कोयला एवं पेट्रोलियम (Coal and Petroleum) — REET विज्ञान नोट्स

जीवाश्म ईंधन (Fossil Fuels) क्या हैं

कोयला, पेट्रोलियम और प्राकृतिक गैस — तीनों को सम्मिलित रूप से जीवाश्म ईंधन कहा जाता है, क्योंकि इनका निर्माण लाखों वर्ष पूर्व पृथ्वी के भीतर दबे हुए मृत पेड़-पौधों व जीव-जंतुओं के अवशेषों से, अत्यधिक ताप और दाब की क्रिया द्वारा हुआ है। ये अक्षय (non-renewable) प्राकृतिक संसाधन हैं, अर्थात एक बार समाप्त होने पर इन्हें दोबारा शीघ्र प्राप्त नहीं किया जा सकता, इसलिए इनका किफायती उपयोग आवश्यक है।

जीवाश्म ईंधनों में मुख्यतः कार्बन तथा हाइड्रोजन तत्व होते हैं, तथा जलने पर ये ऊर्जा (ऊष्मा) मुक्त करते हैं, इसीलिए इन्हें ईंधन के रूप में उपयोग किया जाता है। कोयला मुख्यतः ठोस अवस्था में, पेट्रोलियम द्रव अवस्था में तथा प्राकृतिक गैस गैसीय अवस्था में पाई जाती है, परंतु तीनों का मूल स्रोत करोड़ों वर्ष पूर्व जीवित रहे जीवों के अवशेष ही हैं।

कोयले का निर्माण एवं श्रेणियाँ

निर्माण प्रक्रिया

मृत वनस्पति के मिट्टी की परतों में दबने व धीरे-धीरे कार्बनीकरण (carbonisation) से कोयला बनता है

पीट (Peat)

कोयला बनने की पहली अवस्था; कार्बन की मात्रा सबसे कम

लिग्नाइट (Lignite)

भूरा कोयला; निम्न श्रेणी का कोयला

बिटुमिनस (Bituminous)

सबसे अधिक उपयोग होने वाला कोयला, मध्यम-उच्च गुणवत्ता; घरेलू व औद्योगिक दोनों उपयोगों में प्रचलित

एन्थ्रासाइट (Anthracite)

सर्वोत्तम श्रेणी का कोयला; सर्वाधिक कार्बन व ताप क्षमता, धुआँ सबसे कम उत्पन्न करता है

कार्बनीकरण (Carbonisation)

वह धीमी प्रक्रिया जिसमें दबी हुई वनस्पति में समय के साथ कार्बन की मात्रा बढ़ती जाती है और नमी व अन्य तत्व घटते जाते हैं — जितना अधिक कार्बनीकरण, उतनी बेहतर श्रेणी का कोयला बनता है

कोयले से प्राप्त उत्पाद

कोक (Coke)

कठोर, सछिद्र कार्बन का रूप; इस्पात उद्योग में धातु के अपचयन (reduction) हेतु प्रयुक्त — वायु की अनुपस्थिति में कोयले के भंजक आसवन (destructive distillation) से प्राप्त

कोलतार (Coal Tar)

काला, गाढ़ा, तीव्र गंध वाला तरल; इससे सैकड़ों उपयोगी पदार्थ (नैफ्थलीन, रंजक, दवाइयाँ, विस्फोटक आदि) प्राप्त होते हैं, इसलिए इसे रसायनों का खजाना भी कहा जाता है

कोल गैस (Coal Gas)

ईंधन व प्रकाश के स्रोत के रूप में प्रयुक्त होने वाली गैस, जो भंजक आसवन से प्राप्त होती है और कभी सड़कों की रोशनी के लिए उपयोग होती थी

पेट्रोलियम एवं उसका शोधन (Refining)

