". Australian Prescriber . 20 : 14–16. doi : 10.18773/austprescr.1997.008 .
  16. ^ "علاج انتفاخ البطن". NHS . NHS UK . تم الاسترجاع في 27 مايو 2012 .
  17. ^ "فحم: مسحوق، مضغوط، صفصاف وكرمة". ميوز آرت آند ديزاين . 7 سبتمبر 2011. مؤرشف من الأصل في 31 أغسطس 2012. تم الاسترجاع 27 مايو 2012 .
  18. ^ يوهانس ليمان، محرر (2009). الفحم الحيوي للإدارة البيئية: العلوم والتكنولوجيا. ستيفن جوزيف. إيرثسكان . رقم ISBN 978-1-84407-658-1. مؤرشف من الأصل في 11 ديسمبر 2017 . استرجاع 30 ديسمبر 2013 .
  19. ^ جيرلاش، أخيم؛ شميدت، هانز بيتر (2014)، "استخدام الفحم الحيوي في تربية الماشية"، مجلة الفحم الحيوي ، أرباز، سويسرا، ISSN  2297-1114
  20. ^ يارو، ديفيد (مارس 2015). "الفحم الحيوي: مساعدة كل شيء من خصوبة التربة إلى تقليل الرائحة". Acres USA مؤرشف من الأصل في 9 يونيو 2019. تم الاسترجاع في 7 مارس 2019 .
  21. ^ موقع Schupska=CAES News، ستيفاني (10 مارس 2011). "نظام غذائي مكمل بالفحم يقلل من الأمونيا في فضلات الدجاج". مؤرشف من الأصل في 30 يوليو 2020. تم الاسترجاع في 7 مارس 2019 .
  22. ^ Damerow, Gail (2015). The Chicken Health Handbook, 2nd Edition: A Complete Guide to Maximumizing Flock Health and Dealing with Disease . Storey. p. 391. ISBN 978-1612120133.
  23. ^ ستيرن، مارغريت (2007). العيوب والمساوئ: نصائح صريحة حول مشاكل الحياة المحرجة. لندن: كتب مردوخ. ص 333. ISBN  978-1-921259-84-5تم الاسترجاع بتاريخ 3 مايو 2009 .
  24. ^ Am J Gastroenterology 2005 فبراير 100(2)397–400 و1999 يناير 94(1)208–12
  25. ^ Passali, Desiderio (1984). "Experiences in the determination of nasal mucociliary transport time". Acta Otolaryngol . 97 (3–4): 319–23. doi :10.3109/00016488409130995. PMID  6539042.
  26. ^ بروكس، جون ك.؛ باشيرلاهي، ناصر؛ رينولدز، مارك أ. (7 يونيو 2017). "الفحم ومعاجين الأسنان التي تعتمد على الفحم: مراجعة للأدبيات". مجلة جمعية طب الأسنان الأمريكية . 148 (9): 661-670. doi :10.1016/j.adaj.2017.05.001. ISSN  1943-4723. PMID  28599961.
  27. ^ "القرود الذكية: القرود والنباتات الطبية". PBS. 13 سبتمبر 2011. تم الاسترجاع في 20 مايو 2012 .
  28. ^ مايكل سميث؛ ديفيد فورياكوس (21 يناير 2007). "البرازيل: العمال المستعبدون يصنعون الفحم المستخدم في صنع مكونات الصلب الأساسية". صحيفة سياتل تايمز . مؤرشف من الأصل في 16 سبتمبر 2012. تم الاسترجاع في 16 سبتمبر 2012 .
  29. ^ M. Kato1، DM DeMarini، AB Carvalho، MAV Rego، AV Andrade1، ASV Bonfim و D. Loomis (2004). "العالم في العمل: صناعات إنتاج الفحم في شمال شرق البرازيل". الطب المهني والبيئي . 62 (2): 128-132. doi :10.1136/oem.2004.015172. PMC 1740946. PMID 15657196.  مؤرشف من الأصل في 22 نوفمبر 2012. {{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link) CS1 maint: numeric names: authors list (link)
  30. ^ "شركات تصنيع السيارات الأمريكية مرتبطة بتدمير الأمازون والعمل بالسخرة". News.mongabay.com. 14 مايو 2012. تم الاسترجاع في 20 مايو 2012 .
