Теория:

Подавляющее количество энергии, используемой человеком, представляет тепловую энергию. Источником тепловой энергии, которая используется в промышленности, на транспорте, в сельском хозяйстве, в быту, является топливо.
Топливо в широком смысле слова — это вещество, способное выделять энергию в ходе определённых процессов, которую можно использовать для технических целей.
Топливо активно используется людьми для получения тепла и света, то есть энергии, с тех самых пор, как человек научился пользоваться огнем. Первоначально в качестве топлива использовались дрова, а также жир рыб и животных.
 
дрова1.png
 
В процессе эволюции и развития требования к ассортименту топлива росли. Первая промышленная революция, произошедшая в \(XIX\) веке в результате перехода от древесного топлива к ископаемому угольному, полностью преобразовала аграрные страны Европы, а затем и Америку.
 
месторождение угля.png
 
Потом пришла эра электричества, открытие которого оказало огромное влияние на жизнь человечества и обусловило зарождение и рост крупнейших городов мира.
 
электростанция.png
 
Применение в качестве топлива нефти и природного газа в сочетании с развитием электроэнергетики, а затем и освоение энергии атома позволили промышленно развитым странам осуществить грандиозные преобразования, итогом которых стало формирование современного облика Земли.
 
Все используемые сегодня виды топлива подразделяются на четыре группы:
1) твердое топливо;
2) жидкое топливо;
3) газообразное топливо;
4) ядерное топливо.
 
К твердому виду топлива относят:
 
древесное.png
 
1) древесину и другие продукты растительного происхождения;
 
2) уголь с его разновидностями:
 
кам уголь.png
 
каменный уголь;
бурый уголь.png
 
бурый уголь и др.;
 
торф.png
 
3) торф;
 
сланцы.png
 
4) горючие сланцы.
 
Ископаемые твердые виды топлива (за исключением сланцев) являются продуктом разложения органической массы растений. Самый молодой из них — торф, представляющий собой плотную массу, образовавшуюся из перегнивших остатков болотных растений. Следующими по «возрасту» являются бурые угли — землистая или черная однородная масса, которая при длительном хранении на воздухе частично окисляется (выветривается) и рассыпается в порошок. Затем идут каменные угли, обладающие, как правило, повышенной прочностью и меньшей пористостью. Органическая масса наиболее старых из них, антрацитов, претерпела наибольшие изменения и на \(93\) % состоит из углерода. Антрацит отличается высокой твердостью.
Горючие сланцы представляют собой полезное ископаемое, дающее при сухой перегонке значительное количество смолы, близкой по составу к нефти.
 
Естественным жидким топливом является нефть — смесь жидких углеводородов различных молекулярных весов и групп.
 
нефть.png
 
Кроме того, в ней содержится некоторое количество жидких кислородных, сернистых и азотистых соединений.
 
Природный газ чисто газовых месторождений состоит в основном из метана (\(95-98\)% CH4).
 
природный газ.png
 
В искусственных газообразных топливах (газ доменных и коксовых печей, генераторный газ) метана содержится мало. Горючими составляющими в них является в основном водород H2 и окись углерода CO.
 
Горючая часть любого топлива содержит углерод \(C\), водород \(H\), кислород \(O\), азот \(N\) и серу \(S\). Основным элементом горючей части всех видов топлива является углерод \(C\). Кислород и азот в топливе — органические примеси. Кислород, находясь в соединении с водородом или углеродом топлива, снижает количество теплоты, выделяющейся при сгорании. Азот при сжигании топлива в атмосфере воздуха не окисляется и переходит в продукты сгорания в свободном виде. Вредная примесь топлива — сера. При сгорании серы теплоты выделяется примерно в \(3,5\) раза меньше, чем при горении углерода. Содержание серы в топливе приводит к сильной коррозии низкотемпературных поверхностей нагрева.
В топливе могут присутствовать и негорючие минеральные примеси. В газообразных топливах это углекислый газ CO2, азот N2 и водяные пары. В твердых топливах примеси состоят в основном из глины Al2O32SiO22H2O, свободного кремнезема SiO2 и железного колчедана FeS2. В горючих сланцах примеси — в основном карбонаты. В нефти негорючие примеси — это различные соли и окислы железа.