Топливо и способы его сжигания

Тема: Вещества и их превращения

Урок: Топливо и способы его сжигания

1. Виды топлива

На практике используют топливо трех видов: твердое, жидкое и газообразное.

К твердым видам топлива относят антрацит, каменный уголь, бурый уголь, горючие сланцы, торф, дрова.

Рис. 1. Виды твердого топлива

При сгорании топлива в кислороде или на воздухе выделяется большое количество теплоты. Количеством выделяемой при сгорании теплоты определяется качество топлива.

Теплота измеряется в Джоулях (Дж), а чаще в килоджоулях (кДж), т.к. ее значение велико. Теплотворной способностью топлива называют количество теплоты в кДж, выделяемое при сгорании 1 кг топлива. Чем богаче топливо химическим элементом углеродом, тем выше его теплотворная способность.

Ископаемые угли используют не только в качестве топлива. Примерно ¼ углей нагревают без доступа воздуха, получая при этом кокс и другие вещества, которые используют для производства пластмасс, красителей, лекарственных веществ и другого.

К жидкому топливу относятся продукты переработки нефти: бензин, керосин, мазут и другие. Эти виды топлива обладают высокой теплотворной способностью.

Рис. 2. Виды жидкого топлива

Газообразное топливо – это, в основном, природный газ и попутный нефтяной газ. Основным компонентом этих газов является метан СН₄. В природном газе содержание метана доходит до 95 об.%

Газообразное топливо имеет ряд преимуществ перед твердым топливом:

1) экономически более выгодна добыча и транспортировка;

2) упрощается устройство топок и управление процессом горения;

3) достигается более полное и рациональное сжигание топлива;

4) уменьшается загрязнение окружающей среды.

2. Технологические принципы сжигания топлива

Рассмотрим основные принципы сжигания топлива. В промышленности твердое топливо сжигают в печах непрерывного действия. Т.к. скорость реакций, в которых участвуют твердые вещества, зависит от площади их поверхности, а последняя – от степени измельчения веществ, то в целях более рационального сжигания сооружаются печи, в которых твердое топливо можно сжечь в пылеобразном состоянии.

Подобным образом сжигают и жидкое топливо. Для сжигания газообразного топлива служат особые керамические печи, в которых горючий газ и необходимое количество воздуха подаются в мельчайшие каналы, где происходит сгорание.

3. Экологический аспект

В процессе сгорания топлива образуется много вредных для окружающей среды соединений. Даже образующийся углекислый газ не так безвреден, как может показаться на первый взгляд.

В процессе сжигания бензина, угля, природного газа и других видов топлива в атмосферу выделяется огромное количество углекислого газа СО₂, что влечет за собой экологические изменения. Дело в том, что углекислый газ способен поглощать отраженную от поверхности Земли теплоту и в то же время пропускать солнечное излучение. В результате происходит нагревание нижних слоев атмосферы, что приводит к повышению среднегодовой температуры. Можно сравнить происходящий процесс с нагреванием воздуха в парнике. Отсюда и название – «парниковый эффект». Последствия глобального потепления климата могут быть самыми плачевными – это повышение уровня Мирового океана вследствие таяния ледников и затопление части суши.

В промышленных районах в воздух попадают и другие примеси, например, оксид серы(IV), оксиды азота и пыль. Для борьбы с загрязнителями воздуха на дымоходах устанавливают специальные фильтры – поглотители вредных газов, в городах культивируют зеленые насаждения.

Также эффективны мощные сооружения на заводах, в метро и т.д., которые не только очищают воздух от пыли, бактерий и вредных примесей, но и обогащают его кислородом.

Рис. 3. Вентиляционная шахта метро

Список рекомендованной литературы

1. Сборник задач и упражнений по химии: 8-й кл.: к учеб. П.А. Оржековского и др. «Химия. 8 класс» / П.А. Оржековский, Н.А. Титов, Ф.Ф. Гегеле. – М.: АСТ: Астрель, 2006. (с.81-84)

2. Ушакова О.В. Рабочая тетрадь по химии: 8-й кл.: к учебнику П.А. Оржековского и др. «Химия. 8 класс» / О.В. Ушакова, П.И. Беспалов, П.А. Оржековский; под. ред. проф. П.А. Оржековского - М.: АСТ: Астрель: Профиздат, 2006. (с. 70-72)

3. Химия: неорган. химия: учеб. для 8кл. общеобр. учрежд. /Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – М.: Просвещение, ОАО «Московские учебники», 2009. (§24)

4. Энциклопедия для детей. Том 17. Химия / Глав. ред.В.А. Володин, вед. науч. ред. И. Леенсон. – М.: Аванта+, 2003.

Дополнительные веб-ресурсы

1. Низкотемпературное сжигание топлива (Источник).

2. Технологии сжигания твердого биотоплива (Источник).

Домашнее задание

с.69 №№ 7,8   из учебника Г.Е. Рудзитиса, Ф.Г. Фельдмана «Химия: неорг. химия для 8кл.», 2009 г.