Läbimurre: vedelad süsivesinikkütused CO2-st ja veest üheetapilise protsessina. Süsivesinike keemia Süsivesinikkütus selle liigid ja otstarve
Süsivesinikud kütuses
Sõltuvalt nafta päritolust sisaldavad kaubanduslikud lennuki- ja diislikütused järgmisi peamisi süsivesinikke (massiprotsentides):
Aserbaidžaani õlifraktsioonides domineerivad tsüklaani struktuuriga süsivesinikud ja Volga maardlate õlide petrooleumi fraktsioonid - alkaanstruktuuris. Seega leiti Romashkino õli 150–200 °C fraktsioonis järgmine süsivesinike sisaldus (massiprotsentides):
Leiti, et Bavlinskaja õli 180-320°C petrooleumi fraktsioon sisaldab süsinikku (massiprotsentides):
Ülejäänud on orgaanilised mittesüsivesinike lisandid (väävliühendid, vaigud jne). Iseloomustamata süsivesinike kogus on 1,5%.
Kütuste madalatemperatuuriliste omaduste nõuete kohaselt on tavaalkaanide sisaldus piiratud. Nende maksimaalne lubatud sisaldus peaks vastama konkreetse koostisega kütuses lahustuvale kogusele minimaalse kristallisatsioonitemperatuuri juures. Reaktiivkütustes, mille kristalliseerumistemperatuur on eeldatavasti alla -60°C, ei ületa tavaliste alkaanide sisaldus 5-7%. Diislikütused, mille kristalliseerumistemperatuur peaks olenevalt eesmärgist olema üle miinus 10 - miinus 60 °C, võivad sisaldada 10-20% tavalisi alkaane. Need piirid on ligikaudsed, kuna need sõltuvad ka selliste alkaanide molekulmassist. Mida pikem on süsinikuahel, seda kõrgem on normaalsete alkaanide kristalliseerumistemperatuur. Petrooleumis sisalduvate tavaliste alkaanide ahelas 10-18 süsinikuaatomit.
Õlide otsese destilleerimise kitsastes petrooleumi-gaasiõli fraktsioonides varieerub normaalsete alkaanide sisaldus 9–32%. Näiteks Romashkino õli 200-350°C fraktsioonis sisaldavad need 16%; Tuimazy õli fraktsioonis 200-400 °C - 14%; katalüütilise krakkimise gaasiõlis (230-405°C) - 14%.
Isomeersete alkaanide kristalliseerumistemperatuur on palju madalam kui nende analoogidel - tavalistel alkaanidel.
Paljudel süsivesinikel on suur hulk isomeere. Niisiis, dodekaan (C 12 H 26 ) sisaldab 355 isomeeri, keemistemperatuuriga 176–216 °C, ja heksadekaani (C 16 H 34 ) - 10 359 isomeeri, keeb vahemikus 268-285,5 °C. Tsükaanides on võimalik isomeeride arv võrreldamatult suurem (tsüklopentaani, tsükloheksaani homoloogid, tsistransisomeeria). Ainult etüültsükloheksaanil on 23 võimalikku isomeeri. Aromaatsetel süsivesinikel on mitte vähem oluline arv isomeere. Seega tuleks süsivesinikkütuseid käsitleda kui mitmesuguse struktuuriga süsivesinike kompleksset segu.
Tegelikult osutus naftasüsivesinike koostis palju lihtsamaks, kui võiks eeldada, kui segus oleksid ühe või teise süsivesiniku kõik isomeerid. Kuid vaatamata sellele on süsivesinikkütuse segu endiselt äärmiselt keeruline. Süsivesinikkütuste eraldamine ja individualiseerimine nõuab palju pingutusi. USA naftainstituudi pika ja vaevarikka töö tulemusena eraldati keskkontinendi nafta fraktsioonidest ainult 72 süsivesinikku, sealhulgas 46 süsivesinikku, mille keeb alla 150 kraadi. KOOS C, 13 süsivesinikku, mis keevad vahemikus 150–200 °C, ja 13 süsivesinikku, mis keevad üle 200 °C. Petrooleumi-gaasiõli fraktsioonide süsivesinike koostist ei ole piisavalt uuritud.
Kogunenud teave viitab sellele, et keskdestillaatkütustes sisalduvaid isomeerseid alkaane iseloomustab kergelt hargnenud struktuur. Külgahelate arv on väike ja nende pikkus on piiratud 1-5 süsinikuaatomiga. Isoalkaanide külgahelad sisaldavad valdavalt metüül- või etüülrühmi ning propüülrühmad on palju vähem levinud.
Keskmiste destillaatkütuste tsüklaanidest leiti ühe-, kahe-, kolme- ja nelja-asendatud tsükloheksaane ja tsüklopentaane. Külgahelad koosnevad valdavalt 1-3 süsinikuaatomist. Bitsüklilistest kondenseerunud tsüklaanidest on leitud dekaliini ja selle homolooge. Nii leiti Surakhani kerge õli petrooleumist tetrametüülasendatud tsükloheksaani, dekaliini, metüül- ja dimetüüldekaliini. Tuuimaõli kerasinoosidest leiti tetrametüültsükloheksaani, isomeerse struktuuriga monoalknltsükloheksaane, m- ja p-dialküültsükloheksaane, 1,3,3-trialküültsükloheksaane, tetraalküültsükloheksaane, dekaliini, dimetüüldekaliini, trimetüüldekaliini ja perhüdroatsenafteene. Romashkino Devoni õli petrooleumides leiti Tuimazy õli petrooleumiga sarnase struktuuriga tsüklaanide olemasolu. Otsedestillatsiooniga petrooleumi-gaasiõli fraktsioonides on tsüklaanide sisaldus Romashkino õli 200-350 °C fraktsioonis 19%, Tuymazinsky õli 200-400 °C fraktsioonis 24%. Mis puutub raske lähteaine (fraktsioonid 320–450 ° C) töötlemisel saadud katalüütilise krakkimise gaasiõlisse, siis tsüklaanide sisaldus selles on alla 5–10%, kuigi mõnes fraktsioonis ulatub see 15% -ni.
Petrooleumi-gaasiõli fraktsioonide aromaatsete süsivesinike uurimisel tuvastati huvitav seos: oma struktuuris olid need aromaatsed süsivesinikud justkui samas fraktsioonis leiduvate tsüklaanide dehüdrogeenitud analoogid. Aromaatsete süsivesinike valik piirdus ühe-, kahe-, kolme- ja nelja-asendatud benseenidega, mille süsinikuaatomite arv külgahelas oli 1-5 (peamiselt metüül-, etüül-, harvem propüülrühmad).
Tetrametüülbenseene (kolm isomeeri) leiti monotsükliliste aromaatsete süsivesinike hulgast Surakhani kerge õli petrooleumides; Tuimazinskaja Devoni nafta petrooleumides - tetrametüülbenseenid, valdavalt isomeerse struktuuriga alküülrühmadega alküülbenseenidn - harvemini sisseO - jam -positsioonis, triasendatud tüüpi 1,2,3- ja 1,2,4-benseenid, samuti tetraalküülasendatud. Tetrametüülbenseenid, sealhulgas 1,2,4,5-tetrametüülbenseen (durool), monoalküülbenseenid (peamiselt isomeersete kõrvalahelatega), m- jan -dialküülbenseenid ja trialküülbenseenid. Tuimazy devoni õli petrooleum sisaldab mono-, di- (m- ja p-) ja tetrametüülbenseeni ning trialküülbenseene. Sama tüüpi monotsüklilisi aromaatseid süsivesinikke leidub Romashkino Devoni õli petrooleumis. Minnibajevi (Devoni) õli 200-300 °C fraktsioonis näitasid ultraviolettpiirkonna neeldumisspektrid monotsükliliste aromaatsete süsivesinike olemasolu,m - jan -dialküülbenseenid, kõik triasendatud (1,2,3-, 1,3,5- ja 1,2,4-) benseenide isomeerid. Tetraalküülbenseenide hulgas domineerisid isomeerid 1,2,3,4- ja 1,2,3,5.
Paljud erinevate õlide otsesel destilleerimisel saadud petrooleumi fraktsioonide uuringud kinnitavad, et nende fraktsioonide süsivesinike koostis on lähedane ülalkirjeldatule.
Otsedestillatsiooniga petrooleumi-gaasiõli fraktsioonides suureneb keemistemperatuuri tõusuga aromaatsete süsivesinike üldsisaldus 18-25-lt 40-47%-ni ja katalüütilise krakkimise gaasiõlis väheneb see 80-86-lt 15-le. 30%. Fraktsioonide keemistemperatuuri tõusuga väheneb monotsükliliste ühendite sisaldus, samal ajal kui bitsükliliste ühendite sisaldus suureneb. Nii et 270–300 °C juures 200–300 °C petrooleumi fraktsiooni destilleerimisel temperatuuril 270–300 °C on Tatari autonoomse Nõukogude Sotsialistliku Vabariigi ühe kõige lootustandvama õli Bavlinskaja õli monotsüklilised aromaatsed süsivesinikud 6% ja bitsüklilised 72%. samas kui monotsükliliste aromaatsete süsivesinike petrooleumi fraktsioon sisaldab 32% ja bitsükliline 37%.
Romashkinskaya ja Tuymazinskaya õlidest saadud petrooleumi-gaasiõli otsedestilleerimise fraktsioonis ületab aromaatsete süsivesinike üldsisaldus 30% ja katalüütilise krakkimise gaasiõlis 50-70%. Samal ajal võib aromaatsete süsivesinike sisaldus katalüütilise krakkimise gaasiõlis olla palju väiksem. Näiteks Tyulenevskaja õli katalüütilise krakkimise gaasiõlis (fraktsioon 200-350 °C) sisaldavad aromaatsed süsivesinikud 11%; Ilmselt ei sõltu aromaatsete süsivesinike sisaldus mitte ainult toorainest, vaid ka selle töötlemisviisist.
Naftaleen ja selle homoloogid: metüül-, dimetüül-, etüül-, trimetüül-, tetrametüülnaftaleenid leiti enamikus õlide petrooleumi-gaasiõli fraktsioonides. Bitsükliliste aromaatsete süsivesinike sisaldus ulatub 11-20%ni aromaatsete süsivesinike kogusisaldusest (või 1-5% süsivesiniku fraktsiooni kohta). Naftaleeni seeria süsivesinikud on eraldatud Aserbaidžaani, Põhja-Kaukaasia ja Kaug-Ida petrooleumiõlidest. Neid leidub Gruusia, Türkmenistani, Tatarini ja Baškiiria suurimate õlide fraktsioonides. Erandiks on Embeni ja Maikopi õlide petrooleumid, milles naftaleen ja selle homoloogid praktiliselt puuduvad. Petrooleumi-gaasiõli fraktsioonides leiti koos bitsükliliste aromaatsete süsivesinikega segastruktuuriga süsivesinikke, nagu tetraliin, aga ka tritsüklilisi süsivesinikke, nagu atsenafteen või bensoindaan.
