РАЗНОВИДНОСТИ ТОПЛИВА
ОБРАЗОВАНИЕ ТОПЛИВА
Все виды ископаемых твёрдых топлив образовались из продуктов разложения органических веществ растений и животных. Растения при отмирании образовывали залежи, которые подвергались действию микроорганизмов. Со временем над ними нарастал слой минеральных отложений. В течении геологических эпох в глубину слоёв прекращалось поступление воздуха, в слоях поднималась температура и давление. Начинался процесс минерализации органических соединений, сопровождающийся хим. превращениями 7начальных соединений. Растительные вещества образовывали перегной (гумус), а животные остатки давали битумы. Постепенно удалялись летучие вещества и одновременно в остатке увеличивалось содержание углерода. Этот процесс наз. углефикация (минерализация) топлива.
По условиям происхождения углей различают два типа: гумусовые и сапропелевые.
Первым типом исходного углеобразующего вещества являются отмирающие многоклеточные растения, скапливающиеся в заболоченных местах. Под слоем воды, препятствующим доступу воздуха эта масса подверглась преобразованиям. В результате – высокая степень углефикации, т.е. освобождение от наиболее непрочных компонентов, содержащих кислород. Степень углефикации, т.е. химического старения не всегда соответствует геологическому возрасту топлива, под которым понимают время углеобразования.
Начальная стадия биохим. процессов – оторфянение. Протекает в клетчатке (целлюлозе)и межклеточном веществе(лигнин). Из всех компонентов органических веществ лигнин- наиболее стойкий к биохим. реакциям, но не стоек к окислительным процессам. Вторая стадия: превращение лигнина в лигниновую кислоту, при этом уменьшается содержание кислорода и увеличивается содержание углерода. На этой стадии образуется торф. После чего торфяная масса преобразовывается в бурые угли. И в итоге из бурых углей образуются каменные угли и антрациты.
Сапропелиты, сапропелитовые угли – ископаемые угли, продукты преобразования сапропеля – гнилостного ила, состоящего из разложившихся остатков преимущественно низших водорослей и микроорганизмов (планктон озёр, лагун). Выход летучих веществ 50-80%. Сапропель – ценное хим. сырьё, из которого получают первичный дёготь, который затем перерабатывается в различные виды жидкого моторного топлива.
ТОРФ— горючее полезное ископаемое, образующееся, в процессе естественного отмирания и неполного распада болотных растений в условиях избыточной влаги и затруднённого доступа воздуха. Торф обладает высокой гигроскопичностью. Используется для бытовых нужд и для получения газа в газогенераторах.
БУРЫЕ УГЛИ — твёрдые, горючие ископаемые растительного происхождения невысокой степени углефикации, представляющие переходную форму от торфа к каменному углю, в отличие от каменного угля имеют бурую окраску разных тонов Теплотворная способность органической массы меньше 7 000 ккал/кг. По сравнению с каменным углем бурый уголь имеет более высокий выход летучих веществ, кроме того, он более гигроскопичен: влажность рабочего состава превышает 10%, в то время как у каменных углей она в большинстве случаев меньше. Бурые угли в большей степени по сравнению с каменными способны самовозгораться при хранении. Уголь, находясь на складе, постепенно адсорбирует кислород воздуха. Этот процесс сопровождается нагреванием угля, вследствие чего последний может самовозгореться. Бурые угли используются как энергетическое топливо и хим. сырье для получения жидкого топлива и разных синтетических веществ, газа и удобрений.
КАМЕННЫЕ УГЛИ— угли средней, стадии углефикации, образующиеся, из бурого угля в результате метаморфизма. Ископаемые каменные угли — неоднородные, плотные образования черного, реже серо-черного цвета
Главные технологические свойства каменного угля — спекаемость (св-во угля переходить при нагревании без доступа воздуха в пластическое состояние с последующим образованием связующего нелетучего остатка) и коксуемость (св-во угля или смеси углей образовывать при нагреве без доступа воздуха кусковой кокс).
Наиболее распространённые потребители каменного угля — топливно-энергетический комплекс и коксохим. пр-во (более 25 %).
АНТРАЦИТ - ископаемый уголь высшей степени углефикации (метаморфизма). Черно-серый с металлическим блеском. Характеризуется наибольшей твердостью в ряду твёрдых горючих ископаемых и электропроводностью, а также высокой плотностью. Органическая масса антрацита имеет массовую долю влаги (3—4 %), летучих вещ-в (до 9 %), не спекается. Антрацит по своему составу более всех углей приближается к чистому углероду. Он отличается большой прочностью, хорошо выдерживает перегрузки и перевозки. Выход летучих у антрацита ничтожный (несколько процентов), поэтому при горении угли этого рода почти не дают факела, а также и дыма. Вследствие чего радиус его использования, считая от места добычи, может определяться тысячами километров. Антрацит расходуется преимущественно на цели сжигания, так как выход летучих у него невелик, кокс его рассыпается и, следовательно, не может использоваться, например, для целей выплавки металла.
Антрацит в основном используют как энергетическое топливо.