Paliva. nejběžnějším zdrojem tepla musí splňovat tyto podmínky: co nejmenší náklady na těžbu a výrobu snadno uskutečnitelné spalování

Paliva

Paliva nejběžnějším zdrojem tepla musí splňovat tyto podmínky:  co nejmenší náklady na těžbu a výrobu  snadno uskutečnitelné spalování 

Dělení paliv podle skupenství  pevná – uhlí, dřevo  kapalná – benzín, nafta  plynná – methan, propan-butan nejvýhodnější, nezanechávají pevný odpad, méně poškozují životní prostředí, dobře se dopravují, snadno se zapalují, plynule hoří

Dělení paliv podle původu  přírodní – uhlí, zemní plyn  vyrobená – propan-butan podle období vzniku  fosilní (pravěká) – uhlí, ropa  současná - dřevo

Výhřevnost paliv   

h=Q/m Q …. teplo uvolněné při dokonalém spálení m … hmotnost paliva

obr.1

Uhlí  

   

Hořlavá hornina vzniklá v průběhu desítek až stovek milionů let složitými procesy z odumřelých rostlin Je to složitá směs látek, jejichž podstatnou složkou je vázaný uhlík a některé další vázané prvky (vodík, kyslík, dusík, síra aj.) Kvalita uhlí jako paliva závisí především na obsahu uhlíku Černé uhlí obsahuje 75% až 95% uhlíku Hnědé uhlí obsahuje 60% až 75% uhlíku Nevyužívá se jen jako palivo, ale daleko výhodnější je jeho zpracování jako suroviny v chemickém průmyslu

Karbonizace uhlí 



Probíhá při zahřívání černého uhlí na teplotu kolem 900°C za nepřístupu vzduchu Průmyslově se provádí v koksovnách a plynárnách

Produkty karbonizace Plyn – koksárenský nebo svítiplyn  obsahuje hlavně vodík a jedovatý oxid uhelnatý  používá se především jako plynné palivo Černouhelný dehet  obsahuje několik set různých látek  získává se z něj např. benzen a naftalen Koks  obsahuje téměř čistý uhlík Vedlejší produkt:  Amoniaková voda – používá se při výrobě dusíkatých hnojiv

Vodní plyn Vyrábí se vháněním vodní páry na rozžhavený koks  Je to směs plynů, která obsahuje především oxid uhelnatý a vodík: C (s) + H2O (g) → CO (g) + H2 (g) ; Qm = 131 kJ/mol 

 

Využívá se především pro výrobu organických sloučenin Volbou různých podmínek reakce katalyzátorů se dá ovlivnit vznik různých produktů

Zemní plyn      

Z míst těžby se dopravuje plynovody Hlavní složkou zemního plynu (70% až 90%) tvoří methan Dále obsahuje plynné uhlovodíky (ethan, propan, butan) a jiné látky (např. oxid uhličitý a sulfan H2S) Nejrozsáhlejší využití má zemní plyn jako palivo Při jeho hoření nevzniká popel ani saze a v porovnání s hořením uhlí nevytváří tolik škodlivých plynných produktů Jako chemická surovina se využívá k výrobě vodíku, sazí (pro gumárenský průmysl), acetylenu a syntézního plynu (směsi oxidu uhelnatého a vodíku)

Ropa     

  

Také „nafta“ nebo „zemní olej“ = směs sloučenin C a H uhlovodíků Obsahuje ale také sloučeniny N, O, S Složení je různé podle naleziště Je to hnědá až černá olejovitá kapalina s charakteristickým zápachem Ve vodě nerozpustná a má menší hustotu než voda Hoří čadivým plamenem Těžba se provádí vrty do zemské kůry Ropa se po pevnině dopravuje ropovody, po mořích ji přepravují tankery

Zpracování ropy 



Vytěžená ropa se zbavuje hrubých příměsí (např. písek) a vody Následně se na základě rozdílné teploty varu oddělují v destilační koloně směsi uhlovodíku s blízkou teplotou varu (→ frakční destilace)

Produkty frakční destilace   





Plynné produkty – používají se jako chemické suroviny a paliva, např. směs propan-butan) Benzin – používá se jako palivo do zážehových motorů automobilů, jako rozpouštědlo nečistot, barev a laků Petrolej – používá se jako palivo proudových a tryskových letadel, jako rozpouštědlo, vyrábí se z něj benzin a další látky, používán také ke svícení Plynový olej – používá se ve směsi s petrolejem pod názvem motorová nafta pro Dieselovy motory v traktorech a automobilech, uplatňuje se jako topná nafta v průmyslu i domácnostech Mazut – používá se k topení, např. v teplárnách a na lodích, nebo se dále destiluje

Zpracování a využití ropných produktů 

 



Mazut se dále destiluje za sníženého tlaku – tato vakuová destilace umožňuje oddělit složky směsi, které mají za atmosférického tlaku vysoké teploty varu Vakuovou destilací se z mazutu získávají především minerální oleje a asfalt Oleje – jako mazadla do strojů a technických zařízení, ochrana kovů před korozí, dále se z nich získává parafín a vazelína Asfalt – hlavně k úpravě povrchu vozovek a ve stavebnictví jako izolační materiál proti vlhkosti

Zdroje •

•

•

BENEŠ, Pavel, Václav PUMPR a Jiří BANÝR. Základy chemie pro 2. stupeň základní školy, nižší ročníky víceletých gymnázií a střední školy. Vyd. 3. Praha: Fortuna, 2001, 96 s. ISBN 80-716-8748-0. vlastní zdroje autora Obr.1: http://www.tzb-info.cz/ceny-paliv-a-energii/7840-vyvoj-cen-pevnychpaliv-pro-domacnosti-v-letech-2007-2010. [cit. 2012-10-14]. Dostupné z: http://www.tzb-info.cz/docu/clanky/0078/007840o1.gif

jméno autora

Daniela Horáková

název projektu

Informatika a digitální technika

číslo projektu

CZ.1.07/1.5.00/34.0158

číslo šablony

III/2 Inovace výuky pomocí ICT

předmět

chemie / kvarta

pořadové číslo DUM

4

datum

6.11.2012

název DUM

Paliva

metodická poznámka k využití

Výuková prezentace Paliva. Určeno pro frontální výuku s celou třídou. Vhodné pro nižší gymnázium.