Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Костер из угольных брикетов

Твердое топливо относится к различным формам твердого материала, которые можно сжигать для выделения энергии, обеспечивая тепло и свет в процессе сгорания . Твердое топливо можно противопоставить жидкому топливу и газообразному топливу . Общие примеры твердого топлива включают древесину , древесный уголь , торф , уголь , топливные таблетки гексамина , древесные гранулы , кукурузу , пшеницу , рожь и другие зерновые . Твердое топливо широко используется в ракетной технике в качестве твердого топлива.. [1] Твердое топливо использовалось на протяжении всей истории человечества для разжигания огня [2], и твердое топливо до сих пор широко используется во всем мире. [3] [4]

Виды твердого топлива [ править ]

Вуд [ править ]

Дополнительная информация: Древесное топливо

Древесное топливо может относиться к нескольким видам топлива, таким как дрова , древесный уголь , листы древесной щепы , пеллеты и опилки . Конкретная используемая форма зависит от таких факторов, как источник, количество, качество и применение. Во многих регионах древесина является наиболее доступным видом топлива, для которого не требуются инструменты в случае сбора мертвой древесины или несколько инструментов. Сегодня сжигание древесины - это самое крупное использование энергии, получаемой из твердой топливной биомассы . Древесное топливо можно использовать для приготовления пищи и отопления , а иногда и для заправки паровых двигателей и пара.турбины , вырабатывающие электричество . Древесина может использоваться в помещении в печи, печи или камине или на открытом воздухе в печи, костре или костре . Как и в случае любого пожара , при сжигании древесного топлива образуются многочисленные побочные продукты, некоторые из которых могут быть полезными (тепло и пар), а другие - нежелательными, раздражающими или опасными. Ведутся споры о том, можно ли считать сжигание древесины углеродно-нейтральным, поскольку технически древесина не может выделять больше углерода, чем было секвестрировано во время ее роста, хотя при этом не принимаются во внимание другие воздействия, такие как вырубка лесов и гниение, на углеродный след . [5] При сборе урожая вустойчивая модная древесина обычно считается возобновляемым твердым топливом. [6]

Биомасса [ править ]

Дополнительная информация: Биомасса
Древесина - одно из наиболее часто используемых твердых видов топлива.

Хотя древесина является формой биомассы, этот термин обычно относится к другому натуральному растительному материалу, который можно сжигать в качестве топлива. Обычное топливо из биомассы включает отходы пшеницы, соломы, скорлупы орехов и другие волокнистые материалы. [6]

Торф [ править ]

Дополнительная информация: Торф

Торфяное топливо - это скопление частично разложившейся растительности или органических веществ, которые можно сжечь после достаточного высыхания. Он широко используется в сельских районах Ирландии и Шотландии, где альтернативы отсутствуют или дороги. Он имеет относительно низкую теплотворную способность даже после существенной сушки.

Уголь [ править ]

Дополнительная информация: Уголь

Уголь представляет собой горючую осадочную породу черного или коричневато-черного цвета, обычно встречающуюся в пластах или жилах горных пород, называемых угольными пластами или угольными пластами. На протяжении всей истории уголь использовался как энергетический ресурс, в основном сжигаемый для производства электроэнергии и тепла, а также в промышленных целях, таких как рафинирование металлов. Уголь является крупнейшим источником энергии для производства электроэнергии во всем мире, а также одним из крупнейших в мире. Добыча угля, его использование в производстве энергии и побочные продукты - все это связано с воздействием на окружающую среду и здоровье человека . Такие разновидности, как бездымный уголь, могут образовываться естественным путем в форме антрацита., метаморфизованный уголь с очень высоким содержанием углерода, который выделяет бездымное пламя при поджигании. Это важный вид бездымного топлива .

Кокс [ править ]

Дополнительная информация: Кокс (топливо)

Кокс - это топливо с небольшим количеством примесей и высоким содержанием углерода , обычно производимое из угля . Это твердый углеродсодержащий материал, полученный в результате деструктивной перегонки малозольного битуминозного угля с низким содержанием серы . Кокс из угля бывает серым, твердым и пористым . Хотя кокс может образовываться естественным путем, обычно его используют в искусственных формах. Форма, известная как нефтяной кокс , или нефтяной кокс , получается из установок коксования нефтеперерабатывающих заводов или других процессов крекинга. [6]

Бездымное топливо [ править ]

Дополнительная информация: Бездымное топливо

Твердое топливо, которое выделяет мало дыма или летучих веществ, производится из порошкообразного антрацитового угля и поставляется в виде брикетов, как правило, для домашнего использования в печах или открытых каминах. Это топливо заменяет уголь в качестве топлива для открытого огня из-за снижения выбросов твердых частиц и повышения эффективности. Бездымное топливо горит при более высокой температуре и медленнее, чем уголь. Этот термин также включает древесный уголь , полученный путем ограниченного сжигания сухой древесины, также широко используется для барбекю на открытом воздухе с едой, приготовленной на открытом огне.

