درس استخدامات الوقود الأحفوري

الفكرة الرئيسة

ينتج عن عمليات احتراق الوقود الاحفوري العديد من الغازات الضارة التي تتراكم في البيئة.

احتراق الوقود الأحفوري

يستخدم الوقود الاحفوري في العالم اليوم على نطاق واسع ؛ لأنه يطلق الطاقة المختزنة فيه بيسر وسهولة عند احتراقه. ومعظم الطاقة التي نستخدمها تأتي من حرق الوقود الأأحفوري بأشكاله المختلفة مثل :الفحم الحجري والنفط والغاز الطبيعي.

والاحتراق هو تفاعل كيميائي يحدث فيه اتحاد الأكسجين مع عناصر الكربون والهيدروجين. وتتم عمليات الاحتراق في محركات تسمى المحركات الحرارية.

المحركات الحرارية

ويعرف المحرك الحراري بأنه آلة تقوم بتحويل الطاقة الحرارية الناتجة من مصادر الطاقة الطبعية ، مثل الوقود الكيميائي أو النووي أو الطاقة الشمسية أو غير ذلك إلى طاقة ميكانيكة على نحو مفيد.

وتقسم المحركات الحرارية الى محركات احتراق داخلي ومحركات احتراق خارجي ، وتستخدم محركات الاحتراق الداخلي في العديد من المركبات والآليات ومنها السيارات والشاحنات والطائرات والقوارب والدرجات النارية وغيرها. بينما توجد محركات الاحتراق الخارجي في محطات توليد الطاقة الكهربائية.

تتكون محركات السيارات من محركات احتراق داخلي ، ويتكون معظهما من أربع حجرات احتراق أو أكثر ، وتسمى الحجرة اسطوانة ؛ لأنها أسطوانية الشكل. وكلما زاد عدد حجرات الاحتراق في محرك الاحتراق الداخلي زادت قدرته.

محطات الطاقة الحرارية

تعد محطات الطاقة الحرارية مصدرا لإنتاج الطاقة الكهربائية التي تستخدم الوقود الأحفوري مصنعا لتحويل الطاقة الكيميائية الناتجة عن الاحتراق الى طاقة ميكانيكة ، والتي تقوم بتشغيل المولدات الكهربائية كمحرك احتراق خارجي ، حيث يكون المحرك الرئيس فيها هو البخار.

يعد الفحم الحجري أحد مصادر هذه الطاقة الذي يستخدم في إنتاج الكهرباء ؛ عن طريق نقله من أماكن تواجد عبر حزام ناقل الى محطة الطاقة ، ومن ثم يتم تمريره على مطحنة لطحنه الى قطع صغيرة قبل حرقه ، بعد ذلك يُرسل الفحم المطحون الى فرن التسخين ويحرق لينتج كمية هائلة من الطاقة الحرارية التي تستخدم في تسخين الماء البارد الذي يتم ضخه من مصدر مائي والمتواجد في الانابيب الفولاذية المارة خلال جدران فرن التسخين الى الى درجة الغليان وتحويله الى بخار.

ثم ينقل هذا البخار تحت الضغط العالي ودرجة الحرارة المرتفعة بوساطة الانابيب الى التوربين الذي يحوي مجموعة من شفرات المراوح صُممت بشكل انسيابي يُسمح لها بالحركة دائريا حول محورها عند اصطدام البخار بها ، بوساطة هذا التدفق والضغط العالي من البخار يتم دفع شفرات المراوح ما يجعلها تدور فتدير المحرك التوربيني  وغالبا ما تكون توربينات البخار ذات محور افقي وموصولة بالمولد الكهربائي عبر عمود لنقل الحركة ما يجعله يدور بنفس سرعة البخار ليقوم بتحويل الطاقة الحركية الى طاقة كهربائية. ثم تنقل الطاقة الكهربائية من المولد الى المحول عبر خطوط نقل التيار الكهربائي الى مناطق الاستهلاك كالمنازل والمصانع.

الغازات الناتجة عن حرق الوقود الاحفوري :

- اكاسيد الكربون

- اكاسيد النيتروجين

- اكاسيد الكبريت