Виды топлива. Порох По́рох многокомпонентная твёрдая взрывчатая смесь, способная к закономерному горению параллельными слоями без доступа кислорода извне. - презентация

1 Виды топлива

2 Порох По́рох многокомпонентная твёрдая взрывчатая смесь, способная к закономерному горению параллельными слоями без доступа кислорода извне с образованием главным образом газообразных продуктов, используемых для метания снарядов, движения ракет и в других целях. Горение параллельными слоями, не переходящее во взрыв, обусловливается передачей тепла от слоя к слою и достигается изготовлением достаточно монолитных пороховых элементов, лишённых трещин. Поскольку возможность проникновения продуктов горения внутрь вещества исключена, горение пороха устойчиво при больших внешних давлениях. Горение параллельными слоями позволяет регулировать скорость газообразования. Газообразование пороха зависит от величины поверхности заряда и скорости его горения.

3 История пороха Первым представителем пороха и взрывчатых веществ был дымный порох механическая смесь калиевой селитры, угля и серы, обычно в соотношении 75:15:10. Существует устойчивое мнение, что подобные составы появились ещё в древности и применялись главным образом в качестве зажигательных и разрушительных средств. Однако материальных или надёжных документальных подтверждений этого не найдено. В природе месторождения селитры встречаются редко, а калиевая селитра, необходимая для изготовления достаточно стабильных составов, не встречается вообще. Изготовление калиевой селитры требует разработанных технологических приёмов, которые появились лишь с развитием химии в XVXVI веках. Изготовление углеродных материалов с высокоразвитой удельной поверхностью типа древесных углей также требует развитой технологии, появившейся лишь с развитием металлургии железа. Наиболее вероятным является использование различных природных селитросодержащих смесей с органикой, обладающих свойствами, присущими пиротехническим составам. Одним из изобретателей пороха принято считать монаха Бертольда Шварца. Метательное свойство дымного пороха было открыто значительно позже и послужило толчком к развитию огнестрельного оружия. В Европе (в том числе и на Руси) известен с XIII века; до середины XIX века оставался единственным взрывчатым веществом бризантного действия и до конца XIX века метательным средством. С изобретением нитроцеллюлозных порохов, а затем и индивидуальных мощных взрывчатых веществ, дымный порох в значительной мере утратил своё значение. Дальнейшее совершенствование порохов ведётся в направлении создания новых рецептур, порохов специального назначения и улучшения их основных характеристик.

4 Торф Торф (нем. Torf) горючее полезное ископаемое; образовано скоплением остатков растений, подвергшихся неполному разложению в условиях болот. Для болота характерно отложение на поверхности почвы неполно разложившегося органического вещества, превращающегося в дальнейшем в торф. Слой торфа в болотах не менее 30 см, (если меньше, то это заболоченные земли). Содержит 5060 % углерода. Теплота сгорания (максимальная) 24 МДж/кг. Используется комплексно как топливо, удобрение, теплоизоляционный материал и др. По разным оценкам в мире от 250 до 500 млрд т. торфа (в пересчете на 40 % влажность), он покрывает около 3 % площади суши. При этом в северном полушарии торфа больше чем в южном, заторфованность растёт при движении к северу и при этом возрастает доля верховых торфяников. Так, в Германии торфа занимают 4,8 %, в Швеции 14 %, в Финляндии 30,6 %. В России, лидирующей по запасам торфа, доля занятых им земель достигает 12,5 % в Вологодской обл. и 31,8 % в Томской области (Васюганские болота). Также большие запасы торфа имеются в Индонезии, Канаде, Ирландии, Великобритании, ряде штатов США.

