Топливо это в географии кратко

Обновлено: 05.07.2024

Усло́вное то́пливо (угольный эквивалент), принятая при технико-экономических расчётах единица, служащая для сопоставления тепловой ценности различных видов топлива. Теплота сгорания 1 кг твёрдого условного топлива приравнивается к 7000 ккал (или 29,3 МДж).

Смотреть что такое УСЛОВНОЕ ТОПЛИВО в других словарях:

УСЛОВНОЕ ТОПЛИВО

см. Топливо условное.

УСЛОВНОЕ ТОПЛИВО

УСЛОВНОЕ ТОПЛИВО, см. Топливо условное.

УСЛОВНОЕ ТОПЛИВО

(a. fuel equivalent, standard fuel, equivalent fuel; н. Steinkohlenaquivalent, ф. combustible conventionnel, combustible moyen; и. combustible . смотреть

УСЛОВНОЕ ТОПЛИВО

(a. fuel equivalent, standard fuel, equivalent fuel; н. Steinkohlenaquivalent, ф. combustible conventionnel, combustible moyen; и. combustible estandartizado, combustible condicnal) - единица учёта тепловой ценности топлива, применяемая для сопоставления различных видов топлива. Принято, что теплота сгорания 1 кг твёрдого (жидкого) У. т. (или 1 м3 газообразного) 29,3 МДж (7000 ккал). Для пересчёта натурального топлива в условное применяется калорийный эквивалент Эк, величина к-рого определяется отношением низшей теплоты сгорания конкретного рабочего топлива (Q1r) к теплоте сгорания условного Эк= Q1r * 29,3. Перевод натурального топлива в условное производится умножением кол-ва натурального топлива на калорийный эквивалент Bу = BнВ·* Эк, где Bу и Bн - кол-ва условного и натурального топлив. Более высокая зольность и влажность добываемых топлив уменьшает величину калорийного эквивалента. Значение калорийного эквивалента принимают в среднем: для нефти 1,4; природного газа 1,2; торфа 0,4; кокса 0,93. B нек-рых странах применяются др. единицы У. т. Bo Франции в качестве У. т. принято топливо, имеющее либо низшую теплоту сгорания 27,3 МДж/кг (6500 ккал/кг), либо высшую теплоту сгорания 28,3 МДж/кг (6750 ккал/кг). B США и Bеликобритании в качестве У. т. принимают единицу, равную 1018 брит; тепловых единиц (36 млрд. т У. т.). Б. M. Pавич. смотреть

УСЛОВНОЕ ТОПЛИВО

► reference (standard, equivalent) fuel Единица учета тепловой ценности топлива, применяемая для сопоставления различных видов топлива. Принято, ч. смотреть

УСЛОВНОЕ ТОПЛИВО

[fuel unit, standard fuel] — единица учета расхода органического топлива, применяемая для сопоставления эффективности разных видов топлива и суммарного их учета. В качестве единицы условного топлива принят 1 кг топлива с теплотой сгорания 29,3 МДж/кг (7000 ккал/кг).Соотношение между условном топливом и натуральным топливом выражается формулой: M_γ = (Q р н /29,3)• M_н = Э • M_н, где M_γ — масса эквивалентного количества условного топлива, кг; M_н — масса натурального топлива, кг (твердое и жидкое топливо) или м 3 (газообразное); Q р н — низшая теплота cгорания данного натурального топлива, МДж/кг или МДж/м 3 ; Э-калорийный эквивалент.Э принимают: для нефти 1,4; кокса 0,93; торфа 0,4; природного газа 1,2. Использование условного топлива нашло широкое распространение для сопоставления экономичнески разных теплоэнергетических установок и энергоемкости металлопродукции.
Смотри также:
— Топливо
— пылевидное топливо
— комбинированное топливо
— искусственное топливо
— жидкое топливо
— газообразное топливо
— естественное (природное) топливо
— металлургическое топливо
— твердое топливо
. смотреть