Petrooleumi-gaasiõli fraktsioonide küllastumata süsivesinikke on vähe uuritud. Otsese destilleerimise fraktsioonides on nende arv väike. Näiteks Romashkino õli 200-350°C fraktsioonis on küllastumata süsivesinikke 2-3%, Tuymazinskaya õli 200-400°C fraktsioonis 5,3%. Katalüütiliselt krakkiv gaasiõli sisaldab keskmiselt 10-12% küllastumata süsivesinikke. Sama gaasiõli fraktsioonide keemistemperatuuri tõusuga suureneb küllastumata süsivesinike sisaldus 1,5-25%. Kütuse kvaliteedinõuete suurenemise tõttu avaldab isegi väike küllastumata süsivesinike segu negatiivselt kütuse stabiilsusele ja teistele omadustele. Pärast vesinikuga töötlemist jäävad väikesed kogused küllastumata süsivesinikke otsedestillaatidesse. Seega tarnitakse diislikütuse fraktsioonid, mis keevad vahemikus 200-360 °C, hüdrotöötluseks joodisisaldusega 5-13. Pärast hüdrotöötlust on joodiarv 2. Kui eeldame, et sellise kütuse molekulmass on 200 ja eeldame, et küllastumata ühenditel on ainult üks kaksikside, siis ulatub nende kogus antud juhul 1,5 massini. %, st sellel võib olla oluline mõju kütuse stabiilsusele, eriti termiliselt pingelistes töötingimustes, aga ka pikaajalisel ladustamisel. Väga oluline on teada küllastumata süsivesinike negatiivse mõju astet sõltuvalt nende struktuurist. On põhjust arvata, et alkeenid on kõige stabiilsemad, tsüklienid on vahepealsel positsioonil ja ilmselt dienoaromaatsed ja olefinoaromaatsed süsivesinikud on kõige vähem stabiilsed.
California õlidest saadud gaasiõli fraktsioon (keemistemperatuur üle 180 °C) sisaldas termilise krakkimise produktis 30%, katalüütilise krakkimise produktides 14% ja otsedestilleerimise saadustes 2% küllastumata süsivesinikke.
Katalüütilise krakkimise fraktsioonis (171–221°C) leiti umbes 3% indenstüreene ja fraktsioonide keemistemperatuuriga suurenes sellise struktuuriga süsivesinike sisaldus. Dieno- ja olefioaromaatsete süsivesinike olemasolu tuvastati kaudselt, uurides nende krakitud petrooleumi ja otsedestilleerimise reaktiivkütustest ekstraheeritud oksüdatsiooniproduktide struktuuri. Benseenist ja nafteentsüklitest koosnevad ühendid, mille külgahelad sisaldavad ühte või mitut kaksiksidet, esinevad otsedestillatsiooniga kütustes, aga ka krakitud destillaatides. Erinevus seisneb ainult nende arvus. Väga umbkaudse hinnangu kohaselt sisaldavad otsejooksul kasutatavad kütused neid alla 1% ja krakitud petrooleumi 3%. Selline kogus (1-3%) on täiesti piisav, et kahjustada kütuste stabiilsust. Seni pole põhjust eeldada tsüklodieeni või alkanodieensüsivesinike esinemist otsedestilleerimise petrooleumi-gaasiõli fraktsioonides, mis kuuluvad samuti kõige vähem stabiilsete ühendite hulka.
Väga aktuaalne on küllastumata süsivesinikkütuste keemilise aktiivsuse, koostise, struktuuri uurimise probleem isegi nende madala kontsentratsiooni korral segus. Kahjuks pole sellele veel piisavalt tähelepanu pööratud.
Olefioaromaatsetest süsivesinikest on enim uuritud stüreeni ja selle homolooge. Tabelis. 5 on näidatud mõnede stüreeni seeria süsivesinike omadused.
Märkimisväärses koguses olefiinseid ja dienoaromaatseid süsivesinikke leiti petrooleumi pürolüüsi ja kõrgel temperatuuril termilise krakkimise saadustes. Seega 10% tsüklaane, 20% aromaatseid süsivesinikke sisaldava 150–210°C fraktsiooni krakkimisel (temperatuur 680–700°C, ülerõhk 2,8–3,5 atm), 150–190°C fraktsioonis, mille saagis oli 5-8% krakkimisproduktide koguhulgast ulatus olefioaromaatsete süsivesinike sisaldus 30-40%ni. Nende hulgas leiti metüül-, etüül-, dimetüülstüreene, propenüülbenseene, indeeni ja metüülindeeni. Sama struktuuriga süsivesinikke leiti 150–200°C fraktsioonist, petrooleumi pürolüüsi saadusest. Küllastumata asendatud aromaatsete süsivesinike olemasolu leiti ka otsedestilleerimisega petrooleumi-gaasiõli fraktsioonides. Nende fraktsioonide aromaatsete süsivesinike hulgast leiti monotsüklilises koostises 6,4% küllastumata ühendeid; bitsükliliste süsivesinike koostises 21,1% ja tritsükliliste süsivesinike koostises 1,6%.
Küllastumata asendatud aromaatsed süsivesinikud avaldavad oma madala stabiilsuse tõttu negatiivset mõju paljudele kütuste tööomadustele.
Süsivesinikkütus on põlev aine, mis koosneb süsiniku ja vesiniku ühenditest. Nende hulka kuuluvad vedelad naftakütused (auto-, lennundus-, katel- ja muud...) ja süsivesinikega põlevad gaasid (metaan, etaan, butaan, propaan, nende looduslikud segud ja teised...). Mida suurem on vesiniku sisaldus süsivesinikkütuses, seda suurem on selle põlemissoojus.
Süsivesinikkütus on keerulise koostisega vedelik, mis koosneb suurest hulgast üksikutest süsivesinikest. Sellisel vedelikul ei ole kindlat keemistemperatuuri, keemisprotsess toimub teatud temperatuurivahemikus. Fraktsioonilise koostise iseloomulikeks punktideks peetakse tavaliselt keemistemperatuuri algpunkti, keemistemperatuuri 10, 50, 90% kütuse mahust ja lõplikku keemispunkti.
Süsivesinikkütuste allikad on toornafta ja maagaas.
Süsivesinikkütuste põlemissoojus sõltub kütuse moodustavate üksikute süsivesinike keemilisest koostisest ja struktuurist ning erinevate rühmade süsivesinike puhul on see vahemikus 9500-10500 kcal / kg (kJ / kg).
metaan
Lihtsaim süsivesinik, värvitu, lõhnatu gaas, keemiline valem - CH 4. Vees vähelahustuv, õhust kergem. Metaan on mittetoksiline ja inimeste tervisele kahjutu. Siseruumides kogunev metaan on plahvatusohtlik. Plahvatusohtlik kontsentratsioonidel õhus 4,4% kuni 17% Metaan on termiliselt kõige stabiilsem küllastunud süsivesinik. Seda kasutatakse laialdaselt majapidamis- ja tööstuskütusena ning tööstuse toorainena. Metaani kasutatakse laialdaselt autode mootorikütusena. Molaarmass \u003d 16,04 g / mol. Sulamistemperatuur -182,49 °C, keemistemperatuur -161,58 °C. Tihedus \u003d 0,7168 kg / m 3.
Etaan
C2H6 on orgaaniline ühend, homoloogse alkaanide seeria teine liige. Looduses leidub seda maagaasis, naftas ja muudes süsivesinikes. Võrreldes metaani ja propaaniga on see tule- ja plahvatusohtlikum. Madal toksilisus. Etaani peamine kasutusala tööstuses on etüleeni tootmine. Etaan on tavatingimustes värvitu, lõhnatu ja maitsetu gaas. Molaarmass \u003d 30,07 g / mol. Sulamistemperatuur -182,81 °C, keemistemperatuur -88,63 °C. Tihedus \u003d 1,342 kg / m 3.
Propaan
C 3 H 8 on alkaaniklassi orgaaniline aine. Sisaldub maagaasis. Puhas propaan on lõhnatu, kuid protsessigaasile (ühiskonnagaasile) võib lisada lõhnavaid komponente. Süsivesinikgaaside esindajana, tule- ja plahvatusohtlik. Madal toksilisus. Vees väga vähe lahustuv. Moodustab õhuga plahvatusohtlikke segusid aurude kontsentratsioonidel 2,1% kuni 9,5%. Keemistemperatuur -42,1°С, sulamistemperatuur -187,6°С. Molaarmass \u003d 44,1 g / mol. Tihedus \u003d 2,019 kg / m 3. Propaani kasutatakse tööstuses keevitamiseks, metalli lõikamiseks ja hankimiseks; igapäevaelus vee soojendamiseks, toiduvalmistamiseks ja ruumi soojendamiseks; viimasel ajal on seda laialdaselt kasutatud autokütusena (bensiiniga võrreldes odavam ja keskkonnasõbralikum).
butaan
C 4 H 10 on orgaaniline ühend, alkaaniklassi süsivesinik. Butaan on spetsiifilise lõhnaga värvitu tuleohtlik gaas. Väga tuleohtlik, plahvatuspiir 1,9-8,4% õhus mahust. Sulamistemperatuur -138,4°C, keemistemperatuur -0,5°C. Molaarmass \u003d 58,12 g / mol. Tihedus \u003d 2,703 kg / m 3. Butaani, nagu ka propaani, kasutatakse igapäevaelus ruumide kütmiseks ja toiduvalmistamiseks.
propaan - butaan
See kahe nafta süsivesinikgaasi, C 3 H 8 propaani ja C 4 H 10 butaani segu. Propaani-butaani segu gaasilises olekus on värvitu, mittetoksiline, õhust raskem, terava lõhnaga. Propaani-butaani segusid kasutatakse tööstuses laialdaselt keevitamiseks ja lõikamiseks. Seda gaasisegu kasutatakse ka autokütusena.
