فایل کامل و عالی مقاله در مورد سوخت های جامد

دریافت فایل کامل و عالی مقاله در مورد سوخت های جامد به همراه پاورپوینت رایگان!

🎁 پیشنهاد ویژه برای شما!

با خرید پروژه فایل کامل و عالی مقاله در مورد سوخت های جامد، یک پاورپوینت حرفه‌ای با طراحی جذاب و قابل استفاده به‌صورت کاملاً رایگان به شما اهدا می‌شود.

✨ چرا فایل کامل و عالی مقاله در مورد سوخت های جامد انتخاب مناسبی است؟

• ۲۹ صفحه فرمت‌بندی‌شده و استاندارد: فایل Word حاوی ۲۹ صفحه کاملاً تنظیم‌شده است و آماده برای چاپ یا ارائه می‌باشد.
• مطابق با استانداردهای علمی: این فایل مطابق با اصول و استانداردهای دانشگاهی و مؤسسات آموزشی تهیه شده و به‌خصوص برای دانشجویان و دانش‌آموزان مناسب است.
• محتوای دقیق و منظم: فایل نهایی بدون هیچ‌گونه بهم‌ریختگی ارائه می‌شود و تمامی موارد به‌درستی تنظیم شده‌اند.
• پاورپوینت رایگان: به‌عنوان یک هدیه ویژه، پاورپوینت آماده با طراحی زیبا و استاندارد به همراه فایل Word دریافت خواهید کرد.
• آماده برای ارائه: فایل‌ها به‌طور کامل آماده‌اند و نیازی به تغییر یا ویرایش برای ارائه در کلاس‌ها و سمینارها ندارند.
• مطالب علمی و کاربردی: این فایل شامل اطلاعات علمی به‌روز و مفید است که به شما در درک بهتر موضوعات کمک خواهد کرد.
• قابلیت ویرایش آسان: فایل کامل و عالی مقاله در مورد سوخت های جامد به‌طور کامل فرمت‌بندی شده است و به‌سادگی قابل ویرایش است تا با نیازهای شما هماهنگ شود.
• تضمین کیفیت: ما کیفیت این فایل را تضمین می‌کنیم و در صورت بروز هرگونه مشکل، پشتیبانی کاملی ارائه می‌دهیم.

بخشی از متن فایل کامل و عالی مقاله در مورد سوخت های جامد :

سوخت های جامد

مقدمه ۱
مزایای سوخت های جامد ۱
زغال سنگ ۲
انواع زغال سنگ ۳
خواص فیزیکی زغال سنگ ۷
تجزیه زغال سنگ ۱۵
مراحل آماده سازی زغال سنگ ۲۰
تقطیر در دمای کوچک ۲۵

تقطیر در دمای بزرگ ۲۵
تولید زغال سنگ در جهان ۲۵
منابع ۲۶

مقدمه
مهمترین وقدیمی ترین گروههای سوخت فسیلی ، حالت جامد دارند .این سوخت ها به دسته های مختلفی تقسیم می شوند .درفرم کلی می تقسیم کرد [۱]. ازمهمترین سوخت های دسته اول چوب، زغال نارس وزغال سنگ وازمهمترین سوخت های گروه دوم زغال چوب وکوک را می توان نام برد . مهمترین سوخت جامد صنعتی ، زغال سنگ است که از آن به منظورهای مختلف وخصو

صاً در صنایع تولید آهن وفولاد استفاده می شود. ازابتدای پیدایش صنعت ، زغال سنگ منبع مهمی برای تولید انرژی بوده است . هرچند از اوایل دهه ۱۹۳۰ م. با دستیابی به نفت وبعد از آن گاز طبیعی به عنوان دو منبع مهم انرژی ، زغال سنگ جای خود را به این سوختها داد ، اما هنوز دربرخی از کشورها ، مهمترین منبع انرژی ، زغال سنگ است . ازطریق مقایسه میزان منابع انرژی