УСЛОВНОЕ ТОПЛИВО

понятие, применяемое для сопоставления разл. видов органич. топлива и его суммарного учёта. В качестве ед. У. т. в СССР принимается 1 кг топлива, имеющ. смотреть

УСЛОВНОЕ ТОПЛИВО

понятие, введенное для более удобного сравнения отдельных видов топлива, суммирования их и установлении количественной замены одного вида топлива други. смотреть

УСЛОВНОЕ ТОПЛИВО

усло́вное то́пливо (угольный эквивалент), принятая при технико-экономических расчётах единица, служащая для сопоставления тепловой ценности различны. смотреть

УСЛОВНОЕ ТОПЛИВО

Условное топливо Условное топливо - единица учета органического топлива, применимая для сопоставления тепловой ценности различных видов топлива. Теп. смотреть

УСЛОВНОЕ ТОПЛИВО

условно-натуральная единица, применяемая для соизмерения различных видов топлива. Пересчет количества топлива данного вида в условное производится с помощью коэффициента, равного отношению теплосодержания 1 кг топлива данного вида к теплосодержанию 1 кг условного топлива, которое принимается равным 29,3076 МДж. . смотреть

УСЛОВНОЕ ТОПЛИВО

УСЛОВНОЕ ТОПЛИВО - принятая при технико-экономических расчетах единица, служащая для сопоставления тепловой ценности различных видов органического топлива. Теплота сгорания 1 кг твердого условного топлива (или 1 м&sup3 газообразного) 29,3 МДж (7000 ккал).
. смотреть

УСЛОВНОЕ ТОПЛИВО

УСЛОВНОЕ ТОПЛИВО, принятая при технико-экономических расчетах единица, служащая для сопоставления тепловой ценности различных видов органического топлива. Теплота сгорания 1 кг твердого условного топлива (или 1 м3 газообразного) 29, 3 МДж (7000 ккал).

УСЛОВНОЕ ТОПЛИВО

УСЛОВНОЕ ТОПЛИВО , принятая при технико-экономических расчетах единица, служащая для сопоставления тепловой ценности различных видов органического топлива. Теплота сгорания 1 кг твердого условного топлива (или 1 м3 газообразного) 29,3 МДж (7000 ккал). смотреть

УСЛОВНОЕ ТОПЛИВО

- принятая при технико-экономических расчетах единица,служащая для сопоставления тепловой ценности различных видов органическоготоплива. Теплота сгорания 1 кг твердого условного топлива (или 1 м3газообразного) 29,3 МДж (7000 ккал). смотреть

УСЛОВНОЕ ТОПЛИВО

• ekvivalentní palivo• měrné palivo• normální palivo• specifická jednotka paliva

УСЛОВНОЕ ТОПЛИВО

авто топливо с низшей теплотворной способностью, равной 29,4 МДж/кг = 7000 ккал/кг

УСЛОВНОЕ ТОПЛИВО

combustibile convenzionale; carburante convenzionale

УСЛОВНОЕ ТОПЛИВО

Einheitsbrennstoff, Einheitskohle, Einheitskraftstoff, Vergleichsbrennstoff

Ископа́емое то́пливо — это нефть, уголь, горючий сланец, природный газ и его гидраты, торф и другие горючие минералы и вещества, добываемые под землёй или открытым способом. Уголь и торф — топливо, образующееся по мере накопления и разложения останков животных и растений. В отношении происхождения нефти и природного газа есть несколько противоречивых гипотез. Ископаемые виды топлива являются невозобновимым природным ресурсом, так как накапливались миллионы лет.