Lennukikütus
See on põlev aine, mis viiakse koos õhuga õhusõiduki mootori põlemiskambrisse, et saada põlemisprotsessis soojusenergiat. See on jagatud kahte tüüpi - lennukibensiin ja lennukikütus. Lennukibensiini kasutatakse reeglina kolbmootorites, reaktiivkütust turboreaktiivmootorites. Tuntud on ka diisel-kolblennukite mootorite arendused, mis kasutasid diislikütust ja praegu petrooleumi. Samuti tuleb märkida, et lennukikütuseid ei kasutata ainult lennutehnoloogias. Lennukibensiinide peamiseks kasutusalaks on kolbmootorite kütus.
Katla õlikütus
Vedel katlakütus on kütus, mida kasutatakse statsionaarsetes katlamajades, tööstuslikes ahjudes erinevatel eesmärkidel. Vedelkatelde kütused on olenevalt tooraine liigist: õli, mis saadakse õlijääkidest, põlevkivi ja kivisüsi. Enamik vedelatest katlakütustest on naftafraktsioonid (süsivesinikud, mis sisaldavad 5–10 süsinikuaatomit molekuli kohta). Vedelkatelkütuse eelise tahke kütuse ees määrab nende kõrge eripõlemissoojus, transportimise ja ladustamise lihtsus ning ahju söötmise lihtsus. Kuid majanduslikult on selline kütus madalam kui gaaskütus.
Seega kasutatakse selle kütuse suhteliselt madalate tootmis- ja töötlemiskulude tõttu seda laialdaselt elanikkonna tööstuslike ja majanduslike vajaduste rahuldamiseks, mistõttu vedelgaasi ulatus on lai.
Kütused on süttivad ained, mis põhinevad süsiniku elemendil. Lisaks süsinikule sisaldab kütus tavaliselt vesinikku, hapnikku, lämmastikku, väävlit ja mõnda muud elementi. Kütust kasutatakse soojusenergia tootmiseks ja keemilise toorainena. Praegu saadakse kütusest umbes 90% inimese tarbitavast energiast ja üle 80% erinevatest keemiatoodetest, sealhulgas peaaegu kõik sünteetilised materjalid (plast, kumm, kiud jne).
Lisaks süsinikku sisaldavatele kütustele on viimasel ajal tarbimismahu seisukohalt teatud tähtsust omandanud termotuumakütus (soojus eraldub tuumade ühinemisel või raskete elementide tuumade lagunemisel).
Mis tahes kütuse eeliste põhinäitaja selle kasutamisel on kütteväärtus (Q) (kütteväärtus), s.o. soojushulk, mida on võimalik saada kütuse massi- või mahuühiku põletamisel. Seal on kõrgem kütteväärtus (Qв), mis võtab arvesse vee kondenseerumissoojust, ja madalam kütteväärtus (Qn), kui seda soojust ei võeta arvesse.
Põlemissoojust mõõdetakse džaulides või kalorites (1 Cal = 4,19 J). Tavaliselt väljendatakse põlemissoojust kalorites või džaulides kütuseühiku kohta (eripõlemissoojus). Tahkete või vedelate kütuste puhul on ühik kilogramm (kJ / kg, kcal / kg), gaasilise - kuupmeeter: (kJ / m 3, kcal / m 3).
Põlemissoojus määratakse kütuseproovi põletamisel hapnikuga spetsiaalsetes seadmetes (kalorimeetriline pomm, voolukalorimeeter). Sel viisil määratud kütteväärtust nimetatakse pommi kütteväärtuseks (Qb). Seda väärtust kasutatakse tavaliselt kütuse praktiliseks hindamiseks ja asjakohaste muudatustega igasuguste soojustehniliste arvutuste tegemiseks.
Kõik fossiilkütuste liigid erinevad üksteisest oluliselt kütteväärtuse poolest, samas eeldavad elektrijaamade arvutused kütuse kvaliteedi hindamisel sellest vaatenurgast ühtse süsteemi kasutamist.
Sellist tavalist seadet on juba ammu kasutusele võetud - nn tavakütust. Tavakütus (toe) ei määra mitte 1 kg kütuse põlemissoojust, vaid kütuse kogust, mis võib põlemisel anda 7000 kcal. Sellise üksuse kasutuselevõtt võimaldab teha soojustehnilisi ja tehnokeemilisi arvutusi ning eelkõige koostada samadel alustel ettevõtete ja piirkondade kütusebilansse.
Süsinikkütuse koguvarud maa peal on piisavad, et tagada energia ja kemikaalide kasutamine paljude sajandite jooksul inimühiskonna arengu jooksul.
Kütusevarude hinnangut saab määrata erinevates ühikutes, näiteks tonnides, kalorites, kilovatt-tundides. Määratlus tonnides ei ole kütuse kvaliteedi erinevuse tõttu kuigi indikatiivne, kalorites aga põlemisseadmete erineva efektiivsuse tõttu.
Energiaallikate energiaväärtuse määrab energia hulk (kWh), mida on võimalik saada 1 kg või 1 m 3 kütuse põletamisel. Mõnede kütuseliikide energiaväärtus on toodud allpool (maagaasi puhul - kWh / m 3, ülejäänud - kWh / kg):
Mõne energiaallika kasutamise otstarbekuse ei määra mitte ainult nende energiaväärtus, vaid ka nende varud looduses, geograafiline asukoht, saadavus ja mõned muud tegurid.
Tuleb meeles pidada, et kütusevarude kvantitatiivne väljendamine võimaliku energia kujul kWh või džaulides ei kajasta täielikult nende tegelikku väärtust, kuna on vaja arvestada ka nende väärtust kemikaalide tootmise toorainena. Selles osas on nafta ja gaas praegu kõigist teistest kütustest palju paremad. Samuti tuleks öelda, et potentsiaalselt on kõik kütused võrdselt väärtuslikud.
Erakordselt oluline asjaolu kütuse hindamisel on selle agregatsiooni olek. Kütused jagunevad tahketeks, vedelateks ja gaasilisteks. Tahked kütused – kivisüsi, põlevkivi, turvas, puit ilmusid ajalooliselt esimestena inimpraktikasse. Sisepõlemismootorite tulek tingis vajaduse toota vedel- või gaaskütuseid. Kütuste seas hakkas ülioluline mängima nafta, aga ka maagaas.
Neil kahel kütusel on koos kõrgeima kütteväärtusega ka muid eeliseid. Nende kaevandamiseks ei ole vaja ehitada kaevandusi, spetsiaalseid masinaid nende kaevandamiseks, purustamiseks ja rikastamiseks. Nafta ja gaasi pikamaavedu toimub torujuhtmete kaudu, mis suurendab oluliselt ka nende kasutamise majanduslikku efektiivsust. Samal ajal sai nafta ja gaasi kaevandamise ja transportimise võimalus võimalikuks ainult kõrge puurimistehnoloogia, võimsate kompressorite ja pumpade, suures koguses kvaliteetse terase ja muude tänapäevasele tööstuse arengutasemele iseloomulike tingimuste olemasolul. . Nafta ja gaasi kaevandamise ja kasutamise majanduslikud näitajad on oluliselt paremad kui kõik muud kütusetüübid.
Praegu on nafta ja gaas ülemaailmses kütuse- ja energiabilansis liidripositsioonil.
Maailma tõestatud naftavarud on hinnanguliselt 159 miljardit m 3 (136 miljardit tonni). Olemasolevate naftatootmismahtude juures 3,9 miljardit m 3 (3,3 miljardit tonni) ammenduvad need 41 aastaga. Maailma fossiilse söe varud on hinnanguliselt üle 1,12 × 1013 tonni. Olemasolevate tootmismahtude juures ammenduvad need enam kui pooleteise aastatuhande pärast.
Maagaasi uuritud koguvaru Maal on hinnanguliselt 150×1012 m 3 . Venemaa on maailma suurim riik maagaasivarude poolest, mis moodustavad kuni 30% maailma tõestatud varudest.
Vene Föderatsiooni rahvamajanduses jaotatakse kütusekulu järgmiselt:
Üksikute tööstusharude kütusekulu on järgmine:
Ettevõtete nn tuletõrjeosakondades on kütuse osakaal:
Kontrollküsimused teemale V
"Kütus ja energia keemiatööstuses"
1. Milliseid energialiike ja mis eesmärgil kasutatakse keemiatööstuses?
2. Milline on kemikaalide tootmise energiamahukus ja mis klassidesse see jaguneb? Too näiteid.
3. Loetlege peamised energiaallikad ja liigitage need.
4. Mis iseloomustab keemilise kütuse energiaväärtust?
5. Millel põhineb vesiniku kasutamine energeetikasektoris?
6. Millised on uute energialiikide kasutamise omadused ja eelised keemiatootmises?
7. Loetlege peamised energia ratsionaalse kasutamise viisid keemiatööstuses.
8. Mis on sekundaarsed energiaallikad (SER)? Too näide.
9. Millistel eesmärkidel kasutatakse keemiatööstuses plasmakeemilisi protsesse?
2. jagu. Orgaaniliste ja anorgaaniliste ainete tehnoloogia
Riiklik õppeasutus
Erialane kõrgharidus
"PETERSBURG
RIIGI TRANSPORDIÜLIKOOL"
Metallitehnoloogia osakond
ESSEE
Kütus
Seda teeb õpilane Khomich D.A.
( allkiri, kuupäev )
Teaduskonna __________________ rühm _______________
Aruanne vastu võetud
Lukina L.G.
(allkiri, kuupäev)
Velikije Luki
tahke ………………………………………………………………………………7
vedelik………………………………………………………………………………….10
Gaasiline …………………………………………………………………….13
Ebatüüpilised kütused……………………………………………………..18
Hooldus………………………………………………………………………………...3
Arengu ajalugu………………………………………………………………………
Kütuse spetsifikatsioonid……………………………………………………..6
Kütuse liigid
Arenguväljavaated. Biokütused……………………………………..20
Alkoholide kasutamine kütusena. ………………………22
Järeldus………………………………………………………………………………24
Sissejuhatus
Inimarengu ajalugu on tihedalt seotud energia tootmise ja kasutamisega. Juba iidses maailmas kasutasid inimesed
soojusenergia kodu kütmiseks, toiduvalmistamiseks, majapidamistarvete, tööriistade jms valmistamiseks vasest, pronksist, rauast ja muudest metallidest.
Iidsetest aegadest on tuntud kivisüsi ja nafta – ained, mis põletamisel annavad suurel hulgal soojust. Nüüd sõnastus "kütus"
hõlmab kõiki aineid, mis põletamisel annavad suure koguse
looduses laialt levinud ja (või) tööstuslikult toodetud soojus. Kütuste hulka kuuluvad nafta ja naftatooted (petrooleum, bensiin, kütteõli, diislikütus), kivisüsi, põlev looduslik gaas,
puit ja taimejäätmed (õled, kestad jne), turvas, põlevkivi ja praegu tuumaelektrijaamade tuumareaktorites ja rakettmootorites kasutatavad ained.