موجود درجهان وسرعت مصرف سوخت های فسیلی می توان پیش بینی کرد که بشر بار دیگر درآینده ، به زغال سنگ روی خواهد آورد.
مزایای سوخت های جامد به این شرح است :
۱- برای ذخیره سازی به مخزن خاصی نیازنداردودرواقع هرسطح صافی برای این کارمناسب است.
۲- درمقاسیه با نفت خام ، دارای هیدروژن کمتری است وازاین رو ارزش حرارتی خالص آن بیشتر از نفت است .
۳- مقدار گوگرد موجود درآن بطور متوسط از نفت کمتر است واز این رو آلودگی وخوردگی کمتری را سبب می شود.
۴- خاکستر زغال سنگ عاری از ترکیبات وانادیوم است ودر نتیجه سبب خوردگی داغ تأسیسات نمی شود .
۵- اندازه دانه های آن را می توان به دلخواه تغییر داد ولذا در جاهای مختلف قابل استفاده است .
دراین فصل به معرفی اجمالی برخی از گروه های مهم سوخت های جامد می پردازیم .
– زغال سنگ
زغال سنگ مهمترین سوخت جامد صنعتی است که برای تولید انرژی الکتریکی ، احیای فلزات به روش سنتی یا احیای مستقیم ، تولید گاز ، ساختمان سیمان وقند ، ساخت مواد شیمیایی وتولید حرارت مصرف می شود [۱و۲ ]. زغال سنگ معمولاً بطور لایه ا ی درپوسته زمین ذخیره شده است . این ماده ازبقایای گیاهان مدفون شده درزیر رسوبات نواحی مردابی وباتلاق ها درزمان های گذشته بوجود آمده است [۱] . فعالیت های شیمیایی باکتری ها وفشارهای کوهزایی ، این رسوبات را به زغال سنگ تبدیل کرده است . روی تمامی زغال سنگ های جهان ، صرفنظر اززمان تشکیل، تنه وساقه گیاهان بصورت فسیل دیده می شود. مدفون شدن بقایای گیاهان ونرسیدن اکسیژن به آنها، شرط اولیه واساسی تبدیل مواد آلی به جامدات فسیلی است .محل های

تشکیل زغال سنگ « تورب زا ر» نامید می شود . درباره نحوه مدفون شدن مواد گیاهی درزیر زمین وتشکیل مناطق تورب زار دو نظریه وجود دارد [۱و۲] . برطبق نظریه اول یا نظریه برجا ، محل پیدایش زغال سنگ دقیقاً همان جایی است که گیاهان درآنجا رشد کرده ومدفون شده اند. تمامی رگه های باارزش زغال سنگ ازاین نوع است . نظریه دوم یا نظریه نابرجا براین اساس است که مواد

گیاهی ، قبل از رسوب کردن ومدفون شدن دراثر جریان آب رودخانه ها ازجایی به جای دیگر منتقل شده ودر محل هایی تجمع کرده اند. این زغال ها محتوی درصد زیادی از کانی های مختلف هستند و به همین جهت استفاده از آنها فعلاً مقرون به صرفه نیست. در مناطق تورب زار، فشار و دما به حدی نیست که ساختار سنگ های همراه را تغییر دهد و تنها تورب را به زغال سنگ قهوه ا ی و سپس درخشان تبدیل می کند. زغال سنگ های ایران مربوط به دوره ژوراسیک (حدود ۱۸۱ میلیون سال پیش) ودوره کرتاسه (حدود ۱۳۵ میلیون سال پیش) هستند [۲ و ۳].
– انواع زغال سنگ
صرفنظر از تأثیرات ناشی از اندازه و مقدار خاکستر یا دیگر ناخالصی های موجود در زغال سنگ، اساساً تقسیم بندی گروه های مختلف زغال سنگ بر مبنای کیفیت ماده زغال انجام می گیرد [۱]. از نظر ترکیب شیمیایی، انواع زغال سنگ را با همدیگر مقایسه کرد [۴].
اکنون به اختصار به شرح گروه های زغال سنگ می پردازیم.
الف) زغال سنگ لیگنایت (قهوه ا ی)
لیگنایت از جوان ترین زغال سنگ هاست و رنگ قهوه ا ی متمایل به سیاه دارد. این زغال، مرحله انتقال زغال نارس (لیف) را به زغال سنگ نشان می دهدو الیافی شبیه به چوب دارد. این زغال سنگ پایین ترین درجه زغال سنگ های خالص است و معمولاًدر حالت خشک و بدون خاکستر دارای حدود ۶۰ تا ۷۵ درصد کربن و نزدیک به ۲۰ تا ۲۵ درصد اکسیژن است . این زغال معمولاً

