Углеро́д — химический элемент четырнадцатой группы второго периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 6.
То́пливо в широком смысле слова — это вещество, способное выделять энергию в ходе определённых процессов, которую можно использовать для технических целей. Химическое топливо выделяет энергию в ходе экзотермических химических реакций при горении, ядерное топливо — в ходе ядерных реакций. Некоторые топлива способны к самостоятельному горению в отсутствие окислителя. Однако большинство топлив, используемых в быту и в промышленности, требует для сжигания наличия кислорода, и такие топлива также могут называться горючими. Наиболее распространёнными горючими материалами являются органические топлива, в составе которых есть углерод и водород. Топлива подразделяются по агрегатному состоянию вещества на твёрдые, жидкие и газообразные, а по способу получения — на природные и искусственные. Ископаемые природные топлива служат основным источником энергии для современного общества. В 2010 году примерно 90 % всей энергии, производимой человечеством на Земле, добывалось сжиганием ископаемого топлива или биотоплива, и, по прогнозам Управления энергетических исследований и разработок (США), эта доля не упадёт ниже 80 % до 2040 года при одновременном росте энергопотребления на 56 % в период с 2010 по 2040 годы. С этим связаны такие глобальные проблемы современной цивилизации, как истощение невозобновляемых энергоресурсов, загрязнение окружающей среды и глобальное потепление.
Уголь — осадочная порода, полезное ископаемое, ценнейший вид топлива и сырьё для химической, и не только, промышленности. Международное название углерода происходит от лат. carbō — «уголь».
Ка́менный у́голь — твёрдое горючее полезное ископаемое, промежуточная по содержанию углерода форма угля между бурым углём и антрацитом.
Суха́я перего́нка — метод переработки твёрдых видов топлива нагреванием без доступа кислорода до 500-600 °С (полукоксование), а также до 900—1050 °С (коксование); при этом образуются горючие газы, смолы и обогащённые углеродом остатки, а также различные химические вещества.
Антраци́т — самый древний из ископаемых углей, уголь наиболее высокой степени углефикации (метаморфизма).
Суббитомино́зный у́голь или бу́рый у́голь — горючее полезное ископаемое, ископаемый уголь 2-й стадии метаморфизма, образуется из лигнита или напрямую из торфа.
Синтез-газ — преимущественно смесь монооксида углерода и водорода. В промышленности получают паровой конверсией метана, парциальным окислением метана, плазменной газификацией отходов и сырья, газификацией угля. В зависимости от способа получения соотношение CO:Н2 варьируется от 1:1 до 1:3.
Твёрдое ракетное топливо (ТРТ) — твёрдое вещество или смесь отдельных веществ, способная гореть без доступа воздуха, выделяя при этом большое количество газообразного рабочего тела, нагретого до высокой температуры. Используется в твердотопливных ракетных двигателях для создания реактивной тяги.
Уде́льная теплота́ сгора́ния то́плива — физическая величина, показывающая, какое количество теплоты выделяется при полном сгорании топлива массой 1 кг.
Газогенератор — устройство для преобразования твёрдого или жидкого топлива в газообразную форму (газификации), что делает его использование более удобным и эффективным, будь то с отопительным котлом, двигателем внутреннего сгорания, газовой турбиной или в химической промышленности. Наиболее распространены газогенераторы, работающие на угле, коксе, угольных брикетах, топливных пеллетах, дровах, древесном угле, торфе и т. п. Газогенераторы, использующие в качестве топлива мазут и другие виды жидкого топлива, применяются значительно реже.
Ископа́емое то́пливо — каменный уголь, нефть, горючий сланец, природный газ и его гидраты, торф и другие горючие минералы и вещества из группы каустобиолитов, применяемые в основном как топливо.
Теплота́ сгора́ния — это количество выделившейся теплоты при полном сгорании массовой или объёмной единицы вещества. Измеряется в джоулях или калориях. Теплота сгорания, отнесённая к единице массы или объёма топлива, называется удельной теплотой сгорания.