Seega saab kütuse klassifitseerimist läbi viia näiteks vastavalt
selle agregatsiooni olek: tahke (kivisüsi, turvas, puit, põlevkivi),
vedel (nafta ja naftatooted) ja gaasiline (maagaas). Samuti
võib jagada kütuseliikideks ja selle päritoluks: taimne,
mineraalsed ja tööstuslikud töötlemistooted.
Arengu ajalugu
Isegi meie kauged esivanemad soojendasid end lõkkes. Leeki kasutati ka valgustamiseks ja toiduvalmistamiseks. Tuld toetasid küttepuud ja just nemad, need puutükid, olid pikka aega inimkonna peamiseks kütuseliigiks. Küttepuude abil lahendasid Maa elanikud palju probleeme: soojendasid end, küpsetasid toitu, hakkasid isegi metalle sulatama (Tõsi, selleks muudeti küttepuid esmalt söeks). Puu mängis ühiskonnaelus nii määravat rolli, et "rändavate" linnade mainimine jäi ajalukku. Näiteks Etioopia pealinn Addis Abeba rändas minevikus pidevalt ühest kohast teise, kuna elanikud raiusid ümbritsevaid metsi.
Kuid sajandid möödusid, inimesi oli planeedil üha rohkem ja metsi jäi järjest vähemaks. Ja 19. sajandil tabas Inglismaa – tolle aja kõige arenenum tööstusriik – kütusekriis. Küttepuid saarel enam elanikkonna ja tööstuse vajadusteks ei piisanud. Kiiresti oli vaja neile asendus leida. Otsingud jäid aga üürikeseks. Seda, et ka kivisüsi ja nafta võivad suurepäraselt põleda, on inimesed juba ammu teadnud. Tõsi, üks asi on teada ja teine asi neid teadmisi praktikas kasutada. Süsi ja nafta tuleb ju otsida, kaevandada. Jah, ja neid peab ka suutma uputada. Näiteks lihtsalt tikust saadud kivisüsi, nagu võsa, ei sütti. Ja tavapärased õliahjud üldiselt ei sobi.
Aga vajadus õpetab kõike. Sealsamas Inglismaal ja siis ka teistes maailma riikides õpiti aja jooksul kivisöega kütma isegi paremini kui puiduga. See muidugi ei tähendanud sugugi, et küttepuud kohe ununesid. Lõppude lõpuks on neid vaja isegi söe süütamiseks. Ja nendes kohtades, kus oli palju metsi, kasutati küttepuid endiselt laialdaselt. Nii andsid Venemaal 20. sajandi alguses küttepuud üle poole kogu energiast, neljandiku kivisöest ja kuuendiku naftast.
Neil päevil saadi valgustusgaasi kivisöe töötlemisel. Kuid juba 20. sajandi alguses mõistsid nad, et Maa sisikonnast väljuv gaas põleb sama hästi. Veel üheks tõestuseks sellest on gaasipliidid, mis on paljudes majades tänaseni.
1910. aastal, nagu näitab statistika, moodustas maailmas juba suurem osa kütusest kivisüsi – 65%. Järgnesid küttepuud ja õli oli viimasel kohal. Selle osakaal globaalses kütusebilansis oli vaid 3% ja maagaasi ei kasutatud üldse.
Veerand sajandit hiljem vähenes kivisöe osakaal poole võrra, nafta osakaal kütusebilansis aga tõusis 15%-ni. Paljudes maailma riikides on hakatud kasutama ka maagaasi.
Venemaal on toimunud veelgi olulisemad muutused. Juba esimeste viieaastaplaanide aastatel hakkas riik kiiresti söetootmise tempot tõstma. V. I. Lenin nimetas kivisütt "tööstuse leivaks" ja riik ei tahtnud oma arenevat tööstust näljadieedil hoida. Aastas andis söetööstus rohkem kui 100% tõusu. Aastatel 1930–1940 kasvas kivisöe tootmine kolmekordseks: 70 miljonilt tonnilt 220 miljonile tonnile aastas. Sarnased määrad jätkusid ka esimestel sõjajärgsetel aastatel. Viieaastase perioodi jooksul 1950–1955 saavutati kasv 170 miljonit tonni.
Ja ometi, hoolimata söetööstuse nii kiirest kasvust, kaotas see järk-järgult oma liidripositsiooni.
1970. aastatel saavutas nafta kütusebilansis enesekindlalt esikoha - umbes 35%. Kivisöe osakaal vähenes 30%-ni. Kolmandal kohal oli maagaas - umbes 20%. Siis tulid küttepuud - 10%. Muud energiaallikad, sealhulgas hüdro- ja tuumaelektrijaamad, andsid vaid 5% energiast.
Tänapäeval on esikohal nafta ja gaas – need annavad üle kahe kolmandiku kütusebilansist.
Miks see juhtus? Tõepoolest, isegi tänapäeval on kivisütt palju: selle uuritud varud ulatuvad 1075 miljardi tonnini - 87,5% kõigist planeedi kütusevarudest. Ja asi on selles, et naftat ja gaasi on mugavam kasutada. Siin on vaid üks näide: räpased kütid viskasid kühvlitega ahju sütt; vedelaid ja gaaskütuseid on lihtne torude kaudu pumpade abil varustada ning düüside ja põletitega põletada. Need mugavused on eriti nähtavad transpordis. Tänapäeval tagab peaaegu kogu kütusevajaduse laevade ja diiselvedurite, lennukite ja autode, traktorite ja mootorrataste jaoks nafta ja gaas. Ja see suundumus jätkub tõenäoliselt veel pikka aega. Sest nafta ja gaas põlevad paremini kui ükski teine kütus. Seega eraldub 1 kg õli põletamisel 46 tuhat kJ, 1 m 3 gaasi põletamisel umbes 38 tuhat kJ, samas kui 1 kg kivisütt annab parimal juhul vaid 29 tuhat kJ. Teisisõnu on õli kütteväärtus umbes 1,5 korda kõrgem kui kivisöel ja üle kahe korra suurem küttepuude kütteväärtusest. Ja sellega tuleb ka arvestada.
Kütuse omadused
Kütuse omadused sõltuvad peamiselt selle keemilisest koostisest. Mis tahes loodusliku päritoluga kütuse põhielement on süsinik (selle sisaldus on 30–85% massist). V
kütuse koostis sisaldab ka H, O, N, S, tuhk, vesi.
Kütuse praktilise väärtuse määrab soojushulk,
vabaneb selle täieliku põlemise ajal. Seega eraldub 1 kg puidu põletamisel soojust 10,2 MJ, kivisüsi - 22 MJ,
bensiin - 44 MJ. See väärtus sõltub otseselt kütuse sisaldusest
süsinik ja vesinik ning vastupidi – hapniku ja lämmastiku sisaldusest.
Kütuse teine oluline omadus on selle soojusmahtuvus, mida hinnatakse maksimaalse temperatuuri väärtusega, mis teoreetiliselt on võimalik saada kütuse täielikul põlemisel õhus. Kell
küttepuude põletamine, näiteks maksimaalne temperatuur ei ületa 1600 kraadi, kivisüsi - 2050, bensiin - 2100.
Kütuse liigid
1.Tahke
Tahked kütused on põlevad ained, mille põhikomponendiks on süsinik. Tahkekütuste hulka kuuluvad kivisüsi ja pruunsüsi, põlevkivi, turvas ja puit. Kütuse omadused määrab suuresti selle keemiline koostis – süsiniku, vesiniku, hapniku, lämmastiku ja väävli sisaldus. Tahke raketikütus - tahke aine või üksikute ainete segu, mis võib põleda ilma õhuta, tekitades samal ajal mootori reaktiivtõukejõu. Sõltuvalt töötlemismeetodist võib tahkekütused jagada kahte rühma: looduslikud ja rafineeritud. Looduslike tahkekütuste hulka kuuluvad kivisüsi, pruunsüsi, turvas, puit ja põhk. Kivisüsi ja turvas on muda, mis tekkis taimede kõdunemise ja lagunemise tulemusena iidsetel aegadel kõrge rõhu ja hapnikuvaeguse mõjul.
Puit
Puit koosneb peamiselt orgaanilisest ainest (99% kogumassist). Erinevate liikide puidu elementaarne keemiline koostis on peaaegu sama. Absoluutselt kuiv puit sisaldab keskmiselt 49% süsinikku, 44% hapnikku, 6% vesinikku, 0,1-0,3% lämmastikku. Puidu põletamisel jääb järele selle anorgaaniline osa – tuhk. Tuhk sisaldab kaltsiumi, kaaliumi, naatriumi, magneesiumi ja muid elemente. Loetletud keemilised elemendid moodustavad peamised orgaanilised ained: tselluloos, ligniin ja hemitselluloosid.
põlevkivi
http://allfuel.ru/c887.html Põlevkivi, mineraal tahkete kaustobioliitide rühmast, mis kuivdestilleerimisel annab olulisel määral vaiku (koostiselt sarnane õliga). Põlevkivid koosnevad valdavalt mineraalsetest (kaltsiit, dolomiit, hüdromika, montmorilloniit, kaoliniit, päevakivid, kvarts, püriit jt) ja orgaanilistest osadest (kerogeen), viimast on 10-30% kivimi massist ja ainult kivimite massist. kõrgeima kvaliteediga põlevkivi ulatub 50-70%. Orgaaniline osa on kõige lihtsamate vetikate bio- ja geokeemiliselt muundunud aine, mis säilitas oma rakulise struktuuri (tallomoalginiit) või kaotas selle (kolloalginiit); lisandina orgaanilises osas on kõrgemate taimede (vitriniit, fuseniit, lipoidiniit) muudetud jäänuseid. Sõltuvalt vetikate ja huumuse komponentide vahekorrast jaotatakse põlevkivi sapropeliidiks ja humitoosapropeliidiks. Põlevkivi esimene rühm erineb teisest suurenenud vesiniku (8-10%) ja vähese humiinhapete sisalduse (0,5%) poolest orgaanilises massis. Sapropeliidi põlevkividel on suurenenud vaigu saagis kuni 20-30% ja kütteväärtus kuni 14,6-16,7 MJ/kg (3500-4000 kcal/kg). Need näitajad humite-sapropeliidis G. s. madalam võrdse mineraalse lisandi sisaldusega. Maailma praktikas ekstraheerimise ja kasutamise G. koos. olulisemate näitajate ring on väga lai.
