по курсу «История развития нефтегазового дела» Тема: «Горение и топливо» (стр. 2 из 3)
 |
| Схема строения и температуры пламени: |
Если при горении свечи фитиль ее не будет сам равномерно сгорать и станет больше, чем это нужно для нормального горения свечи, то жидкого парафина станет подниматься по нему больше, в пламени накопится так много частиц угля, что они не смогут удержаться в нем и вместе с углекислым газом и парами воды, образующимися при горении, полетят в виде сажи. «Свеча коптит»,— скажем мы. Чтобы сделать пламя не коптящим, нужно уменьшить приток поступающего снизу жидкого парафина, для чего следует укоротить фитиль. Подобное явление мы наблюдаем и при горении керосина в керосиновой лампе.
Пламя зажженного примуса, широко бытовавшего у нас до конца 1950-х гг., в отличие от пламени керосинки несветящееся и светло-синее, хотя и в керосиновой лампе, и в примусе сгорает одно и то же вещество — керосин. Объясняется это тем, что в примусе керосин поступает для сгорания через отверстие в капсуле горелки тонкой струей, которая с силой ударяет о нижнюю поверхность металлического кружка горелки и при этом разбивается на мелкие капельки, распыляется. Кислород воздуха окружает каждую мельчайшую капельку. Горение идет быстро, и угольные частицы не накапливаются в пламени.
Не всегда светимость пламени зависит от присутствия в нем частиц угля. Например, пламя горящего фосфора очень яркое, пламя горящего магния ослепительно, но угольных частиц в пламени этих веществ, конечно, нет. В данных случаях светимость пламени зависит от присутствия в нем раскаленных частиц других веществ: в пламени фосфора – раскаленных частиц фосфорного ангидрида, а в пламени магния – частиц оксида магния.
Несветящееся пламя можно сделать светящимся, если в него ввести частицы твердых веществ. Если, например, в бледное пламя водорода вдувать известковую пыль, то пламя становится ярким и светящимся за счет раскаленных частиц извести. До широкого распространения электрического освещения для получения яркого света в пламя керосиновых или спиртовых ламп помещали хлопчатобумажные колпачки, пропитанные различными солями, которые при накаливании излучали яркий белый свет.
Познакомимся теперь с важнейшими видами топлива и приемами его сжигания.
С древнейших времен и до наших дней человек использует в качестве топлива дрова. Наша страна очень богата древесиной. Огромные лесные массивы простираются на севере европейской части России; дремучая тайга покрывает средний и северный Урал и на тысячи километров простирается на восток в Сибири. Но дрова — экономически весьма невыгодное топливо.
Дерево — ценный строительный и поделочный материал, важное сырье для химической отрасли промышленности. Путем химической переработки из него получают древесный и винный спирт, уксусную кислоту, дубильные вещества для выделки кож, лекарства, искусственный шелк, фото- и кинопленку и много других ценных продуктов. Большое количество древесины идет на производство бумаги, картона и т. п. Сжигать дерево в топках печей и лишаться при этом всех этих веществ явно невыгодно.
 |
| Теплотворные свойства топлива |
Значительно больше используется как топливо каменный уголь. Наша страна богата и этим видом топлива: по запасам его мы занимаем первое место среди всех стран мира.
Каменный уголь образовался из остатков деревьев, произраставших десятки и сотни миллионов лет назад. Климат в то время был значительно теплее, и мощная древесная растительность покрывала огромные заболоченные пространства на Земле.
Самый древний уголь – антрацит. Углерода в нем до 96,5%. От других видов ископаемых углей антрацит отличается своим стеклянным блеском. При горении антрацит не образует пламени и дает больше тепла, чем иные угли. Другой вид ископаемых углей – каменный уголь. Он уступает по возрасту антрациту. Процесс разложения при образовании каменного угля не дошел до конца, и потому в нем еще содержатся вещества, которые при нагревании дают горючие пары и газы. При горении его поэтому образуется пламя, хотя и небольшое. Самый молодой ископаемый уголь – бурый. В нем еще больше неразложившихся веществ, а количество углерода в горючей массе около 55–70%. Его легко отличить от других углей по бурому цвету. Относится он к длиннопламенным углям.
Хотя мы и обладаем огромными природными запасами всех видов ископаемых углей и добыча их с каждым годом растет, потребление и этого вида топлива все же уменьшается. Причиной этого, во-первых, является, то, что каменный уголь в очень большом количестве расходуется в производстве металлов из руд: металлургическая отрасль промышленности требует огромного количества кокса. Во-вторых, ископаемые угли, особенно каменный и бурый, при химической переработке дают очень много ценных продуктов, необходимых для производства удобрений, пластических масс, красителей, лекарств, взрывчатых веществ и многих других.
К каменному углю близок по своему происхождению торф, образующийся при разложении без доступа воздуха болотной растительности. Добыча, сушка и прессование торфа в брикеты производится обычно с помощью машин. Торф – местное топливо: он не перевозится далеко от мест добычи, а потребляется близлежащими фабриками, заводами, электростанциями и др.
Самое большое значение как топливо в нашей стране в настоящее время имеют нефть и природные газы. Но добытая из земли нефть не используется в сыром виде как топливо, а сперва поступает на нефтеперерабатывающие заводы. Здесь из нее получают различные нефтепродукты — бензин, керосин, мазут, смазочные масла и др. Бензин используется в двигателях внутреннего сгорания, приводящих в действие авто- и авиатранспорт. Используются в качестве топлива и другие нефтепродукты в тракторах, топках на заводах и фабриках, пароходах и т.д.
Природный газ наряду с нефтью является в настоящее время также важнейшим топливом. Он образовался в процессе превращения древесных пород древних эпох в каменный уголь. Образуясь же в земных недрах при разложении растительных остатков, газ не находил себе выхода и накапливался среди горных пород. Десятки и сотни миллионов лет находился он под землей, пока человек не проделал сверху скважину и не дал ему выхода. Мест подземного скопления газа у нас много.
Образование нефти из животных и растительных остатков также сопровождалось выделением газов, и потому из скважин всегда вместе с нефтью выходят газы, которые называют попутными. Эти газы – прекрасное топливо, дающее много тепла, но, кроме того, они служат и ценнейшим сырьем в химической отрасли промышленности. Около 80% добываемого газа используется как сырье на химических заводах для получения пластмасс, каучука, искусственного волокна, красителей и многих других веществ.
Мы остановились на важнейших видах топлива. Как видим, все, кроме дерева, представляют собой продукты разложения остатков организмов, некогда населявших Землю, и являются ископаемыми видами топлива.