Топливо

В жизни людей произошли, без сомнения, крупнейшие изменения с открытием горения Т. и с пониманием его применений. Этим путем не только получалось орудия против хищных зверей, которые боятся огня, но и значительно расширялась область распространения людей, благодаря увеличению количества веществ, пригодных для питания, и возможности жить в местностях, не обладающих благами тропических стран. Т., как одежда и жилье, становится неизбежным предметом общей потребности и первым удалением от природной или животной простоты жизни. Т. во все века, доныне и еще долго впереди [Но едва ли вечно, потому что при умножении людей Т. начнет недоставать на все потребности. Так как оно применяется исключительно ради получения высоких температур и нагревания, которые можно получать при помощи других энергий природы (солнечного лучеиспускания, приливов, падения вод, ветра, внутренней теплоты земли и т. п.), то можно предполагать, что когда-то, в далеком будущем, люди будут в состоянии обходиться без Т., получая все виды нагревания иными способами, помимо сожигания Т. Но так как и тогда люди сохранят растительность, не только для удобства получения питательных начал, но и для правильности сохранения и распределения влаги на земной поверхности, равно как и для всей обстановки своего жилья (хотя мыслимо, что питательные вещества можно будет получить прямо из воздуха, почвы и воды, а жилища и одежду готовить из продуктов ископаемого царства), то Т. все же всегда будет у людей, даже если истощатся все ископаемые горючие материалы (торф и каменные угли), происшедшие из растений, тем более, что нефти и горючим природным газам поныне можно приписывать происхождение от углеродистых металлов (карбидов), содержащихся, по всей вероятности, в глубинах земли (см. Нефть). Однако, при современном положении вещей, когда есть еще множество нетронутых лесов и торфяников, и когда почти ежегодно открываются миллиардные запасы каменных углей (напр., у нас в Киргизской степи, около Экибастуса, в Индии, Китае, Австралии и др.), и их добыча ежегодно растет (в 1680 г. добывалось в мире около 350 милл. тонн, т. е. около 21 миллиарда пудов, а в 1900 г. получается около 700 милл. тонн, т. е. в 20 лет добыча удвоилась), а нефть также открывают во многих странах — все соображения, касающиеся возможного недостатка Т., имеют лишь характер предварительный и сводятся к улучшению и удешевлению способов добычи и перевозки.], было и будет одним из важнейших средств для обладания природою, потому что содержит в себе скрытый или химически связанный запас мировой энергии (см. Горючие материалы). Оно не только прямо служит для получения тепла и для многих производств (добывание железа и других металлов, производство глиняных, стеклянных и т. п. изделий), но косвенно составляет, с XIX в., главнейший источник для получения сил и для передвижений по воде и суше. Чтобы судить о значении Т. в среде других средств, которыми живут современные люди, приводим по Мюльгаллю (Mulhall, 1895) свод сведений о ценности всех годовых оборотов сельского хозяйства и промышленности (считая в том числе всю горную, ремесленную, фабричную и заводскую) для 6-ти крупнейших стран, на основания данных первой половины 90-х годов (1892—1894) и переводя их в миллионы рублей:

[Вообще ценность всех продуктов, получаемых в промышленности, для всех передовых стран, исключая Россию, или равняется ценности сельскохозяйственных продуктов, или их превосходит. Это показывает, что нам в промышленности еще надо догонять другие передовые страны (см. "Библиотека промышл. знаний", под ред. Д. Менделеева, т. I, часть 1, 1900 и 1901).]

Общее количество Т., потребляемого указанными странами, неизвестно, но известно, что в них в последнее время получается около 610 (а именно в России около 13, во Франции 31, Германии 128, Англии 205, Австрии 30, в Сев.-Амер. Соед. Штатах около 200) миллионов тонн (метрических) каменного угля или около 37 миллиардов пуд. Считая цену пуда на местах потребления от 10 до 20 к., получим, что один кам. уголь в этих странах обходится от 3¹/₂до 7¹/₂миллиардов руб., т. е. стоит уже около половины того, что доставляет все сельское хозяйство. Принимая же во внимание ценность древесного, торфяного, нефтяного и др. видов Т., производимого в указанных странах, можно с уверенностью утверждать, что ныне в образованных странах цена потребляемого Т. если не выше, то по крайней мере близка к цене хлебных и других пищевых товаров, получаемых теми странами. Это тем поразительнее, что еще в XVIII столетии роль и значение Т. были во много раз меньше, чем роль и значение хлебных товаров. А так как в ценах Т. нельзя ждать понижений, и цены на каменный уголь, начавшие уже возвышаться с 1899 г., вероятно, будут постепенно возрастать, как растут повсюду и цены древесного Т., цены же хлебов (вследствие их подвозки в Европу из более отдаленных и теплых и мало населенных стран) если возвышаются, то лишь очень медленно и с большими колебаниями (в зависимости от урожаев), то страны, подобные России, добывающие мало каменных углей, должны особенно заботиться об усилении своей добычи каменного угля и о достижении его дешевейшей подвозки (водяными путями), если не желают отстать в развитии своей промышленной жизни, требующей прежде всего потребления большого количества Т. В этом отношении наиболее благоприятное будущее ожидает Донецкий край, с его громадными каменноугольными богатствами, и ту полосу Сибири, которая идет около средних течений Оби и Иртыша; Кузнецкий каменноугольный бассейн и Экибастуз (в Киргизской степи, около Павлодара) представляют каменноугольные залежи исключительно богатые, а на низовьях названных рек и их притоках расположены сотни тысяч десятин лесов, что дает возможность быстрому развитию там множества видов промышленности, требующих Т. Месторождения уральского, подмосковного, польского, кавказских и др. каменноугольных бассейнов тоже могут доставить громадную массу Т., необходимую России. Некоторые из ее краев богаты еще лесом, могущим при правильном обороте рубки давать немало Т.; торфяниками изобилуют многие местности России; Кавказ снабжен запасом нефти, некоторые виды которой представляют малое содержание ценных продуктов, а потому естественно назначаются для Т. Снабжение России топливом не может, поэтому, представить препятствия для широкого в ней развития промышленной деятельности. О видах Т., их относительном достоинстве и свойствах см. не только ст. Горючие материалы, но и специальные статьи, напр., Нефть, Дерево, Торф, Угли каменные, Кокс и др.