Содержание

Краткая характеристика

Нефть

Нефть (греч. ναφθα , или через тур. neft , от персидск. нефт; восходит к аккад. напатум — вспыхивать, воспламеняться) — природная маслянистая горючая жидкость, состоящая из сложной смеси углеводородов и некоторых других органических соединений. По цвету нефть бывает красно-коричневого, иногда почти чёрного цвета, хотя иногда встречается и слабо окрашенная в жёлто-зелёный цвет и даже бесцветная нефть; имеет специфический запах, распространена в осадочных породах Земли. Сегодня нефть является одним из важнейших для человечества полезных ископаемых.

Уголь

В западных странах имеет место несколько иная классификация — лигниты, суббитуминозные угли, битуминозные угли, антрациты и графиты, соответственно.

Горючие сланцы

Горючий сланец — полезное ископаемое из группы твёрдых каустобиолитов, дающее при сухой перегонке значительное количество смолы (близкой по составу к нефти). Сланцы в основном образовались 450 миллионов лет тому назад на дне моря из растительных и животных остатков. Горючий сланец состоит из преобладающих минеральных (кальциты, доломит, гидрослюды, монтмориллонит, каолинит, полевые шпаты, кварц, пирит и др.) и органических частей (кероген), последняя составляет 10–30 % от массы породы и только в сланцах самого высокого качества достигает 50–70 %. Органическая часть является био- и геохимически преобразованным веществом простейших водорослей, сохранившим клеточное строение (талломоальгинит) или потерявшим его (коллоальгинит); в виде примеси в органической части присутствуют измененные остатки высших растений (витринит, фюзенит, липоидинит).

Природный газ

Природный газ — смесь газов, образовавшаяся в недрах земли при анаэробном разложении органических веществ. Относится к полезным ископаемым. Природный газ в пластовых условиях (условиях залегания в земных недрах) находится в газообразном состоянии — в виде отдельных скоплений (газовые залежи) или в виде газовой шапки нефтегазовых месторождений, либо в растворённом состоянии в нефти или воде. При стандартных условиях (101,325 кПа и 20 °C) природный газ находится только в газообразном состоянии. Также природный газ может находиться в кристаллическом состоянии в виде естественных газогидратов.

Газовые гидраты

Торф (нем. Torf ) — горючее полезное ископаемое; образовано скоплением остатков растений, подвергшихся неполному разложению в условиях болот. Содержит 50–60 % углерода. Теплота сгорания (максимальная) 24 МДж/кг. Используется комплексно как топливо, удобрение, теплоизоляционный материал и так далее. Для болота характерно отложение на поверхности почвы неполно разложившегося органического вещества, превращающегося в дальнейшем в торф. Слой торфа в болотах не менее 30 см, (если меньше, то это заболоченные земли).

Происхождение

Нефть, газ, а также уголь образовались из отложений когда-то живших организмов под воздействием высокой температуры и давления. Более 80 % нефти и газа, которые используются в настоящее время, сформировались в наслоениях, которые образовались в мезозое и в третичный период между 180 и 30 млн лет назад из морских микроорганизмов, накопившихся в виде остаточных пород на морском дне [1] .

Основные составляющие нефти, а также газа сформировались в то время, когда органические остатки ещё не полностью окислились, а углерод, углеводород и подобные им компоненты присутствовали в небольших количествах. Осадочные породы покрыли остатки этих веществ. Температура и давление увеличились, и жидкий углеводород скопился в пустотах скал.

Извлекаемые запасы

По опубликованным расчётам количество извлекаемой нефти на земле составляет около двух триллионов баррелей (Кэмпбелл и Лехеррер). Оценка запасов угля даёт цифру в 500 миллиардов т.

Темпы потребления

За XVIII век количество добываемого угля увеличилось на 4000 %, К 1900-му добывалось 700 миллионов тонн угля в год, затем наступил черёд нефти. Потребление нефти росло около 150 лет и в начале третьего тысячелетия выходит на плато. В настоящее время в мире добывается более 87 млн баррелей в день. (Около 5 млрд тонн в год)

Влияние на окружающую среду

На долю предприятий топливно-энергетического комплекса России приходится половина выбросов вредных веществ в атмосферный воздух, более трети загрязнённых сточных вод, треть твёрдых отходов от всей национальной экономики. Особую актуальность приобретает планирование экологических мероприятий в районах пионерного освоения ресурсов нефти и газа.