Sapropeel
http://allfuel.ru/c888.html Sapropeel on bioloogilist päritolu aine, mis moodustub magevee all vähese hapniku juurdepääsuga bakteriaalsete protsesside käigus. Sõltuvalt orgaaniliste ja mineraalsete osade koostisest jagunevad sapropeelid mitmeks tüübiks. Lisaks kaltsiumile, rauale, fosforile sisaldab sapropeel bioloogiliselt aktiivseid aineid – vitamiine, kasvustimulaatoreid, hormoone, antibiootikume jm.
Turvas
http://allfuel.ru/c889.html Turvas on põlev mineraal; tekkinud sootingimustes mittetäieliku lagunemise läbinud taimejäänuste kuhjumisel. Soo iseloomustab mittetäielikult lagunenud orgaanilise aine ladestumine mullapinnale, mis hiljem muutub turbaks. Turbakiht soodes on vähemalt 30 cm (kui vähem, siis on tegemist märgaladega). Sisaldab 50-60% süsinikku. Kütteväärtus (maksimaalne) 24 MJ/kg. Seda kasutatakse kompleksis kütusena, väetisena, soojusisolatsioonimaterjalina jne.
Kivisüsi
http://allfuel.ru/c890.html Eristada: pruunsöed, mustad söed, antratsiidid ja grafiidid. Huvitav on see, et lääneriikides on veidi erinev klassifikatsioon: vastavalt ligniit, subbituminoossed söed, bituumensöed, antratsiidid ja grafiidid (soojusenergeetikas ei kasutata). 1. Pruunid söed. Need sisaldavad palju vett (43%) ja on seetõttu madala kütteväärtusega. Lisaks sisaldavad need suurel hulgal lenduvaid aineid (kuni 50%). Need tekivad surnud orgaanilistest jääkidest koormuse survel ja kõrgendatud temperatuuri mõjul suurusjärgus 1 kilomeetri sügavusel. 2. Kivisöed. Need sisaldavad kuni 12% niiskust (3-4% sisemist), seetõttu on neil kõrgem kütteväärtus. Need sisaldavad kuni 32% lenduvaid aineid, tänu millele süttivad hästi. Tekkinud pruunsöest umbes 3 kilomeetri sügavusel. 3. Antratsiidid. Peaaegu täielikult (96%) koosnevad süsinikust. Neil on kõrgeim kütteväärtus, kuid nad süttivad halvasti. Need moodustuvad kivisöest rõhu ja temperatuuri tõusuga umbes 6 kilomeetri sügavusel. Neid kasutatakse peamiselt keemiatööstuses.
Tõrvaliivad
http://allfuel.ru/c891.html Tõrvaliivad – põlev mineraal, org. millest osa on looduslik bituumen. Bituumenisisalduse järgi jaotatakse need rikasteks ehk intensiivseteks (bituumeni massist üle 10%), keskmiseks (5-10%) ja lahjaks (kuni 5%). Bituumenid jagunevad mitut tüüpi: linnased, asfaldid, tahked sulavad ained, asfaltiidid, keriidid. Vaigu-asfalteeni ainete sisaldus seda tüüpi bituumenites on vastavalt 35-60, 60-75, 75-90 ja üle 90%. Bituumenist on leitud üle 25 keemilise elemendi.
pulber
http://allfuel.ru/c892.html PÜSSIPUUD - orgaaniliste ja/või anorgaaniliste ühendite tahked segud, mis on võimelised pidevalt põlema (ilma plahvatuse või detonatsioonita) mitmesugustes välistes tingimustes. rõhud (0,1-1000 MPa). Püssirohtu-energiaallikaid kasutatakse mürskude, rakettide teavitamiseks vajalikust lennukiirusest sihtmärgini. Püssirohtu iseloomustab põlemissoojus konstantsel ruumalal, gaasiliste saaduste maht u0 ja töövõime. Tünnsüsteemide puhul väljendatakse jõudlust tööga, mida toodavad 1 kg püssirohu plahvatuse gaasilised saadused, nn püssirohujõud.
2. Vedelik
Vedelkütused on põlevate ja mittesüttivate ainete keerulised keemilised ühendid. Peamised keemilised elemendid, millest mis tahes vedelkütus koosneb, on süsinik C, vesinik H, hapnik O, lämmastik N ja väävel S. Lisaks nendele elementidele sisaldab vedelkütus niiskust ja mittesüttivaid mineraalaineid, mis moodustavad põlemisel tuhka. Vedelkütuste hulka kuuluvad: toornafta destilleerimisel toodetud naftatooted; kreosoot, mis on kivisöe madalal temperatuuril koksimise ja sublimatsiooni saadus; sünteetilised õlid, mis saadakse kivisöe veeldamisel; muud tüüpi vedelkütused, näiteks taimedest toodetud.
Õlid
http://allfuel.ru/c913.htmlÕlid - vedelikud (räniorgaanilised vedelikud, fosfor-, adipiin- ja muude hapete estrid, polüalküleenglükoolid jne), mida kasutatakse peamiselt määrdeainetena, soojusülekandevedelikena, määrdekomponentidena. Sõltuvalt sellest, mis õlide aluseks on, võib need jagada kolme tüüpi: mineraalsed (mineraalsed), sünteetilised (sünteetilised, täissünteetilised) ja poolsünteetilised (teil sünteetilised, poolsünteetilised). Mineraalsed mootoriõlid põhinevad nafta puhastatud õlifraktsioonidel. Lisaks lisatakse baasõlile vähemalt 5-6 erinevat lisandit (10-15% või rohkem kogumahust), mis annavad sellele vajalikud uued omadused või parandavad oluliselt selle looduslikke omadusi.
Alkoholid
http://allfuel.ru/c914.html Alkoholid on orgaanilised ühendid, mis sisaldavad molekulis ühte või mitut OH-hüdroksüülrühma küllastunud süsinikuaatomi juures. Nende rühmade arvu järgi eristatakse ühe- (mõnikord termin "alkoholid" tähistab ainult ühehüdroksüülseid alkohole), kahe- (glükoolid), kolme- (glütseroolid) ja mitmehüdroksüülseid alkohole. Alkoholid, mis sisaldavad kahte OH-rühma samal süsinikuaatomil, on üldiselt ebastabiilsed. Mõned neist ühenditest, näiteks need, mis on stabiliseeritud molekulisiseste vesiniksidemetega, on stabiilsed. Alkoholid võivad sisaldada CHO ja CO, COOH, CN.
Vedel raketikütus
http://allfuel.ru/c915.html Raketikütus on aine, mis läbib keemilisi, tuuma- või termoelektrilisi reaktsioone. Vedel raketikütus koosneb kütustest, nagu petrooleum, vedel VESINIK või HÜDRASIIN (N 2 H 4), mis reageerivad oksüdeeriva ainega, näiteks vedela HAPNIKUGA. Tahke raketikütus sisaldab kütust ja oksüdeerijat pulbrina. Tuumaraketikütuse koostis sisaldab URAANI ja PLUTONIUMI. Ioonraketikütuste hulka kuuluvad metallist tseesium, mis keetmisel vabastab ioonid elektrivälja, mis kiirendab need suure kiiruseni.
Eetrid
Eeterlikud õlid on taimsetest materjalidest (destilleerimise, ekstraheerimise, pressimise teel) eraldatud vedelate lõhnavate lenduvate ainete segu. Enamik eeterlikke õlisid lahustuvad hästi bensiinis, eetris, lipiidides ja rasvõlides, vahades ja muudes lipofiilsetes ainetes ning vees väga halvasti. Eeterlike õlide lahustuvus alkoholis sõltub suuresti selle kangusest (vee juuresolekul väheneb märgatavalt). Eetrid on orgaanilised ained valemiga R-O-R1, kus R ja R1 on süsivesinikradikaalid. Siiski tuleb arvestada, et selline rühm võib kuuluda muudesse ühendite funktsionaalrühmadesse, mis ei ole lihtsad eetrid. Estrid on karboksüül- või mineraalhapetest saadud orgaanilised ühendid, milles happefunktsiooni hüdroksüülrühm -OH on asendatud alkoholijäägiga.
emulsioonid
http://allfuel.ru/c917.html Emulsioonid on dispergeeritud süsteemid, milles dispersioonikeskkond ja dispergeeritud faas on vedelas olekus. Emulsioonid on tavaliselt jämedad süsteemid. Emulsioonid on mikroheterogeensed süsteemid, mis koosnevad kahest praktiliselt üksteisest lahustumatust vedelikust, mis on molekulide olemuselt üksteisest väga erinevad.
Sünteetilised kütused
http://allfuel.ru/c918.html Sünteetiline vedelkütus – sünteetiliselt saadud põlevad vedelikud, mida kasutatakse sisepõlemismootorites. Sünteetilised vedelkütused sünteesitakse maagaasidest ja kivisöest toodetud CO ja CO 2 segust; protsess viiakse läbi kõrgendatud temperatuuril ja rõhul ning katalüsaatorite - Ni, Co, Fe jne juuresolekul (Fischeri ja Tropschi meetod). Olenevalt protsessi tingimustest saadakse tulemuseks C. kaev. t sisaldab erinevas koguses parafiinseid ja olefiinseid süsivesinikke, enamasti normaalse struktuuriga.
Naftakütused
http://allfuel.ru/c1859.html Nafta on spetsiifilise lõhnaga põlev õline vedelik, mis on levinud Maa settekihis, mis on kõige olulisem maavara. Tekib koos gaasiliste süsivesinikega, tavaliselt sügavamal kui 1,2-2 km. Maapinna lähedal muudetakse nafta paksuks maltaks, pooltahkeks asfaldiks jne. Nafta koosneb erinevatest süsivesinikest (alkaanid, tsükloalkaanid, areenid – aromaatsed süsivesinikud – ja nende hübriidid) ning ühenditest, mis sisaldavad lisaks süsinikule ja vesinikule ka heteroaatomeid - hapnik, väävel ja lämmastik. Õli värvus on väga erinev (helepruunist peaaegu värvitu kuni tumepruunini, peaaegu mustani) ja tiheduse poolest - väga heledast (0,65-0,70 g/cm3) kuni väga raskeni (0,98-1,05 g/cm3). Märkimisväärsel sügavusel maardlates asuv reservuaariõli on erineval määral küllastunud gaasiliste süsivesinikega. Ka õli keemiline koostis on mitmekesine. Seetõttu saab õli keskmisest koostisest ehk "keskmisest" õlist rääkida vaid tinglikult. Kõige vähem kõigub elementaarkoostis: 82,5-87% C; 11,5-14,5% N; 0,05-0,35, harva kuni 0,7% O; 0,001-5,3% S; 0,001-1,8% N. Ülekaalus on madala väävlisisaldusega õlid (alla 0,5% S), kuid umbes 1/3 kogu maailmas toodetud õlist sisaldab üle 1% S.