Д. Менделеев.

горючие вещества, выделяющие при сжигании значительное количество теплоты, которая используется непосредственно в технологических процессах или преобразуется в др. виды энергии. Для сжигания Т. служат различные технические устройства — Топки, печи (См. Печь), камеры сгорания (См. Камера сгорания). Существует много горючих веществ, однако к Т. относят только те, которые достаточно широко распространены в природе, причём добыча их не связана с большими затратами, а продукты сгорания практически безвредны. Таким требованиям отвечают вещества, основная составная часть которых — углерод. К ним относятся полезные ископаемые органического происхождения — бурый уголь, горючие газы, горючие сланцы, каменный уголь, нефть, торф, а также древесина и растительные отходы (солома, лузга и др.). Исключение составляет Т. для ракетных двигателей (см. Ракетное топливо, Металлсодержащее топливо).

В ядерной энергетике применяется понятие ядерного Т.— вещества, ядра которого делятся под действием нейтронов, выделяя при этом энергию в основном в виде кинетической энергии осколков деления ядер и нейтронов (см. Ядерное топливо). Поэтому обычное химическое Т., в отличие от ядерного, называется органическим. Природное органическое Т. — основной источник теплоты, используемой человечеством (70-е гг. 20 в.). На сырье из природного Т. почти полностью базируется нефтехимическая промышленность (см. Основной органический синтез), производство смазочных материалов и т. д. (см. Нефтепродукты).

Первоначально для получения теплоты (огня) пользовались главным образом растительным Т. (дровами и т. д.). Ископаемые Т. — уголь и нефть известны с древнейших времён, но лишь с середины 19 в. эти виды Т. стали вытеснять менее калорийные растительные Т., что имело большое значение для сохранения лесов (см. Охрана природы).

Свойства Т. в значит, степени определяются их химическим составом (в % по массе). Содержащиеся в Т. химические элементы обозначаются соответствующими символами — С, Н, О, N, S; Зола и вода — соответственно А и W. Влажность и зольность Т. даже в пределах одного его сорта подвержены значительным колебаниям, поэтому для уточнения характеристик часто используют составы Т., отнесённые не только к рабочей массе, то есть подаваемой в топку (обозначается индексом р), но и к сухой массе (с), горючей (г), органической (о). Например, обозначение С^г‑91 показывает, что горючая масса данного Т. содержит углерода 91% (по массе). Важнейшая характеристика практической ценности Т. — Теплота сгорания. Для сравнительных расчётов используется понятие топлива условного (См. Топливо условное) с теплотой сгорания 7000 ккал/кг(29308 кдж/кг). Качество каменных углей характеризуется выходом летучих веществ V_л, переходящих в газо- или парообразное состояние при нагревании угля без доступа воздуха. При этом образуется нелетучий остаток, по свойствам которого судят о спекаемости данного угля, то есть его пригодности для коксования. Окисляемость Т. при обычных температурах определяет способы и сроки хранения Т.; при высокой окисляемости Т. могут самовоспламеняться. Способность Т. к самовоспламенению (См. Самовоспламенение) определяют температурой воспламенения. Жидкие Т., кроме того, характеризуются температурой вспышки (способностью смеси паров Т. с воздухом воспламеняться без загорания самой жидкости). Эта характеристика имеет определяющее значение при сжигании Т. в двигателях внутреннего сгорания. Возможность получения высоких температур при сжигании Т. зависит от жаропроизводительности T_a — максимальной температуры, теоретически достигаемой при полном сгорании Т. в воздухе, причём выделяемая теплота полностью расходуется на нагрев образующихся продуктов сгорания. Механическая прочность твёрдого Т. имеет большое значение при перевозках его на дальние расстояния и многократных перегрузках. При сжигании Т. в виде пыли затрата энергии на Пылеприготовление характеризуется размолоспособностью Т. При слоевом сжигании Т. большое значение имеет также его гранулометрический состав, т.е. содержание в Т. частиц различной крупности. В таблице приведены основные характеристики некоторых Т.