Сжигание ископаемых видов топлива приводит к выбросам двуокиси углерода (CO₂) — парникового газа, который приносит наибольший вклад в глобальное потепление. Природный газ, основную часть которого составляет метан, также является парниковым газом. Парниковый эффект одной молекулы метана примерно в 20 раз сильнее, [источник не указан 1311 дней] чем у молекулы CO₂, поэтому с климатической точки зрения сжигание природного газа предпочтительней его попаданию в атмосферу.

Примечания

↑Ископаемое топливо (рус.) . Архивировано из первоисточника 3 июня 2012.Проверено 17 марта 2012.

Ссылки

— Научно-технический энциклопедический словарь — Энциклопедия Кольера

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое "Ископаемое топливо" в других словарях:

ИСКОПАЕМОЕ ТОПЛИВО — ИСКОПАЕМОЕ ТОПЛИВО, термин для обозначения УГЛЯ, НЕФТИ и ПРИРОДНОГО ГАЗА, образовавшихся миллионы лет назад из окаменевших остатков растений и животных. По своей природе ископаемое топливо является невосстановимым источником энергии. Нефть, газ и … Научно-технический энциклопедический словарь

ископаемое топливо — Ископаемое органическое топливо (уголь, нефть, природный газ), образовавшееся из животных и растительных остатков прошлых геологических эпох, ныне использующееся для получения энергии на тепловых электростанциях и в двигателях машин. Syn.:… … Словарь по географии

ископаемое топливо — iškastinis kuras statusas T sritis chemija apibrėžtis Anglys, nafta, gamtinės dujos, skalūnai, durpės. atitikmenys: angl. fossil fuel rus. ископаемое топливо … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

ископаемое топливо — Žemės gelmių kuras statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Akmens anglys, durpės, degieji skalūnai, taip pat iš Žemės gelmių išgaunama nafta, dujos. Iš Žemės gelmių kasamas kuras vadinamas iškastiniu kuru. atitikmenys: angl. mine… … Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas

альтернативное ископаемое топливо — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN candidate fuel … Справочник технического переводчика

брикетированное ископаемое топливо — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN normal fuel … Справочник технического переводчика

наиболее широко применяемое ископаемое топливо — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN most utilized fossil fuel … Справочник технического переводчика

обогащённое ископаемое топливо — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN enriched fuel … Справочник технического переводчика

твёрдое ископаемое топливо — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN solid fuel … Справочник технического переводчика

Топливо — горючие вещества, используемые для получения тепла. В широком смысле, под топливом понимают, один из видов потенциальной энергии (энергоноситель).

Различают: естественное топливо (непосредственно существующее в природе) — древесина, уголь, торф, природный газ, и искусственное (являющееся продуктом переработки естественного топлива) — древесный уголь, мазут, искусственные газы. В зависимости от величины теплоты сгорания различают: высокосортное топливо (с высокой теплотой сгорания) и низкосортное топливо.

Основной показатель топлива — его теплотворная способность. Для сравнения различных видов топлива существует понятие условного топлива. Теплота сгорания одного килограмма условного топлива (у.т.) равна 29,3 МДж или 7000 ккал, что приблизительно соответствует каменному углю.

Основные виды топлива: твердое, жидкое и газообразное топливо. В зависимости от вида используемого топлива различают: газовые котлы, жидкотопливные котлы, твердотопливные котлы, электрические котлы и комбинированные котлы.

Твердое топливо — древесина, древесная щепа, древесные пеллеты, торф, бурый и каменный уголь, горючие сланцы, сапропель, битуминозные пески. Из твердых видов топлив в отопительных котельных в основном сжигают ископаемые угли — бурые, каменные и антрациты.

