Паливо - Енциклопедія Кольєра - енциклопедії & словники
НАФТОПРОВІД на Алясці
НАФТОПЕРЕРОБНИЙ ЗАВОД У САУДІВСЬКІЙ АРАВІЇ
Мазут. Мазут являє собою суміш важких рідких вуглеводнів, які залишаються після перегонки нафти. Його склад залежить від складу сирої нафти та технології її перегонки. Поряд з кам'яним вугіллям і природним газом мазут використовується як паливо як в комунальному господарстві, так і в промисловості, і витіснив кам'яне вугілля як паливо для морських і річкових суден.
Нафтовий кокс. Тверда компонента, що залишається після перегонки нафти, називається нафтовим коксом. Ця тверда маса зазвичай містить від 5 до 20% летких речовин, від 80 до 90% зв'язаного вуглецю, близько 1% золи і трохи сірки. Хоча нафтовий кокс знаходить застосування в ряді галузей промислового виробництва (наприклад, як сировину для виготовлення вугільних електродів і пігментів для барвників), він представляє велику цінність як джерело тепла (має високу теплотворну здатність) і використовується в великих кількостях як асфальтовий гудрон.
Газоконденсату. Ці продукти складаються в основному з пропану і бутану, які витягуються з природного газу в відстійниках. Їх отримують також на нафтопереробних заводах, де вони називаються зрідженими очисними газами. Гази будь-якого походження, що володіють високою летючої здатністю, легко перетворити в рідкий стан, підвищуючи тиск. Потім ці конденсати можна транспортувати через трубопроводи і в залізничних і автоцистернах. Їх можна зберігати під землею в штучних або природних резервуарах або на поверхні землі в спеціальних резервуарах. Див. Також НАФТА І ГАЗ.
Торф. Торф є продуктом відмирання і неповного розпаду залишків болотних рослин під впливом грибків і бактерій в умовах надмірного зволоження і недостатнього доступу повітря. Поклади торфу поширені по всьому світу, і торф використовують як паливо там, де відсутні інші, більш ефективні види палива (з більш високою теплотворною здатністю).
Кам'яне вугілля. Кам'яне вугілля є сумішшю вуглецевмісної маси, води і деяких мінералів. Він утворюється з торфу в результаті тривалого впливу бактеріологічних і біохімічних процесів. У перетворенні торфу в різні види кам'яного вугілля велику роль відіграють температура і тиск. Дія проточних вод призводить до появи в пластах кам'яного вугілля більшої чи меншої кількості сторонніх мінералів, які перемішуються з вуглецевмісної масою. Ця маса захищена від впливу повітря накриває її пластом породи.
ВУГІЛЬНА ШАХТА в Бірмінгемі (шт. Алабама).
ВИДОБУТОК кам'яного вугілля відкритим способом (Вестфалія, ФРН).
Існують два способи розробки родовищ кам'яного вугілля. При розробці відкритим способом пласт кам'яного вугілля очищається від шару настилають породи за допомогою екскаваторів, які використовуються потім для навантаження вугілля на транспортні засоби. При розробці кам'яного вугілля підземним способом споруджується вертикальна шахта або горизонтальна вироблення (штольня) в схилі гори, що ведуть до пласту кам'яного вугілля. При цьому кам'яне вугілля витягується з пласта за допомогою вибухової відбійки або за допомогою механічних розпушувачів та потім перевантажується в вагонетки або на транспортери. Див. Також ВУГІЛЛЯ копалин.
Синтетичні РІДКІ ПАЛИВА
Кожен вид викопного палива органічного походження, а саме кам'яне вугілля, нафта або природний газ, може бути перетворений в інший за допомогою зміни відносного вмісту вуглецю і водню. Існують два класичних способу перетворення кам'яного вугілля в рідке паливо, розроблені в Німеччині. В процесі Бергиус до кам'яного вугілля підводиться газоподібний водень, і при високому тиску в присутності каталізатора відбувається процес гідрогенізації. В процесі Фішера - Тропша рідке паливо отримують за допомогою каталітичної реакції, в якій беруть участь монооксид вуглецю і водень (синтезує газ), одержувані при первинній газифікації нагрітого до високої температури кам'яного вугілля під впливом кисню і водяної пари.