Основные характеристики некоторых топлив

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

| Вид топлива          | Состав, % (по массе)   | Выход | Жаропроиз-      | Теплота        |

|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| летучих V_л | водительность,        | сгорания Q^р_н  |

|      | W^р     | A^р     | C^р        | H^р      | S^р       | N^р       | O^р       | ,%       | Т_а,⁰С        | , Мдж/кг        |

|      |    |         |     |   |     |    |    | (по массе)  |         |       |

|      |    |         |     |   |     |    |    |    |         |       |

|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Дрова    | 40      | 0,6    | 30,3     | 3,6     | —0,1   | 0,4      | 25,1    | 85       | 1600         | 10,2       |

| Фрезерный торф    | 50      | 6,3    | 24,7     | 2,6     | 0,2      | 1,1      | 15,2    | 70       | 1500         | 8,1         |

| Бурый уголь (канско-    | 33      | 6      | 43,7     | 3       | 3,2      | 0,6      | 13,5    | 48       | 1800         | 15,7       |

| ачинский)      | 8        | 23     | 55,2     | 3,8     | 1,6      | 1,0      | 5,8      | 40       | 2050         | 22          |

| Каменный уголь     | 0,5     | 23     | 63,8     | 1,2     | 2,8      | 0,6      | 1,3      | 3,5      | 2150         | 22,6       |

| (газовый донецкий)       | 3        | 0,1    | 83        | 10,4   | 0,05     | —       | 0,7      | —       | 2100         | 39,2       |

| Антрацитовый штыб      | —      | —     | 85        | 14,9   | — | —       | 0,05    | —       | 2100         | 44          |

| Мазут    | —      | —     | 74        | 25      |     | 1,0      | —       | —       | 2000         | 35,6*      |

| (высокосернистый)       |    |         |     |   |     |    |    |    |         |       |

| Бензин          |    |         |     |   |     |    |    |    |         |       |

| Природный газ       |    |         |     |   |     |    |    |    |         |       |

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

* Теплота сгорания природного газа дана в Мдж/м³.

Т. по агрегатному состоянию подразделяют на твёрдые, жидкие, газообразные; по происхождению — на природные (уголь, нефть и др.) и искусственные, получаемые в результате переработки природных Т. Например, качество твёрдого Т. может повышаться (без изменения его химического состава) Брикетированием, обогащением, пылеприготовлением. Применяемый в доменном процессе кокс изготовляют нагреванием Т. (главным образом каменного угля) до 950—1050 °C без доступа воздуха (см. Коксование, Коксохимия). Из жидкого природного Т. (нефти) нефтепродукты вырабатывают дистилляцией (См. Дистилляция) (см. Перегонка нефти), Крекингом, Пиролизом. Последний — один из важнейших промышленных методов получения сырья для нефтехимического синтеза (См. Нефтехимический синтез). Газообразное искусственное Т. получают из твёрдого и жидкого газификацией топлив (См. Газификация топлив) (см. также Подземная газификация углей, Газы нефтепереработки). О биохимической переработке раститительного Т. см. в ст. Гидролиз растительных материалов.

При современном уровне добычи (1975) разведанных запасов угля хватит на тысячи лет, прогнозных запасов нефти и газа при существующем уровне добычи — лишь на 100—150 лет, а с учётом роста темпов добычи эти запасы могут быть исчерпаны за 50—60 лет. Ограниченность ресурсов газа и нефти и значительное повышение их стоимости вызвали стремление к экономии ископаемого Т. и использованию для получения энергии др. источников (см. Теплоэнергетика, Гелиотехника, Ядерная энергетика, Энергетический кризис).

Так как почти всё добываемое Т. сжигается (лишь около 10% нефти и газа потребляется в виде сырья), ежегодный выброс в атмосферу Земли веществ, образующихся при сжигании Т., достигает огромных количеств: золы около 150 млн. т, окислов серы около 100 млн. т, окислов азота около 60 млн. т, двуокиси углерода около 20 млрд. т. Для защиты окружающей среды разрабатываются различные методы улавливания вредных веществ из продуктов сжигания, а также такие способы сжигания, при которых эти вещества (окислы азота и CO) не образуются.

Лит. см. при статьях об отд. видах Т.

И. Н. Розенгауз.

1. то́пливо;
2. то́плива;
3. то́плива;
4. то́плив;
5. то́пливу;
6. то́пливам;
7. то́пливо;
8. то́плива;
9. то́пливом;
10. то́пливами;
11. то́пливе;
12. то́пливах.