حاوی موادی مانند خاکستر، رطوبت گوگرد و مواد فرار فراوان است و در حالت خشک شده در هوا حدود ۱۵ تا ۲۰ درصد رطوبت دارد. به طور کلی میزان کربن لیگنایت بیشتر و هیدروژن آن کمتر از چوب است. ارزش حرارتی لیگنایت معادل ۵/۱۲ تا ۵/۱۳ مگاژول بر گیلوگرم است که به علت کوچکی ، استفاده از لیگنایت در صنعت ذوب فلزات را ناممکن می سازد. علاوه بر این وجود م

قدار زیادی رطوبت و گوگرد در بعضی از انواع ، ارزش حرارتی لیگنایت را بازهم کوچکتر می کند.
لیگنایت جسمی است نمگیر که با شعله ا ی بلند و دوزا می سوزد. انتقال آن در مسیر طولانی میسر نیست و در اثر انبار کردن خرد می شود و ممکن است شعله ور گردد. با حرارت دادن لیگنایت در نبود هوا می توان موادی نظیر گاز، کوک، بنزین، روغن های سنگین و آمونیاک به دست آورد. از زغال قهوه ا ی در صنایع برق و شیمی می توان استفاده کرد.
ب) زغال سنگ بیتومینه (قیردار)
بیتومینه به رنگ سیاه یا خاکستری تیره است و ظاهری راه راه دارد. وزن مخصوص آن از زغال سنگ قهوه ای بیشتر و در حدود ۳/۱ تا ۵/۱ است. این زغال سنگ ۷۵ تا ۸۵ درصد کربن دارد و مواد فرار آن کمتر از لیگنایت است. خاکستر زغال سنگ قیردار ۵ تا ۱۰ درصد و رطوبت آن بین ۵ تا ۸ درصد متغیر است. حد پایین ارزش حرارتی بیتومینه از انواع دیگر زغال سنگ بیشتر و بین
۹/۲۰ تا ۲/۲۷ مگاژول بر کیلوگرم است.
بیتومینه از لیگنایت فشرده تر است و در حمل و نقل کمتر خرد می شود و به ندرت مشتعل می گردد. به هنگام سوختن شعله زرد رنگ دارد و بوی قیر می دهد. مصرف این زغال از سایر انواع بیشتر است و در تهیه سوخت های گازی و مایع ، تولید انرژی الکتریکی، و تهیه کوک متالورژی بکار می رود. این زغال بر حسب خاصیت کوک شوندگی ، به سه دسته قابل تقسیم است : کوک شو ، نیمه کوک شو و کوک نشو .
نوع کوک شو (چرب شعله کوتاه) ، در برابر حرارت فوری نرم شده و حالت خمیری به خود می گیرد. در حدود ۹۰۰ درجه سانتی گراد مواد فرار خود را از دست می دهد و پس از سرد شدن به جسم سخت و سیاه رنگی به نام کوک تبدیل می شود. نوع کوک نشو (چرب شعله بلند) به سهولت مشتعل می گردد و بدون اینکه به حالت خمیری در آید ، باقیمانده پودر مانندی بر جای می گذارد.