Городские отходы [ править ]

Дополнительная информация: Твердые бытовые отходы

Твердые бытовые отходы, обычно известные как мусор или мусор в Соединенных Штатах и как мусор в Великобритании , представляют собой тип отходов, состоящий из предметов повседневного обихода, которые выбрасываются населением. Его можно сжечь, чтобы получить электрическую энергию, тщательно контролируя поток отходов. При правильной технологии его также можно газифицировать и превратить в жизнеспособный источник топлива. Однако это сложная технология и может использоваться только там, где известно, что отходы не содержат токсичных материалов. [7]

Ракетное топливо [ править ]

Дополнительная информация: Ракетное топливо § Твердое топливо

Твердое ракетное топливо состоит из твердого окислителя (такого как нитрат аммония ), связанного с хлопьями или порошками энергетических соединений (таких как гексоген ), плюс связующие, пластификаторы, стабилизаторы и другие добавки. Твердое ракетное топливо намного проще хранить и обращаться с ним, чем жидкое топливо. Он также имеет более высокую плотность энергии, поэтому не требует большого пространства для такого же количества накопленной энергии.

Теплотворная способность [ править ]

Теплота, получаемая от каждого типа топлива, очень различна и зависит от содержания углерода и водорода , а также от содержания негорючих материалов или золы и воды. Одной мерой тепла, производимого при горении, является теплота сгорания , точная мера, обычно определяемая с помощью калориметрии бомбы и требующая полного сгорания углекислого газа и воды. Газообразное топливо, такое как метан, имеет более высокую ценность, чем твердое топливо, такое как уголь , а торф имеет самую низкую ценность из всех обычных видов топлива. Таким образом, метан имеет HHV (высшая теплотворная способность) 55,50 МДж / кг, что является наивысшей ценностью среди обычных видов топлива. Дизельное топливо имеет значение HHV 44,80 МДж / кг иантрацитовый уголь стоимостью 32,50 МДж / кг. Влага и беззольные дрова имеют более низкое значение 21,70 МДж / кг, в то время как сухой торф имеет самое низкое значение из всех обычных видов топлива около 15,00 МДж / кг. Это несколько идеальные значения, и фактическое количество тепла, выделяемого любым топливом, будет зависеть от используемого камина или камеры сгорания и, например, от ее конструкции. Но они действительно дают полезные сведения о тепле, получаемом от любого топлива. Сухая древесина имеет примерно две трети теплотворной способности угля, поэтому для получения того же количества тепла требуется больший вес.

Преимущества / недостатки твердого топлива [ править ]

При сравнении токсичности 21 полициклических ароматических углеводородов , выпущенных, топливо из древесины , растительных остатков , коровий навоз торт и твердых бытовых отходов , соответственно , 20, 60, 130 и 220 раз более токсичным , чем сжиженный нефтяной газ на килограмм топлива сгорает. [8]
Дополнительная информация: Воздействие угольной промышленности на окружающую среду

Твердое топливо, по сравнению с жидким топливом или газообразным топливом, часто дешевле, легче добывается, более стабильно для транспортировки и во многих местах более доступно. [9] [10] Уголь , в частности, используется для производства 38,1% мировой электроэнергии, поскольку он дешевле, чем его жидкие и газовые аналоги. Однако твердое топливо также тяжелее при транспортировке, требует более разрушительных методов для извлечения / сжигания и часто имеет более высокие выбросы углерода, нитратов и сульфатов. За исключением устойчивой древесины / биомассы, твердое топливо обычно считается невозобновляемым, поскольку для его образования требуются тысячи лет. [3]

Твердое топливо состоит из органических материалов и может ухудшать качество воздуха . При сжигании твердого топлива выделяется больше органического аэрозоля [11], чем сжиженного нефтяного газа, и выделяется много летучих органических соединений , которые могут способствовать ухудшению качества воздуха из-за образования вторичных загрязнителей, таких как тропосферный озон и вторичный органический аэрозоль . [12] Выбросы твердого топлива, вероятно, являются причиной плохого качества воздуха в регионах, где твердое топливо является доминирующим источником топлива с летучими органическими соединениями.выбросы из твердого топлива значительно более активно взаимодействуют с гидроксильным радикалом по сравнению с выбросами из сжиженного нефтяного газа . [13]

См. Также [ править ]