Бурый уголь — твердый ископаемый уголь, образовавшийся из торфа; содержит 65-70% углерода, имеет бурый цвет. Относится к группе углей с большим содержанием золы и влаги, поэтому имеет низкую теплоту сгорания — 1800-3250 ккал/кг. К недостаткам данного топлива относится также большое содержание серы, что приводит к усиленной коррозии стальных частей в котельных установках, а также способность к самовозгоранию при длительном хранении в штабелях. Бурый уголь целесообразно сжигать в топках крупных котлов.

Каменный уголь — твердое горючее полезное ископаемое растительного происхождения, черного цвета с блестящей, матовой или полуматовой поверхностью; при сгорании пламя тем больше, чем выше содержание водорода. Ряд органических соединений, входящих в состав каменного угля, обладают канцерогенными свойствами.

Антрацит — старейший из всех групп ископаемых углей. Он сгорает без пламени с выделением небольшого количества дыма, удобен для сжигания в топках любых котлов.

Жидкое топливо — нефть и продукты ее переработки (мазут, керосин, дизельное топливо); масла (сланцевое масло, отработавшее машинное масло, растительные или животные масла). Из жидких топливв отопительных котельных самым распространенным является мазут (остаточный продукт переработки нефти с плотностью 0,96-0,98 т/м³). Его хранят в подземных стальных или железобетонных резервуарах, установленных вне котельных. Емкость резервуаров рассчитывают на потребность не менее 15 сут. работы котельной.

Газообразное топливо — природные и искусственные газы. Газообразное топливо — смесь горючих и негорючих газов. В естественном газе в основном содержатся метан, этан и тяжелые углеводороды, а также негорючие газы — углекислый газ и азот. В среднем природные газы состоят из 96% метана, 2% этана, 0,5% тяжелых углеводородов и 1,5% углекислого газа и азота.

По сравнению с твердым топливом газообразное имеет ряд преимуществ: простота и меньшая трудоемкость обслуживания котлов; лучшее перемешивание горючего с воздухом, в результате чего возможно горение с наименьшим избытком воздуха и, следовательно, меньшими потерями тепла с отходящими газами.

Однако при сжигании газа следует учитывать особенности этого процесса, а также взрывоопасность и ядовитость газа. Природный газ при содержании его в воздухе от 3,8 до 17,8% (по объему) образует смесь, которая при наличии огня или искры взрывается. Утечки газа опасны, так он ядовит.

ТОПЛИВО, в широком смысле – любой горючий материал, который, вступая в реакцию с кислородом, выделяет теплоту. На практике топливом считают только те вещества, которые воспламеняются при умеренной температуре, имеют высокую теплотворную способность и могут быть получены в достаточном количестве доступными средствами. Химическая реакция между горючими элементами (чаще всего это углерод и водород) и кислородом называется горением. В результате этого процесса из реагирующих компонентов образуются продукты реакции (обычно двуокись углерода и пары воды) и выделяется теплота. Участвующие в химической реакции атомы не изменяются, а только перестраиваются в результате распада одних молекул и образования других. Например, атом углерода в молекуле двуокиси углерода, являющейся продуктом химической реакции, точно такой же, каким он был до реакции в молекуле топлива. С другой стороны, в случае ядерного топлива, такого, как уран-235, в результате ядерной реакции деления образуются нейтроны, излучения элементарных частиц и выделяется теплота, а горение отсутствует. При этом исходный химический элемент превращается (распадается) в другие, более легкие элементы, такие, как криптон и барий. В случае ядерной реакции синтеза (слияния ядер) образуются более тяжелые элементы. Например, из водорода образуется гелий. См. также ЯДЕР ДЕЛЕНИЕ; ЯДЕРНЫЙ СИНТЕЗ.

