Химический состав топлив. Выход летучих веществ и характеристика нелетучего остатка. Минеральные примеси топлива

ТОПЛИВО И ТЕОРИЯ ГОРЕНИЯ

• ТОПЛИВО – это горючие вещества, которое экономически целесообразно использовать для получения тепловой энергии.
• Топливо классифицирую:
• по происхождению - на природные и искусственные;
• по агрегатному состоянию – твёрдые, жидкие, газообразные.
• К природным топливам относятся, непосредственно добываемые из недр земли. Их также называют органическое топливо. К ним относятся торф, сланцы, уголь, нефть, природный газ. Основным горючим элементом органического топлива является углерод и его соединения.
• Природные топлива считаются невозобновляемыми, так как время их образования определяется тысячелетиями.
• В последнее время в качестве источника тепла получает распространение ядерное топливо, которое можно также отнести к природным.

Искусственные топлива получаются в результате переработки природных топлив на нефти и газы - перерабатывающих заводах и металлургических предприятиях. Искусственными топливами являются: газ пиролиза нефти, генераторный, доменный, коксовый газы; продукты перегонки нефти – бензин, лигроин, керосин, газойль, мазут; кокс, полукокс.

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ТОПЛИВ

• Органическое топливо состоит из горючих веществ, негорючих минеральных примесей и влаги.
• Горючая масса топлив представляет собой смесь высокомолекулярных соединений, состоящих ив углерода, водорода, кислорода и других элементов.
• Ископаемые твердые топлива характеризуются общностью происхождения горючей части. Они произошли в основном из растительной массы

В течение многих тысячелетий остатки растительного и животного мира под давлением вышележащих слоев почвы и без доступа воздуха подвергались процессам преобразования. Большую роль в этих процессах играли бактерии и вода. Наряду с процессами разложения органической массы с последующими превращениями продуктов распада протекали также процессы синтеза, приводившие к образованию новых веществ, Процессы преобразования исходной органической массы протекали с постепенным обуглероживанием (углефикацией) топлива, т. е. повышением в нем содержания углерода и уменьшением количества кислорода, водорода и азота не присутствовавших в исходном материале.

Чем больше степень углефикации топлива, тем больше в нем углерода. Продуктами последовательных стадий углефикации являются торф, бурый уголь, каменный уголь и антрацит. Начальные стадии разложения в толще отмершей многоклеточной наземной растительности, происходящие в заболоченных местах, где слой воды препятствует свободному доступу воздуха, называются оторфенением. Процесс оторфенения приводит к образованию темно-бурой массы— торфа. Дальнейшие процессы преобразования торфяной массы приводят к образованию бурых углей. Продуктами последующих процессов преобразования бурых углей являются каменные угли и антрацит.

К твердым ископаемым топливам относятся и горючие сланцы. Они представляют собой минеральные породы (глинистые, мергелистые), пропитанные органическими веществами сапропелевого происхождения. Естественным жидким топливом является нефть. Наиболее достоверной в настоящее время считают теорию органического происхождения нефти. Согласно этой теории исходными веществами для образования нефти послужили органические соединения, которые представляли собой продукты разложения растительных и животных организмов и были сравнительно устойчивы к химическим и биологическим реакциям. К таким продуктам распада относится главным образом белок.

Нефти различных месторождений представляют собой жидкие смеси углеводородов различных молекулярных весов и групп. Кроме того, в них содержится некоторое количество жидких кислородных, сернистых и азотистых соединений. Газовое природное топливо добывается в двух видах: естественный газ нефтяных месторождений содержит углеводороды метанового ряда (общая формула СпН2п+2) с относительно большим количеством тяжелых углеводородов (СтНп); природный газ чисто газовых месторождений содержит преимущественно метан (СН4). В естественных газах обычно имеются небольшие количества негорючих примесей — углекислого газа и азота.

В искусственных газообразных топливах в отличие от природных газов содержится очень много негорючих примесей — до 60— 70%. Кроме того, в них присутствуют также водяные пары, частички угля и золы