زغال هایی که ویژگی آنها حد میانی لیگنایت و بیتومینه است ، زغال های زیر بیتومینه (نیمه قیردار) نامیده می شوند. این زغال ها رطوبت و مواد فرار زیادی دارند و خاصیت کوک شدن ندارند . گونه خشک و بی خاکستر آنها ۷۵ تا ۸۳ درصد کربن و ۱۰ تا ۲۰ درصد اکسیژن دارد.
ج) زغال سنگ آنتراسیت (درخشان)
آنتراسیت قدیمی ترین نوع زغال سنگ است . این زغال از سایر انواع زغال سنگ سخت تر و محکم تر بوده و رنگی سیاه با جلای ویژه دارد و در اثر مالش دست را کمی سیاه می کند. میزان کربن ثابت زغال درخشان از سایر انواع زغال سنگ زیادتر بوده و بیش از ۹۳ درصد است. مواد فرار آن نیز معمولاً از ۶ درصد کوچکتر است. زغال درخشان خاصیت کوک شوندگی ندارد و پس از احتراق ب

ه شکل پودر در می آید. ارزش حرارتی این زغال به طور متوسط حدود ۹/۲۰ تا ۸/۲۸ مگاژول بر کیلوگرم است. این زغال سنگ به سختی مشتعل می شود و به علت کوچکی مواد فرار ، شعله ا ی کوتاه و متمایل به آبی دارد و به آرامی می سوزد. به همین علت زغال درخشان برای مصارف خانگی مناسب بوده و به هنگام انبار کردن نیز خرد نشده و خودبه خود مشتعل نمی شود .زغال سنگ هایی که از نظر ویژگی در حد واسط بین بیتومینه و آنتراسیت ، نیمه آنتراسیت نامیده می شوند. این زغال ها بین ۹۰ تا ۹۳ درصد کربن، ۱۰ تا ۲۰ درصد مواد فرار و ۲ تا ۴ درصد اکسیژن دارند. برخی از انواع نیمه آنتراسیت ها قابلیت کوک شوندگی دارند. این زغال ها را با نام های نیمه بیتومینه ، لاغر ، قیردار خشک و زغال مولد بخار نیز می خوانند.
– خواص فیزیکی زغال سنگ
انواع مختلف زغال سنگ خواص فیزیکی متفاوتی دارند. برخی از این خواص نظیر تخلخل در مطالعات مربوط به نحوه تشکیل زغال سنگ مورد استفاده قرار می گیرند . برخی دیگر نظیر وزن مخصوص، حین استفاده ویژگی خود را آشکار می کنند.
الف) تخلخل
زغال سنگ جسمی متخلخل با منافذ مویینه و سوراخ هایی با اندازه های مختلف و ساختاری اسفنجی است که در نتیجه مایعات و گازها را به راحتی درون خود نفوذ می دهد . به طور کلی دو نوع حفره در زغال سنگ ها وجود دارد . در نوع اول قطر متوسط حفره ها تا A 500 درجه بوده و سطح داخلی آنها بیشتر از gr/m2 1 نیست . در نوع دوم قطر متوسط حفره ها حدود A15-5درجه بوده و سطح داخلی آنها به حدود gr/m2 200 می رسد. برای اندازه گیری میزان تخلخل ، از نفوذ مایعات به درون زغال سنگ می توان استفاده کرد . نسبت حجم خلل و فرج به حجم حقیقی زغال سنگ کسر تخلخل نامیده می شود . به علت وجود تخلخل ، چگالی ظاهری زغال سنگ ( َd) از چگالی واقعی آن (d) کمتر است . اگر m جرم نمونه زغال باشد، کسر تخلخل عبارت خواهد بوداست از :