ПРОМИСЛОВА ГАЗИФІКАЦІЯ
Спочатку газифікація кам'яного вугілля використовувалася для отримання светильного газу. В даний час газифікація всіх видів природних палив застосовується не тільки для задоволення потреб комунальної та промислової теплоенергетики, але і для отримання цінної сировини, використовуваного при синтезі ряду хімічних продуктів. Факторами, що визначають вибір сировини, що підлягає газифікації, є його доступність і вартість процесу газифікації. Використовуючи в якості джерела вуглецю кокс, вироблений з кам'яного вугілля, отримують синтетичний газ у вигляді суміші моноксиду вуглецю з воднем, що утворюється при реакції двоокису вуглецю і водяної пари з вуглецем розпеченого до білого коксу. Можна проводити генераторний газ з кам'яного вугілля в безперервному процесі газифікації, використовуючи кисень і водяна пара. Синтетичний газ можна виробляти також з природного газу, використовуючи хімічну реакцію між метаном і водяною парою або метаном і строго дозованою кількістю кисню. Обидві ці реакції вимагають присутності відповідних каталізаторів.
Високоенергетичні хімічні ПАЛИВА
Для літаків, ракет і космічних літальних апаратів потрібні спеціальні високоенергетичні палива. Існують два основних типи двигунів для літальних апаратів, які використовуються в авіації та космонавтиці. Паливо для повітряно-реактивних двигунів, в яких в якості окислювача використовується кисень атмосферного повітря, повинно мати високу теплотворну здатність (високу питому теплоту згоряння). Крім того, таке паливо має бути термічно стійким. Для досягнення найвищих технічних показників літального апарату таке паливо повинно мати також високу щільність (щоб в заданому обмеженому обсязі можна було розмістити великий запас палива). Таким чином, в авіаційній техніці проблема полягає в знаходженні палива, яке характеризується великою щільністю і високою питомою теплотою згоряння. Для більшої частини палив питома теплота згоряння тим менше, чим вище щільність. В даний час більшість реактивних двигунів працює на гасі або на бензині в якості палива. Однак ведуться дослідження сумішей спеціальних вуглеводневих сполук, які володіли б більш високою щільністю. Значна увага приділяється також пошуку інших видів палив. Другий клас двигунів, а саме ракетні двигуни, застосовується на літальних апаратах, що рухаються здебільшого в космосі, де немає кисню. Отже, такий літальний апарат повинен нести не тільки пальне, але і окислювач. Ефективність ракетного палива залежить не тільки від його питомої теплоти згорання, і для оцінки ефективності такого палива використовують параметр, званий питомим імпульсом (або питомої тягою), який визначається як відношення тяги двигуна до витрати палива. З точки зору теорії, найбільшу питому імпульс (близько 400 с) повинні забезпечувати рідкий водень як пальне і рідкий фтор як окислювач. Ракетні двигуни бувають рідинні (ЖРД) і твердопаливні (РДТТ). Для ЖРД типовими комбінаціями пальне / окислювач є: гас / рідкий кисень, гідразин / чотириокис азоту, аміак / азотна кислота і рідкий водень / рідкий кисень. Рідинні ракетні двигуни використовувалися на більшості великих ракетно-космічних систем. Наприклад, в першій ступені ракети-носія "Сатурн-5", яка служила для доставки американського космічного корабля "Аполлон" на Місяць, як паливо використовувалися гас і рідкий кисень, а на другий і третій ступенях - рідкі водень і кисень. Тверде ракетне паливо містить і пальне, і окислювач, з'єднані разом за допомогою сполучного речовини, яке також може бути пальним. Тверді палива поступаються рідким за величиною питомої імпульсу, однак знаходять широке застосування в бойових ракетах і некерованих реактивних снарядах внаслідок низької вартості і зручності зберігання таких палив. Ракети на твердому паливі мають просту конструкцію, високу початкове прискорення і відрізняються високою рівня готовності. Стратегічні ракети "Трайдент" і "Мінітмен", а також безліч дрібніших ракет, використовуваних в системах озброєння літальних апаратів, обладнані двигунами на твердому паливі.
