Пеллеты или топливные гранулы.

Древесина

Д ревесина состоит преимущественно из органических веществ (99% общей массы). Элементный химический состав древесины разных пород практически одинаков. Абсолютно сухая древесина в среднем содержит 49% углерода, 44% кислорода, 6% водорода, 0,1-0,3% азота. При сжигании древесины остаётся её неорганическая часть - зола. В состав золы входят кальций, калий, натрий, магний и другие элементы. Перечисленные химические элементы образуют основные органические вещества: целлюлозу, лигнин и гемицеллюлозы.

Г орючий сланец

Горючие сланцы, полезное ископаемое из группы твёрдых каустобиолитов, дающее при сухой перегонке значительное количество смолы (близкой по составу к нефти). Горючие сланцы состоят из преобладающей минеральной (кальциты, доломит, гидрослюды, монтмориллонит, каолинит, полевые шпаты, кварц, пирит и др.) и органических частей (кероген), последняя составляет 10—30% от массы породы и только в сланцах самого высокого качества достигает 50—70%. Органическая часть является био- и геохимически преобразованным веществом простейших водорослей, сохранившим клеточное строение (талломоальгинит) или потерявшим его (коллоальгинит); в виде примеси в органической части присутствуют измененные остатки высших растений (витринит, фюзенит, липоидинит). В зависимости от соотношений водорослевых и гумусовых компонентов Горючие сланцы разделяются на сапропелитовые и гумитосапропелитовые. Первая группа горючих сланцев отличается от второй повышенным содержанием водорода (8—10%) и низким — гуминовых кислот (0,5%) в органической массе. Сапропелитовые горючие сланцы обладают повышенным выходом смол до 20—30% и теплотой сгорания до 14,6—16,7 Мдж/кг (3500—4000 ккал/кг). Эти показатели у гумито-сапропелитовых Г. с. ниже при равном содержании минеральной примеси. В мировой практике добычи и использования Г. с. диапазон важнейших показателей очень широк.

С апропель

Сапропель - вещество биологического происхождения, образуется под пресной водой при бактериальных процессах при малом доступе кислорода. В зависимости от состава органической и минеральной частей сапропели подразделяют на несколько видов. Помимо кальция, железа, фосфора, сапропель содержит биологически активные вещества - витамины, стимуляторы роста, гормоны, антибиотики и другие.

Торф

Торф — горючее полезное ископаемое; образовано скоплением остатков растений, подвергшихся неполному разложению в условиях болот. Для болота характерно отложение на поверхности почвы неполно разложившегося органического вещества, превращающегося в дальнейшем в торф. Слой торфа в болотах не менее 30 см, (если меньше, то это заболоченные земли). Содержит 50—60 % углерода. Теплота сгорания (максимальная) 24 МДж/кг. Используется комплексно как топливо, удобрение, теплоизоляционный материал и др.

Уголь

Различают: бурые угли, каменные угли, антрациты и графиты. Интересно, что в западных странах имеет место несколько иная классификация: соответственно, лигниты, суббитуминозные угли, битуминозные угли, антрациты и графиты (не используется в теплоэнергетике). 1.Бурые угли. Содержат много воды (43 %), и поэтому имеют низкую теплоту сгорания. Кроме того, содержат большое кол-во летучих веществ (до 50 %). Образуются из отмерших органических остатков под давлением нагрузки и под действием повышенной температуры на глубинах порядка 1 километра. 2.Каменные угли. Содержат до 12 % влаги (3-4 % внутренней), поэтому имеют более высокую теплоту сгорания. Содержат до 32 % летучих веществ, за счёт чего неплохо воспламеняются. Образуются из бурого угля на глубинах порядка 3 километров. 3.Антрациты. Почти целиком (96 %) состоят из углерода. Имеют наибольшую теплоту сгорания, но плохо воспламеняются. Образуются из каменного угля при повышении давления и температуры на глубинах порядка 6 километров. Используются в основном в химической промышленности.

Битуминозные пески

Битуминозные пески - горючее полезное ископаемое, орг. часть которого представляет собой природный битум. По содержанию битума делятся на богатые, или интенсивные (более 10% по массе битума), средние (5-10%) и тощие (до 5%). Битумы подразделяют на несколько типов: мальты, асфальты, твердые легкоплавкие вещества, асфальтиты, кериты. Содержание смолисто-асфальтеновых веществ в битумах этих типов составляет соответственно 35-60, 60-75, 75-90 и более 90 %. В битумах обнаружено свыше 25 химических элементов.