همانطور که دیده می شود ، میزان تخلخل در انواع زغال سنگ بسیار متفاوت بوده وبرای نمونه دارای ۸۸ تا ۸۹ درصد کربن ، حداقل خود را داراست. هرچه کربن ازاین مقدار کمتر شود، میزان تخلخل ونیزپراکندگی بیشتر خواهد شد.
مجموع سطوح حفره های داخل زغال سنگ را می توان با اندازه گیری گرمای تر شدن محاسبه کرد [۱] . هرگاه زغال سنگ گاززدایی شده ا ی را درسیالی قرار دهیم ، جذب سطحی سش می یابد . دراین آزمایش بهتر است ازماده آلی با اندازه مولکولی کوچک استفاده شود تا بتواند وارد حفره های بسیار ریز زغال شده وجایگزین لایه متانی شود که اغلب روی سطوح تازه زغال سنگ ها وجود دارد.استفاده از بخار متانول بر دیگرروش ها برتری دارد [۲] زیرا گرمای ترشدن را به سرعت آزاد کرده واندازه گیری های دقیق کالری متری را امکان پذیر می سازد. هرچه سطح درونی زغال بیشتر باشد گرمای ترشدن نیز بیشتر خواهد بود. این مقدار از حدود J/gr 33 برای آنتراسیت تا حدود J/gr 74 برای یک زغال سنگ غیرقابل کوک شدن دارای ۸۰ درصد کربن تغییر می کند [۱] . حجم خلل وفرج زغال های قیردار ۱۰ تا ۲۰ درصد است که ۳ تا ۱۰ درصد آن به لوله های مویین تعلق دارد. با توجه به اینکه سطح درونی این زغال ها بین ۳۰ تا ۱۰۰ مترمربع درازای هرگرم است ، پس قطر لوله های مویین آنها باید حدود A400 درجه باشد.
ب) وزن مخصوص و قابلیت ذخیره سازی
وزن مخصوص زغال سنگ تابع نسبت مواد سوختنی و میزان خاکستر است. خاکستر چگالی بیشتری از مواد سوختنی دارد و از اینرو، اثر زیادی بر وزن مخصوص توده زغال می گذارد. وزن مخصوص زغال سنگ های بیتومینه در گستره ۲۷/۱ تا ۴۵/۱ (گرم بر سانتی متر مکعب) قرار دارد. زغال سنگ آنتراسیت حدود ۱۰ تا ۱۵ درصد از بیتومینه فشرده تر بوده و وزن مخصوصی بین ۴/۱

تا ۷/۱ دارد. تغییرات وزن مخصوص با هیدروژن مخصوص درزغال سنگ رابطه تقریباً خطی دارد.

چگالی توده زغال سنگ و قابلیت ذخیره سازی آن تابع عوامل متعددی است که عبارتند از :
اندازه مواد، درجه زغال، شکل ذرات، میزان آب آزاد موجود در زغال، شکل محفظه مورد استفاده و روش ذخیره سازی. با افزایش درصد کربن ، وزن مخصوص زغال سنگ افزایش می یابد. در یک درجه زغال خاص ، وزن مخصوص زغال تر بیشتر از خشک است . از این میان شکل ذرات زغال سنگ اهمیت کمتری دارد، چون از یک زغال تا زغال دیگر تغییر چندانی نمی کند.
ج) خواص حرارتی
یکی از مهمترین ویژگی های سوخت های مختلف و از جمله زغال سنگ ها ارزش حرارتی آن هاست [۱]. زغال سنگ ها دارای اکسیژن، رطوبت، ازت، کربن هیدروژن، خاکستر و عناصر ناخواسته دیگر هستندو از آنجا که فقط کربن و هیدروژن آن ها قابل سوختن است، ارزش حرارتیشان معادل مجموع ارزش حرارتی کربن و هیدروژن موجود در آنها است . وجود عناصر ناخواسته از ارزش حرارتی زغال سنگ ها می کاهد. از انجا که هیدروژن ارزش حرارتی بزرگتری نسبت به کربن دارد، با کاهش درجه زغال یعنی کاهش میزان کربن، نخست، ارزش حرارتی افزایش یافته و سپس به علت افزایش اکسیژن کاهش می یابد.
هرچند فرمول های متعددی برای مرتبط ساختن ارزش حرارتی زغال سنگ ها با ترکیب آن ها، پیشنهاد شده ولی بهتر است برای اندازه گیری ارزش حرارتی از بمب کالری متر مستقیماً استفاده

شده و آزمایش های استاندارد انجام شوند.

