Твердое топливо - Solid fuel

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 , гексаминовые топливные таблетки , сухой навоз , древесные гранулы , кукурузу , пшеницу , рожь и другие зерновые . Твердое топливо широко используется в ракетной технике в качестве твердого топлива . На протяжении всей истории человечества твердое топливо использовалось для разжигания огня, а твердое топливо до сих пор широко используется во всем мире.

Виды твердого топлива

Древесина

Древесное топливо может относиться к нескольким видам топлива, таким как дрова , древесный уголь , листы древесной стружки , 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 паровых турбин , вырабатывающих 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 . При заготовке экологически безопасным способом древесина обычно считается возобновляемым твердым топливом.

Биомасса

Древесина - распространенный пример твердого топлива.
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.

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

Уголь - это горючая черная или коричневато-черная осадочная порода, обычно встречающаяся в пластах горных пород слоями или жилами, называемыми 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, например, для рафинирования 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 его побочные продукты связаны с воздействием на окружающую среду и здоровье человека . Такие разновидности угля , как бездымный уголь, могут быть образованы естественным путем в форме антрацита , метаморфизованного угля с очень высоким содержанием углерода, который выделяет бездымное пламя при воспламенении. Это важный вид бездымного топлива .

Кокс

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.

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.

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.

Ракетное 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

Тепло, получаемое от каждого типа топлива, очень варьируется и зависит от содержания углерода и водорода , а также от негорючих материалов или золы и воды. Одной мерой тепла, выделяемого 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, а антрацитовый уголь - 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

Твердое топливо, по сравнению с жидким топливом или газообразным топливом, часто дешевле, легче добывается, более стабильно для транспортировки и во многих местах более доступно. 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.

Твердое топливо состоит из органических материалов и может ухудшать качество воздуха . При сжигании твердого топлива выделяется больше органического аэрозоля, чем сжиженного нефтяного газа, и выделяется много летучих органических соединений , которые могут способствовать ухудшению качества воздуха из-за образования вторичных загрязнителей, таких как приземный озон и вторичный органический аэрозоль . Выбросы твердого топлива, вероятно, являются факторами низкого качества воздуха в регионах, где твердое топливо является доминирующим источником топлива , при этом выбросы летучих органических соединений из твердого топлива значительно более реагируют с гидроксильным радикалом по сравнению с выбросами из сжиженного нефтяного газа .

Смотрите также

использованная литература

дальнейшее чтение

  • «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.