Порох

ПОРОХА - твердые смеси органических и /или неорганических соединений, способные устойчиво (без перехода во взрыв или детонацию) гореть в широком интервале внеш. давлений (0,1-1000 МПа). Пороха-источники энергии используют для сообщения снарядам, ракетам необходимой скорости полета к цели. Пороха характеризуют теплотой сгорания при постоянном объеме, объемом газообразных продуктов u0 и работоспособностью. Для ствольных систем работоспособность выражают работой, которую производят газообразные продукты взрыва 1 кг пороха, так называемой силой пороха.

 

Мировые геологические запасы угля, выраженные в условном топливе, оцениваются в 14000 млрд.тонн, из которых половина относится к достоверным (Азия – 63%, Америка – 27%). Наибольшими запасами угля располагают США и Россия. Значительные запасы имеются в ФРГ, Англии, Китае, на Украине и в Казахстане.

Всё количество угля можно представить в виде куба со стороной 21 км, из которого ежегодно изымается человеком «кубик» со стороной 1,8 км. При таких темпах потребления угля хватит примерно на 1000 лет. Но уголь – тяжёлое неудобное топливо, имеющее много минеральных примесей, что усложняет его использование. Запасы его распределены крайне неравномерно. Известнейшие месторождения угля: Донбасский (запасы угля 128 млрд.т.), Печорский (210 млрд.т.), Карагандинский (50 млрд.т.), Экибастузский (10 млрд.т.), Кузнецкий (600 млрд.т.), Канско-Ачинский (600 млрд.т.). Иркутский (70 млрд.т.) бассейны. Самые крупные в мире месторождения угля – Тунгусское (2300 млрд.т. – свыше 15% от мировых запасов) и Ленское (1800 млрд.т. – почти 13% от мировых запасов).

Добыча угля ведётся шахтным методом (глубиной от сотен метров до нескольких километров) или в виде открытых карьерных разработок. Уже на этапе добычи и транспортировки угля, применяя передовые технологии, можно добиться снижения потерь при транспортировке. Уменьшения зольности и влажности отгружаемого угля.

Возобновляемым твёрдым топливом является древесина. Доля её в энергобалансе мира сейчас чрезвычайно невелика, но в некоторых регионах древесина (а чаще её отходы) также используется в качестве топлива.

В качестве твёрдого топлива могут быть также использованы брикеты – механическая смесь угольной и торфяной мелочи со связующими веществами (битум и др.), спрессованная под давлением до 100 МПа в специальных прессах.

Брикеты.

Брикеты — это твердое топливо, образованное в процессе сжатия отходов процесса деревообработки (стружка, щепки, древесная пыль) а также хозяйственные отходы (солома, шелуха), торфа.

Твёрдое топливо: брикеты

Топливные брикеты удобны для хранения, при изготовлении не используются вредные связующие вещества, потому данный вид топлива экологически чист. При горении не искрят, не выделяют чадного газа, горят равномерно и плавно, чем обеспечивают достаточно долгий процесс сгорания в камере котла. Помимо твердотопливных котлов используются в домашних каминах и для приготовления пищи(на гриле например).

Преимущества топливных брикетов:

· Экологически чисты.

· Долгое и удобное хранение. Благодаря термической обработке не подвержены воздействию грибков. А благодаря формированию удобно используются.

· Долгое и ровное горение обусловлено высокой степенью плотности брикетов.

· Высокая теплотворность. Почти в два раза выше чем у обычных дров.

· Постоянная температура горения. За счёт равномерной плотности.

· Экономически выгодны.

· Минимальное количество золы после горения: 1-3%

Пеллеты или топливные гранулы.

Твёрдое топливо: пеллеты

По сути тот же принцип производства что и у брикетов. Интересный процесс производства — как делают пеллеты. В качестве связующего вещества используется лигнин(растительный полимер). Материалы те же что и у брикетов: кора, стружка, солома, картон. Сначала сырьё измельчается до состояния пыльцы, затем, после сушки, специальный гранулятор формирует из массы гранулы специальной формы. Используется в пеллетных котлах отопления. Цены на твёрдое топливо данного вида самые высокие — это обосновано сложностью производства и популярностью у покупателей.

Различают следующие виды данного твердого топлива:

· Переработка кругляка твердых и мягких пород деревьев в пеллеты.

· Торфяные пеллеты.

· Пеллеты полученные в результате переработки подсолнечной шелухи.

