Твёрдое топливо — это горючие материалы природного или искусственного происхождения, которые используют для получения тепловой энергии путём сжигания. Основной составной частью таких веществ является углерод.
Описание
Твёрдое топливо представляет собой сложное химическое соединение различных элементов. В его составе выделяют:
- Горючие компоненты — сложные органические соединения, образованные в основном пятью химическими элементами: углеродом (основной горючий элемент), водородом, серой.
- Балласт — негорючие материалы, которые при сгорании образуют сухой остаток (золу) и влагу. Влага и зола составляют внешний балласт топлива.
- Внутренний балласт — кислород и азот, которые не выделяют тепло при горении и не участвуют в реакциях горения.
Свойства твёрдого топлива во многом определяются его химическим составом — содержанием углерода, водорода, кислорода, азота и серы. Для оценки качества топлива определяют его теплотворную способность — количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании 1 кг топлива.
Виды твёрдого топлива
По происхождению твёрдое топливо подразделяют на природное (естественное) и искусственное (полученное в результате переработки природного топлива):
Природное топливо:
- Дрова, щепа, пеллеты — используются в пиролизных котлах, печах и каминах.
- Уголь (каменный, бурый, антрацит) — обладает высокой удельной теплотой сгорания.
- Торф — чаще применяется в брикетированном виде в регионах с месторождениями.
- Горючие сланцы — низкосортный местный вид энергетического топлива; при термической обработке из них можно получить ценные жидкие и газообразные продукты.
Искусственное топливо:
- Древесные и угольные брикеты (евродрова) — производятся путём прессования отходов, имеют стабильную влажность, высокую плотность и длительное время горения.
- Кокс — получают путём переработки каменного угля, используется в промышленных установках.
Применение
Твёрдое топливо используют в разных сферах, например:
- В энергетике — для получения электрической и тепловой энергии на тепловых электростанциях (ТЭС) и ТЭЦ.
- Для отопления и горячего водоснабжения — в твердотопливных котлах, печах и каминах.
- В промышленности — как сырьё для химической промышленности, металлургии, производства кокса, полукокса и других продуктов. Например, каменный уголь служит сырьём для получения искусственного графита, серы, цинка, редких металлов, лаков, красок и пластмассы.
- В ракетной технике — твёрдое ракетное топливо используют в ракетных двигателях (РДТТ).
Также из твёрдого топлива при соответствующей обработке (перегонке) можно получить более 300 различных химических соединений. Например, бурый уголь перерабатывают в бензин и керосин.
При использовании твёрдого топлива важно соблюдать нормы пожарной безопасности, организовывать хранение в сухих, вентилируемых помещениях, а также учитывать необходимость удаления золы и обслуживания оборудования.
Дрова, пеллеты и брикеты — это экологичное твердое топливо из возобновляемого растительного сырья (древесины, отходов лесозаготовок и сельского хозяйства). Все они при сгорании выделяют меньше вредных веществ, чем ископаемое топливо.
