Условное топливо

Нефть уникальна своей комбинацией качеств: высокая плотность энергии, легко транспортировать, из неё легко получить массу продуктов (моторное топливо, растворитель, сырьё для химической промышленности и т.д.). Истощение ресурсов нефти, рост цен на неё и другие причины вызвали интенсивный поиск заменителей жидких топлив.

Бензин  – горючая смесь лёгких углеводородов  с температурой кипения от 30 до 200°С. Плотность ≈ 0,75 г/см3. Теплотворная способность ≈ 10500 ккал/кг. Температура  замерзания ниже -60°С.

Бензин получают путём разгонки и отбора фракций нефти, выкипающих в определённых температурных пределах.

Пары  бензина очень токсичны для человека, и их вдыхание может вызвать как острое, так и хроническое отравление.

Керосин – смеси углеводородов, выкипающие в интервале температур 150-250°С, прозрачная, слегка маслянистая на ощупь, горючая жидкость, получаемая путём прямой перегонки или ректификации нефти.

Плотность 0,78-0,85 г/см3 (при20°С), вязкость 1,2-4,5 мм3/с (при 20°С), температура вспышки 28-72°С; теплота сгорания около 43 МДж/кг.

В зависимости  от химического состава и способа  переработки нефти, из которой получен  керосин, в его состав входят:

-предельные  алифатические углеводороды 20-60%;

-нафтеновые 20-50%;

-бициклические  ароматические 5-25%;

-непредельные до 2%;

-примеси  сернистых, азотистых или кислородных  соединений.

Керосин применяют как реактивное топливо, горючий компонент жидкого ракетного топлива, горючее при обжиге стеклянных и фарфоровых изделий, для бытовых нагревательных и осветительных приборов, в аппаратах для резки металлов, как растворитель, сырьё для нефтеперерабатывающей промышленности. Допускается добавление до 20% керосина в летнее дизельное топливо для снижения температуры застывания, при этом не ухудшаются эксплуатационные характеристики.

Мазут – это жидкий продукт тёмно-коричневого  цвета, остаток после выделения  из нефти или продуктов её вторичной  переработки бензиновых, керосиновых  или газойлевых фракций, выкипающих до 350-360°.

Мазут это смесь углеводородов, нефтяных смол, асфальтенов, карбенов, карбоидов и органических соединений, содержащих металлы (V,Ni,Fe,Mg,Na,Ca). Физико-химические свойства зависят от химического состава исходной нефти и характеризуются следующими данными:

-вязкость 8-80 мм3/с (при 100°С);

-плотность  0,89-1 г/см3 (при 20°С);

-температура  застывания 10-40°С;

-содержание  серы 0,5-3,5%;

-содержание  золы до 0,5%;

-низшая  теплота сгорания 39,4-40,7 МДж/моль.

Мазуты  применяются в качестве топлива  для паровых котлов, котельных установок и промышленных печей, для производства флотского мазута, тяжёлого моторного топлива для крейцкопфных дизелей и бункерного топлива.

Выход мазута составляет около 50% по массе  в расчёте на исходную нефть.

 

 

ГАЗООБРАЗНОЕ  ТОПЛИВО

Газообразное  топливо с каждым годом находит  всё более широкое применение в различных отраслях народного хозяйства. В сельскохозяйственном производстве широко используется для технологических (при отоплении теплиц, парников, сушилок, животноводческих и птицеводческих комплексов) и бытовых целей. В последнее время его всё больше стали применять для двигателей внутреннего сгорания.

По  сравнению с другими видами газообразное топливо обладает следующими преимуществами:

-сгорает  в теоретическом количестве воздуха,  что обеспечивает высокие тепловые  кпд и температуру кипения;

-при  сгорании не образует нежелательных  продуктов сухой перегонки и  сернистых соединений, копоти и дыма;

-сравнительно  легко подводится по газопроводам  к удалённым объектам потребления  и может храниться централизованно;

-легко  зажигается при любой температуре окружающего воздуха;

-требует  значительно небольших затрат  при добыче, а значит, является  по сравнению с другими более дешёвым видом топлива;

-может  быть использовано в сжатом  и сжиженном виде для двигателей  внутреннего сгорания;

-при  сгорании не образует конденсата, что обеспечивает значительное уменьшение износа деталей двигателей и др.;

Вместе  с тем газообразное топливо имеет  также определённые отрицательные  свойства, к которым относятся: отравляющее действие, образование взрывчатых смесей при смешении с воздухом, лёгкое протекание через неплотности соединений и др. Поэтому при работе с газообразным топливом требуется тщательное соблюдение соответствующих правил техники безопасности.

Природный газ – смесь газов, образовавшаяся в недрах земли при анаэробном разложении органических веществ (метановое брожение).

Природный газ относится к полезным ископаемым. В пластовых условиях (условиях залегания в зелёных недрах) он 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. Также он может находиться в кристаллическом состоянии в виде естественных газогидратов.

Основную  часть природного газа составляет метан  – от 92 до 98%. В состав могут также входить более тяжёлые углеводороды: этан – до 6%, пропан – до 1,5%, бутан – до 1%; а также другие неуглеводные вещества: водород, сероводород, диоксид углерода, азот, гелий.

Чистый  природный газ не имеет цвета  и запаха. Чтобы можно было определить утечку по запаху, в газ добавляют небольшое количество веществ, имеющих сильный неприятный запах – одорантов. Чаще всего в качестве одоранта применяется этилмеркаптан.

Для облегчения транспортировки и хранения природного газа его сжижают, охлаждая при повышенном давлении.

Ориентировочные физические характеристики:

-плотность  - от 0,68 до 0,85 кг/м3 относительного  воздуха (сухой, газообразный), от 400 кг/м3 (жидкий);

-температура  самовозгорания 650°С;

-взрывоопасные  концентрации смеси газа с  воздухом – от 5 до 15% объёмных;

-удельная  теплота сгорания 28-46 МДж/м3;

-октановое  число при использовании в  двигателях внутреннего сгорания 120-130;

-легче  воздуха в 1,8 раз, поэтому при  утечке не собирается в низинах,  а поднимается вверх.

Генераторный  газ – газовая смесь, содержащая окись углерода (СО) и молекулярный водород (Н2).

Получают  его путём пропускания воздуха  над раскалённым каменным углём  или коксом в специальных печах – газогенераторах. Выход из кокса 4,65 м2/кг. Далее окись углерода смешивается с водяным паром и получается водородная составляющая генераторного газа СО+Н2О= =Н2+СО2.

Теплотворная  способность составляет 800-1000 ккал/м3, причём замена воздуха на кислород при его получении ведёт к  значительному увеличению доли монооксида углерода и, соответственно, к увеличению теплотворной способности.

Генераторный  газ применяется как топливо  в металлургической, стекольной, керамической промышленности, для двигателей внутреннего сгорания.

Коксовый газ  – горючий газ, образующийся в  процессе коксования каменного угля, то есть при нагревании его без доступа воздуха до 900-1100°С. Содержит множество ценных веществ. Кроме водорода, метана, оксидов углерода в его состав входят пары каменно - угольной смолы, бензол, аммиак, сероводород и др.

Сырой коксовый газ  последовательно очищают от аммиака и сероводорода, промывают поглотительным маслом, серной кислоты. Очищенный газ (14-15% от массы угля) используют в качестве топлива для обогрева батареи коксовых печей и для других целей.

Типичные показатели:

-водород 50%, метан 35%, окись углерода 10%, этилен 5%;

-количество лету3чих  продуктов до 25% от массы угля;

-теплота сгорания 10000-20000 кДж/м3.