Gaasiline.
Gaaskütus jaguneb looduslikuks ja tehislikuks ning on põlevate ja mittepõlevate gaaside segu, mis sisaldab veidi veeauru ning mõnikord ka tolmu ja tõrva. Gaaskütuse kogust väljendatakse tavatingimustes kuupmeetrites ja koostist väljendatakse mahuprotsentides. Kütuse koostise all mõistame selle kuiva gaasilise osa koostist. Levinuim gaaskütus on maagaas, millel on kõrge kütteväärtus. Maagaaside aluseks on metaan, mille sisaldus gaasis on 76,7-98%. Teisi gaasilisi süsivesinike ühendeid on gaasis 0,1–4,5%.Süttivate gaaside hulka kuuluvad: vesinik H 2, metaan CH 4, muud süsivesinike ühendid CmHn, vesiniksulfiid H 2 S ja mittesüttivad gaasid, süsinikdioksiid CO 2, hapnik O 2, lämmastik N 2 ja väike kogus veeauru H 2 O. Indeksid m ja n C ja H juures iseloomustavad erinevate süsivesinike ühendeid, näiteks metaani puhul CH 4 m \u003d 1 ja n \u003d 4, etaan C 2 H 6 m \u003d 2 ja n = 6 jne.
Propaan
Propaan on veeldatud naftagaas (transporditakse rõhu all 10-15 atmosfääri). Metaan on maagaas (autos rõhu all 200-250 atmosfääri). Selle rõhu erinevuse tõttu vajavad need kaks kütust erinevaid silindreid. Propaani jaoks piisab metallist silindrist seinapaksusega 4-5 mm ja metaani jaoks on vaja palju paksemaid silindreid. See seab piirangu metaani kasutamisele sõiduautodes. Metaan vajab tugevaid silindreid, mis suudavad sellist survet taluda. Silindrite kaalu kergendamiseks on need valmistatud metall-plastikust.
butaan
http://allfuel.ru/c894.html Butaan ehk butüülvesinik, C 4 H 10 - kõige lihtsam küllastunud süsivesinik, millest alates lubavad tänapäeva teooriad ilmneda isomeeria ehk kahe või enama keemilise modifikatsiooni olemasolu, mille protsentuaalne koostis ja osakeste suurus on samad, jaotus osakese moodustavatest elementaaraatomitest erinevad. Valemi C 4 H 10 puhul võib olla kaks isomeeri: tavaline butaan või dietüül, CH 3 CH 2 . CH2CH3 ja isobutaan või trimetüülmetaan CH(CH3)3. Moodustub kuiva metallilise tsingi toimel etüüljodiidile C 2 H 5 J; see on gaas, mis tugeval jahutamisel kergesti kondenseerub vedelikuks, mis keeb temperatuuril 1°; see reageerib aeglaselt klooriga. Selle olemasolu on näidatud Ameerika õlis. Isobutaan saadi tsingi toimel tertsiaarsele butüüljodiidile JC(CH3)3 vee juuresolekul, kusjuures jood asendati vesinikuga; gaas, mida on raske kondenseeruda -17 °C juures keevaks vedelikuks, reageerib väga kergesti klooriga, moodustades sellega tertsiaarse butüülkloriidi ClC (CH3).
metaan
http://allfuel.ru/c895.html Metaan CH4 on värvitu ja lõhnatu gaas, õhust peaaegu kaks korda kergem. Looduses moodustub see lagunemise tulemusena ilma taime- ja loomaorganismide jäänuste õhu juurdepääsuta. Seetõttu võib seda leida näiteks soistes veehoidlates, söekaevandustes. Metaani leidub märkimisväärses koguses maagaasis, mida kasutatakse tänapäeval laialdaselt kütusena igapäevaelus ja tööstuses.
Maagaas
Maagaas on gaaside segu, mis moodustub maa sooltes orgaanilise aine anaeroobse lagunemise käigus. Viitab mineraalidele. Seda seostatakse sageli naftatootmises gaasiga. Maagaasid koosnevad metaanist, etaanist, propaanist ja butaanist, mõnikord sisaldavad madalal temperatuuril keevate vedelate süsivesinike lisandeid - pentaani, heksaani jne; need sisaldavad ka süsihappegaasi, lämmastikku, vesiniksulfiidi ja inertgaase.
Söekihi metaan
http://allfuel.ru/c897.html Söekihi metaani leidub kivisütt sisaldavates maardlates. Söekihi metaan tekib biokeemiliste ja füüsikaliste protsesside tulemusena taimse materjali kivisöeks muutumisel. Põhjustab plahvatusi söekaevandustes. Söekihi metaan on kivisöest puhtam ja tõhusam kütus. Seda saab kaevandada nii iseseisva mineraalina kui ka kõrvalsaadusena, mis saadakse kaevanduste degaseerimisel enne söekaevandamist. Kaevanduse degaseerimise protsessis mängib metaani tootmise maksumus teisejärgulist rolli. Venemaa kaevandustes kasutatavad degaseerimisvahendid eraldavad 20–30% eralduva metaani kogumahust.
põletatud gaas
http://allfuel.ru/c898.html Põletatud gaas on põlevgaas, mis vabaneb kivisöekaevandustes, harvemini soola-, metallimaagi- ja väävlikaevandustes. Rg on värvitu, õhust kergem, kuna koosneb peamiselt metaanist, sisaldab ka lämmastikku, neooni, argooni, vesinikku, süsihappegaasi, jälgi etaanist, propaanist, etüleenist ja muudest süsivesinikest. Tekib maavarades orgaaniliste ainete lagunemise tulemusena mikroorganismide, kuumuse, rõhu ja mõnikord ka kiirguse mõjul.
Rabagaas
http://allfuel.ru/c899.html Rabagaas on väga nõrga lõhnaga värvitu gaas, kõige lihtsam süsivesinik, mis tekib seisvas vees taimejäänuste lagunemisel. Tekib kiudude ja muude taimejääkide käärimisel rabasemetes ilma õhu juurdepääsuta bakterite mõjul. Sisaldab metaani CH4 ning vähesel määral N2 ja CO2.
Biogaas
http://allfuel.ru/c900.html Biogaas on gaas, mis tekib biomassi metaankääritamisel. Biomassi lagunemine komponentideks toimub 3 tüüpi bakterite mõjul. Toiduahelas toituvad järgnevad bakterid eelmiste jääkainetest. Esimene tüüp on hüdrolüütilised bakterid, teine hapet moodustav, kolmas metaani moodustav. Biogaasi tootmisel ei osale mitte ainult metanogeenide klassi bakterid, vaid kõik kolm liiki. Biogaas on gaaside segu, milles domineerivad metaan (55-65%) ja süsihappegaas (35-45%). Biogaas tekib sõnniku, põhu ja muude orgaaniliste jäätmete anaeroobsel lagunemisel. Energiaallikana saadakse biogaasi spetsiaalsetes käitistes (metaanimahutites), milles kääritatakse põllu- ja loomakasvatussaaduste jääkide, sõnniku, väljaheidete jms biomassi.
Prügilagaas
http://allfuel.ru/c901.html Prügilagaas on gaas, mis tekib orgaaniliste olmejäätmete anaeroobsel lagunemisel. Jäätmete lagunemine toimub kahe suurde perekonda kuuluvate bakterite mõjul: asidogeenid ja metanogeenid. Asidogeenid toodavad jäätmete esmast lagunemist lenduvateks rasvhapeteks, metanogeenid töötlevad lenduvad rasvhapped metaaniks CH4 ja süsinikdioksiidiks CO2. Selle tulemusena koosneb maastikugaas ligikaudu 50% metaanist CH4, 50% CO2-st, sealhulgas vähesel määral H3S-st ja orgaanilisest ainest.
Metaanhüdraat
http://allfuel.ru/c902.html Metaanhüdraat on vee ja metaani kristalne klatraatstruktuur. Metaanhüdraadi põhjaliku uuringu asjakohasus tuleneb asjaolust, et see on looduses laialt levinud ja seda peetakse paljulubavaks kütuseallikaks. Mõnede hinnangute kohaselt suudavad maailma metaanhüdraadi varud anda kaks korda rohkem energiat, kui on võimalik saada fossiilkütustest.
Vesinik
http://allfuel.ru/c903.html Vesinik on värvitu, lõhnatu ja maitsetu gaas, välimuselt sarnane õhuga. Seda märkas esmakordselt Paracelsus 16. sajandi esimesel poolel; kuid ainult Lemery eristas 17. sajandi lõpus vesinikku tavalisest õhust, näidates selle süttivust. Cavendish uuris seda ainet üksikasjalikumalt eelmisel sajandil. See on kõige kergem gaas: üks liiter vesinikku, 0° ja 760 mm juures. surve, kaalub 0,089538 gr. laiuskraadil 45° ja merepinnal. Tihedus õhu suhtes on 0,06949, st vesinik on õhust peaaegu 141/2 korda kergem; tänu sellele hoitakse seda mõnda aega anumas avatud kurguga allapoole ja lendab anuma normaalasendisse viimisel väga kiiresti minema.
Suru maagaas (CNG)
Surumaagaas CNG on praktiliselt puhas metaan. Seda transporditakse magistraalgaasitorustike kaudu ning seda kasutatakse soojus- ja elektrijaamades, tööstusettevõtetes, aga ka kodumajapidamises. Metaan voolab läbi torujuhtme rõhuga 50–70 atm. Ja seda tarnitakse korteritesse madala rõhu all, mis on veidi kõrgem kui atmosfäärirõhk.
Tahkekütuse gaasistamistooted
http://allfuel.ru/c905.html Kütuste gaasistamine, tahkete või vedelate kütuste muundamine põlevateks gaasideks mittetäieliku oksüdeerimise teel õhuga (hapnik, veeaur) kõrgel temperatuuril. Gaasistamisel saadakse kütust peamiselt põlevatest saadustest (süsinikmonooksiid ja vesinik) Gaasistada saab mis tahes kütust: fossiilne kivisüsi, turvas, kütteõli, koks, puit jm.. Kütuse gaasistamine toimub gaasigeneraatorites; tekkivaid gaase nimetatakse generaatorgaasideks. Neid kasutatakse kütusena metallurgia-, keraamika-, klaasahjudes, kodumajapidamises kasutatavates gaasiseadmetes, sisepõlemismootorites jne. Lisaks on need tooraineks vesiniku, ammoniaagi, metanooli, tehisliku vedelkütuse jms tootmiseks.