وقتی که زغال سنگ برای تهیه گاز یا کوک، تقطیر شود، تغییرات حرارتی اندکی در آن ایجاد می شود. در این عمل ساختار پیچیده زغال به ساختارهای ساده تری شکسته می شود و از آنجا که حرارت تشکیل ساختار اولیه و ساختارهای نهایی در محصولات تقطیر متفاوت است، عمل تقطیر می تواند گرمازا یا گرماگیر باشد. البته دما می تواند نقش عمده ا ی در حرارت حاصل از تقطیر یا حرارت لازم برای آن داشته باشد. به طور کلی لیگنایت و زغال های جوان تر نسبت به زغال های قدیمی تر، گرما زایی بیشتری دارند. گرمازایی تا حدودی تابع میزان اکسیژن موجود در زغال است.

در کمتر۶۰۰درجه Cبرخی از زغال ها گرماگیرند و برخی دیگر گرما زا، ولی بالای این دما تمایل بیشتری به گرماگیری وجود دارد و در بیشتر از ۸۰۰درجهC این پدیده شدید می شود. به عنوان مثال، گرمای عملیات تقطیر چند زغال در دمای۷۰۰ درجهC به این شرح است:
لیگنایت ۷۳۰+تا ۱۳۵۱+ ژول برکیلوگرم و بیتومینه : ۱۲۶ + تا ۲۳۸- ژول برکیلوگرم (علامت+ نشانه گرماگیر بودن و علامت – نشانه گرمازا بودن عملیات است).
ظرفیت حرارتی زغال سنگ در فرایند تقطیر مورد توچه قرار می گیرد. برای اندازه گیری ظرفیت حرارتی می توان از روش های مستقیم یا از متغیرهای ضریب نفوذ و ضریب هدایت حرارتی استفاده کرد. مقدار ظرفیت حرارتی دو نوع زغال سنگ بدون رطوبت و بدون خاکستر ، در دمای معمولی چنین بدست آمده است:
آنتراسیت: J/gr.0k 96/0-92/0و بیتومینه، J/gr.0k 09/1- 1. ظرفیت حرارتی زغال سنگ با افزایش مواد فرار و نیز کاهش نسبت C/H افزایش می یابد. ارتباط ظرفیت حرارتی با مقدار خاکستر یا رطوبت موجود در زغال به صورت خطی است و برای محاسبه تأثیر ترکیب شیمیایی می توان از فرمول های مربوط استفاده کرد به عنوان مثال برای کوک روابطی به صورت زیر داده شده است.
+++++++++++++++++++++++++++++++
+++++++++++++++++++++++++++++++
که در آن A میزان خاکستر موجود در کوک است.
ضریب هدایت حرارتی زغال سنگ ها تابع میزان تخلخل و ساختار مویینه آن هاست . در دمای محیط ضریب هدایت حرارتی تقریباً در گستره mK/W35/0-23/0 تغییر می کند.با افزایش دما، در اثر بروز تابش بین سطوح خلل و فرج، ضریب هدایت حرارتی زغال افزایش می یابد، به طوری که در دمای ۸۰۰ درجهC هدایت حرارتی به mK/W2-1 تبدیل می شود [۲]. فرمول های مختلفی برای تعیین میزان متوسط ضریب هدایت حرارتی زغال سنگ ها در عملیات تقطیر پیشنهاد شده است . به

