Традиционные источники энергии

К таковым относятся невозобновляемые источники энергии, которые использовались преимущественно в прошлом. Эти источники энергии включают уголь, природный газ и нефть, а в последнее время уран. Ядерное деление урана мы обсуждали в гл. 1. В гл. 18 мы подробно обсудим использование нефти и природного газа. Поэтому в данном разделе мы ограничимся рассмотрением применения угля.

Рис. 5.19. Различные источники энергии.

 

Уголь является древнейшим источником энергии, с которым знакомо человечество. Он представляет собой минерал (рис. 5.20), который образовался из растительного вещества в процессе метаморфизма. Метаморфическими называются горные породы, состав которых подвергся изменениям в условиях высоких давлений, а также высоких температур (см. разд. 13.3). Продуктом первой стадии в процессе образования угля является торф, который представляет собой разложившееся органическое вещество. Уголь образуется из торфа после того, как он покрывается осадочными породами. Эти осадочные породы называются перегруженными. Перегруженные осадки уменьшают содержание влаги в торфе.

 

Рис. 5.20. Вариант молекулярной модели низкосортного угля. Уголь представляет собой сложную смесь химических веществ, в состав которых входят углерод, водород и кислород, а также небольшие количества азота, серы и примеси других элементов. Кроме того, в состав угля в зависимости от его сорта входит различное количество влаги и различных минералов.

В классификации углей используются три критерия: чистота (определяется относительным содержанием углерода в процентах); тип (определяется составом исходного растительного вещества); сортность (зависит от степени метаморфизма).

 

Типичный шахтерский поселок в районе угольных шахт в штате Бихар (Индия). Уголь является одним из важнейших источников энергии для человечества.

Таблица 5.16. Содержание углерода в некоторых видах топлива и их теплотворная способность

Топливо

Содержание углерода, %

Теплотворная способность, кДж/кг

Дрова

50,0

19 800

Торф

59,9

18 700

Лигнит

61,8

20 900-25 600

Бурый уголь

69,5

27 200

Каменный уголь

78,7

32 100

Антрацит

91,0

32 600

Самыми низкосортными видами ископаемых углей являются бурый уголь и лигнит (табл. 5.16). Они ближе всего к торфу и характеризуются сравнительно низким содержанием углерода и высоким содержанием влаги. Каменный уголь характеризуется меньшим содержанием влаги и широко используется в промышленности. Самый сухой и твердый сорт угля-это антрацит. Его используют для отопления жилищ и приготовления пищи.

В последнее время благодаря техническим достижениям становится все более экономичной газификация угля. Продукты газификации угля включают моноксид углерода, диоксид углерода, водород, метан и азот. Они используются в качестве газообразного горючего либо как сырье для получения различных химических продуктов и удобрений.

Антрацит, которым нередко пользуются для отопления жилищ, обладает высокой теплотворной способностью.

 

Оглавление: