Топливо: характеристика и виды

Сапропель

Сапропель - вещество биологического происхождения, образуется под пресной водой  при бактериальных процессах  при малом доступе кислорода. В зависимости от состава органической и минеральной частей сапропели  подразделяют на несколько видов. Помимо кальция, железа, фосфора, сапропель  содержит биологически активные вещества - витамины, стимуляторы роста, гормоны, антибиотики и другие.

Торф

Торф  — горючее полезное ископаемое; образовано скоплением остатков растений, подвергшихся неполному разложению в условиях болот. Для болота характерно отложение на поверхности почвы  неполно разложившегося органического  вещества, превращающегося в дальнейшем в торф. Слой торфа в болотах  не менее 30 см, (если меньше, то это заболоченные земли). Содержит 50—60 % углерода. Теплота  сгорания (максимальная) 24 МДж/кг. Используется комплексно как топливо, удобрение, теплоизоляционный материал и др.

Уголь

Различают: бурые угли, каменные угли, антрациты и графиты. Интересно, что в западных странах имеет место несколько иная классификация: соответственно, лигниты, суббитуминозные угли, битуминозные угли, антрациты и графиты (не используется в теплоэнергетике). 1.Бурые угли. Содержат много воды (43 %), и поэтому имеют низкую теплоту сгорания. Кроме того, содержат большое кол-во летучих веществ (до 50 %). Образуются из отмерших органических остатков под давлением нагрузки и под действием повышенной температуры на глубинах порядка 1 километра. 2.Каменные угли. Содержат до 12 % влаги (3-4 % внутренней), поэтому имеют более высокую теплоту сгорания. Содержат до 32 % летучих веществ, за счёт чего неплохо воспламеняются. Образуются из бурого угля на глубинах порядка 3 километров. 3.Антрациты. Почти целиком (96 %) состоят из углерода. Имеют наибольшую теплоту сгорания, но плохо воспламеняются. Образуются из каменного угля при повышении давления и температуры на глубинах порядка 6 километров. Используются в основном в химической промышленности.

Битуминозные  пески

Битуминозные  пески - горючее полезное ископаемое, орг. часть которого представляет собой природный битум. По содержанию битума делятся на богатые, или интенсивные (более 10% по массе битума), средние (5-10%) и тощие (до 5%). Битумы подразделяют на несколько типов: мальты, асфальты, твердые легкоплавкие вещества, асфальтиты, кериты. Содержание смолисто-асфальтеновых веществ в битумах этих типов составляет соответственно 35-60, 60-75, 75-90 и более 90 %. В битумах обнаружено свыше 25 химических элементов.

Порох

 

ПОРОХА - твердые смеси органических и /или неорганических соединений, способные устойчиво (без перехода во взрыв или детонацию) гореть в широком интервале внеш. давлений (0,1-1000 МПа). Пороха-источники энергии используют для сообщения снарядам, ракетам необходимой скорости полета к цели. Пороха характеризуют теплотой сгорания при постоянном объеме, объемом газообразных продуктов u0 и работоспособностью. Для ствольных систем работоспособность выражают работой, которую производят газообразные продукты взрыва 1 кг пороха, так называемой силой пороха.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.Жидкие 

 

Жидкое топливо  представляет собой сложные химические соединения горючих и негорючих  веществ. Основными химическими  элементами, входящими в состав любого жидкого топлива, являются углерод  С, водород Н, кислород О, азот N и  сера S. Помимо указанных элементов  в составе жидкого топлива имеются влага и негорючие минеральные вещества, образующие при сжигании золу. К жидкому топливу относятся:  нефтепродукты, производящиеся путем перегонки сырой нефти; креозот, являющийся продуктом низкотемпературного коксования и возгонки угля; синтетические масла, образующиеся в результате сжижения угля; прочие виды жидкого топлива, например, производящиеся из растений. 