ТО́ПЛИВО, -а, ср. Горючее вещество, дающее тепло, являющееся источником получения энергии. Жидкое т. (нефть и продукты её переработки). Твёрдое т. (древесина, уголь, сланцы, торф). Ядерное т. (смесь веществ, материалов для получения энергии в ядерном реакторе).

| прил. топливный, -ая, -ое. Топливная промышленность. Топливные ресурсы.

-а, ср.

Горючее вещество (дрова, нефть, уголь и т. п.), используемое для получения теплоты, тепловой энергии.

Твердое топливо. Жидкое топливо. Запасы топлива.

Первая составная часть сложных слов, соответствующая по значению слову топливо, например: топливозаправщик, топливоподача, топливопровод, топливоснабжение, топливохранилище.

ТО́ПЛИВО, топлива, мн. нет, ср. Вещество, материал, которым топят (см. топить¹ в 1 знач.). Твердое топливо (дрова, уголь). Жидкое топливо (нефть). Премия за экономию топлива.

ср.

Горючее вещество, используемое для получения теплоты, тепловой энергии.

ТОПЛИВО - горючие вещества, применяемые для получения при их сжигании тепловой энергии; основная составная часть - углерод. По происхождению топливо делится на природное (нефть, уголь, природный газ, горючие сланцы, торф, древесина) и искусственное (кокс, моторные топлива, генераторные газы и др.), по агрегатному состоянию - на твердое, жидкое и газообразное. Основная характеристика топлива - теплота сгорания. Для сопоставления различных видов топлива и суммарного учета его запасов принята единица учета - условное топливо, для которого низшая теплота сгорания принята 29,3 МДж/кг (7000 ккал/кг). В связи с развитием техники термин "топливо" стал применяться в более широком смысле и распространился на все материалы, служащие источником энергии (см. Водородная энергетика, Ракетное топливо, Ядерное топливо).

продукция, предназначенная для выработки тепловой энергии в процессе ее сжигания. (Смотри: ГОСТ Р 51750-2001. Энергосбережение. Методика определения энергоемкости при производстве продукции и оказании услуг в технологических энергетических системах. Общие положения.)Источник:"Дом: Строительная терминология", М.: Бук-пресс, 2006.

ср.;
только ед. fuel растратить топливо ≈ to run out of fuel синтетическое топливо моторное топливо высококачественное топливо запасаться топливом жидкое топливо твердое топливо дизельное топливо древесное топливо ракетное топливо сжигание топливатоплив|о - с. fuel;
жидкое ~ fuel oil;
твёрдое ~ solid oil;
алкогольное ~ alcohol fuel;
впрыск ~а fuel injection;
расходы ~а fuel consumption.

fuel, fuel material

n.fuel, firing; жидкое топливо, (fuel) oil, liquid fuel

с

Brennstoff m; Kraftstoff m, Treibstoff m(для двигателей); Heizmaterial n, pl -lien(для отопления)

бытовое топливо — Hausbrand m

дизельное топливо — Dieselöl n

ракетное топливо — Raketentreibstoff m

топливо с Brennstoff m 1a; Kraftstoff m, Treibstoff m (для двигателей); Heizmaterial n 1, pl -li|en (для отопления) бытовое топливо Hausbrand m 1 дизельное топливо Dieselöl n 1a ракетное топливо Raketentreibstoff m

с.

combustible m

жидкое топливо — carburant m

с.

combustible m

жи́дкое то́пливо — combustible líquido

твердое то́пливо — combustible sólido

древе́сное то́пливо — combustible vegetal, leña f

с.

combustibile m

твердое топливо — combustibile / carburante solido

жидкое топливо — carburante liquido

минеральное топливо — combustibile minerale

реактивное топливо — propellente m

ТОПЛИВО, вещество, которое при сжигании или другом видоизменении выделяет значительное количество тепла и служит источником энергии. Кроме ИСКОПАЕМОГО ТОПЛИВА (УГЛЯ, НЕФТИ и ГАЗА), дров и древесного угля, термин используется в отношении радиоактивных материалов, используемых в ЯДЕРНЫХ РЕАКТОРАХ.

- горючие вещества, основной составной частью которых является углерод; применяются с целью получения при их сжигании тепловой энергии. По происхождению Т. делится на природное (нефть, уголь, природный газ, горючие сланцы, торф, древесина) и искусственное (кокс, моторные топлива, генераторные газы и др.).

