Гориво, неговите основни характеристики
Горивотое горимо вещество, използвано като източник на топлина в енергийни, промишлени и отоплителни инсталации.
В зависимост от вида на реакциите, в резултат на които се отделя топлина от горивото, се разграничават органични и ядрени горива.
В органичните горива топлината се отделя в резултат на химическа реакция на окисление на горимите му части с участието на кислород, а в ядрените горива - в резултат на разпадането на ядрено делене на тежки елементи (уран, плутоний).
Въглеродът е основната съставка на органичното гориво. При изгаряне на гориво се отделя голямо количество топлина на единица маса или обем. Според агрегатното състояние се разграничават твърди горива - изкопаеми въглища, торф, шисти, дърва за огрев; течност - нефт и нефтопродукти; газообразни - природни и промишлени горими газове.
Изкопаемото твърдо гориво се образува от растителна материя, която при сложни геоложки условия през цялата история на Земята постепенно се освобождава от кислород и частично от водород и се обогатява с въглерод. Според съдържанието на въглерод изкопаемите твърди горива са подредени в следния ред: торф - 60%, кафяви въглища - 70%, черни въглища - 80-90%, антрацит - 95-97%.
Произходът на нефта и природните газове също се свързва с разлагането на органични вещества и образуването на сложни въглеводороди, в резултат на натрупването на които в порести скали и кухини на земната кора са възникнали нефтени и газови находища. В природата петролът и газът често се срещат заедно.
Особен вид гориво са шистите, които са минерални скали, изобилно импрегнирани с горима маса, която е много подобна на петрола.
Твърдо гориво. Най-важните технически характеристики на твърдото горивогоривата са състав на горимата маса, влажност, съдържание на пепел, летливи вещества, коксов остатък.
Елементният състав на твърдите и течните горива е даден в проценти
спрямо масата на 1 кг гориво. В същото време се разграничават работни, сухи и горими маси на гориво.
Горимата маса на горивото се състои от въглерод, водород, летлива сяра, кислород и азот:
Освен това твърдото гориво винаги съдържа в едно или друго количество минерални примеси, които са във връзка46 с горимата маса.
Пепелта и влагата заедно образуват външния баласт на горивото. Азотът и кислородът съставляват неговия вътрешен баласт. И двете не участват в горенето, но изискват консумация на топлина за тяхното нагряване, изпаряване и топене, като по този начин намаляват енергийната стойност на горивото. Колкото повече баласт има в горивото, толкова по-малък е делът на неговата горима маса, което води до увеличаване на разхода на гориво за получаване на същото количество топлина. В същото време се влошават и технико-икономическите показатели на производството и транспорта на горива.
Когато се нагрява без достъп до окислител, горивото се разлага на газообразни и парообразни части, нареченилетливи вещества, и твърд остатък, нареченкокс.
Количеството образувани летливи вещества, изразено като процент от горимата маса на горивото, се наричалетлив изход(Vl g). Съставът на
облаците включват водна пара, кислород, водород, въглероден окис, въглеводороди. Основната маса на летливите вещества се отделя при температури до 850 ° C, пълното им освобождаване завършва при 1100–1200 ° C. Летливият добив характеризира способността на горивото за газификация, бързо запалване и изгаряне. Колкото по-младо от геологична гледна точка е горивото, толкова повече летливи вещества отделя.
Характеризиране на твърдия остатък - използва се коксоценка на степента на синтероване на горивото, което играе важна роля при определяне на технологичната му годност за производство на металургичен и леярски кокс. Като енергийно гориво се използват само неспяващи се и слабо спичащи се въглища.
Течно гориво. Естественото течно гориво е маслото, което е смес от течни въглеводороди с разтворени в тях твърди въглеводороди. Той е най-ценната суровина за получаване на различни видове моторни горива и химически продукти. Следователно суровият нефт не се използва като гориво, а се подлага на дестилация за извличане от него на леки нефтопродукти (бензин, керосин, дизелово гориво) и суровини за химическата промишленост.
Вискозният остатък от петрола след селекцията на леки продукти се наричамазут, който се използва в електроцентралите като гориво.
Елементният състав на мазута се различава малко от суровия петрол. Горимата маса на мазута съдържа 85-88% въглерод, 10-12% водород, 0,6-1% кислород и азот, 0,5-3,5% сяра. Топлината на изгаряне на горимата смес е 42 MJ/kg.
Количеството мазут, неговият вискозитет зависят от характеристиките на изходното масло и дълбочината на неговата дестилация. Вискозните видове мазут изискват предварително нагряване, за да могат да се транспортират през тръбопроводи, да се оттичат и също да се пръскат по време на горене.
Газово гориво. Природното газообразно гориво се добива от природни залежи от три вида: чист газ, газов кондензат и нефт.
Газовете от отлаганията от първия тип се наричат природни, съдържащи до 90% или повече метан, както и други компоненти (въглероден оксид, водород, серен диоксид, азот, въглероден диоксид).
Газовете на газовите кондензатни находища се характеризират с голямсъдържанието на по-високи метанови хомолози (5% и повече). Когато тези газове се извличат на повърхността, те образуват кондензат, който е най-ценната суровина за производството на газбензин, втечнени (течни) газове, междинни продукти за химическата промишленост.
Газовете от нефтените находища се наричат свързанигазове. Те са разтворени в масло и се освобождават от него при извличане на повърхността. Свързаните газове включват значително количество етан, пропан, бутан и висши въглеводороди.
Изкуствените горими газове включват доменни и коксови газове, които са странични продукти от коксохимични и доменни процеси, крекинг газ и пиролизен газ - продукти на нефтохимическото производство, както и така наречените производствени газове - продукт на газификация
Изброените газове се използват в производството, където се получават като гориво за технологични и електроцентрали.