Масла

Масла - жидкости (кремнийорганические жидкости, эфиры фосфорной, адипиновой и др. кислот, полиалкиленгликоли и др.), применяемые  главным образом в качестве смазочных  материалов, теплоносителей, компонентов  пластичных смазок. В зависимости  от того, что составляет основу масел  их можно разделить на три вида: минеральные (mineral), синтетические (synthetic, full synthetic) и полусинтетические (teil synthetic, semi-synthetic). Основой минеральных моторных масел являются очищенные масляные фракции нефти. Далее к базовому маслу добавляют минимум 5-6 различных присадок (10-15% и более от всего объема), придающих ему необходимые новые свойства или значительно улучшающих его природные качества.

Спирты

Спирты  – органическое соединение, содержащие в молекуле одну или несколько гидроксильных групп ОН у насыщенных атомов углерода. По количеству этих групп различают одно- (иногда термин "алкоголи" относят только к одноатомным спиртам), двух- (гликоли), трех- (глицерины) и многоатомные спирты. Спирты, содержащие две группы ОН у одного атома углерода, как правило, неустойчивы. Некоторые из этих соединений, например, стабилизированные внутримолекулярными водородными связями, стабильны. Спирты могут содержать СНО и СО, СООН, CN.

Жидкое  ракетное топливо

Ракетное  Топливо - вещество, подвергающееся химическим, ядерным или термоэлектрическим реакциям. Жидкое ракетное топливо  состоит из таких видов горючего, как КЕРОСИН, жидкий ВОДОРОД или  ГИДРАЗИН (N₂H₄), который вступает в реакцию с окислителем, например, с жидким КИСЛОРОДОМ. Твердое ракетное топливо содержит горючее и окислитель в виде порошков. В состав ядерного ракетного топлива входят УРАН и ПЛУТОНИЙ. Разновидности ионного ракетного топлива включают металл ЦЕЗИЙ, который, кипя, выделяет ионы в электрическое поле, которое разгоняет их до больших скоростей.

Эфиры

Эфирные масла  — смесь жидких пахучих летучих  веществ, выделенных из растительных материалов (дистилляцией, экстракцией, прессованием). Большинство эфирных масел хорошо растворимы в бензине, эфире, липидах  и жирных маслах, восках и других липофильных веществах, и очень  плохо растворимы в воде. Растворимость  эфирных масел в спирте сильно зависит от его крепости (она заметно  уменьшается в присутствии воды). Простые эфиры — органические вещества, имеющие формулу R-O-R1, где R и R1 — углеводородные радикалы. Следует, однако, учитывать, что такая группа может входить в состав других функциональных групп соединений, не являющихся простыми эфирами. Сложные эфиры — органические соединения, производные карбоновых или минеральных кислот, в которых гидроксильная группа -OH кислотной функции заменена на спиртовой остаток.

Эмульсии

Эмульсиями  называются дисперсные системы, в которых  дисперсионная среда и дисперсная фаза находятся в жидком состоянии. Эмульсии являются обычно грубодисперсными системами. Эмульсии - это микрогетерогенные системы, состоящие из двух практически взаимно-нерастворимых жидкостей, которые очень сильно отличаются друг от друга по характеру молекул.

Синтетические топлива

Синтетическое жидкое топливо - горючие жидкости, получаемые синтетическим путём  и применяемые в двигателях внутреннего  сгорания. Синтетическое жидкое топливо синтезируют из смеси CO и СО₂, вырабатываемой из природных газов и угля; процесс проводят при повышенных температуре и давлении и в присутствии катализаторов — Ni, Со, Fe и др. (метод Фишера и Тропша). В зависимости от условий процесса получаемое С. ж. т. содержит различные количества парафиновых и олефиновых углеводородов в основном нормального строения.

Нефтяные  топлива

Нефть — горючая маслянистая жидкость со специфическим запахом, распространённая в осадочной оболочке Земли, являющаяся важнейшим полезным ископаемым. Образуется вместе с газообразными углеводородами  обычно на глубинах более 1,2—2 км. Вблизи земной поверхности нефть преобразуется в густую мальту, полутвёрдый асфальт и др. Нефть состоит из различных углеводородов (алканов, циклоалканов, аренов — ароматических углеводородов — и их гибридов) и соединений, содержащих, помимо углерода и водорода, гетероатомы — кислород, серу и азот. Нефть сильно варьируется по цвету (от светло-коричневой, почти бесцветной, до темно-бурой, почти чёрной) и по плотности — от весьма лёгкой (0,65—0,70 г/см3) до весьма тяжёлой (0,98—1,05 г/см3). Пластовая Нефть, находящаяся в залежах на значительной глубине, в различной степени насыщена газообразными углеводородами. По химическому составу Нефть также разнообразна. Поэтому говорить о среднем составе Нефть или "средней" Нефть можно только условно. Менее всего колеблется элементный состав: 82,5—87% С; 11,5—14,5% Н.; 0,05—0,35, редко до 0,7% О; 0,001—5,3% S; 0,001—1,8% N. Преобладают малосернистые Нефть (менее 0,5% S), но около 1/3 всей добываемой в мире Нефть содержит свыше 1% S.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Газообразные.