в широком смысле - любой горючий материал, который, вступая в реакцию с кислородом, выделяет теплоту. На практике топливом считают только те вещества, которые воспламеняются при умеренной температуре, имеют высокую теплотворную способность и могут быть получены в достаточном количестве доступными средствами. Химическая реакция между горючими элементами (чаще всего это углерод и водород) и кислородом называется горением. В результате этого процесса из реагирующих компонентов образуются продукты реакции (обычно двуокись углерода и пары воды) и выделяется теплота. Участвующие в химической реакции атомы не изменяются, а только перестраиваются в результате распада одних молекул и образования других. Например, атом углерода в молекуле двуокиси углерода, являющейся продуктом химической реакции, точно такой же, каким он был до реакции в молекуле топлива. С другой стороны, в случае ядерного топлива, такого, как уран-235, в результате ядерной реакции деления образуются нейтроны, излучения элементарных частиц и выделяется теплота, а горение отсутствует. При этом исходный химический элемент превращается (распадается) в другие, более легкие элементы, такие, как криптон и барий. В случае ядерной реакции синтеза (слияния ядер) образуются более тяжелые элементы. Например, из водорода образуется гелий. См. также ЯДЕР ДЕЛЕНИЕ; ЯДЕРНЫЙ СИНТЕЗ. Наиболее важными горючими материалами являются соединения углерода, водорода и кислорода, к которым относятся природные топлива, такие, как торф, лигниты, каменный уголь, природный газ и нефть, а также их твердые, жидкие и газообразные продукты. В лесной и сельской местности в качестве топлива нередко используют древесину и углеродсодержащие отходы сельскохозяйственной продукции. Некоторые из природных топлив органического происхождения содержат другие химические элементы, такие, как азот, железо, алюминий, кальций, магний, хлор, сера, натрий и калий, однако эти добавки не оказывают полезного влияния на ценность топлива. Любое топливо является таковым только благодаря тому, что содержит водород и углерод.

ПРИРОДНЫЕ ТОПЛИВА ОРГАНИЧЕСКОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

К природным топливам органического происхождения относятся торф, лигниты, каменные и антрацитные угли, нефть и природный газ. Эти материалы часто называют ископаемыми топливами, так как они являются конечными продуктами физико-химических превращений окаменевших остатков растений. Сравнение составов различных топлив показывает, что относительное содержание углерода по сравнению с содержанием водорода уменьшается при переходе от твердых топлив к жидким и далее к газообразным. Все эти топлива можно получать друг из друга, изменяя соотношение между содержанием углерода и водорода. Все они являются ценным сырьем для производства различных химических продуктов, горючего для двигателей и масел для смазки, а также служат источниками тепла и электрической энергии.

Природный газ. Природный газ является смесью углеводородов, состоящей главным образом из представителей метанового ряда и содержащей небольшие добавки других газов, таких, как азот, двуокись углерода, сероводород и иногда гелий. Обычно основным в природном газе является метан, однако иногда имеются значительные примеси этана и, в меньшей степени, более тяжелых углеводородов. В природе встречаются газы, почти целиком состоящие из двуокиси углерода, однако такие газы не обладают свойством горючести. Различают два типа природных горючих газов - сухие и влажные. Сухие газы состоят в основном из метана и иногда содержат также этан и пропан, однако они не содержат более тяжелых углеводородов, которые могут конденсироваться при сжатии. Влажные горючие газы содержат различные количества природного газолина, пропана и бутана, которые можно извлечь посредством сжатия или экстрагирования.

Продукты нефти. Нефть является природной смесью углеводородов, которая при обычном давлении находится в жидком состоянии, однако она содержит растворенные летучие углеводороды, которые высвобождаются и образуют скопления (шапки) в верхней (ближней к поверхности земли) части залежи. При переработке нефти получают лигроин, смазочные масла, мазут и нефтяной кокс.

НЕФТЕПРОВОД НА АЛЯСКЕ

НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИЙ ЗАВОД В САУДОВСКОЙ АРАВИИ

Мазут. Мазут представляет собой смесь тяжелых жидких углеводородов, остающихся после перегонки нефти. Его состав зависит от состава сырой нефти и технологии ее перегонки. Наряду с каменным углем и природным газом мазут используется в качестве топлива как в коммунальном хозяйстве, так и в промышленности, и вытеснил каменный уголь как топливо для морских и речных судов.

Нефтяной кокс. Твердая компонента, остающаяся после перегонки нефти, называется нефтяным коксом. Эта твердая масса обычно содержит от 5 до 20% летучих веществ, от 80 до 90% связанного углерода, около 1% золы и немного серы. Хотя нефтяной кокс находит применение в ряде отраслей промышленного производства (например, как сырье для изготовления угольных электродов и пигментов для красителей), он представляет большую ценность как источник тепла (имеет высокую теплотворную способность) и используется в больших количествах как асфальтовый гудрон.

Газоконденсаты. Эти продукты состоят в основном из пропана и бутана, которые извлекаются из природного газа в отстойниках. Их получают также на нефтеперерабатывающих заводах, где они называются сжиженными очистными газами. Газы любого происхождения, обладающие высокой летучей способностью, легко преобразовать в жидкое состояние, повышая давление. Затем эти конденсаты можно транспортировать через трубопроводы и в железнодорожных и автоцистернах. Их можно хранить под землей в искусственных или естественных резервуарах или на поверхности земли в специальных резервуарах. См. также НЕФТЬ И ГАЗ.

Торф. Торф является продуктом отмирания и неполного распада остатков болотных растений под воздействием грибков и бактерий в условиях избыточного увлажнения и недостаточного доступа воздуха. Залежи торфа распространены по всему миру, и торф используют в качестве топлива там, где отсутствуют другие, более эффективные виды топлива (с более высокой теплотворной способностью).

Каменный уголь. Каменный уголь представляет собой смесь углеродсодержащей массы, воды и некоторых минералов. Он образуется из торфа в результате длительного воздействия бактериологических и биохимических процессов. В превращении торфа в различные виды каменного угля большую роль играют температура и давление. Действие проточных вод приводит к появлению в пластах каменного угля большего или меньшего количества инородных минералов, которые перемешиваются с углеродсодержащей массой. Эта масса защищена от воздействия воздуха накрывающим ее пластом породы.

УГОЛЬНАЯ ШАХТА в Бирмингеме (шт. Алабама).

ДОБЫЧА КАМЕННОГО УГЛЯ открытым способом (Вестфалия, ФРГ).

Существуют два способа разработки месторождений каменного угля. При разработке открытым способом пласт каменного угля очищается от слоя настилающей породы с помощью экскаваторов, которые используются затем для погрузки угля на транспортные средства. При разработке каменного угля подземным способом сооружается вертикальная шахта или горизонтальная выработка (штольня) в склоне горы, ведущие к пласту каменного угля. При этом каменный уголь извлекается из пласта посредством взрывной отбойки или с помощью механических рыхлителей и затем перегружается в вагонетки или на транспортеры. См. также УГОЛЬ ИСКОПАЕМЫЙ.

СИНТЕТИЧЕСКИЕ ЖИДКИЕ ТОПЛИВА

Каждый вид ископаемого топлива органического происхождения, а именно каменный уголь, нефть или природный газ, может быть преобразован в другой посредством изменения относительного содержания углерода и водорода. Существуют два классических способа превращения каменного угля в жидкое топливо, разработанные в Германии. В процессе Бергиуса к каменному углю подводится газообразный водород, и при высоком давлении в присутствии катализатора происходит процесс гидрогенизации. В процессе Фишера - Тропша жидкое топливо получают с помощью каталитической реакции, в которой участвуют моноксид углерода и водород (синтезирующий газ), получаемые при первичной газификации нагретого до высокой температуры каменного угля под воздействием кислорода и водяного пара.

ПРОИЗВОДСТВО КОКСА и сопутствующих продуктов из каменного угля.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ГАЗИФИКАЦИЯ

Первоначально газификация каменного угля использовалась для получения светильного газа. В настоящее время газификация всех видов природных топлив применяется не только для удовлетворения нужд коммунальной и промышленной теплоэнергетики, но и для получения ценного сырья, используемого при синтезе ряда химических продуктов. Факторами, определяющими выбор сырья, подлежащего газификации, являются его доступность и стоимость процесса газификации. Используя в качестве источника углерода кокс, производимый из каменного угля, получают синтетический газ в виде смеси моноксида углерода с водородом, образующейся при реакции двуокиси углерода и водяного пара с углеродом раскаленного добела кокса. Можно производить генераторный газ из каменного угля в непрерывном процессе газификации, используя кислород и водяной пар. Синтетический газ можно производить также из природного газа, используя химическую реакцию между метаном и водяным паром или метаном и строго дозированным количеством кислорода. Обе эти реакции требуют присутствия соответствующих катализаторов.

ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХИМИЧЕСКИЕ ТОПЛИВА

Для самолетов, ракет и космических летательных аппаратов требуются специальные высокоэнергетические топлива. Существуют два основных типа двигателей для летательных аппаратов, используемых в авиации и космонавтике. Топливо для воздушно-реактивных двигателей, в которых в качестве окислителя используется кислород атмосферного воздуха, должно иметь высокую теплотворную способность (высокую удельную теплоту сгорания). Кроме того, такое топливо должно быть термически устойчивым. Для достижения наивысших технических показателей летательного аппарата такое топливо должно иметь также высокую плотность (чтобы в заданном ограниченном объеме можно было разместить большой запас топлива). Таким образом, в авиационной технике проблема состоит в нахождении топлива, которое характеризуется большой плотностью и высокой удельной теплотой сгорания. Для большей части топлив удельная теплота сгорания тем меньше, чем выше плотность. В настоящее время большинство реактивных двигателей работает на керосине или на бензине в качестве топлива. Однако ведутся исследования смесей специальных углеводородных соединений, которые обладали бы более высокой плотностью. Значительное внимание уделяется также поиску других видов топлив. Второй класс двигателей, а именно ракетные двигатели, применяется на летательных аппаратах, движущихся большей частью в космосе, где нет кислорода. Следовательно, такой летательный аппарат должен нести не только горючее, но и окислитель. Эффективность ракетного топлива зависит не только от его удельной теплоты сгорания, и для оценки эффективности такого топлива используют параметр, называемый удельным импульсом (или удельной тягой), который определяется как отношение тяги двигателя к расходу топлива. С точки зрения теории, наибольший удельный импульс (около 400 с) должны обеспечивать жидкий водород в качестве горючего и жидкий фтор в качестве окислителя. Ракетные двигатели бывают жидкостные (ЖРД) и твердотопливные (РДТТ). Для ЖРД типичными комбинациями горючее/окислитель являются: керосин/жидкий кислород, гидразин/четырехокись азота, аммиак/азотная кислота и жидкий водород/жидкий кислород. Жидкостные ракетные двигатели использовались на большинстве крупных ракетно-космических систем. Например, в первой ступени ракеты-носителя "Сатурн-5", которая служила для доставки американского космического корабля "Аполлон" на Луну, в качестве топлива использовались керосин и жидкий кислород, а на второй и третьей ступенях - жидкие водород и кислород. Твердое ракетное топливо содержит и горючее, и окислитель, соединенные вместе посредством связующего вещества, которое также может быть горючим. Твердые топлива уступают жидким по величине удельного импульса, однако находят широкое применение в боевых ракетах и неуправляемых реактивных снарядах вследствие низкой стоимости и удобства хранения таких топлив. Ракеты на твердом топливе имеют простую конструкцию, высокое начальное ускорение и отличаются высокой боеготовностью. Стратегические ракеты "Трайдент" и "Минитмен", а также множество более мелких ракет, используемых в системах вооружения летательных аппаратов, оборудованы двигателями на твердом топливе.