Понятие углехи́мии охватывает несколько взаимосвязанных значений:
- раздел химии, изучающий происхождение, состав, свойства твёрдых горючих ископаемых: сланцев, торфа, углей, а также химизм превращений при их переработке в полезные продукты и сырьевые материалы;
- раздел химической технологии, описывающий технологические процессы, применяемые в промышленности при переработке твёрдых горючих ископаемых — коксование, газификация, гидрогенизация («ожижение») и др.;
- подотрасль химической промышленности, охватывающая производство органических и неорганических продуктов с использованием в качестве сырья твёрдых горючих ископаемых.
Водоу́гольное то́пливо, водоу́голь — жидкое топливо, которое получают путём смешивания измельченного угля, воды и пластификатора. Используется на теплогенерирующих объектах, в основном как альтернатива природному газу и мазуту. Позволяет существенно сократить затраты при производстве тепловой и электрической энергии.
Условное топливо — принятая при расчетах единица учёта органического топлива, то есть нефти и её производных, природного и специально получаемого при перегонке сланцев и каменного угля, газа, торфа – которая используется для счисления полезного действия различных видов топлива в их суммарном учёте.
Лигнит, ксилит — ископаемое вещество:
- Ископаемая древесина бурого цвета, сохранившая анатомическое строение растений, тканей, и по внешнему виду похожа на неизменённую древесину.
- Kомпонент бурого угля с относительно хорошо сохранившейся древесной структурой, который образуется под низким давлением из торфа и является первым продуктом, превращённым в битуминозный уголь.
Многокомпонентное твердое топливо — разновидность искусственного энергетического твердого топлива, полученного на основе использования многокомпонентных составов. Как правило, в основе состава топлива используется древесно-растительная биомасса, горючие отходы органического происхождения или их смеси. При необходимости за счет добавления других горючих отходов, вспомогательных и связующих веществ, топливо может приобретать измененные (улучшенные) характеристики, недоступные в однокомпонентных составах. Например, с их помощью можно увеличивать теплоту сгорания, улучшать гидрофобность, стабилизацию структуру, реологические свойства . Процесс получения данного вида топлива, как правило, связано с предварительной подготовкой сырья к брикетированию и механической обработкой прессуемой смеси в результате чего произведенное топливо удовлетворяет основным требованиям предъявляемым к природным видам твердого топлива.
Пылеу́гольное то́пливо (ПУТ) — вид топлива, представляющий собой уголь, предварительно измельченный в тончайший порошок (пыль). Применяется в качестве самостоятельного топлива или добавок в паровых котлах, металлургических печах или других тепловых агрегатах.
Сжижение угля, CTL, ожижение угля (углей)— технология получения жидкого топлива из угольного сырья. Позволяет использовать традиционные потребители бензина в условиях нехватки нефти. Это общий термин для семейства процессов производства жидкого топлива из угля. Конкретные технологии сжижения обычно делятся на две категории: процессы прямого сжижения угля и процессы непрямого сжижения угля (анг.-ICL). Непрямые процессы сжижения обычно включают газификацию угля в смесь окиси углерода и водорода (синтез-газ), а затем использование процесса Фишера-Тропша для преобразования смеси синтез-газа в жидкие углеводороды. Напротив, процессы прямого сжижения превращают уголь непосредственно в жидкости, без промежуточной стадии газификации, разрушая его органическую структуру с применением растворителей или катализаторов в среде высокого давления и температуры. Поскольку жидкие углеводороды обычно имеют более высокое молярное отношение водорода к углероду, чем уголь, в технологиях ICL и DCL необходимо использовать либо процессы гидрогенизации, либо процессы удаления углерода. В начале XXI в. известны следующие основные процессы переработки угля с конечным получением жидких продуктов: газификация с последующим производством синтетических топлив на основе синтез-газа, гидрогенизация, пиролиз и т. н. «Термическое растворение». Оптимальная температура растворения для большинства твердых горючих ископаемых находится в пределах 380—450 °C, давление 2-15 МПа, продолжительность процесса 20-60 мин. В зависимости от вида угля и процесса сжижения достигается выход жидких продуктов на уровне 75-85 %.