ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Топливо. Материальный и тепловой балансы процесса горения Общая характеристика и классификация топлив из "Основы практической теории горения" Основным способом высвобождения химической энергии топлива является его сжигание, т. е. осуществление в камере сгорания процесса горения, представляющего собой одну реакцию или комплекс быстро протекающих химических реакций, сопровождающихся выделением тепла. Известно большое количество реакций, протекающих с выделением тепла для энергетических целей наиболее часто используются реакции окисления органической массы природных топлив (или их производных) кислородом воздуха (реже реакции окисления в среде, обогащенной кислородом). [c.7] Особенности различных природных топлив тесным образом связаны с их происхождением и геологическим возрастом. Считается, что вся гамма твердых природных топлив от торфа до антрацита представляет собой различные стадии геологического старения первичных углеобразователей, среди которых основными являются растительные организмы, начиная от древесных пород и кончая мхами и планктонными образованиями. [c.8] Растительные организмы, в основном, состоят из отмерших клеток, лишенных протоплазмы и ядра. Стенки этих клеток содержат целлюлозу, гемицеллюлозу, лигнин с некоторым включением смол, ВОСКОВ, жиров и других веществ. Структура целлюлозы и гемицеллюлоз достаточно хорошо изучена. Эти вещества представляют собой полимерные углеводы с общей эмпирической формулой (СвНюОа) , иногда гемицеллюлозы имеют формулу (СдНв04) . Структура лигнина изучена менее полно, однако известно, что ядро его сложной молекулы включает в себя бензольные кольца. Элементарный состав лигнина колеблется в широких пределах углерод 62—69%, водород 4,5—6,6% остальную часть составляет в основном кислород. [c.8] С точки зрения склонности к естественному распаду различные составляющие растительных организмов можно разбить на 2 группы. [c.8] В процессе геологического старения составляющие первой группы превращаются в газообразные или легко растворимые вещества и практически не участвуют в углеобразовании. Вещества второй группы, наоборот, со временем частично полимеризуются, уплотняются, превращаются в еще более устойчивые, они в основном определяют состав ископаемых топлив. Переход от растительных остатков к торфу, а затем к бурым и каменным углям характеризуется повышением в их органической массе содержания углерода и понижением содержания кислорода. [c.8] Нефть и природные горючие газы также образуются путем длительного преобразования органических остатков, которые в результате глубоких геологических сдвигов оказались включенными в горные породы. Основную массу нефти составляют углеводороды различных классов предельные, непредельные, ароматические (в разных месторождениях преобладают разные углеводороды). Природные горючие газы также отличаются повышенным содержанием углеводородов и, в частности, метана СН4, содержание которого достигает в них 90%. [c.9] Таким образом, все виды природных топлив (кроме древесины) представляют собой горючие ископаемые — горные породы органического происхождения каустобиолиты, которые можно подразделить на гумусовые породы (торф, каменные и бурые угли) сапропелевые породы (сапропелевые угли, сапропели, горючие сланцы) петролиты—ископаемые нефтяного ряда (нефть, асфальт, озокерит, горючие газы). [c.9] Сырая нефть, представляющая собой ценное химическое сырье, как топливо непосредственно не применяется. В результате ее переработки помимо химических товарных продуктов получаются специальные топлива бензин, керосин и др., почти не содержащие минеральных примесей и отличающиеся высокой реакционной способностью к окислению их органической массы. В качестве остатка в процессе нефтепереработки получается мазут, широко используемый как топливо. Количество мазута и его качество зависят от качества и вида исходной нефти, а также от технологии переработки ее и, в частности, от выхода бензина и керосина. Топочный мазут отличается повышенной вязкостью, высоким содержанием серы и относительно высокой зольностью, что налагает некоторые требования на конструкции горелочных устройств для его сжигания. [c.9] Искусственные топлива, получающиеся в результате технологической переработки твердых топлив (различные виды кокса и полукокса), в энергетических целях используются редко. Состав их органической массы отличается резко повышенным содержанием углерода при соответственном снижении содержания кислорода и водорода. Это объясняется тем, что в процессе коксования из топлива в первую очередь выделяются вещества, имеющие повышенное содержание кислорода и водорода. [c.9] Искусственные горючие газы получаются либо специально (генераторные газы), либо попутно при протекании различных технологических процессов (газы коксовальных печей, доменные газы, попутные газы нефтедобычи и др.). Состав этих газов разнообразен и зависит от способа их получения как правило, они содержат значительные количества N2, СО2 и СО, что обусловливает их пониженную теплотворную способность. [c.9] Вернуться к основной статье