См. также

РАКЕТА;

РАКЕТНОЕ ОРУЖИЕ;

КОСМОСА ИССЛЕДОВАНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ.

ЯДЕРНЫЕ ТОПЛИВА

В современных энергетических установках, основанных на принципе ядерного деления, в качестве топлива используется уран. Уран добывается из земных недр, где его доля составляет приблизительно 4Ч10-6. Урановая руда перерабатывается и обогащается; в топливе для атомного реактора концентрация изотопа урана с массовым числом 235 должна составлять 2-4%. Отработанное ядерное топливо можно переработать и снова получить некоторые расщепляемые материалы. Кроме того, на основе концепции реактора-размножителя (бридера) можно намного более эффективно использовать природный уран, преобразуя нерасщепляемый изотоп урана с массовым числом 238 в расщепляемый плутоний-239. В этом процессе и торий, присутствующий в природном ядерном топливе, также можно преобразовать в расщепляемый изотоп урана. В природе уран-235 встречается в незначительных количествах, так что нужды в ядерном топливе будут, по-видимому, удовлетворяться с помощью бридерных реакторов. В противоположность урану, мировые запасы дейтерия (изотопа водорода с массовым числом, равным двум), который можно было бы использовать для получения энергии с помощью ядерного синтеза, фактически неограниченны. В одном кубическом метре морской воды содержится количество дейтерия, которого хватило бы для производства в управляемой термоядерной реакции такого количества энергии, которое выделяется при сжигании 200 т нефти. Другое топливо для реакции ядерного синтеза - тритий - менее распространено в природе, но и оно могло бы заменить в энергетическом эквиваленте все мировые запасы топлив органического происхождения.

БУДУЩИЕ ПОТРЕБНОСТИ И ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

В середине 20 в. люди начали понимать, что быстрое развитие промышленного производства и сопровождающий его быстрый рост спроса на энергию приведут в обозримом будущем к исчерпанию мировых запасов природных органических топлив. Во многих странах мира вследствие этого начали ускоренно осуществлять программы развития атомной энергетики для получения электрической энергии с помощью атомных реакторов. Истощение запасов органических топлив, рост спроса на электроэнергию и загрязнение окружающей среды, сопровождающее сжигание таких топлив, позволяют ожидать, что с течением времени вклад атомной энергетики будет возрастать. Однако и атомные электростанции могут оказывать вредное воздействие на окружающую среду. Мировая общественность встревожена авариями на атомных электростанциях и проблемой захоронения радиоактивных отходов. Следовательно, основным источником энергии, призванным заменить современные атомные электростанции, использующие цепную ядерную реакцию (реакцию ядерного деления), должны стать электростанции, использующие управляемую реакцию термоядерного синтеза. В настоящее время ведутся исследования возможностей более широкого использования других природных источников энергии, которые в той или иной степени зависят от энергии солнечного света. Например, в некоторых районах мира для обогрева жилых и промышленных зданий используют солнечные батареи. Разрабатываются топливо- и энергосберегающие технологии. В различной степени продвинуты исследования возможностей практического использования энергии ветра, морских волн и приливов, геотермальных энергетических источников и энергии биомассы.

См. также ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ.

ЛИТЕРАТУРА

Энергетическое топливо СССР. М., 1968 Равич М.Б. Топливо. М., 1972 Антропов П.Я. Топливно-энергетический потенциал Земли. М., 1974 Моторные, реактивные и котельные топлива. М., 1983 Немчиков В.П. Качество, эффективность, цена топлива. М., 1983

ТО́ПЛИВО -а; м. Горючее вещество, используемое для получения теплоты, тепловой энергии. Запасы топлива. Жидкое т. (нефть и продукты её переработки). Твёрдое т. (древесина, уголь, сланцы, торф). Ядерное т. (смесь веществ, материалов для получения энергии в ядерном реакторе). Голубое т. (о природном газе, горящем голубоватым пламенем).