Наиболее важными горючими материалами являются соединения углерода, водорода и кислорода, к которым относятся природные топлива, такие, как торф, лигниты, каменный уголь, природный газ и нефть, а также их твердые, жидкие и газообразные продукты. В лесной и сельской местности в качестве топлива нередко используют древесину и углеродсодержащие отходы сельскохозяйственной продукции. Некоторые из природных топлив органического происхождения содержат другие химические элементы, такие, как азот, железо, алюминий, кальций, магний, хлор, сера, натрий и калий, однако эти добавки не оказывают полезного влияния на ценность топлива. Любое топливо является таковым только благодаря тому, что содержит водород и углерод.

ПРИРОДНЫЕ ТОПЛИВА ОРГАНИЧЕСКОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

К природным топливам органического происхождения относятся торф, лигниты, каменные и антрацитные угли, нефть и природный газ. Эти материалы часто называют ископаемыми топливами, так как они являются конечными продуктами физико-химических превращений окаменевших остатков растений. Сравнение составов различных топлив показывает, что относительное содержание углерода по сравнению с содержанием водорода уменьшается при переходе от твердых топлив к жидким и далее к газообразным. Все эти топлива можно получать друг из друга, изменяя соотношение между содержанием углерода и водорода. Все они являются ценным сырьем для производства различных химических продуктов, горючего для двигателей и масел для смазки, а также служат источниками тепла и электрической энергии.

Природный газ.

Природный газ является смесью углеводородов, состоящей главным образом из представителей метанового ряда и содержащей небольшие добавки других газов, таких, как азот, двуокись углерода, сероводород и иногда гелий. Обычно основным в природном газе является метан, однако иногда имеются значительные примеси этана и, в меньшей степени, более тяжелых углеводородов. В природе встречаются газы, почти целиком состоящие из двуокиси углерода, однако такие газы не обладают свойством горючести. Различают два типа природных горючих газов – сухие и влажные. Сухие газы состоят в основном из метана и иногда содержат также этан и пропан, однако они не содержат более тяжелых углеводородов, которые могут конденсироваться при сжатии. Влажные горючие газы содержат различные количества природного газолина, пропана и бутана, которые можно извлечь посредством сжатия или экстрагирования.

Продукты нефти.

Нефть является природной смесью углеводородов, которая при обычном давлении находится в жидком состоянии, однако она содержит растворенные летучие углеводороды, которые высвобождаются и образуют скопления (шапки) в верхней (ближней к поверхности земли) части залежи. При переработке нефти получают лигроин, смазочные масла, мазут и нефтяной кокс.

Мазут.

Мазут представляет собой смесь тяжелых жидких углеводородов, остающихся после перегонки нефти. Его состав зависит от состава сырой нефти и технологии ее перегонки. Наряду с каменным углем и природным газом мазут используется в качестве топлива как в коммунальном хозяйстве, так и в промышленности, и вытеснил каменный уголь как топливо для морских и речных судов.

Нефтяной кокс.

Твердая компонента, остающаяся после перегонки нефти, называется нефтяным коксом. Эта твердая масса обычно содержит от 5 до 20% летучих веществ, от 80 до 90% связанного углерода, около 1% золы и немного серы. Хотя нефтяной кокс находит применение в ряде отраслей промышленного производства (например, как сырье для изготовления угольных электродов и пигментов для красителей), он представляет большую ценность как источник тепла (имеет высокую теплотворную способность) и используется в больших количествах как асфальтовый гудрон.

Газоконденсаты.

Эти продукты состоят в основном из пропана и бутана, которые извлекаются из природного газа в отстойниках. Их получают также на нефтеперерабатывающих заводах, где они называются сжиженными очистными газами. Газы любого происхождения, обладающие высокой летучей способностью, легко преобразовать в жидкое состояние, повышая давление. Затем эти конденсаты можно транспортировать через трубопроводы и в железнодорожных и автоцистернах. Их можно хранить под землей в искусственных или естественных резервуарах или на поверхности земли в специальных резервуарах. См. также НЕФТЬ И ГАЗ.

