КЛАССИФИКАЦИЯ ТОПЛИВА.

Топливо можно разделить на две большие группы – горючее и расщепляющееся.

Горючее – топливо, которое выделяет необходимое количество теплоты при взаимодействии с другим веществом (окислителем). При этом химические компоненты горючего переходят в его окислы.

Расщепляющее – топливо, которое выделяет необходимое количество теплоты результате расщепления при определенных условиях молекул его вещества с одновременным образованием молекул других веществ.

Горючее топливо делится на органическое и неорганическое.

Органическое топливо включает углеводородные химические соединения (CH) природного и химического происхождения, углерод и водород.

Неорганическим топливом являются неорганические вещества и их компоненты, которые при взаимодействии с окислителем выделяют большое количество теплоты.

Такими веществами могут быть металлы: Al, Mg, Fe.

Чтобы горючее топливо выделило теплоту, необходима его химическая реакция с окислителем. Окислитель – чистый кислород О₂, О, О₃, а также другие активные химические соединения: HNO₃ – азотная кислота, Н₂О₂ перекись водорода и др.

В энергетических установках в качестве окислителя применяют воздух (21% О₂), в особых случаях – чистый кислород.

Органическое топливо делят на ископаемое, природное и искусственное: композиционное и синтетическое.

Ископаемое природное топливо накоплено недрах Земли – продукт биохимических и химических превращений органического вещества растений и организмов, существовавших на Земле 0,5-500 млн. лет назад. К нему относятся сланец, торф, природный газ.

Искусственное топливо – органическое топливо, создаваемое человеком путем переработки природных соединений, топлив для получения топлива с новыми заданными свойствами.

Композиционное топливо – механическая смесь горючих веществ, в том числе органического топлива, а также горючих и негорючих веществ с новыми теплотехническими свойствами по сравнению с исходными. Это топливные суспензии, эмульсии, топливные брикеты, гранулы и т. д.

Синтетическое топливо - продукт термохимической переработки горючих веществ, в том числе и органического топлива, обладающие новыми теплотехническими свойствами по сравнению с исходными.

Синтетическое топливо – все продукты переработки нефти.

Современные тепловые станции при производстве тепловой энергии используют в основном природное органическое топливо. Однако, имеется четкая тенденция возрастания применения искусственного органического и расщепляющегося топлива.

Органическое топливо по своему составу делится на твердое, жидкое и газообразное. Все эти три группы органических ископаемых топлив имеют аналогичное происхождение.

Различают три стадии преобразования исходного органического материала.

1. Торфяная стадия – остатки растений накапливаются и преобразуются в результате биохимических процессов без доступа кислорода. Если в дальнейшем происходит частичное поступление кислорода, образуется торф и уголь, а если без доступа кислорода (дно морей и океанов) – образуются нефть и газ.

2. Буро-угольная стадия – во время этой стадии происходит дальнейшее преобразование органического материалов, сосредоточенных в результате тектонических явлений – сдвигов в земной коре. При глубоком захоронении этого материала под давлением до 300 МПа при повышенных температурах 450 – 520 К происходит углефикация – интенсификация химических реакций, поликонденсация и полимеризация органического вещества с выделением Н₂О, СО₂, СН₄. при этом оставшийся органический материал обогащается углеродом.

3. Каменноугольная стадия – более высокая степень углефикации, более высокая температура – 520 – 620 К. образуется каменный уголь, а затем антрацит – уголь, органическая масса которого на 95 – 97% состоит из углеродов.