Segud
Gaaskütus on põlevate ja mittesüttivate gaaside segu. Põlev osa koosneb küllastunud (?CnH3n+2) ja küllastumata (?CnH3n) süsivesinikest, vesinikust H2, süsinikmonooksiidist CO ja vesiniksulfiidist (H2S). Mittesüttivate elementide hulka kuuluvad lämmastik (N2), süsinikdioksiid (CO2) ja hapnik (O2). Looduslike ja tehisgaaskütuste koostised on erinevad. Maagaasi iseloomustab suur metaani (CH4) sisaldus, aga ka väike kogus muid süsivesinikke: etaan (C2H6), propaan (C3H8), butaan (C4H20), etüleen (C2H4) ja propüleen (C3H6). Tehisgaasides ulatub põlevate komponentide (vesinik ja süsinikmonooksiid) sisaldus 25-45%, ballastis on ülekaalus lämmastik ja süsinikdioksiid - 55-75%.
Ebatüüpilised kütused
Raketikütus - aine või ainete kombinatsioon, mis on raketimootori energiaallikaks ja töövedelikuks. Raketikütus peab vastama järgmistele põhinõuetele: olema kõrge eriimpulssiga, suure tihedusega, töötingimustes nõutava komponentide agregatsiooni olekuga, olema stabiilne, ohutu käsitseda, mittetoksiline, ühilduma konstruktsioonimaterjalidega, omama toorainet, jne. Tuumakütus, mida kasutatakse tuumareaktorites tuuma lõhustumise ahelreaktsiooni läbiviimiseks. On ainult üks looduslik tuumkütus – uraan, mis sisaldab lõhustuvaid 235U tuumasid, mis säilitavad ahelreaktsiooni (tuumakütus) jne. "toored" 238U tuumad, mis on võimelised püüdma neutroneid, muutuvad uuteks lõhustuvateks 239U tuumadeks, mida looduses sekundaarse kütusena ei eksisteeri.
Tuumakütus
http://allfuel.ru/c919.html Tuumakütus - URAANI ja PLUUTO erinevad keemilised ja füüsikalised vormid, mida kasutatakse TUUMREAKTORIDES. Vedelkütuseid kasutatakse homogeensetes reaktorites; heterogeensetes reaktorites kasutatakse erinevat tüüpi kütust – puhtaid metalle ja sulameid, aga ka oksiide ja karbiide. Tuumakütus peab tingimata olema kõrge soojusjuhtivusega, vastupidav kiirguskahjustustele ja olema tootmiseks kättesaadav. Kasutatakse energia tootmiseks tuumareaktoris. Tavaliselt on see ainete (materjalide) segu, mis sisaldab lõhustuvaid tuumasid (näiteks 239Pu, 235U). Mõnikord nimetatakse tuumakütust ka tuumakütuseks.
Fusioonkütus
Fusioonkütus – on seotud ülikõrgetel temperatuuridel toimuvate tuumareaktsioonidega. Termotuuma paigaldus. Termotuumarelvad. termotuumakütus. Termotuumareaktsioon (kergete elementide aatomituumade ühinemisreaktsioon, mis toimub ülikõrgetel temperatuuridel ja millega kaasneb tohutu energia vabanemine. Termotuumareaktsioon on kergete aatomituumade liitreaktsioon (sulandumine) raskemateks tuumadeks, mis toimub ülikõrgetel temperatuuridel ja millega kaasneb tohutul hulgal energiat vabastades.
Raketikütus
http://allfuel.ru/c921.html Raketikütus – aine, kombinatsioon või ainete segu, mida kasutatakse laia konstruktsiooni ja tööpõhimõttega rakettmootorites reaktiivlennukite tõukejõu ja raketi kiirenduse saavutamiseks. Raketikütuse mõistel on praegu väga lai tõlgendus, kuna raketitehnoloogia arenedes ja erinevatel põhimõtetel põhinevate raketimootorite arendamisel on tekkinud uued võimalused töökehade kiirendamiseks. Näiteks tuumarakettmootor, ioonne jne. Seetõttu ei kajasta raketikütuse kui teatud tüüpi põleva vedeliku ja oksüdeerija kontseptsioon kogu võimalikku raketikütuste valikut, alates keemilisest ühe- ja kahekomponendilisest kuni tuuma- ja oksüdeerijani. termotuumaenergia, samuti antiaine kasutamine. Raketikütus jaguneb erinevatesse rühmadesse, tüüpidesse ja tüüpidesse ning sama jaotus toimub ka üksikute raketikütuste liikide puhul.
5. Arenguväljavaated. Biokütused.
Maailmas räägitakse üha enam vajadusest asendada nafta, kivisüsi ja gaas biokütustega. Kajad jõuavad juba Venemaale, kus aga vähesed mõistavad, millega tegelikult tegu. Ajakirjandusest võib vahel leida lugusid imelistest ainetest, mis ei saasta üldse keskkonda ning on tõhusamad kui bensiin, petrooleum ja diislikütus.
Tegelikult pole biokütustes midagi põhimõtteliselt uut. Biokütuseid on kasutatud tuhandeid aastaid ning paljude jaoks on need jäänud ainsaks soojuse ja toiduvalmistamise allikaks. Küttepuit oli ja jääb peamiseks biokütuseks ning nende keskkonnasõbralikkus pole sugugi ilmne – pidage meeles kontrollimatut metsaraadamist. Kuid praegu tähendab sõna "biokütused" harva küttepuid. Reeglina räägime rohkem kõrgtehnoloogilistest toodetest, mis on saadud põllumajanduskultuuridest või taimse ja loomse tooraine töötlemise jäätmetest. Taastuvusega on neil kõik korras, kahjulike heitmetega on olukord veidi keerulisem. Pooldajad väidavad, et biokütused on vähem saastavad, samas kui vastased väidavad, et biokütuste põletamisel saadakse samad tooted kui fossiilkütuste põletamisel.
Tõde, nagu tavaliselt, on keskel. Tõepoolest, mõlema kütuse põlemisel tekib peamiselt süsinikdioksiid, vesi ja mitmed lisandid, millest paljud on kahjulikud: süsinikoksiid, lämmastikoksiidid, süsivesinikud jne. Suurimat tähelepanu pööratakse tavaliselt heitgaaside kahjulikele komponentidele ja kasvuhooneefekti ühele süüdlasele - süsihappegaasile.
Biokütuste üks peamisi eeliseid on kasvuhoonegaaside heitkoguste vähendamine. See aga ei tähenda, et biokütuste põletamisel tekiks vähem süsihappegaasi (kuigi see on võimalik). Biokütuste põletamisel suunatakse atmosfääri tagasi süsinik, mille taimed varem neelasid, mistõttu planeedi süsinikubilanss jääb muutumatuks. Fossiilsed kütused on hoopis teine asi: nende koostises olev süsinik on maakera sisemuses püsinud miljoneid aastaid. Atmosfääri sattudes süsihappegaasi kontsentratsioon tõuseb.
Kahjulike heitkoguste poolest edestavad biokütused mõnevõrra naftakütuseid. Enamik uuringuid näitavad, et biokütused vähendavad süsinikmonooksiidi ja süsivesinike heitkoguseid. Lisaks ei sisalda biokütused praktiliselt väävlit. Samal ajal suureneb mõnevõrra lämmastikoksiidide emissioon, lisaks satuvad paljude biokütuste mittetäieliku põlemise korral atmosfääri aldehüüdid. Kuid üldiselt ületavad biokütused kahjulike heitmete taseme poolest naftakütuseid.
Saadaval on mitut tüüpi biomassi kütuseid. See on biogaas – metaan, mis saadakse orgaaniliste jääkide (näiteks sõnniku) lagundamisel bakterite toimel, ja tahked kütused, kuid kõige enam räägitakse autode biokütustest: etanoolist ja "biodiislist".
Veelgi enam, kui võtta praegune naftabarreli hind (umbes 100 dollarit), siis avanevad alternatiivsete kütuste tootmiseks kasutamata võimalused, mis seni olid kõrge hinna tõttu lihtsalt kahjumlikud. Naftahinna enam kui kahekordistumine viimase kolme aasta jooksul ühel või teisel viisil pidi "tooma" kasumlikuks mitmed projektid, mis olid varem paremate aegadeni seisma jäänud.
Õli ei ole ainus tooraine meie auto mootori kõrge oktaanarvuga orgaanilise aine saamiseks. Muidugi ei saa autole tuulikut külge panna, nii nagu tuuma- või termotuumareaktorit; Automootori energiaallikana töötamiseks mõeldud akud, mida on viimasel ajal oluliselt täiustatud töömahu poolest, ei paku siiani veel ideaalset lahendust.
Kuna loodus, mis talletab tuleviku tarbeks fossiilseid orgaanilisi aineid, ei näinud ette inimhõimu suurt hulka ja selle ahnust, peab inimkond pöörama pilgu ümberringi kasvavale orgaanikale ja iseseisvalt leidma viise, kuidas sellest kütust luua. improviseeritud ja võimalusel taastuvad allikad.
Lähituleviku loogiline väljapääs on otsida alternatiivseid meetodeid kõrge oktaanarvuga orgaanilise aine sünteesiks, kasutamata kahanevaid fossiilseid ressursse. Selliseid meetodeid on palju, üks populaarsemaid suhteliselt madala tootmishinna tõttu on alkoholi tootmine taastuvate loodusressursside abil ehk teisisõnu aiast saadavast biomassist. Sel viisil saadud alkoholi saab puhtal kujul paaki valada, täiendava kokkuhoiu huvides võib seda segada õlidestillatsiooniproduktidega. Kõik oleks hästi, kuid sobiva kliimaga kohti, kus saab maisi ja nisu piirituskütuseks destilleerimiseks piisava tasuvusega kasvatada, on piiratud arv.
Tegelikult on vetikad samad orgaanilised ained, mis sobivad suurepäraselt biodiislikütuse saamiseks, välja arvatud see, et nad annavad suurepärase biomassi saagi haritavate alade ruutmeetri kohta – erinevalt "maa" taimedest; ei sisalda väävlit ja muid mürgiseid aineid - erinevalt õlist; lõpuks laguneb see suurepäraselt mikroorganismide poolt ja, mis kõige tähtsam, annab suure protsendi kasutusvalmis kütust: teatud tüüpi vetikate puhul - kuni 50% algsest massist!