عنوان مثال اگر t دمای تقطیر باشد، متوسط ضریب هدایت حرارتی زغال سنگی که به کوک با چگالی r تبدیل می شود،در گسترده حرارتی ۰-t با این رابطه قابل محاسبه خواهد بود [۱].
++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
که در آن t بر حسب درجه C و K برحسب درجه C/S / cm/ J بیان می شود.
د) خواص الکتریکی ، مغناطیسی و نوری
در فرآیندهایی از تقطیر زغال سنگ به طریق الکتریکی انجام می گیرد، هدایت الکتریکی یا مقاومت ویژه زغال سنگ و کوک از اهمیت خاصی برخوردار است . زغال سنگ یک نیم رساناست و هدایت الکتریکی انواع خشک آن خیلی کم است ولی با افزایش دمای زغال به طور نمایی زیاد می شود. در واقع این افزایش ناشی از تغییر ساختار کربن است که در بالای ۶۰۰درجه C شتاب بیشتری پیدا می کند. به علت تشکیل لایه آب، هدایت الکتریکی زغال با افزایش رطوبت افزایش می یابد. مقاومت ویژه زغال های بیتومینه در گستره ۱۰۶×۴ تا ۱۰۷ ×۵ اهم- سانتیمتر تغییر می کند [۱] . ثابت D الیکتریک زغال نیز با تغییر ساختار در طی مراحل گرم کردن، به شدت تغییر می کند. این تغییر تابع درصد کربن زغال است و در ۸۸ درصد کربن حداقل است.
خواص مغناطیسی زغال بسیار مهم است. اندازه گیری های مختلف نشان داده است که در زغال سنگ، رادیکال های آزاد (مولکول هایی که یکی از اتم های آنها یک ظرفیت کمتر دارد) وجود دارند. بیشترین غلظت این رادیکال ها یک در ۱۰۰۰ است که در زغال سنگ حاوی ۹۲ درصد کربن اتفاق می افتد [۷].
خواص نوری زغال مانند قابلیت انعکاس سطوح نیز از اهمیت زیادی برخوردار است. این قابلیت را با ضریب انعکاس (IOR) نشان می دهند. این ضریب با افزایش درجه زغال افزایش می یابد و لذا معیاری برای تشخیص درجه زغال است. با افزایش درجه ، خاصیت نیم رسانایی زغال نیز تقویت می شود.
هـ) حلالیت
حلال های آلی مختلفی برای حل سازی جزئی زغال سنگ بکار می روند. درجه حل شوندگی بستگی به نوع حلال دارد و از حدود ۱/۰درصد برای بنزن سرد تا ۳/۴۷ درصد برای کوئینولین جوشان تغییر می کند [۱]. برای رسیدن به حد اکثر حل شوندگی ، باید ذرات بسیار ریز زغال سنگ را در دمای معادل نقطه جوش حلال یا تحت فشار بدان افزود. حل کردن زغال سنگ در حلال به منظور حذف اجزای ناخواسته و بهبود خواصی نظیر قابلیت کوک شوندگی انجام می شود . دو حلال معروف عبارتند از: پیریدین در دمای ۱۱۸ درجهC و بنزن تحت فشار در دمای ۲۷۵ درجه C. حل شوندگی زغال سنگ در پیریدین تابع نوع زغال است و از ۵/۷ تا ۴۲ درصد تغییر می کند. این گسترده برای بنزن تحت فشار معادل ۵/ ۳ تا ۲۱ درصد است. تأثیر سایر حلال ها نیز با نوع زغال تغییر می کند. برخی از حلال های مهم عبارتند از:استون تا ۳ درصد، آنیلین تا ۱۲ درصد، فنل تا ۳۵ درصد،تترالین تا ۴۵ درصد،الکل،دی سولفیدکربن و اتر هر سه کمتر از ۱درصد.
ط) ساختار
آزمایش های پراش اشعه ایکس وجود تعداد کمی ازخطوط مربوط به ساختار گرافیت را درتصویر پراش زغال سنگ آشکار می سازد. شش وجهی های مرکب ازورقه های موازی با اتم های کربن در رئوس مجاور هم ، این ساختار را تشکیل می دهد. طول ضلع شش وجهی ها ۴۲/۱ انگستروم وفاصله بین ورقه ها حدود ۳/۳ انگستروم است . اما ساختار زغال سنگ کاملاً بلوری نیست وتنها شامل نواحی جزئی حاوی بلورهاست . این نواحی را کریستالیت می گویند. کریستالیت از روی هم قرار گرفتن چندین ورقه موازی متشکل از اتم های کربن ( شبه گرافیت ) بوجود می آید. برخلاف گرافیت ، این صفحات دارای جهت منظم نبوده ودر نتیحه نیروی اتصال بین آنها خیلی کمتر از نیرو