· Пеллеты из соломы

Сравнительная таблица теплоотдачи пеллет по сравнению с другими видами топлива:

Вид топлива	Тепловая способность, ккал/кг
Пелетты
Дрова
Уголь древесный
Каменный уголь
Мазут
Дизельное топливо
Природный газ

Преимущества пеллет:

· Экологически чисты.

· Хранение. Пеллеты благодаря особой технологии производства могут храниться прямо под открытым небом. Они не разбухают, не покрываются грибком.

· Долгое и ровное горение.

· Низкая стоимость.

· Благодаря мелкой форме, пиллеты подходят для котлов с автоматической загрузкой.

· Широкий спектр применения(котлы, печи, камины).

Дрова.

Твёрдое топливо: дрова

Деревянные куски, предназначенные для получения тепла путём сжигания в котлах для отопление на твердом топливе, топках предусмотренных для дров. Для удобства длина поленьев чаще всего 25-30 см. Для наиболее эффективного использования необходим максимально низкий уровень влаги. Для отопления необходимо как можно более медленное сгорание. Также помимо отопления, дрова могут использоваться например в бойлерах для твёрдого топлива. Лучше всего по этим параметрам подходят лиственные породы: дуб, ясень, лещина, боярышник, берёза.Хуже — хвойные дрова, так как способствуют отложению смолы и имеют низкую теплотворность, при этом быстро прогорают.

Сравнительная таблица теплотворной способности различных видов древесины, горение твердого топлива:

Дрова (естественная сушка)	Теплотворная способность кВт.ч/кг	Теплотворная способность мега Джоуль/кг
Грабовые дрова	4,2
Буковые дрова	4,2
Ясеневые дрова	4,2
Дубовые дрова	4,2
Берёзовые дрова	4,2
Дрова из лиственницы	4,3	15,5
Сосновые дрова	4,3	15,5
Еловые дрова	4,3	15,5

Важно понимать, что показатель теплотворности очень приблизителен, так как колеблется в зависимости от плотности древесины.

Дрова представлены двумя видами:

· Пиленные.

· Колотые.

Уголь.

Твёрдое топилво: уголь

Осадочная порода растительного происхождения, состоит из углерода и других химических элементов. Состав угля зависит от возраста: старше всех антрацит, моложе каменный уголь, самый молодой — бурый. В зависимости от старения имеет разную влажность. Чем моложе — тем больше влаги. Уголь в процессе горения загрязняет окружающую среду, плюс спекается в шлак и оседает на колосниках в котле. Это в препятствует нормальному горению. Также вредный для среды компонент угля, который в атмосфере преобразуется в серную кислоту — сера. Однако для поставок частным клиентам поставщики стараются максимально уменьшить показатель содержания серы, чтобы обезопасить покупателей. Впрочем и сегодня есть соверенные котлы расчитанные на уголь.

Теплота сгорания угля:

Вид угля	Удельная теплота сгорания угля
	кДж/кг	ккал/кг
Бурый	14 700	3 500
Каменный	29 300	7 000
Антрацит	31 000	7 400

Горение твердого топлива может сильно разниться в показателях, приведённые цифры в таблице очень приблизительны, так как касаются концентрата. По факту значения могут сильно изменятся в зависимости от географии добычи, подвида и содержания минеральных веществ. Кроме самого угля также можно встретить пресованные брикеты из низкообогащенного угольного шлака.

Все данные виды топлива на сегодня, являются альтернативным видом получения энергии. Плодотворное развитие экономики любой страны связано с растущими потребностями в энергии. Стоит понимать, что ископаемые источники энергии во-первых загрязняют окружающую среду, а во-вторых не являются возобновляемыми. Потому явное преимущество на данный момент у альтернативных источников энергии. Так как цены на твёрдое топливо значительно ниже в сравнении в другими видами топлива. Однако не стоит забывать про пожароопасность данных видов топлива и предусматривать заранее котельные помещения, для которых нужно использовать специальные огнестойкие материалы для стен.

 

Источники:

1. https://lib.rosenergoservis.ru/sovremennaya-teploenergetika?start=4
2. https://tverdo-kotel.com/tverdoe-toplivo/
3. https://tesiaes.ru/?p=4670
4. https://www.tutoronline.ru/blog/toplivo-i-sposoby-ego-szhiganija
5. https://energomir.blogspot.com/p/22.html

6 www.Wikipedia.ru

7 www.Allfuel.ru