🗊Презентация Общая характеристика и классификация топлива

Рекомендуемая литература

Производство энергии

Производство энергии

Внутренний Валовой Продукт

Производство энергии – уровень жизни (ВВП) Экономическое развитие требует прямо пропорционального роста производства энергии: 12 МДж / долл. США ХХ в.: энергия ископаемых топлив в ущерб природе и потомству XXI в.: устойчивое развитие путем перехода на ВИЭ

Структура глобального потребления топлива

Стратегия устойчивого развития

Динамика баланса топливно-печного топлива РБ

По принципу высвобождения энергии можно выделить 2 основные группы топлив: По принципу высвобождения энергии можно выделить 2 основные группы топлив: 1) ядерное топливо – энергия высвобождается в результате ядерных (распад тяжёлых ядер) или термоядерных (синтез лёгких ядер) преобразований. 2) органическое топливо (ископаемые и биомасса) – энергия выделяется в процессе горения топлива – химического взаимодействия с окислителем (например, кислородом О2 - реакции окисления). Количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании 1 кг топлива, называется теплотой сгорания или теплотворной способностью топлива.

ГОРЕНИЕ ОРГАНИЧЕСКОГО ТОПЛИВА Окислитель (кислород) О2

Потоки массы и энергии в паровом котле (парогенераторе)

Прототип жаротрубного водогрейного котла – самовар

Природное органическое топливо является продуктом длительного естественного анаэробного разложения богатых органикой отложений под слоем воды или в толще осадочных пород, сопровождавшегося термохимическими превращениями. Подразделяется на твёрдое топливо (по нарастанию степени метаморфизма): растительная биомасса (древесина и т.п.) торф бурые и каменные угли полуантрацит и антрацит горючие сланцы (жидкие или твердые углеводороды в порах каменистых или глинистых масс) газообразное – природные газы, включая нетрадиционные (сланцевый, угольных пластов, болотный и т.п.) жидкое – нефть и продукты ее переработки синтетические газообразное и жидкое топлива – продукты газификации или пиролиза твердого топлива.

Все виды ископаемых органических топлив представляют собой различные стадии геологического старения первичных углеобразователей (главным образом растительной массы) и могут быть подразделены на: Все виды ископаемых органических топлив представляют собой различные стадии геологического старения первичных углеобразователей (главным образом растительной массы) и могут быть подразделены на: гумусовые породы (гумолиты) (торф, бурые и каменные угли), зарождающиеся на дне болот; сапропелевые породы (сапропелиты) (сапропéли, сапропéлевые угли, горючие сланцы, имеющие повышенную зольность из-за засорения минеральными примесями), их горючий компонент – керогены, смесь полимерных высокомолекулярных углеводородов петролиты - ископаемые нефтяного ряда (нефть, асфальт, горючие газы), основа – планктон – растительные (био-) и животные (зоо-) микроорганизмы, плавающие на поверхности водоемов. Биопласты опускались на большую глубину, на первой стадии превращались в керогены, последующая углефикация которых шла при температуре ≥ 50 оС.

Углефикация растительной биомассы Оторфенение - начальные стадии разложения в толще отмершей растительности в заболоченных местах, где слой воды препятствовал свободному доступу воздуха, в результате которого образовался торф – бурая масса, сохранившая остатки неразложившихся частей растений (листьев, стеблей). Углефикация – дальнейшие стадии разложения (повышение содержания С и уменьшение Н и О), в результате которых возникли угли 2,5-65 млн лет– бурые, 250-350 млн лет назад – каменные и антрациты

Целлюлозы, гемицеллюлозы, белки и др. составляющие (≈ 2/3 массы), легко поддающиеся разложению, – в процессе геологического старения превращаются в газообразные или легко растворимые вещества и практически не участвуют в углеообразовании. Целлюлозы, гемицеллюлозы, белки и др. составляющие (≈ 2/3 массы), легко поддающиеся разложению, – в процессе геологического старения превращаются в газообразные или легко растворимые вещества и практически не участвуют в углеообразовании. Лигнин, воски, смолы, углеводороды и др., трудно или вообще не поддающиеся разложению в течение нескольких геологических периодов. Со временем они частично полимеризуются, уплотняются, превращаются в более устойчивые вещества. В основном и определяют состав ископаемых топлив.

Целлюлоза (клетчатка) - полимерный углеводород (линейный полисахарид на основе 6-ти углеродного кольца) с элементарной формулой (С6Н10О5)n. Степень полимеризации (число элементарных мономеров) > 10 000, высокая прочность, нерастворимость. Целлюлоза (клетчатка) - полимерный углеводород (линейный полисахарид на основе 6-ти углеродного кольца) с элементарной формулой (С6Н10О5)n. Степень полимеризации (число элементарных мономеров) > 10 000, высокая прочность, нерастворимость. гемицеллюлозы - (С6Н8О4)n – нелинейные (в основном, разветвленные) полисахариды, более растворимые и подверженные химическим превращениям; степень полимеризации 50 … 200. лигнин - межклеточное вещество, связывающее между собой клетки, со сложной 3-мерной молекулярной структурой (С9Н24О10), включающей бензольные кольца.

Жидкое топливо Сырая нефть - ценное химическое сырье, как топливо непосредственно не применяется. В результате нефтепереработки получаются транспортные топлива: бензин, керосин и др., почти не содержащие минеральных примесей и отличающиеся высокой реакционной способностью (транспортное топливо). Остаточным продуктом нефтепереработки является мазут, широко используемый как энергетическое топливо. Топочный мазут отличается повышенным содержанием серы и золы и высокой вязкостью, что усложняет его сжигание. Более качественное – печное бытовое топливо (близко к дизельному).

Природное газообразное топливо Природный газ чисто газовых месторождений состоит в основном из метана (95-98% СН4) В состав природных газов, сопутствующих нефтяным месторождениям (попутных газов), входят существенные количества других углеводородов метанового ряда с общей формулой СnН2n+2 – насыщенные у/в). Нетрадиционные природные газы – метан угольных пластов, болотный газ (метан), сланцевый газ (метан с примесями).

Вторичные топлива – продукты термохимической* и микробиологической** конверсии природного топлива кокс и полукокс* (твердый "связанный" углерод + зола + Н + О) газы* генераторные, доменные, коксовальных печей (СО, Н2, СН4, СnHm, H2O, CO2…) Соотношение "кокс : газы" = f(T, p, …). биогаз** – продукт анаэробного сбраживания (ферментации) отходов животно- и растениеводства (60% СН4 +) жидкие продукты нефтепереработки - бензин, керосин, дизельное, печное и газотурбинное топливо, мазут.

Природные ресурсы Лекция 1

ПР Лекция 1

Топливо Лекция 1

ПР Лекция 1

Природные ресурсы Лекция 1

Природные ресурсы Лекция 1

Природные ресурсы Лекция 1

Ядерное топливо

Расщепление ядра атома урана

Цепная ядерная реакция

Ядерный реактор

Схема работы двухконтурной АЭС:

Термоядерная реакция синтеза ядра гелия из ядер водорода (протонов)

Термоядерный реакторТОКАМАК