Торф является продуктом отмирания и неполного распада остатков болотных растений под воздействием грибков и бактерий в условиях избыточного увлажнения и недостаточного доступа воздуха. Залежи торфа распространены по всему миру, и торф используют в качестве топлива там, где отсутствуют другие, более эффективные виды топлива (с более высокой теплотворной способностью).

Каменный уголь.

Каменный уголь представляет собой смесь углеродсодержащей массы, воды и некоторых минералов. Он образуется из торфа в результате длительного воздействия бактериологических и биохимических процессов. В превращении торфа в различные виды каменного угля большую роль играют температура и давление. Действие проточных вод приводит к появлению в пластах каменного угля большего или меньшего количества инородных минералов, которые перемешиваются с углеродсодержащей массой. Эта масса защищена от воздействия воздуха накрывающим ее пластом породы.

Существуют два способа разработки месторождений каменного угля. При разработке открытым способом пласт каменного угля очищается от слоя настилающей породы с помощью экскаваторов, которые используются затем для погрузки угля на транспортные средства. При разработке каменного угля подземным способом сооружается вертикальная шахта или горизонтальная выработка (штольня) в склоне горы, ведущие к пласту каменного угля. При этом каменный уголь извлекается из пласта посредством взрывной отбойки или с помощью механических рыхлителей и затем перегружается в вагонетки или на транспортеры. См. также УГОЛЬ ИСКОПАЕМЫЙ.

СИНТЕТИЧЕСКИЕ ЖИДКИЕ ТОПЛИВА

Каждый вид ископаемого топлива органического происхождения, а именно каменный уголь, нефть или природный газ, может быть преобразован в другой посредством изменения относительного содержания углерода и водорода. Существуют два классических способа превращения каменного угля в жидкое топливо, разработанные в Германии. В процессе Бергиуса к каменному углю подводится газообразный водород, и при высоком давлении в присутствии катализатора происходит процесс гидрогенизации. В процессе Фишера – Тропша жидкое топливо получают с помощью каталитической реакции, в которой участвуют моноксид углерода и водород (синтезирующий газ), получаемые при первичной газификации нагретого до высокой температуры каменного угля под воздействием кислорода и водяного пара.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ГАЗИФИКАЦИЯ

Первоначально газификация каменного угля использовалась для получения светильного газа. В настоящее время газификация всех видов природных топлив применяется не только для удовлетворения нужд коммунальной и промышленной теплоэнергетики, но и для получения ценного сырья, используемого при синтезе ряда химических продуктов.

Факторами, определяющими выбор сырья, подлежащего газификации, являются его доступность и стоимость процесса газификации. Используя в качестве источника углерода кокс, производимый из каменного угля, получают синтетический газ в виде смеси моноксида углерода с водородом, образующейся при реакции двуокиси углерода и водяного пара с углеродом раскаленного добела кокса. Можно производить генераторный газ из каменного угля в непрерывном процессе газификации, используя кислород и водяной пар. Синтетический газ можно производить также из природного газа, используя химическую реакцию между метаном и водяным паром или метаном и строго дозированным количеством кислорода. Обе эти реакции требуют присутствия соответствующих катализаторов.

ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХИМИЧЕСКИЕ ТОПЛИВА

Для самолетов, ракет и космических летательных аппаратов требуются специальные высокоэнергетические топлива. Существуют два основных типа двигателей для летательных аппаратов, используемых в авиации и космонавтике. Топливо для воздушно-реактивных двигателей, в которых в качестве окислителя используется кислород атмосферного воздуха, должно иметь высокую теплотворную способность (высокую удельную теплоту сгорания). Кроме того, такое топливо должно быть термически устойчивым. Для достижения наивысших технических показателей летательного аппарата такое топливо должно иметь также высокую плотность (чтобы в заданном ограниченном объеме можно было разместить большой запас топлива). Таким образом, в авиационной технике проблема состоит в нахождении топлива, которое характеризуется большой плотностью и высокой удельной теплотой сгорания. Для большей части топлив удельная теплота сгорания тем меньше, чем выше плотность. В настоящее время большинство реактивных двигателей работает на керосине или на бензине в качестве топлива. Однако ведутся исследования смесей специальных углеводородных соединений, которые обладали бы более высокой плотностью. Значительное внимание уделяется также поиску других видов топлив.

