الفحم
الفحم هو من المواد الأساسيّة لقيام المدن قديماً، حيث كان يستخدمُ كوقودٍ لتوليد الطاقة، ويستخدم الفحم النباتيّ (الحطب) من خلال حرقه مباشرة للحصول على الطاقة، فهو يُستخدم في العديد من الإغراض المنزليّة، كالتدفئة، والشواء، والطهي، أمّا في المناطق التي يوجد فيها فائضٌ من الخشب المستخلّص من الغابات، فيتمّ تحويله إلى فحمٍ نباتيّ يُستخدم في بعض المشاريع االضخمة كتوليد الكهرباء.
طريقة صنع الفحم النباتيّ
عُرف الفحم منذ القدم، حيث اعتُمد عليه في تسيير البواخر، والقطارات، وإنتاج الطاقة، والطهي، وغيرها من الاستخدامات والى الآن ما يزال يُعتمد عليه، فهناك طريقتين لصناعة الفحم وهما كما يلي:
طريقة تفحيم الخشب (الطريقة التقليديّة)
يتمّ جمع الخشب على شكلِ أكوامٍ ويُغطّى بالتراب، ثم يُسخّن التراب الذي يعلوه مدّة عشرة أيام، من خلال حرق القليل من الخشب، ويزوّد الخشب المدفون بالحرارة اللازمة بواسطة هذا الجزء المحترق؛ لتسخينه وتحويله إلى فحمٍ نباتيّ، ومن أجل تحويل الخشب إلى فحمٍ يجب التخلّص من الهيدروجين، والأكسجين الموجودين في مركبات الخشب العضويّة، عن طريق تفاعلٍ كيميائيّ يقوم بنزعهما من المركبات العضويّة للخشب، فيتحوّل إلى مركبٍ عضويٍّ جديدٍ فيه كميّاتٌ أقلُّ من الأكسجين والهيدروجين، ممّا يزيد من نسبة الكربون فيه.
الطريقة الحديثة
تتم هذه الطريقة على مراحل، وهي:
- يُسخّن الخشب داخل الفرن، حيث يمرُّ بمراحل محدّدة ليتحوّل إلى فحم، حيث يوضع الخشب في درجة حرارة من (20 - 110)؛ من أجل أن يمتصّ الخشبُ الحرارةَ ليجفّ وتزول رطوبته، ويبقى الخشب تحت درجة حرارة (100)؛ إلى أن يتحوّل إلى حالة التصلّب.
- يوضع في درجة (110-270)؛ للتخلّص بشكلٍ نهائيٍّ من الماء، ثم يبدأ بالتحلّل، وتخرج منه غازات هي: أول أكسيد الكربون، وثاني أكسيد الكربون، وحامض الميثانول، وحامض الخليك.
- يوضع بعد ذلك بدرجة حرارة تتراوح بين (270-290)؛ ليبدأ في التحلّل، والانهيار، وتواصل تلك الغازات المختلطة والأبخرة، وخروج القليل من القطران.
- تُرفع درجة الحرارة إلى (290-400) ويستمر انهيار الهيكل الخشبيّ، والغازات المنبعثة ؛ لتتكوّن الغازات القابلة للاحتراق.
- يوضع في درجة حرارة تتراوح بين (400-500)، حيث يتحوّل الخشب إلى فحمٍ بشكلٍ عمليّ، فالفحم في درجةِ حرارةٍ مثل هذه لا يزال يحتوي على كميات من القطران، قد تصل إلى (30٪) من وزنه الموجود في الهيكل، ونسبة الكربون ثابتة قرابة (75٪ )، وهو أمرٌ طبيعيٌّ للفحم التجاريّ ذو النوعيّة جيدة.
- يمكن وضعه في درجة حرارة (500)؛ للتخلّص نهائيّاً من القطران ليكون فحماً بجودةٍ عاليةٍ.