  • Багасса
  • Биотопливо
  • Биомасса
  • Ископаемое топливо
  • Синтетическое топливо
  • Атомная энергия

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Твердый" . Astronautix.com . Проверено 9 марта 2017 .
  2. ^ «Доказательства того, что человеческие предки использовали огонь миллион лет назад» . Science Daily . 2012-04-02 . Проверено 9 марта 2017 .
  3. ^ а б «Уголь» . iea.org . Проверено 9 марта 2017 .
  4. ^ «Статистика потребления угля - Разъясненная статистика» . ec.europa.eu . Проверено 9 марта 2017 .
  5. Перейти ↑ Smith, KR (1993). «Парниковые газы от печей на биомассе и ископаемом топливе в развивающихся странах: пилотное исследование в Маниле». Chemosphere . 26 (1–4): 479–505. CiteSeerX 10.1.1.558.9180 . DOI : 10.1016 / 0045-6535 (93) 90440-G . 
  6. ^ a b c «Твердое топливо» . Институт технологии твердого топлива. 9 февраля 2014 . Проверено 22 июня 2015 года .
  7. ^ [Уилсон и Бург. (2008). Энергия нашего будущего: рациональный выбор для 21 века. Нью-Джерси: John Wiley & Sons, Inc.]
  8. ^ Стюарт, Гарет Дж .; Nelson, Beth S .; Актон, У. Джо Ф .; Vaughan, Adam R .; Хопкинс, Джеймс Р .; Юнус, Сити СМ; Хьюитт, К. Николас; Немитц, Эйко; Mandal, Tuhin K .; Гади, Рану; Саху, Локеш К. (25 февраля 2021 г.). «Комплексные профили органических выбросов, потенциал производства вторичных органических аэрозолей и реактивность ОН при сжигании бытового топлива в Дели, Индия» . Наука об окружающей среде: Атмосфера . 1 (2): 104–117. DOI : 10.1039 / D0EA00009D . ISSN 2634-3606 . 
  9. ^ "Руководство по твердому топливу" (PDF) . Ассоциация твердого топлива . Проверено 22 июня 2015 года .
  10. ^ «Руководство по твердому топливу» . ООО «Угольные продукты» . Проверено 22 июня 2015 года .
  11. ^ Стюарт, Гарет Дж .; Nelson, Beth S .; Актон, У. Джо Ф .; Vaughan, Adam R .; Фаррен, Наоми Дж .; Хопкинс, Джеймс Р .; Ward, Martyn W .; Свифт, Стефан Дж .; Арья, Рахул; Мондаль, Арнаб; Джангирх, Риту (18 февраля 2021 г.). «Выбросы промежуточных летучих и полулетучих органических соединений из бытового топлива, используемого в Дели, Индия» . Химия и физика атмосферы . 21 (4): 2407–2426. DOI : 10,5194 / ACP-21-2407-2021 . ISSN 1680-7316 . 
  12. ^ Стюарт, Гарет Дж .; Актон, У. Джо Ф .; Nelson, Beth S .; Vaughan, Adam R .; Хопкинс, Джеймс Р .; Арья, Рахул; Мондаль, Арнаб; Джангирх, Риту; Ахлават, Сакши; Ядав, Локеш; Шарма, Судхир К. (18 февраля 2021 г.). «Выбросы неметановых летучих органических соединений от сжигания бытового топлива в Дели, Индия» . Химия и физика атмосферы . 21 (4): 2383–2406. DOI : 10,5194 / ACP-21-2383-2021 . ISSN 1680-7316 . 
  13. ^ Стюарт, Гарет Дж .; Nelson, Beth S .; Актон, У. Джо Ф .; Vaughan, Adam R .; Хопкинс, Джеймс Р .; Юнус, Сити СМ; Хьюитт, К. Николас; Немитц, Эйко; Mandal, Tuhin K .; Гади, Рану; Саху, Локеш К. (25 февраля 2021 г.). «Комплексные профили органических выбросов, потенциал производства вторичных органических аэрозолей и реактивность ОН при сжигании бытового топлива в Дели, Индия» . Наука об окружающей среде: Атмосфера . 1 (2): 104–117. DOI : 10.1039 / D0EA00009D . ISSN 2634-3606 . 

Дальнейшее чтение [ править ]

  • «Выбросы CO2 (метрические тонны на душу населения)». Данные. Np, nd Web. 25 марта 2014 г.
  • «Факты об угле». Факты об угле. Np, nd Web. 25 марта 2014 г.
  • «Варианты отопления для вашего дома Руководство по покупке». Электричество, газ или твердое топливо? - CHOICE Обзоры вариантов отопления для вашего дома. Np, nd Web. 25 марта 2014 г.