◁ То́пливный, -ая, -ое. Т. газ. Т-ые ресурсы страны. Т. кризис. Т. бак, склад (предназначенный для хранения топлива). Т. насос (предназначенный для передачи жидкого топлива). Т-ая промышленность (относящаяся к производству, добыче топлива).

* * *

горючие вещества, применяемые для получения при их сжигании тепловой энергии; основная составная часть — углерод. По происхождению топливо делится на природное (нефть, уголь, природный газ, горючие сланцы, торф, древесина) и искусственное (кокс, моторные топлива, генераторные газы и др.), по агрегатному состоянию — на твёрдое, жидкое и газообразное. Основная характеристика топлива — теплота сгорания. Для сопоставления различных видов топлива и суммарного учёта его запасов принята единица учёта — условное топливо, для которого низшая теплота сгорания принята 29,3 МДж/кг (7000 ккал/кг). В связи с развитием техники термин «топливо» стал применяться в более широком смысле и распространился на все материалы, служащие источником энергии (см. Водородная энергетика, Ракетное топливо, Ядерное топливо).

* * *

ТО́ПЛИВО, горючие вещества, применяемые для получения при их сжигании тепловой энергии; основная составная часть — углерод. По происхождению топливо делится на природное (нефть, уголь, природный газ, горючие сланцы, торф, древесина) и искусственное (кокс, моторные топлива, генераторные газы и др.), по агрегатному состоянию — на твердое, жидкое и газообразное. Основная характеристика топлива — теплота сгорания. Для сопоставления различных видов топлива и суммарного учета его запасов принята единица учета — условное топливо, для которого низшая теплота сгорания принята 29,3 МДж/кг (7000 ккал/кг). В связи с развитием техники термин «топливо» стал применяться в более широком смысле и распространился на все материалы, служащие источником энергии (см. Водородная энергетика(см. ВОДОРОДНАЯ ЭНЕРГЕТИКА), Ракетное топливо(см. РАКЕТНОЕ ТОПЛИВО), Ядерное топливо(см. ЯДЕРНОЕ ТОПЛИВО)).

горючие в-ва, осн. составной частью к-рых является углерод, применяемые с целью получения при их сжигании тепловой энергии. Т. делятся: по агрегатному состоянию - на твёрдые, жидкие и газообразные; по происхождению - на природные и искусственные. Наиболее широко используются природные Т.: ископаемые угли (антрациты, кам. и бурые), нефть, газ, горючие сланцы, торф, древесина, растит. отходы. К искусств. Т. относятся кокс доменных печей, моторные топлива, коксовый и генераторный газы и др. Осн. хар-ка Т. - теплота сгорания. Для сопоставления разных видов Т. и суммарного учёта его запасов используется понятие условное Т., для к-рого низшая теплота сгорания принята 29,3 МДж/кг. В связи с развитием новых отраслей техники термин "Т." стал применяться в более широком смысле и распространился на все материалы, служащие источником энергии (напр., ядерное Т., ракетное Т.).

ТОПЛИВО — органические горючие вещества, издавна используемые как источники тепловой и световой энергии, а также как ценное хим. сырьё. По способу получения Т. разделяют на естественное (полезные ископаемые) и искусственное, а по агрегатному состоянию — на твёрдое, жидкое и газообразное. К твёрдым природным Т. относятся каменный уголь, торф, горючие сланцы, дрова и др., а к искусственным — кокс, древесный уголь и др.; к жидким Т. относятся нефть и её синтетические продукты (керосин, бензин, мазут, дизельное топливо и др.), к газообразным — природные и промышленные углеводородные газы (доменный, генераторный, газ коксовых печей и др.). Свойства Т. зависят главным образом от его хим. состава. Практическая ценность Т. определяется количеством теплоты, выделяющейся при его полном сгорании. Например, при сжигании 1 кг древесины выделяется теплоты 10,2 МДж/кг, каменного угля — 22 МДж/кг, бензина — 44 МДж/кг. Для сопоставления разных видов Т. и суммарного учёта его запасов принята равной учёта — условное Т., для которого низшая теплота сгорания принята единица 29,3 МДж/кг (7000 ккал/кг). Др. важная характеристика Т. — его жаропроизводительность, оцениваемая значением максимальной температуры, которую можно получить при полном сгорании на воздухе. Напр. максимальная температура при сгорании дров не превышает 1600 °С, каменного угля — 2050 °С, бензина — 2100 °С. Выделенная при сгорании тепловая энергия используется непосредственно в различных технологических процессах, на транспорте и быту млн. трансформируется в др. виды энергии. Однако при этом образуются продукты горения (сажа, диоксид углерода, оксиды серы и азота и др.), которые выбрасываются в атмосферу и наносят экологический урон. Термин «топливо» применяют также к др. материалам, служащим источником энергии, напр. ракетное Т., ядерное Т. и др.