ی اتصال درگرافیت است .
برحسب درجه زغال سنگ ، ویژگی این کراستالیت ها بصورت زیر تغییرمی کند [۲] :
۱- درزغال سنگ های لیگنایتی (شعله دار) کریستالیت ها کوچک اند و از تعداد کمی ورقه به

هم پیوسته تشکیل شده اند. فاصله بین ورقه های این کریستالیت ها خیلی بیشتر از فاصله مربوط به گرافیت است.
۲- در زغال های بیتومینه (چرب) فاصله بین ورقه های کریستالیت ها کمی بیشتر از فاصله مشابه در گرافیت است.
۳- در زغال های آنتراسیت تعداد ورقه ها بیشتر و گسترده تر بوده و قطری به اندازه ۱۵ تا ۱۶ انگسترم دارند. این ورقه ها می توانند محتوی ۳۰ تا ۴۰ هسته شش وجهی باشند. فاصله بین ورقه ها خیلی نزدیک به فاصله مربوط به گرافیت (حدودA4/3 درجه) است. در مجموع با افزایش درجه زغال، فاصله بین ورقه های سازنده کاهش یافته و ساختار به شبکه گرافیت نزدیکتر می شوند.
۴- در زغال های پست ،کریستالیت ها به گونه ا ی نا منظم در کنار هم قرار می گیرند .
– تجزیه زغال سنگ
آگاهی از مقدار عناصر سازنده زغال سنگ در مواردی از قبیل محاسبه میزان احتراق، موازنه انرژی و طراحی کوره ضرورت می یابد [۸]. تجزیه زغال سنگ به دو روش انجام می گیرد. در روش اول که تجزیه مستقیم (تقریبی) نامیده می شود، درصد رطوبت، خاکستر مواد فرار و گاهی مقدار گوگرد اندازه گیری می شوند و تفاضل این مجموعه از عدد ۱۰۰، مقدار کربن ثابت زغال را بدست می دهد [۱]. این روش بسیار ساده بوده و اغلب به کار می رود . در روش دوم که تجزیه دقیق نام دارد ، با استفاده از نمونه زغال مناسب، مقدار عناصر کربن ، هیدروژن، گوگرد، نیتروژن و اکسیژن اندازه گیری می شوند. در مواردی که دقت زیاد لازم است ، باید محاسبات بر اساس زغال عاری ازمواد معدنی صورت پذیرد؛ ولی برای مواردی که زغال دارای خاکستر اندکی است، بهتر است محاسبات بر اساس زغال خشک عاری از خاکستر انجام گیرد.
در سطرهای بعد به تشریح مختصر نحوه تجزیه اجزای مختلف موجود در زغال سنگ می پردازیم.
الف) خاکستر. میزان خاکستر موجود در زغال معمولاً از طریق سوزاندن وزن معینی از زغال در دمای مناسب و اندازه گیری مجدد وزن آن تعیین می شود. وزن نمونه حدود ۱ تا ۲ گرم است و دمای ۷۰۰ تا ۷۵۰ درجه سانتیگراد برای این منظور بکار می رود [۷]. عامل اصلی در بروز تغییر در مقدار خاکستر، میزان گوگرد باقی مانده در زغال است. اگر در زغالی با درجه زیاد، میزان معدنی پیریت و کربنات کوچک باشد، گوگرد باقی مانده بحرانی نیست و خاکستر شدن به سرعت روی می دهد. ولی اگر میزان پیریت و کلیسیت قابل توجه باشند، ابتدا پریت در دماهای کم تجزیه می شود و

سپس تجزیه کربنات روی می دهد. از این رو گوگرد کمتری در زغال باقی می ماند تا با بازهای تشکیل شده در دماهای زیاد واکنش انجام دهد. در این عملیات بایدگردش هوای آزاد در سیستم وجود داشته باشد تا اجزای معدنی زغال کاملاً به اکسید تبدیل شوند.