5 Торф с древних времен привлекал внимание человека. Упоминания о торфе как «возгораемой земле», которой западноевропейцы пользовались для нагревания еды, случаются еще в трудах римского историка Плиния Старшего (I ст. н. е.). В странах Западной Европы добыча и использование торфа широко развивались в XIIXVIII столетиях. В России торфяное топливо впервые по достоинству оценил Петр I, который в 1696 году отдал приказ добывать торф в Воронеже и искать его в окрестностях Азова, «как в местах бездровних». Постепенно торф стали использовать в качестве торфяного кокса, а также при выработке осветительного газа. Начало промышленного производства торфяного полукокса и смолы пришлось на конец XIX начало ХХ столетия. Сегодня торф используют в сельском хозяйстве и животноводстве, медицине, биохимии и энергетике. Развитие современных производственных технологий позволяет получать очень плодородные грунты для выращивания пищевых растений, удобрения, стимуляторы роста растений, изоляционные и упаковочные материалы, активный уголь, графит и тому подобное. Мировым лидером по добыче торфа является Финляндия. Кроме того, широко распространена добыча торфа в Беларуси, Ирландии, Швеции, Канаде, Латвии, России. Около 70% мирового объема производимого торфа используется в сельском хозяйстве, а около 30 % (35-40 млн.тонн) идет на топливо. Применение торфа

6 Дрова Дрова́ куски дерева, предназначенные для сжигания в печи, камине, топке или костре для получения тепла и света. Большая часть дров имеет форму поле́на. Технология изготовления поленьев проста: стволы деревьев и толстые ветки пилят на отрезки длиной 40-60см. (чурки) и затем раскалывают топором в продольном направлении на более мелкие части с площадью торца до 100см2. Для колки часто используется специальный топор-колун, лезвие которого имеет форму клина с углом примерно в 30°. Правильная стойка во время колки дров - ноги шире плеч. Это предотвратит от травмы в случае промаха, неудачного удара или поломки топора. Самыми «жаркими» считаются дрова из березы, самыми «холодными» из осины.

7 Бурый уголь Бурый уголь (лигнит) твердый ископаемый уголь, образовавшийся из торфа, содержит 6570 % углерода, имеет бурый цвет, наиболее молодой из ископаемых углей. Используется как местное топливо, а также как химическое сырье. Бурый уголь является в виде плотной, землистой, деревянистой или волокнистой углистой массы с бурой чертой, со значительным содержанием летучих битуминозных веществ. В нем часто хорошо сохранилась растительная древесная структура; излом раковистый, землистый или деревянный; цвет бурый или смоляно-черный; легко горит коптящим пламенем, выделяя неприятный своеобразный запах гари; при обработке едким кали дает темно-бурую жидкость. При сухой перегонке образует аммиак, свободный или связанный с уксусной кислотой. Удельный вес 0,51,5. Средний химический состав, за вычетом золы: 5077% (в среднем 63%) углерода, 2637% (в среднем 32%) кислорода, 35% водорода и 02% азота.

8 Как топливо, бурый уголь употребляется значительно меньше, чем каменный уголь. В последнее время стали добывать из бурого угля светильный газ. Сухой перегонкой из многих бурых углей, в особенности так называемых "Schwehlkohle" Саксонии и Силезии, добываются парафин, карболовая кислота, креозот и тому подобные продукты. Буроугольный деготь, в отличие от каменноугольного, в качестве красящего вещества не годится. Некоторые плотные разновидности легко полируются и годны для токарных поделок; еще в древности этим пользовались, а в новейшее время у Уитби (Whitby) в Англии возникла даже целая промышленность на буром угле; из него под званием "Jet" (Jayet) приготовляют пуговицы, браслеты, четки и т. п. траурные предметы украшения; от искусственного (каучукового) "джета" этот отличается очень небольшим удельным весом. бурый уголь распространен в особенности в северогерманской низменности, в северной Богемии, между Теплицем и Эгером, в Альпах, Венгрии, Зибенбюргене и так далее. В России бурый уголь известен в третичных образованиях западной и юго-западной ее частей: в Прибалтийских губерниях, Польше, в Гродненской, Киевской, Волынской, Херсонской губерниях; в мезозойских отложениях бурый уголь находится у нас в Оренбургской губернии, Киргизских степях, на Мангышлаке, на Кавказе (известное Тквибульское месторождение по Риони в Имеретии), в Крыму ("гагат"), Туркестане, Сибири. Использование бурого угля

