ТОПЛИВО

ТОПЛИВО горючие вещества, выделяющие
при сжигании значит. кол-во теплоты, к-рая используется непосредственно
в технологич. процессах или преобразуется в др. виды энергии. Для сжигания
Т. служат различные технич. устройства - топки, печи, камеры сгорания.
Существует
много горючих веществ, однако к Т. относят только те, к-рые достаточно
широко распространены в природе, причём добыча их не связана с большими
затратами, а продукты сгорания практически безвредны. Таким требованиям
отвечают вещества, осн. составная часть к-рых - углерод. К ним относятся
полезные ископаемые органич. происхождения - бурый уголь, горючие газы,
горючие сланцы, каменный уголь, нефть, торф, а также древесина и растительные
отходы (солома, лузга и др.). Исключение составляет Т. для ракетных
двигателей (см. Ракетное топливо, Металлсодержащее топливо).

В ядерной энергетике применяется понятие
ядерного Т.- вещества, ядра к-рого делятся под действием нейтронов, выделяя
при этом энергию в осн. в виде кинетич. энергии осколков деления ядер и
нейтронов (см. Ядерное топливо). Поэтому обычное химич. Т., в отличие
от ядерного, наз. органическим. Природное органич. Т.- осн. источник
теплоты, используемой человечеством (70-е гг. 20 в.). На сырье из
природного Т. почти полностью базируется нефтехимич. пром-сть (см. Основной
органический синтез), произ-во смазочных материалов и т. д. (см. Нефтепродукты).

Первоначально для получения теплоты
(огня) пользовались гл. обр. растит. Т. (дровами и т. д.).
Ископаемые Т.- уголь и нефть известны с древнейших времён, но лишь с сер.
19 в. эти виды Т. стали вытеснять менее калорийные растительные Т., что
имело большое значение для сохранения лесов (см. Охрана природы).

Свойства Т. в значит. степени определяются
их химическим составом (в % по массе). Содержащиеся в Т. химич.
элементы обозначаются соответствующими символами - С, Н, О, N, S; зола
и
вода - соответственно А и W. Влажность и зольность Т. даже в пределах одного
его сорта подвержены значит. колебаниям, поэтому для уточнения характеристик
часто используют составы Т., отнесённые не только к рабочей массе, т. е.
подаваемой в топку (обозначается индексом р), но и к сухой массе
(с), горючей (г), органической (о). Напр., обозначение
С^г-91 показывает, что горючая масса данного Т. содержит углерода
91% (по массе). Важнейшая характеристика практич. ценности Т.- теплота
сгорания. Для сравнит. расчётов используется понятие топлива условного
с
теплотой сгорания 7000 ккал/кг (29 308 кдж/кг). Качество
каменных углей характеризуется выходом летучих веществ Vв газо- или парообразное состояние при нагревании угля без доступа воздуха.
При этом образуется нелетучий остаток, по свойствам к-рого судят о спекаемости
данного угля, т. е. его пригодности для коксования. Окисляемость Т. при
обычных темп-рах определяет способы и сроки хранения Т.; при высокой окисляемое™
Т. могут самовоспламеняться. Способность Т. к самовоспламенению определяют
температурой воспламенения. Жидкие Т., кроме того, характеризуются температурой
вспышки (способностью смеси паров Т. с воздухом воспламеняться без загорания
самой жидкости). Эта характеристика имеет определяющее значение
при сжигании Т. в двигателях внутреннего сгорания. Возможность получения
высоких темп-р при сжигании Т. зависит от жаропроизводительности Т- макс. темп-ры, теоретически достигаемой при полном сгорании Т. в
воздухе, причём выделяемая теплота полностью расходуется на нагрев образующихся
продуктов сгорания. Механическая прочность твёрдого Т. имеет большое значение
при перевозках его на дальние расстояния и многократных перегрузках. При
сжигании Т. в виде пыли затрата энергии на пылеприготовление характеризуется
размолоспособностью Т. При слоевом сжигании Т. большое значение имеет также
его гранулометрический состав, т. е. содержание в Т. частиц различной крупности.
В табл. приведены осн. характеристики нек-рых Т.

Т. по агрегатному состоянию подразделяют
на твёрдые, жидкие, газообразные; по происхождению - на природные (уголь,
нефть и др.) и искусственные, получаемые в результате переработки природных
Т. Напр., качество твёрдого Т. может повышаться (без изменения его хим.
состава) брикетированием, обогащением, пылеприготовлением. Применяемый
в доменном процессе кокс изготовляют нагреванием Т. (гл. обр. каменного
угля) до 950-1050 ⁰С без доступа воздуха (см. Коксование,
Коксохимия). Из жидкого природного Т. (нефти) нефтепродукты вырабатывают
дистилляцией
(см.
Перегонка нефти), крекингом, пиролизом. Последний - один из важнейших
пром. методов получения сырья для нефтехимического синтеза.
Газообразное
искусств. Т. получают из твёрдого и жидкого газификацией топлив (см.
также Подземная газификация углей, Газы нефтепереработки). О биохимич.
переработке растит. Т. см. в и. Гидролиз растительных материалов.

При совр. уровне добычи (1975) разведанных
запасов угля хватит на тысячи лет, прогнозных запасов нефти и газа при
существующем уровне добычи - лишь на 100-150 лет, а с учётом роста темпов
добычи эти запасы могут быть исчерпаны за 50-60 лет. Ограниченность ресурсов
газа и нефти и значит. повышение их стоимости вызвали стремление к экономии
ископаемого Т. и использованию для получения энергии др. источников (см.
Теплоэнергетика,
Гелиотехника, Ядерная энергетика, Энергетический кризис).

Т. к. почти всё добываемое Т. сжигается
(лишь ок. 10% нефти и газа потребляется в виде сырья), ежегодный выброс
в атмосферу Земли веществ, образующихся при сжигании Т., достигает огромных
кол-в: золы ок. 150 млн. т, окислов серы ок. 100 млн. т,
окислов азота ок. 60 млн. т, двуокиси углерода ок. 20 млрд. т.
Для защиты окружающей среды разрабатываются различные методы улавливания
вредных веществ из продуктов сжигания, а также такие способы сжигания,
при к-рых эти вещества (окислы азота и СО) не образуются.

Лит. см. при статьях об отд.
видах Т. И. Н. Розенгауз.

А Б В Г Д Е Ё 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