पेट्रोलियम का निर्माण समुद्र में रहने वाले सूक्ष्मजीवों के अवशेषों से हुआ है, जो लाखों वर्षों तक रेत व मिट्टी की परतों के नीचे दबे रहकर ताप-दाब की क्रिया से पेट्रोलियम में परिवर्तित हुए। इसे इसके विविध व मूल्यवान उपयोगों के कारण 'काला सोना' (black gold) भी कहा जाता है। प्राकृतिक अवस्था में पेट्रोलियम विभिन्न गैसीय, तरल और ठोस घटकों का मिश्रण होता है, जिन्हें पेट्रोलियम शोधनशाला (refinery) में प्रभाजी आसवन (fractional distillation) की विधि से अलग-अलग किया जाता है। भूमिगत पेट्रोलियम भंडार तक पहुँचने के लिए गहरी खुदाई कर कुएँ (wells) खोदे जाते हैं, और तेल को धरती से बाहर निकालकर पाइपलाइनों या टैंकरों द्वारा रिफाइनरी तक पहुँचाया जाता है।

कच्चे पेट्रोलियम (crude oil) को सबसे पहले शोधनशाला में गर्म कर वाष्प में बदला जाता है, फिर इस वाष्प को प्रभाजन स्तंभ (fractionating column) में भेजा जाता है, जहाँ स्तंभ के भीतर तापमान ऊपर की ओर क्रमशः घटता जाता है। जिन घटकों का क्वथनांक कम होता है वे वाष्प रूप में स्तंभ के ऊपरी भाग तक पहुँचकर वहाँ संघनित (condense) होते हैं, जबकि अधिक क्वथनांक वाले भारी घटक नीचे के भाग में ही संघनित हो जाते हैं। इसी सिद्धांत के आधार पर पेट्रोलियम गैस, पेट्रोल, केरोसिन, डीजल आदि उत्पाद अलग-अलग प्राप्त होते हैं।

प्रभाजी आसवन से प्राप्त मुख्य उत्पाद

प्राकृतिक गैस एवं ईंधन संरक्षण

प्राकृतिक गैस का मुख्य घटक मीथेन है। इसे उच्च दाब पर संपीड़ित कर संपीड़ित प्राकृतिक गैस (CNG) के रूप में वाहन ईंधन के रूप में उपयोग किया जाता है; यह विद्युत उत्पादन और उर्वरक उद्योग में हाइड्रोजन के स्रोत के रूप में भी काम आती है। भारत में कोयले के प्रमुख भंडार झारखंड, पश्चिम बंगाल, ओडिशा, छत्तीसगढ़ व मध्य प्रदेश में हैं, जबकि पेट्रोलियम मुख्यतः असम, गुजरात और मुंबई हाई (अरब सागर) क्षेत्र से प्राप्त होता है। चूँकि जीवाश्म ईंधन बनने में लाखों वर्ष लगते हैं और भंडार सीमित हैं, इनके किफायती उपयोग व वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों को अपनाना आवश्यक है।

जीवाश्म ईंधनों के जलने से कार्बन डाइऑक्साइड, सल्फर डाइऑक्साइड व नाइट्रोजन ऑक्साइड जैसी गैसें वायुमंडल में मुक्त होती हैं, जो वायु प्रदूषण और ग्रीनहाउस प्रभाव को बढ़ाती हैं। चूँकि इनके बनने में लाखों वर्ष लगते हैं जबकि उपयोग की दर बहुत तेज है, आने वाले दशकों में इनके भंडार लगातार घटते जाएँगे। इसलिए ईंधन के किफायती उपयोग के साथ-साथ सौर ऊर्जा व पवन ऊर्जा जैसे नवीकरणीय (renewable) ऊर्जा स्रोतों को अपनाना भी आवश्यक हो गया है। विद्यालय स्तर पर छात्रों को बिजली-पंखे व वाहनों के अनावश्यक उपयोग से बचने, तथा सार्वजनिक परिवहन को बढ़ावा देने जैसी आदतों के महत्व से अवगत कराना, जीवाश्म ईंधन संरक्षण की दिशा में एक व्यावहारिक कदम है।

रसोई गैस के रूप में प्रयुक्त LPG (द्रवित पेट्रोलियम गैस) मुख्यतः ब्यूटेन व प्रोपेन गैसों का मिश्रण है, जिसे दाब देकर द्रव रूप में सिलेंडर में भरा जाता है। LPG व CNG दोनों वास्तव में रंगहीन व गंधहीन होती हैं, इसलिए रिसाव का शीघ्र पता लगाने हेतु इनमें एथिल मरकैप्टन जैसे तीव्र गंध वाले पदार्थ जानबूझकर मिलाए जाते हैं।

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अभ्यास प्रश्न

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