  31. ^ "التسبب في الدمار في الأمازون: كيف يؤدي إنتاج الصلب إلى إلقاء الغابة في الفرن". جرينبيس . 11 مايو 2012. مؤرشف من الأصل في 20 مايو 2012. تم الاسترجاع في 20 مايو 2012 .
  32. ^ الفيلم الوثائقي The Charcoal People (2000) [1] يظهر بالتفصيل إزالة الغابات في البرازيل ، وفقر العمال وأسرهم، وطريقة بناء واستخدام المشبك لحرق الخشب.
  33. ^ "Virunga National Park". Gorilla.cd. مؤرشف من الأصل في 3 أكتوبر 2008. تم الاسترجاع في 20 مايو 2012 .
  34. ^ "العيش على الأرض: الغابات المختفية في زامبيا". Loe.org. 4 مارس 1994. تم الاسترجاع في 28 ديسمبر 2011 .
  35. ^ "هل الفحم هو المفتاح لاستهلاك الطاقة المستدامة في ملاوي؟". UNEARTH News . يوليو 2013. مؤرشف من الأصل في 11 أغسطس 2013. تم الاسترجاع في 10 أغسطس 2013 .
  36. ^ زانين، يوهانس. "تحليل سوق فحم الشواء 2018 - الأعمال القذرة لفحم الشواء" (PDF) . الصندوق العالمي للطبيعة . تم الاسترجاع في 27 مايو 2020 .
  37. ^ "من الأدغال إلى الفحم: الفحم الأكثر اخضرارًا يأتي من ناميبيا". مجلس رعاية الغابات . 17 مارس 2020. مؤرشف من الأصل في 27 يوليو 2020. تم الاسترجاع 27 مايو 2020 .
  38. ^ هاج ، فولكر. زيمكي، فالنتينا تيريزيا؛ ليفاندروفسكي، تيم؛ زانين، يوهانس؛ هيرشبرجر، بيتر؛ بيك، أولريش. كوخ ، جيرالد (11 سبتمبر 2020). “تجارة الفحم الأوروبية”. مجلة IAWA . 41 (4): 463-477. دوى :10.1163/22941932-bja10017. ISSN  0928-1541.
  39. ^ جريدنف، إيليا (2018). "حرق مستقبل الصومال: تجارة الفحم غير المشروعة بين القرن الأفريقي والخليج". في فيرهوفن، هاري (محرر). السياسة البيئية في الشرق الأوسط . أكسفورد: مطبعة جامعة أكسفورد. ص 121-148. ISBN 9780190916688.
  40. ^ “لو كواترو فولت (2010)”. شجونه . تم الاسترجاع 16 سبتمبر 2012 .
ابحث عن الفحم في ويكاموس، القاموس الحر.
  • الوسائط المتعلقة بالفحم في ويكيميديا ​​كومنز
  • "الفحم النباتي"  . الموسوعة البريطانية . المجلد 5 (الطبعة الحادية عشرة). 1911. ص 856.
  • تقنيات بسيطة لصناعة الفحم
  • "على الفحم" بقلم بيتر جيه إف هاريس
  • صناعة الفحم في موقع Hopewell Furnace الوطني التاريخي في ولاية بنسلفانيا - خدمة المتنزهات الوطنية الأمريكية (فيديو على YouTube)
  • كيفية القيام بذلك بشكل مصور
  • تجارب بتقنيات متنوعة، موضحة
  • "الفحم - كارثة بيئية" أرشيف 29 أغسطس 2019 على موقع واي باك مشين ، برنامج تلفزيوني من إنتاج دويتشه فيله عام 2019 يوثق صناعة إنتاج الفحم في أفريقيا وأوروبا والصناعات ذات الصلة، والعواقب البيئية لاستخدام وإنتاج الفحم، والجهود المبذولة نحو الاستدامة؛ يروى باللغة الإنجليزية
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Charcoal&oldid=1254281231"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate