Паливо
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Паливо

Паливо, горючі речовини, що виділяють при спалюванні значну кількість теплоти, яка використовується безпосередньо в технологічних процесах або перетвориться в ін. види енергії. Для спалювання Т. служать різні технічні пристрої — топки, печі, камери згорання . Існує багато горючих речовин, проте до Т. відносять лише ті, які досить широкий поширені в природі, причому видобуток їх не зв'язана з великими витратами, а продукти згорання практично нешкідливі. Таким вимогам відповідають речовини, основна складова частина яких — вуглець. До них відносяться корисні копалини органічного походження — буре вугілля, горючі гази, горючі сланці, кам'яне вугілля, нафта, торф, а також деревина і рослинні відходи (солома, лушпиння і ін.). Виняток становить Т. для ракетних двигунів (див. Ракетне паливо, Металлсодержащєє паливо ).

  В ядерній енергетиці застосовується поняття ядерної речовини Т.—, ядра якої діляться під дією нейтронів, виділяючи при цьому енергію в основному у вигляді кінетичної енергії осколків ділення ядер і нейтронів (див. Ядерне паливо ). Тому звичайне хімічне Т., на відміну від ядерного, називається органічним. Природне органічне Т. — основне джерело теплоти, використовуваної людством (70-і рр. 20 ст). На сировині з природного Т. майже повністю базується нафтохімічна промисловість (див. Основний органічний синтез), виробництво змащувальних матеріалів і так далі (див. Нафтопродукти ).

  Спочатку для здобуття теплоти (вогню) користувалися головним чином рослинним Т. (дровами і т. д.). Копалини Т. — вугілля і нафта відомі з прадавніх часів, але лише з середини 19 ст ці види Т. стали витісняти менш калорійні рослинні Т., що мало велике значення для збереження лісів (див. Охорона природи ).

  Властивості Т. в означає, міри визначаються їх хімічним складом (у % по масі). В Т, що містяться. хімічні елементи позначаються відповідними символами — З, Н, Про, N, S; зола і вода — відповідно А і W. Вологість і зольність Т. навіть в межах одного нього сорти схильні до значних коливань, тому для уточнення характеристик часто використовують склади Т., віднесені не лише до робочої маси, тобто що подається в топку (позначається індексом р), але і до сухої маси (с), горючої (г), органічної (о). Наприклад, позначення З г ‑91 показує, що горюча маса даного Т. містить вуглецю 91% (по масі). Найважливіша характеристика практичної цінності Т. — теплота згорання . Для порівняльних розрахунків використовується поняття палива умовного з теплотою згорання 7000 ккал/кг (29308 кдж/кг ) . Якість кам'яного вугілля характеризується виходом летких речовин V л , перехідних в газо- або пароподібному стані при нагріванні вугілля без доступу повітря. При цьому утворюється нелеткий залишок, по властивостях якого судять про спікливість даного вугілля, тобто його придатності для коксування. Окислюваність Т. при звичайних температурах визначає способи і терміни зберігання Т.; при високій окислюваності Т. можуть займатися. Здатність Т. до самозайманню визначають температурою займання. Рідкі Т., крім того, характеризуються температурою спалаху (здатністю суміші пари Т. з повітрям запалати без загоряння самої рідини). Ця характеристика має визначальне значення при спалюванні Т. в двигунах внутрішнього згорання. Можливість здобуття високих температур при спалюванні Т. залежить від жаропроїзводітельності T а максимальної температури, що теоретично досягається при повному згоранні Т. в повітрі, причому теплота, що виділяється, повністю витрачається на нагрів продуктів згорання, що утворюються. Механічна міцність твердого Т. має велике значення при перевезеннях його на далекі відстані і багатократних перевантаженнях. При спалюванні Т. у вигляді пил витрата енергії на пилепріготовленіє характеризується размолоспособностью Т. Прі шаровому спалюванні Т. велике значення має також його гранулометричний склад, тобто вміст в Т. часток різної великої. У таблиці  приведені основні характеристики деяких Т.

Основні характеристики деяких палив

Вигляд палива

Склад % (по масі)

Вихід летких V л ,%

(по масі)

Жаропроїз-
водітельность, Т а , 0 З

Теплота згорання Q р н , Мдж/кг

W р

A р

C р

H р

S р

N р

O р

Дрова

Фрезерний торф

Буре вугілля (кансько-ачинський)

Кам'яне вугілля (газовий донецький)

Антрацитний штиб

Мазут (високосірчистий)

Бензин

Природний газ

40

50

33

 

8

 

0,5

3

 

0,6

6,3

6

 

23

 

23

0,1

 

30,3

24,7

43,7

 

55,2

 

63,8

83

 

85

74

3,6

2,6

3

 

3,8

 

1,2

10,4

 

14,9

25

—0,1

0,2

3,2

 

1,6

 

2,8

0,05

 

0,4

1,1

0,6

 

1,0

 

0,6

 

1,0

25,1

15,2

13,5

 

5,8

 

1,3

0,7

 

0,05

85

70

48

 

40

 

3,5

 

1600

1500

1800

 

2050

 

2150

2100

 

2100

2000

10,2

8,1

15,7

 

22

 

22,6

39,2

 

44

35,6*

* Теплота згорання природного газу дана в Мдж/м 3 .

Т. по агрегатному стану підрозділяють на тверді, рідкі, газоподібні; за походженням — на природні (вугілля, нафта і ін.) і штучні, отримувані в результаті переробки природних Т. Наприклад, якість твердого Т. може підвищуватися (без зміни його хімічного складу) брикетуванням, збагаченням, пилепріготовленієм. Вживаний в доменному процесі кокс виготовляють нагріванням Т. (головним чином кам'яного вугілля) до 950—1050 °C без доступу повітря (див. Коксування, Коксохімія ). З рідкого природного Т. (нафти) нафтопродукти виробляють дистиляцією (див. Перегонка нафти ), крекінгом, піролізом . Останній — один з найважливіших промислових методів здобуття сировини для нафтохімічного синтезу . Газоподібне штучне Т. отримують з твердого і рідкого газифікацією палив (див. також Підземна газифікація вугілля, Гази нафтопереробки ). Про біохімічну переробку растітітельного Т. див.(дивися) в ст. Гідроліз рослинних матеріалів .

  При сучасному рівні видобутку (1975) розвіданих запасів вугілля хватіт на тисячі років, прогнозних запасів нафти і газу при існуючому рівні видобутку — лише на 100—150 років, а з врахуванням зростання темпів видобутку ці запаси можуть бути вичерпані за 50—60 років. Обмеженість ресурсів газу і нафти і значне підвищення їх вартості викликали прагнення до економії викопного Т. і використанню для здобуття енергії ін. джерел (див. Теплоенергетика, Геліотехніка, Ядерна енергетика, Енергетична криза ).

  Оскільки те, що майже все добувається Т. спалюється (лише близько 10% нафти і газ споживається у вигляді сировини), щорічний викид в атмосферу Землі речовин, що утворюються при спалюванні Т., досягає величезних кількостей: золи близько 150 млн. т , оксидів сірі близько 100 млн. т , оксидів азоту близько 60 млн. т , двоокиси вуглецю близько 20 млрд. т. Для захисту довкілля розробляються різні методи уловлювання шкідливих речовин з продуктів спалювання, а також такі способи спалювання, при яких ці речовини (оксиди азоту і CO) не утворюються.

   Літ. див.(дивися) при статтях про отд.(окремий) видах Т.

  І. Н. Розенгауз.