ЯДЕРНЫЕ ТОПЛИВА

В современных энергетических установках, основанных на принципе ядерного деления, в качестве топлива используется уран. Уран добывается из земных недр, где его доля составляет приблизительно 4Ч10 –6 . Урановая руда перерабатывается и обогащается; в топливе для атомного реактора концентрация изотопа урана с массовым числом 235 должна составлять 2–4%. Отработанное ядерное топливо можно переработать и снова получить некоторые расщепляемые материалы. Кроме того, на основе концепции реактора-размножителя (бридера) можно намного более эффективно использовать природный уран, преобразуя нерасщепляемый изотоп урана с массовым числом 238 в расщепляемый плутоний-239. В этом процессе и торий, присутствующий в природном ядерном топливе, также можно преобразовать в расщепляемый изотоп урана. В природе уран-235 встречается в незначительных количествах, так что нужды в ядерном топливе будут, по-видимому, удовлетворяться с помощью бридерных реакторов.

В противоположность урану, мировые запасы дейтерия (изотопа водорода с массовым числом, равным двум), который можно было бы использовать для получения энергии с помощью ядерного синтеза, фактически неограниченны. В одном кубическом метре морской воды содержится количество дейтерия, которого хватило бы для производства в управляемой термоядерной реакции такого количества энергии, которое выделяется при сжигании 200 т нефти.

Другое топливо для реакции ядерного синтеза – тритий – менее распространено в природе, но и оно могло бы заменить в энергетическом эквиваленте все мировые запасы топлив органического происхождения.

БУДУЩИЕ ПОТРЕБНОСТИ И ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

В середине 20 в. люди начали понимать, что быстрое развитие промышленного производства и сопровождающий его быстрый рост спроса на энергию приведут в обозримом будущем к исчерпанию мировых запасов природных органических топлив. Во многих странах мира вследствие этого начали ускоренно осуществлять программы развития атомной энергетики для получения электрической энергии с помощью атомных реакторов. Истощение запасов органических топлив, рост спроса на электроэнергию и загрязнение окружающей среды, сопровождающее сжигание таких топлив, позволяют ожидать, что с течением времени вклад атомной энергетики будет возрастать. Однако и атомные электростанции могут оказывать вредное воздействие на окружающую среду. Мировая общественность встревожена авариями на атомных электростанциях и проблемой захоронения радиоактивных отходов. Следовательно, основным источником энергии, призванным заменить современные атомные электростанции, использующие цепную ядерную реакцию (реакцию ядерного деления), должны стать электростанции, использующие управляемую реакцию термоядерного синтеза.

В настоящее время ведутся исследования возможностей более широкого использования других природных источников энергии, которые в той или иной степени зависят от энергии солнечного света. Например, в некоторых районах мира для обогрева жилых и промышленных зданий используют солнечные батареи. Разрабатываются топливо- и энергосберегающие технологии. В различной степени продвинуты исследования возможностей практического использования энергии ветра, морских волн и приливов, геотермальных энергетических источников и энергии биомассы. См. также ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ.

Энергетическое топливо СССР. М., 1968
Равич М.Б. Топливо. М., 1972
Антропов П.Я. Топливно-энергетический потенциал Земли. М., 1974
Моторные, реактивные и котельные топлива. М., 1983
Немчиков В.П. Качество, эффективность, цена топлива. М., 1983

Читайте также: