1. Направления, масштабы и перспективы использования органического топлива.

Суммарное потребление органического топлива определяется потребностями отраслей народного хозяйства и коммунально-бытовых потребителей. Основными компонентами общего энергопотребления P могут служить: электропотребление E , теплопотребление Q и топливопотребление B . Все составляющие энергопотребления принято выражать в единицах массы топлива (условного). Таким образом, P = E + Q + B . Рассматривая равенство (10), нужно помнить, что компоненты E и Q так же, как и B , определяют величину органического и ядерного топливопотребления (возобновляемые источники энергии сегодня обеспечивают покрытие лишь незначительной части величины P ). Об экономически оправданном соотношении компонентов суммарного энергопотребления P существуют разные мнения, однако очевидно, что темпы роста электропотребления сегодня опережают рост тепло- и топливопотребления , Такое положение объясняется ростом электроемкости E /Ф основных фондов промышленности. И хотя усложнение промышленного производства постоянно изменяет структуру энергопотребления как в отдельных отраслях, так и в целом в промышленности, практически всегда соблюдаются условия. Представление об изменении суммарного мирового энергопотребления Р может быть составлено из рис. 2. По прогнозам, уровень суммарного энергопотребления к 2000 г. достигнет 20... ...30 млрд т топлива (условного).

2. Классификация газообразных топлив.

Для газоснабжения городов и промышленных предприятий в настоящее время широко применяют природные газы. Их добывают из недр земли. Они представляют собой смесь различных углеводородов метанового ряда. Природные газы не содержат водорода, окиси углерода и кислорода. Содержание азота и углекислого газа обычно бывает невысоким. ёГазы некоторых месторождений содержат в небольших количествах сероводород. Природные газы можно подразделить на три группы. Газы, добываемые из чисто газовых месторождений. Они в основном состоят из метана и являются тощими или сухими. Тяжелых углеводородов (от пропана и выше) сухие газы содержат менее 50 г/м3. Газы, которые выделяются из скважин нефтяных месторождений совместно с нефтью, часто называют попутными. Помимо метана они содержат значительное количество более тяжелых углеводородов (обычно выше 150 г/м3) и являются жирными газами. Жирные газы представляют собой смесь сухого газа, пропан-бутановой фракции и газового бензина.

Газы, которые добывают из конденсатных месторождений, состоят из смеси сухого газа и паров конденсата, который выпадает при снижении давления (процесс обратной конденсации). Пары конденсата представляют собой смесь паров тяжелых углеводородов, содержащих С5 и выше (бензина, лигроина, керосина). Сухие газы легче воздуха, а жирные легче или тяжелее в зависимости от содержания тяжелых углеводородов . На газобензиновых заводах из попутных газов выделяют газовый бензин и пропан - бутановую фракцию, которую используют для газоснабжения городов в виде сжиженного газа. При термической переработке твердых топлив в зависимости от способа переработки получают газы сухой перегонки и генераторные газы. Как те, так и другие в настоящее время весьма редко применяют для газоснабжения городов и промышленности. Сухая перегонка твердого топлива представляет собой процесс его термического разложения, протекающий без доступа воздуха. При сухой перегонке топливо проходит ряд стадий физико-химических преобразований, в результате которых оно разлагается на газ, смолу и коксовый остаток.

Характер преобразований, претерпеваемых топливом, определяется его природой и температурой процесса. Сухую перегонку топлива, происходящую при высоких температурах (900—1100°С), называют коксованием, в результате которого получают кокс и коксовый. Примерный состав коксового газа, %: Н2 – 59; СН4 – 24; СnНm – 2; СО –

8; CO2 – 2,4; O2 – 0,6; N2 — 4. Газификация – процесс термохимической переработки топлива. В результате реакции углерода топлива с кислородом и водяным паром образуются горючие газы: окись углерода и водород. Одновременно с процессом газификации протекает частичная сухая перегонка топлива. Продуктами газификации топлива являются горючий газ, зола и шлаки. Аппараты, в которых осуществляют газификацию топлива, называют газогенераторами. При подаче в газогенератор паровоздушной смеси получают генера торный газ, называемый смешанным, примерный состав которого следующий, %: H2 – 14; CH4 – 1; CO – 28; CO2 – 6; O2 – 0,2; H2S – 0,2; N2 – 50,6. Водяной газ получают путем периодической продувки газогенератора воздухом и паром. При подаче воздуха слой топлива аккумулирует тепло, выделяющееся при частичном его сгорании, а при поступлении водяного пара последний взаимодействует с углеродом, используя аккумулированное тепло и образуя водяной газ. Горючими компонентами будут являться водород и окись углерода. Уголь можно газифицировать под землей. В этом случае получается газ подземной газификации. Газ подземной газификации, вырабатываемый в настоящее время, имеет невысокую теплоту сгорания, его используют как местное энергетическое топливо.