 

Газообразное  топливо делится на природное  и искусственное и представляет собой смесь горючих и негорючих  газов, содержащую некоторое количество водяных паров, а иногда пыли и  смолы. Количество газообразного топлива  выражают в кубических метрах при  нормальных условиях, а состав —  в процентах по объему. Под составом топлива понимают состав его сухой  газообразной части. Наиболее распространенное газообразное топливо — это природный газ, обладающий высокой теплотой сгорания. Основой природных газов является метан, содержание которого в газе 76,7-98%. Другие газообразные соединения углеводородов входят в состав газа от 0,1 до 4,5%.В состав горючих газов входят: водород Н₂, метан СН₄, другие углеводородные соединения CmHn, сероводород H₂S и негорючие газы, двуокись углерода СО₂, кислород О₂, азот N₂ и незначительное количество водяных паров Н₂О. Индексы m и n при С и H характеризуют соединения различных углеводородов, например для метана СН₄ m = 1 и n = 4, для этана С₂Н₆ m = 2 и n = 6 и т. д. 

Пропан

 

Пропан - это  сжиженный нефтяной газ (транспортируется под давлением 10-15 атмосфер). Метан - это природный газ (в машине под  давлением 200-250 атмосфер). Из-за такой разницы давления этим двум топливам требуются разные баллоны. Для пропана достаточно металлического баллона с толщиной стенок 4-5 мм, а для метана баллоны нужны гораздо толще. Это накладывает ограничение на использование метана в легковых автомобилях. Для метана требуются прочные баллоны способные выдержать такое давление. Чтобы облегчить массу баллонов их делают металлопластиковыми.

Бутан

Бутан или  водородистый бутил, С₄Н₁₀ - простейший предельный углеводород, начиная с которого современные теории допускают возможным появление изомерии, т. е. существование двух или более химических видоизменений, процентный состав и величина частицы которых одинаковы, распределение же элементарных атомов, составляющих частицу, различно. Для формулы C₄H₁₀ является возможным существование двух изомеров: нормального бутана или диэтила, СН₃СН₂. СН₂СНз, и изобутана или триметилметана СН(СНз)з. Образуется при действии сухого металлического цинка на йодистый этил C₂H₅J; это газ, легко сгущающийся при сильном охлаждении в жидкость, кипящую при 1°; он медленно реагирует с хлором. Присутствие его указано в американской нефти. Изобутан получен при действии цинка на йодистый третичный бутил JC(СНз)з в присутствии воды, причем йод заменяется водородом; газ, трудно сгущаемый в жидкость, кипящую при - 17°, очень легко реагирует с хлором, образуя с ним хлористый третичный бутил СlС (СНз)з.

Метан

Метан CH4 – газ без цвета и запаха, почти в два раза легче воздуха. Он образуется в природе в результате разложения без доступа воздуха  остатков растительных и животных организмов. Поэтому он может быть обнаружен, например, в заболоченных водоемах, в каменноугольных шахтах. В значительных количествах метан содержится в  природном газе, который широко используется сейчас в качестве топлива в быту и на производстве.

Природный газ

Природный газ - смесь газов, образовавшаяся в недрах земли при анаэробном разложении органических веществ. Относится к  полезным ископаемым. Часто является попутным газом при добыче нефти. Природные газы состоят из метана, этана, пропана и бутана, иногда содержат примеси легкокипящих жидких углеводородов - пентана, гексана и др.; в них  присутствуют также углекислый газ, азот, сероводород и инертные газы.