Энергетические органические топлива

РАЗДЕЛII

ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕТОПЛИВО. ПРОЦЕССЫГОРЕНИЯИ МЕТОДЫСЖИГАНИЯТОПЛИВА

ГЛАВАТРЕТЬЯ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕОРГАНИЧЕСКОЕТОПЛИВО

3.1. ВИДЫОРГАНИЧЕСКОГОТОПЛИВА

Органическим топливом называются вещества, способные активно соединяться с кислородом и образовывать продукты сгорания, нагретые до высокой температуры за счет содержащейся в нем хими­чески связанной энергии. Углерод является основным горючим элемен­том органического топлива. Второе место занимает водород, которого хотя сравнительно немного, но удельное тепловыделение его большое. Сера, .являющаяся третьим горючим элементом, дает тепловыделение, но наносит вред котельному оборудованию и окружающей среде. В со­став органического топлива входят также влага и негорючие минераль­ные примеси, из которых в ходе горения образуется зола и шлак.

По происхождению топлива можно разделить на естественные, до­бытые в природных условиях, и искусственные, полученные в и-тоге пе­реработки природного топлива. По сфере потребления топлива подраз­деляются тоже на две группы: энергетические — идущие для сжигания при выработке электроэнергии и теплоты и технологические — на пе­реработку для получения необходимых промышленных продуктов.

По агрегатному состоянию все используемые в энергетике органи­ческие топлива делятся на три группы: твердые, жидкие и газообраз­ные. К твердым топливам относятся ископаемые угли, торф и сланцы; к жидким — мазут, являющийся продуктом переработки добываемой из-под земли нефти; к газообразным— горючий газ. На газ приходится немного больше 5% теплоты, содержащейся во всех разведанных миро­вых запасах органических топлив, на нефть 7% и на уголь около 80%— таким образом, ископаемые угли являются основным органическим топливом.

Каменные угли

Каменные угли по гдубине химических превращений (метаморфоза), часто отвечающих геологическому возрасту, подразделяются на три главные группы! бурые угли, каменные угли и антрациты.

Происхождение углей в настоящее время установлено довольно четко. В 1757 г. первым высказал мысль о происхождении углей из торфа М. В. Ломоносов в своем «Слове о рождении металлов», что в дальнейшем и подтвердилось.

Торф является основным углеобразующим веществом и произошел из отмирающих наземных растений и планктона (водорослей), подвергшихся атмосферному и биохи­мическому воздействию, в результате которых образовалась рассыпчатая землистая масса от темно-желтого до темно-бурого цвета со сравнительно невысокой теплотой сгорания.

Каменные угли являются конечной стадией минерализации органического веще­ства— торфа под воздействием высокого давления и повышенной температуры, осо­бенно в условиях тектонической или вулканической деятельности.

Каменный уголь представляет собой твердую массу с блестящей черной поверх­ностью из кусков размером от нескольких я до 300—500 мм в поперечнике. При го­рении уголь выделяет п,о сравнению с торфом теплоты в 2—3 раза больше.

Угольные месторождения расположены в европейской части СССР, но основная их масса сосредоточена в Сибири и Средней Азии.

Сланцы

Сланцы щ своей природе можно разбить/на две группы: на горючие и угли­стые. Под гбрючими сланцами понимают глинистые породы, расслаивающиеся на плит­ки, обладающие способностью легко загораться от спички и гореть коптящим пламенем о запахом нефти. Перечисленные «свойства вызываются наличием в сланцах углеводо­родов, называемых в данном случае битумом.

Под углистыми сланцами подразумеваются плотные сцементированные углисто-глинистые породы гумусового (растительного) происхождения.

Отличительной особенностью почти всех горючих сланцев является деление их минеральной составляющей на две неравные части. Первая слагаемая — зола в твердой фазе, а вторая — кажущаяся зольность в виде карбонатов, которые при горении слан­цев превращаются в газообразную фазу (СОг)_к— карбонатную двуокись углерода.

В СССР имеются два промышленных месторождения сланцев: Прибалтийское (ЭССР и Ленинградская обл.) и Волжское (Кашпирское Куйбышевской обл.). Наибо­лее значительное месторождение находится в ЭССР с повышенной *на 40 % теплотой сгорания против сланцев кашпирских.

Жидкое топливо

Н е ф ть является единственным широко распространенным жидким сырьем, из ко­торого получают несколько видов топлива. Нефть, так же как и горючие сланцы, имеет растительное и планктоновое происхождение и в своей. горючей массе представляет смесь жидких и растворенных в них твердых углеводородов. Нефть отдельных место­рождений может сильно отличаться по ряду свойств, таких как плотность, вязкость, количественный и качественный выход отдельных летучих при фракционной разгонке и т. п. Различают нефти по содержанию в них метанов, ароматических и других углеводородов, а также серы. Нефть включает в небольшом количестве сернистые и азотные соединения, парафин и смолы. Сырая нефть в настоящее время сжигается под котлами в редких случаях, поскольку в ней содержатся ценные легкие фракции и масла (бензин, лигроин, керосин, газойль, солярка), после извлечения которых оста­ется тяжелая фракция — мазут, часто забалластированный серой.