Горива

Горива, по дефиницији, представљају материје које служе првенствено за добијање енергије

Међутим, представљају и важне сировине хемијске индустрије

Основна карактеристика је комплексно енергетско-хемијско искориштење

Да би нека материја могла да се употреби као гориво, мора да испуњава следеће услове:

1. Мора бити присутна у природи у довољној количини

2. Мора поседовати одређену брзину сагоревања

3. Мора бити доступна за експлоатацију и релативно јефтина

4. Да се у нормалним условима манипулације лако складишти

5. Тачка топљења не сме бити ни прениска ни превисока (зашто?)

6. Продукти сагоревања морају бити еколошки прихватљиви

Састав и својства горива

Горива се састоје од:

C+H+O+N+S+P+W = 100 %

Сагорљиви (органски) део

Несагорљиви (неоргански)

део

угљеник

водоник

Минералне материје (пепео)

азот

кисеониксумпор

Угљеник

Основна сагорљива материја

Слободан или везан са водом

Садржај од 50-95 % у директној вези са квалитетом горива и енергетском вредношћу

Водоник

Слободан или везан у облику воде

Садржај од 2-15 %

Сагоревањем ослобађа највише енергије

Сумпор

Као слободан и у облику сулфида (H₂S) чини

сагорљиви део горива

У облику сулфата (Н₂SO₄) улази у несагорљиви део горива

Кисеоник

Најчешће је везан у облику воде па је непожељан састојак горива

Кисеоник подржава горење, али НЕ ГОРИ!!!!!

Азот

Азот не гори и не подржава горење и зато је непожељан састојак горива

Минералне материје (пепео)

Минералне материје чине силикати, карбонати, фосфати и сулфати, најчешће гвожђа, калијума и натријума

Настају сагоревањем једињења поменутих метала који улазе у састав горива и тако чине пепео

Влага

Може бити:(на површини)

(у капиларама)

(улази у састав молекула једињења)

Влага и пепео су баластне материје, снижавају топлотну моћ горива и непожељни су у гориву!

Топлотна моћ горива

Зависи од врсте и састава горива

Постоји:

:-количина топлоте која се ослободи потпуним сагоревањем јединице масе или запремине горива

:-количина топлоте која се ослободи сагоревањем јединице масе или запремине горива од које се одузима количина топлоте потребна за испаравање воде

То је реална и променљива величина и одређује квалитет горива

Подела горива

Према пореклу горива се деле на:

(експлоатишу се у изворном облику)

(настају хемијским или механичким трансформацијама природних горива)

Према агрегатном стању деле се на:

(угаљ, дрво)

(нафта)

(земни гас)

Према намени деле се на:(материје богате угљеником, на

нашој планети предстаљају основни енергетски извор)

(запаљиве смеше или једињења богата кисеоником (најчешће перхлорати) користе се за погон ракетних мотора

(посебна горива за сагоревање у нуклеарним електранама, израђују се у облику “таблета” на бази уранијума или његовог оксида)

Чврста горива

Представљају материје биљног порекла као што су дрво, влакнасте биљке и они чине примарна чврста горива

Током дугог периода под дејством температуре, притиска, од биљног материјала настају секундарна чврста горива-различите врсте угљева

Дрво

Употреба дрвета као горива се све више ограничава

Захваљујући његовој употреби као сировини за, пре свега дрвно-прерађивачку индустрију, а затим за добијање различитих производа хемијске индустрије (ацетон, метанол, сирћетна киселина) дрво као огревно гориво се користи у мањој мери

дрвета добијају се метанол, сирћетна киселина и ацетон

Дрво се загрева без присуства ваздуха и разлаже на дрвени угаљ, испарљиве производе и метанол, ацетон и сирћетну киселину

Сирћетна киселина одваја се помоћу креча као калцијумова со, а ацетон и метанол се раздвајају дестилацијом

Подела дрвета као огревног горива врши се на основу садржаја цепаница (комади дрвета дужи од 1 m) у прву, другу и трећу класу

Угаљ

Представља секундарно чврсто гориво

То је минерал богат угљеником, а настао је лаганим угљенисањем (карбонизацијом) биљака без присуства ваздуха

Овај процес тече полако, под високим притиском, без много топлоте

Током процеса карбонизације долази до губитка водоника у облику метана и кисеоника у облику угљен-диоксида, а остатак биљног материјала постаје

Процес карбонизације започео је пре 300 милиона година у време необично бујне биљне вегетације

Процесом карбонизације повећава се садржај угљеника, тиме расте и квалитет горива тј.његова енергетска вредност

Што је угаљ “старији” богатији је угљеником, има јачу енергетску вредност и квалитетнији је

У зависности од степена угљенисања угљеви се деле на:

Тресет

Представља сагорљиву материју на прелазу из дрвета у угаљ

Садржи велику количину влаге, сагоревањем даје приличну количину пепела па има малу топлотну моћ

Због великог садржаја влаге, мора се пре употребе сушити

Тресет

Лигнит

Представља најмлађи врсту угља

Садржи велики проценат влаге, и до 50 % која се сушењем може смањити до 15-20 %

У зависности од садржаја влаге јесте и његова топлотна моћ

Најзаступљенија је врста угља у нашој земљи (Косово, Костолац, Колубара)

Лигнит

Мрки угаљ

Спада у угљеве средњег степена угљенисања

Садржај угљеника је преко 60 %, а влаге од 10-25 %

Може бити меки (садржи остатке биљног материјала са очуваном структуром ћелије) па је трошан и земљасте структуре, и тврди (без остатака биљног материјала) може бити сјајан и мат

Мрки угаљ

Камени угаљ

Представља најстарије чврсто гориво

Садржи највећи проценат угљеника од 75-96 %, тако да има велику топлотну моћ

Садржај влаге је од 3-5 %, а пепела од 5-10 %

Камени угаљ

Антрацит

Представља угаљ са највећом количином угљеника, око 96 % и садржајем испарљивих остатака од 4-10 %

Поседује велику тврдоћу и компактног је састава

Има велику топлотну моћ, користи се за сагоревање у пећима и котловима

Антрацит

Модификовани угљеви

Настају механичком и хемијском трансформацијом природних угљева

Механичка трансформација подразумева компактност асортимана (формирање брикета од угљене прашине или уситњавање крупнијих комада угља)

Хемијска трансформација се најчешће одвија ткз.сувом дестилацијом

Врсте модификованих угљева су:

Ћумур

Настаје сувом дестилацијом дрвета

Квалитет зависи од температуре на којој се врши дестилација и дужине трајања

Сагоревањем ослобађа веома мале количине пепела па се употребљава за специјалне металуршке сврхе

Ћумур

Кокс

Добија се сувом дестилацијом каменог угља

Поред кокса као производ ове дестилације добија се и гас за осветљење

Има велику калоријску моћ и употребљава се у металургији за добијање метала

Кокс

Анимални угаљ

Постаје угљенисањем животињских остатака (костију, крви)

Одликује се великом апсорпционом моћи па се користи за уклањање боје, мириса и обојених супстанци из воде, шећерног сока и сл. У медицини се користи против тровања (активни угаљ)

Анимални угаљ

Чађ

Добија се непотпуним сагоревањем многобројних органских једињења богатих угљеником (пламен сагоревања се упери на металне плоче које се хладе водом)

Употребљава се као црна штампарска боја, за добијање туша и сл.

Садржи 99,8 % угљеника

Чађ