9 Каменный уголь Каменный уголь осадочная порода, представляющая собой продукт глубокого разложения остатков растений (древовидных папоротников, хвощей и плаунов, а также первых голосеменных растений). Большинство залежей каменного угля было образовано в палеозое, преимущественно в каменноугольном периоде, примерно миллионов лет тому назад. По химическому составу каменный уголь представляет смесь высокомолекулярных полициклических ароматических соединений с высокой массовой долей углерода, а также воды и летучих веществ с небольшими количествами минеральных примесей, при сжигании угля образующих золу. Ископаемые угли отличаются друг от друга соотношением слагающих их компонентов, что определяет их теплоту сгорания. Ряд органических соединений, входящие в состав каменного угля, обладает канцерогенными свойствами.

10 Мазут Мазу́т (возможно, от арабского мазхулат отбросы), жидкий продукт темно-коричневого цвета, остаток после выделения из нефти или продуктов ее вторичной переработки бензиновых, керосиновых и газойлевых фракций, выкипающих до °С. Мазуты применяются в качестве топлива для паровых котлов, котельных установок и промышленных печей. Выход мазута составляет около 50 % по массе в расчете на исходную нефть. В связи с необходимостью углубления ее дальнейшей переработки мазут во все большем масштабе подвергают дальнейшей переработке, отгоняя под вакуумом дистилляты выкипающие в пределах , , и °С. Вакуумные дистилляты применяют как сырье для получения моторных топлив и дистиллятных смазочных масел. Остаток вакуумной перегонки мазута используют для переработки на установках термического крекинга и коксования, в производстве остаточных смазочных масел и гудрона, затем перерабатываемого на битум. Основные потребители мазута промышленность и жилищно- коммунальное хозяйство.

11 Дизельное топливо Ди́зельное то́пливо жидкий продукт, использующийся как топливо в дизельном двигателе. Обычно под этим термином понимают топливо, получающееся из керосиново-газойлевых фракций прямой перегонки нефти. Основной показатель дизельного топлива это цетановое число (Л-45). Основные потребители дизельного топлива железнодорожный транспорт, грузовой автотранспорт и сельскохозяйственная техника. Различают так называемое зимнее и летнее дизельное топливо. Альтернативой дизельному топливу является биодизель и эмульгированное дизельное топливо.

12 Нефть Нефть (греч. ναφθα, или через тур. neft, от персидск. нефт; восходит к аккадскому напатум вспыхивать, воспламеняться) горючая маслянистая жидкость, являющаяся смесью углеводородов, красно-коричневого, иногда почти чёрного цвета, хотя иногда встречается и слабо окрашенная в жёлто-зелёный цвет и даже бесцветная нефть, имеет специфический запах, распространена в осадочной оболочке Земли; одно из наиважнейших для человечества полезных ископаемых. Нефть образуется вместе с газообразными углеводородами обычно на глубине более 1,22 км; залегает на глубинах от десятков метров до 56 км. Однако на глубинах св. 4,55 км преобладают газовые и газоконденсатные залежи с незначительным количеством лёгких фракций. Максимальное число залежей нефти располагается на глубине 13 км. Вблизи земной поверхности нефть преобразуется в густую мальту, полутвёрдый асфальт и др. например, битуминозные пески и битумы. Нефть жидкость от светло-коричневого (почти бесцветная) до тёмно-бурого (почти черного) цвета (хотя бывают экземпляры даже изумрудно-зелёной нефти). Средняя молекулярная масса г/моль (редко ). Плотность 0,651,05 (обычно 0,820,95) г/см³; нефть, плотность которой ниже 0,83, называется лёгкой, 0,8310,860 средней, выше 0,860 тяжёлой.

13 Нефть занимает ведущее место в мировом топливно-энергетическом балансе: доля ее в общем потреблении энергоресурсов составляет 48 %. В перспективе эта доля будет уменьшаться вследствие возрастания применения атомной и иных видов энергии, а также увеличения стоимости добычи. О первой находке нефти в России было сообщено 2 января 1703 года в русской газете «Ведомости». Однако в течение XVIII века разработка нефтяных месторождений являлась убыточной из-за крайне узкого практического применения продукта. После территориальных приобретений в районе Баку в начале XIX века основным нефтяным районом России стал Кавказ. После изобретения керосиновой лампы в 1853 году спрос на нефть возрос многократно. В конце XIX века в нефтедобывающую отрасль были допущены иностранцы и, в частности, Ротшильд и Рокфеллер. Войны и революционные события в России ввергли нефтедобычу в кризис. Только в 1920-е годы стало возможным говорить о восстановлении отрасли. В годы Советской власти были освоены огромные месторождения Поволжья, Тимано-Печоры и Западной Сибири. После распада Советского Союза государственные предприятия были акционированы, и значительная их часть перешла в частные руки. Согласно данным Госкомстата РФ в 2007 году добыто 491 млн тонн нефти, что на 2,1 % больше, чем в 2006 году (480 млн). По данным 2006 года 46 % от общей добычи нефти (219,6 млн тонн) реализовано (переработано) на внутреннем рынке. По данным ФТС России, включая данные по Республике Беларусь, экспортировано 248,4 млн тонн нефти (51,2 %). Нефть является главной статьёй российского экспорта. По данным Федеральной таможенной службы в 2005 из России было вывезено 233,1 млн тонн нефти на 79,2 млрд долл., что составляет около 32 % российского экспорта. Необходимость поставки нефти на экспорт, чтобы иметь возможность импортировать продукцию сектора массового потребления, является заблуждением, пришедшим из 1990-х годов. Даже если бы Россия вообще не поставляла нефть на экспорт в 2005 году, торговый баланс России был бы в профиците на 46 млрд долл. (36,8 % импорта России). Добычей нефти занимаются несколько нефтяных компаний, крупнейшими из которых по результатам 2007 года являются ОАО «Роснефть», ОАО «Лукойл» и ОАО «ТНК-BP».

14 Бензин Бензин смесь лёгких углеводородов с температурой кипения от 30 до 200 °C. Плотность около 0,7 г/см³. Теплотворная способность примерно ккал/кг. Горючая жидкость. Получается путём перегонки нефти, гидрокрекингом и, при необходимости дальнейшей ароматизации каталитическим крекингом и риформингом. Для специальных бензинов характерна дополнительная очистка от нежелательных компонентов и смешение с полезными добавками. Бензин применяется как топливо для карбюраторных и инжекторных двигателей, высокоимпульсное ракетное топливо (Синтин), при производстве парафина, как растворитель, как горючий материал. Особенно распространён бензин-растворитель для лакокрасочной промышленности Уайт-спирит. Топливные бензины подразделяются на автомобильные (А) и авиационные (Б). В России применяются следующие марки автомобильных бензинов: АИ-80 (А-76) («стандарт») АИ-92 («регуляр») АИ-93 («регуляр») АИ-95 («премиум») АИ-98 («супер»)

15 Керосин Кероси́н (англ. kerosene от греч. κηρός воск) смеси углеводородов (от C12 до C15), выкипающие в интервале температур °С, горючая жидкость, получаемая путём перегонки или ректификации нефти. Промышленное производство керосина впервые было начато в России в 1823 братьями Дубиниными в районе Моздока (300 тонн/год; прежнее торговое название «фотоген»). В XIX веке из продуктов перегонки нефти использовали только керосин (для освещения), а получавшийся бензин и другие нефтепродукты имели крайне ограниченное применение. Например, бензин применялся в аптекарских и ветеринарных целях, а также в качестве бытового растворителя, и поэтому большие его запасы нефтепромышленники попросту выжигали в ямах или сливали в водоёмы. В 1911 году керосин навсегда уступил бензину своё лидирующее положение на мировом рынке нефтепродуктов из-за распространения двигателей внутреннего сгорания и электрического освещения. Вновь значение керосина начало возрастать только с 1950-х, ввиду развития реактивной и турбовинтовой авиации, для которой именно этот вид нефтепродуктов (авиакеросин) оказался практически идеальным топливом. Керосин применяют как реактивное топливо, горючий компонент жидкого ракетного топлива, горючее при обжиге стеклянных и фарфоровых изделий, для бытовых нагревательных и осветительных приборов, в аппаратах для резки металлов, как растворитель (например для нанесения пестицидов), сырьё для нефтеперерабатывающей промышленности. Керосин может использоваться как топливо для дизельных двигателей.