Див. також
ракета;
Ракетне Зброя;
Космосу Дослідження І Використання.
ядерні ПАЛИВА
В сучасних енергетичних установках, заснованих на принципі ядерного ділення, в якості палива використовується уран. Уран добувається з земних надр, де його частка становить приблизно 4Ч10-6. Уранова руда переробляється і збагачується; в паливі для атомного реактора концентрація ізотопу урану з масовим числом 235 має становити 2-4%. Відпрацьоване ядерне паливо можна переробити і знову отримати деякі розщеплюються матеріали. Крім того, на основі концепції реактора-размножителя (брідер) можна набагато ефективніше використовувати природний уран, перетворюючи нерозщеплюваних ізотоп урану з масовим числом 238 в розщеплюється плутоній-239. У цьому процесі і торій, присутній в природному ядерному паливі, також можна перетворити в розщеплюється ізотоп урану. У природі уран-235 зустрічається в незначних кількостях, так що потреби в ядерному паливі будуть, мабуть, задовольнятися за допомогою брідерної реакторів. На противагу урану, світові запаси дейтерію (ізотопу водню з масовим числом, рівним двом), який можна було б використовувати для отримання енергії за допомогою ядерного синтезу, фактично необмежені. В одному кубічному метрі морської води міститься кількість дейтерію, якого вистачило б для виробництва в керованої термоядерної реакції такої кількості енергії, що виділяється при спалюванні 200 т нафти. Інша паливо для реакції ядерного синтезу - тритій - менш поширене в природі, а й воно могло б замінити в енергетичному еквіваленті всі світові запаси палив органічного походження.
МАЙБУТНІ ПОТРЕБИ ДЖЕРЕЛА ЕНЕРГІЇ
В середині 20 ст. люди почали розуміти, що швидкий розвиток промислового виробництва і супроводжуючий його швидке зростання попиту на енергію приведуть в доступному для огляду майбутньому до вичерпання світових запасів природних органічних палив. У багатьох країнах світу внаслідок цього почали прискорено здійснювати програми розвитку атомної енергетики для отримання електричної енергії за допомогою атомних реакторів. Виснаження запасів органічних палив, зростання попиту на електроенергію і забруднення навколишнього середовища, що супроводжує спалювання таких палив, дозволяють очікувати, що з плином часу внесок атомної енергетики буде зростати. Однак і атомні електростанції можуть мати шкідливий вплив на навколишнє середовище. Світова громадськість стривожена аваріями на атомних електростанціях і проблемою захоронення радіоактивних відходів. Отже, основним джерелом енергії, покликаним замінити сучасні атомні електростанції, що використовують ланцюгову ядерну реакцію (реакцію ядерного ділення), повинні стати електростанції, що використовують керовану реакцію термоядерного синтезу. В даний час ведуться дослідження можливостей більш широкого використання інших природних джерел енергії, які в тій чи іншій мірі залежать від енергії сонячного світла. Наприклад, в деяких районах світу для обігріву житлових і промислових будівель використовують сонячні батареї. Розробляються паливо і енергозберігаючі технології. У різного ступеня просунуті дослідження можливостей практичного використання енергії вітру, морських хвиль і припливів, геотермальних енергетичних джерел і енергії біомаси.
Див. Також Енергетичні Ресурси.
ЛІТЕРАТУРА
Енергетичне паливо СРСР. М. тисяча дев'ятсот шістьдесят вісім Равич М.Б. Паливо. М. тисяча дев'ятсот сімдесят дві Антропов П.Я. Паливно-енергетичний потенціал Землі. М. тисячі дев'ятсот сімдесят чотири Моторні, реактивні і котельні палива. М. 1 983 Німчик В.П. Якість, ефективність, ціна палива. М. 1 983
Допомога пошукових систем