6. Alkoholide kasutamine kütusena.
Alkoholide kasutamine automootorite kütusena pole ammu uus asi. Esimeste sisepõlemismootorite arendajad ei pööranud alkoholimootoritele vähem tähelepanu kui bensiinimootoritele. Alkoholidel on kõrge oktaanarv – üle 100 ühiku, kuid madalam põlemissoojus võrreldes naftakütustega (kütuse põletamisel eraldub vähem energiat, võimsus langeb ja kütusekulu suureneb).
Suuremahulise õlitootmise alustamine muutis alkoholi kasutamise mootorikütusena kahjumlikuks. Alkoholkütustest on saanud nišitoode: näiteks kiirtee mootorrataste mootorid ja paljud sportkardid sõidavad metüülalkoholiga. Alkohoolne autokütus on üsna populaarne Brasiilias, kus pole suuri naftavarusid, kuid seal on ideaalsed tingimused suhkruroo kasvatamiseks ja sellest odava alkoholi tootmiseks.
Lisaks etanoolile ja metanoolile tehakse ettepanek kasutada mootorikütustena ka teisi alkohole. BP ja Du Pont panustavad butanoolile.
Suurimat tähelepanu pööratakse nüüd etüülalkoholile. Teadus-, tehnika- ja majandusuudiste voogudes ilmuvad peaaegu iga päev teateid uute tehaste ehitamise plaanidest. USA-s suhkruroog ei kasva, seega peaks mais olema peamine bioetanooli allikas. „Põldude kuningannaga” asi siiski ei piirdu: kasutada on plaanis kõik – kartulist ja nisust kuni erinevate orgaaniliste jäätmeteni. Mitmed riigid plaanivad bioetanooli eksportida USA-sse ja teistesse alkoholikütusele üleminekust huvitatud riikidesse. Brasiilia kavatseb aastaks 2025 asendada kuni 10% maailma bensiinitarbimisest rooalkoholiga.
Bensiinimootorid ei sobi üldiselt alkoholikütuseks, kuigi konstruktsioonimuudatused nende alkoholiks muutmiseks on minimaalsed. Sageli on võimalik piirduda alkoholikindlate materjalide kasutamisega ja veekondensaadi eraldamiseks vajalike elementide paigaldamisega. Praegu toodavad paljud juhtivad autotootjad universaalseid mootoreid, mis võivad töötada bensiini, alkoholi või nende segudega. Kui kasutatakse bensiini ja väikese koguse alkoholi (kuni 10%) segusid, sobib kütus tavaliselt tavaliste bensiinimootorite jaoks.
Just segakütused on praegu maailma kõige kirglikumad. Etanooli-bensiini segud on tavaliselt märgistatud tähega E (etanooli puhul) ja numbriga, mis näitab alkoholisisalduse protsenti. Kõige tavalisem kütus on E10 ehk 10% etanooli sisaldav gasohol. Seda kasutatakse laialdaselt Taanis, Tais ja teistes riikides. USA-s on E10 kütus populaarsust kogumas seoses jõustunud piirangutega estrite kasutamisele bensiinis.
Järeldus.
Vaatamata suurele kütuste mitmekesisusele on nafta, maagaas ja kivisüsi peamised energiaallikad. Asjade seisu 100 aastat tagasi kajastas Mendelejev. Esimesed kaks fossiilkütust saavad lähiajal otsa. Naftakütused on transpordimugavuse tõttu eriti väärtuslikud sõidukite (peamiste energiatarbijate) jaoks, mistõttu praegu on käimas uuringud kivisöe kasutamise kohta vedelkütuste, sealhulgas mootorikütuste tootmiseks. Tuumkütuse varud on samuti tohutud, kuid selle kasutamine seab kõrged ohutusnõuded, suured kulud kütuse ja sellega seotud materjalide ettevalmistamiseks, käitamiseks ja kõrvaldamiseks.
Fossiilkütuste tarbimine maailmas on ligikaudu 12 miljardit tonni kütuseekvivalenti. aastal. Maailma energia BP statistilise ülevaate kohaselt oli fossiilkütuste tarbimine:
45% - nafta, 25% - gaas (looduslik), 16% - kivisüsi, 14% - tuumakütus
40% - nafta, 27% - gaas (looduslik), 26% - kivisüsi, 8% - tuumakütus
Euroopa Liidus (EL-15) - 1396 miljonit tonni naftaekvivalenti (2,1 miljardit tce)
USA-s - 2235 miljonit tonni naftaekvivalenti (3,4 miljardit tonni kütuseekvivalenti)
Taastuvate energiaallikate osakaal energiabilanssides
Euroopa – 5%
Ligikaudsete hinnangute kohaselt on Venemaa energiatarbimine 1,3 miljardit tonni kütuseekvivalenti. aastal.
6% - tuumakütus
4% - taastuvad allikad
Viimase 20 aasta jooksul on maailma energiatarbimine kasvanud 30% (ja see kasv tõenäoliselt jätkub Aasia piirkonna kiiresti arenevate riikide kasvava nõudluse tõttu). Arenenud riikides on samal perioodil oluliselt muutunud tarbimise struktuur – osa kivisöest on asendunud keskkonnasõbralikuma gaasiga (Euroopa ja eelkõige Venemaa, kus gaasi osakaal tarbimises oli kuni 40%), ja tuumaenergia osakaal kasvas 4%-lt 10%-le.
Funktsioon ja liiki risk." Lõpetanud õpilane: Shalabina A.A. ... materjalide, toorainete ülekulutamise tagajärjel, kütust, energia, samuti ... madala distsipliini tarnete, katkestuste eest kütust ja elekter; füüsiline ja vaimne...
Kütus energiaressursside struktuuris
Kursusetööd >> FüüsikaJa pruunsöed on kõige levinumad tüübid kütust mis tagavad energiasektori jätkusuutliku arengu. 2. ... hapniku- ja lämmastikusisaldus. Teine oluline iseloomulik kütust- selle soojusvõimsus, mis on hinnatud maksimaalse ...
STAVROPOLI PIIRKONNA HARIDUS- JA NOORTEPOLIITIKA MINISTEERIUM
Riigieelarveline kutseõppeasutus "Stavropoli Ehituskolledž"
Individuaalne projekt
akadeemilise distsipliini järgi
KEEMIA
Teemal: SÜSIVESIINIKKÜTUS, SELLE LIIGID JA EESMÄRK
Teostatud):
Cherednik
Valentin Andrejevitš
eriala
08.02.08
Seadmete ja gaasivarustussüsteemide paigaldamine ja käitamine
rühma number
ST-152
Õpetaja:
Poberežnaja Jelena Gennadievna
Stavropol, 2016
Sisu
Sissejuhatus.
Süsivesinikkütus, selle liigid ja tähendus:
1. Vedelad naftakütused.
2. Süsivesinikud põlevad gaasid.
Järeldus.
Kasutatud kirjanduse loetelu.
Eesmärk:
Miks ma selle teema valisin?
Valisin selle teema, kuna tahtsin kütusetüüpide ja nende kasutamise kohta rohkem teada saada.
Ka igapäevaelus kasutan süsivesinikest valmistatud esemeid - markantseim näide on plast, aga süsivesinikest saadakse ka kütust, mis loomulikult mõjutab seda, kui töötlemise ja kaevandamise hinnad tõusevad, lahe riikide odavaim nafta, sest seal saab ikka purskkaevu viisil kaevandada! Venemaal on hinnad kindlasti kõrgemad, kuna meil on arenguks keerulised kliimatingimused. Ja ka Venemaa ei varusta maailmaturgu mitte naftast saadud toodetega, vaid tooraine endaga, nii et me sõltume hindadest, kuna peaaegu kogu nafta eksporditakse ja me ostame endale bensiini teistest riikidest.
Hiljuti näib rühm Briti teadlasi leidnud viisi, kuidas "õlinõelalt" maha saada.Teadlased on välja töötanud tehnoloogia kõige tavalisema atmosfääriõhu komponentidest kütuse saamiseks. Lisaks vähendab tehnoloogia süsinikdioksiidi heitkoguste taset atmosfääri.
Üsna sageli pakutakse alternatiive süsivesinikkütustele. Aga kui me räägime sõidukitest, siis seni on tööstuslikus ulatuses saanud vaid kaks autode energiaallikat - elekter ja vesinik (täpsemalt vesinikku kasutavad kütuseelemendid).
Briti teadlased ettevõttest Air Fuel Synthesis (AFS) Kirde-Inglismaalt Stockton-on-Teesist on välja pakkunud oma alternatiivi. RIA Novosti andis viitega kohalikule meediale, et ettevõte suutis toota 5 liitrit kütust, mis oli sünteesitud atmosfääri süsihappegaasist ja veeaurust.
"Võtsime õhust süsihappegaasi ja veest vesiniku ning muutsime need elemendid kütuseks. Keegi pole seda varem teinud ei meie riigis ega minu teada välismaal. Vedelik näeb välja ja lõhnab nagu bensiin, kuid see on palju puhtam toode kui naftast saadud bensiin," ütles tegevjuht Peter Harrison.
Avastust demonstreeriti Londoni Mehaanikainstituudi teadusringkondadele. Teadaolevalt vajab seni kütuse õhust ammutamise protsess riigi elektrivõrgust elektrit. Tulevikus plaanivad teadlased selle üle kanda taastuvatele allikatele.
Veelgi enam, järgmise kahe aasta jooksul loodab AFS ehitada tehase sellise kütuse tootmiseks. Esialgsete arvutuste kohaselt suudab ettevõte toota ühe tonni kütust päevas.
"See kõik kõlab liiga hästi, et olla tõsi, kuid see on tõsi... Protsess kasutab tuntud komponente, kuid hämmastav on see, et nad suutsid kogu protsessi kokku viia ja näidata, et see võib tuua tulemusi," lisas osakonnajuhataja Energeetika ja keskkonna Masinaehituse Instituut Tim Fox.
Sissejuhatus
Süsivesinikkütus on keerulise koostisega vedelik, mis koosneb suurest hulgast üksikutest süsivesinikest. Sellisel vedelikul ei ole kindlat keemistemperatuuri, keemisprotsess toimub teatud temperatuurivahemikus. Fraktsioonilise koostise iseloomulikeks punktideks peetakse tavaliselt keemistemperatuuri algpunkti, keemistemperatuuri 10, 50, 90% kütuse mahust ja lõplikku keemispunkti.
Süsivesinikkütustel on võime absorbeerida õhust vett ja...