16 Водоро́д первый элемент периодической системы элементов. Широко распространён в природе. Простое вещество водород H2 лёгкий бесцветный газ. В смеси с воздухом или кислородом горюч и взрывоопасен. Нетоксичен. Растворим в этаноле и ряде металлов: железе, никеле, палладии, платине. Лавуазье дал водороду название hydrogène (от др.-греч. δωρ «вода» и γενναω «рождаю») «рождающий воду». Русское наименование «водород» предложил химик М. Ф. Соловьев в 1824 году. др.-греч. Водород используют в качестве ракетного топлива. Когда-нибудь водород, возможно, будут широко применять как топливо для легковых и грузовых автомобилей. Водородные двигатели не загрязняют окружающей среды и выделяют только водяной пар (однако, само получение водорода приводит к некоторому загрязнению окружающей среды). Водород

17 Горючие сланцы Горючий сланец полезное ископаемое из группы твёрдых каустобиолитов, дающее при сухой перегонке значительное количество смолы (близкой по составу к нефти). Сланец образовался 450 миллионов лет тому назад на дне моря из растительных и животных остатков. Горючий сланец состоят из преобладающей минеральной (кальциты, доломит, гидрослюды, монтмориллонит, каолинит, полевые шпаты, кварц, пирит и др.) и органических частей (кероген), последняя составляет 1030 % от массы породы и только в сланцах самого высокого качества достигает 5070 %. Органическая часть является био- и геохимически преобразованным веществом простейших водорослей, сохранившим клеточное строение (талломоальгинит) или потерявшим его (коллоальгинит); в виде примеси в органической части присутствуют измененные остатки высших растений (витринит, фюзенит, липоидинит). Используют как местное топливо, сырье для получения жидких топлив, вяжущих строительных материалов, сырье для получения битумов, масел, фенолов, бензола, толуола, ксилолов, нафтолов, ихтиола и др

18 Спирты Спирт все шире применяется в качестве добавки к топливу. Добавка в топливо от 5 до 10 % спирта не требует переналадки двигателя. Применение спирта дает множество преимуществ.

19 Пропан Пропа́н газ, представитель класса алканов. Содержится в природном газе, образуется при крекинге нефтепродуктов. Пропан используется в качестве топлива и в производстве мономеров для производства полипропилена. Является исходным сырьём для производства растворителей.

20 Бутан Бутан – бесцветный горючий газ, без запаха (ниже 0 градусов или при повышенном давлении при обычных условиях - легколетучая жидкость). Растворимость в воде – 6.1 мг в 100 мл воды (для н-бутана, при 20 °C, может образовывать азеотропное соединение с водой при температуре около 100°С и давлении 10 атм. Бутан применяется в смеси с пропаном в зажигалках (газ там находится при повышенном давлении), в газовых баллонах. Это свойство основано на лёгкой сжижаемости газа при повышенном давлении и обычной температуре.

21 Метан Мета́н простейший углеводород, бесцветный газ без запаха, химическая формула CH4. Малорастворим в воде, легче воздуха. При использовании в быту, промышленности в метан обычно добавляют одоранты со специфическим «запахом газа». Сырьё для получения многих ценных продуктов химической промышленности метанола, формальдегида, ацетилена, сероуглерода, хлороформа, синильной кислоты, сажи. Для получения водяного газа. Применяется как топливо.

22 Природный газ сегодня широко используется в химической промышленности как исходное сырьё. Также применяется в качестве горючего, для отопления жилых домов, как топливо для машин, электростанций и др. В XIX в. природный газ использовался в первых светофорах и для освещения (применялись газовые лампы). Природный газ