Caratteristiche combustibili

Caratteristiche combustibili

Caratteristiche combustibili solidi – liquidi – gassosi

L’energia è al centro delle nostre vite e delle nostre economie, e una parte significativa di questa energia proviene dai combustibili solidi, liquidi e gassosi. Questi combustibili costituiscono una risorsa vitale per una vasta gamma di applicazioni, dalla produzione di energia elettrica all’industria, dai trasporti al riscaldamento domestico. Questo elaborato è stato creato da Itieffe per esplorare in dettaglio le caratteristiche di questi combustibili, offrendo una visione approfondita di come siano prodotti, utilizzati e quali impatti abbiano sul nostro mondo.

Questa premessa vi darà un’idea chiara di cosa potete aspettarvi da questo elaborato, che affronterà i principali tipi di combustibili solidi, liquidi e gassosi, spiegando le loro proprietà, e applicazioni.

La comprensione delle caratteristiche dei combustibili è essenziale per sfruttare in modo efficiente queste risorse energetiche e per gestire in modo sostenibile l’impatto ambientale della loro produzione e combustione. Queste conoscenze sono fondamentali per ingegneri, progettisti, operatori di impianti e professionisti del settore energetico.

Questo elaborato coprirà una serie di argomenti legati ai combustibili solidi, liquidi e gassosi:

  • Definizione e tipi di combustibili in ciascuna categoria.
  • Peso specifico del combustibile in ciascuna categoria.
  • La sua viscosità ed il contenuto di zolfo.
  • Il potere calorifico inferiore (kcal/h) dei diversi combustibili.
  • Il volume dell’aria di combustione ed il volume dei prodotti della combustione.

La conoscenza delle caratteristiche dei combustibili è cruciale per il futuro dell’energia e per affrontare le sfide ambientali legate alla produzione ed all’utilizzo di combustibili fossili e rinnovabili. Questo elaborato vi aiuterà a comprendere meglio il ruolo dei combustibili solidi, liquidi e gassosi nella nostra società e nella transizione verso un futuro più sostenibile.

Siamo felici di condividere queste conoscenze con voi e di esplorare insieme il mondo dei combustibili e delle loro caratteristiche. La vostra comprensione di questi concetti è fondamentale per contribuire a un futuro energetico più efficiente e sostenibile.

Caratteristiche combustibili solidi – liquidi – gassosi

In relazione allo stato fisico in cui si presentano, i combustibili si classificano in solidi, liquidi e gassosi. Un’altra importante distinzione dei combustibili è fra “naturali” e “derivati”, in relazione alle condizioni in cui vengono impiegati: naturali (es.: gas metano) se si adoperano così come vengono trovati in natura oppure derivati (es.: benzine, GPL) se vengono forniti quali prodotti di trasformazione di combustibili naturali o di particolari lavorazioni industriali. Ovvero:

  • solidi naturali: es. legna, carboni fossili (torbe, antraciti, litantraci), ecc.
  • solidi artificiali: es. coke e carbone di legna
  • liquidi naturali: es. petrolio e bitume
  • liquidi artificiali: es. benzine e altri distillati dal petrolio, alcol, ecc.
  • gassosi naturali: es. metano
  • gassosi artificiali: es. gas illuminante, gas d’alto forno, idrogeno (gas d’acqua), acetile

I liquidi e i solidi trovandosi in uno stato di aggregazione diverso dal reagente gassoso, sviluppano combustioni eterogenee per le quali è richiesto uno stretto contatto tra le parti chimicamente attive; nel caso invece dei gas e vapori di liquido, trattandosi di sistemi omogenei invece, il processo avviene attraverso la miscelazione di reagenti.

fonte Wikipedia

Combustibili solidi

I combustibili solidi sono combustibili che si presentano allo stato solido.

Si suddividono in:

  • naturali
  • artificiali

Tra i combustibili naturali quelli fossili costituiscono un gruppo a sé, per quanto ovviamente non isolato.

I combustibili fossili solidi sono tutto il materiale solido combustibile formatosi nel corso delle ere geologiche: a essi appartengono i carboni e gli scisti bituminosi.

Carboni e scisti possono avere composizione e caratteristiche variabili entro un intervallo assai ampio.

Non vi è un’unica teoria in grado di spiegare esaurientemente la formazione di tutti i tipi noti di carboni.  L’età del deposito può variare di centinaia di milioni di anni; caratteristica comune di tutti i combustibili fossili è quella di essere costituiti prevalentemente da carbonio e idrogeno.

Anche le torbe possono essere considerate combustibili fossili, di formazione relativamente recente.

Il più importante combustibile naturale solido non fossile è la legna, da cui d’altronde quelli fossili derivano.

Combustibili solidi artificiali devono considerarsi, oltre al carbone di legna, ottenuto scaldando legname a 500-600°C in assenza d’aria, il coke e il semi coke, provenienti dai processi di cokizzazione dei carboni fossili e del petrolio.

Tra i combustibili solidi ricordiamo infine anche quelli a base metallica (litio, berillio, boro, sodio, magnesio e alluminio) che sfruttano l’elevato calore di combinazione con l’ossigeno.

Caratteristiche principali dei combustibili solidi.

La caratteristica principale dei combustibili solidi (così come quella degli altri tipi di combustibili) è il potere calorifico superiore ed inferiore (p.c.s – p.c.i.) che si misura in kilocalorie o in joule per unità di peso (kg) o di volume (litro o m3).

Altre caratteristiche importanti sono:

– il tenore in zolfo; è preferibile un valore basso di tale parametro allo scopo di per evitare la formazione di ossidi di zolfo (inquinanti atmosferici responsabili delle piogge acide) durante la combustione.

– il residuo in ceneri.

Combustibili liquidi

I combustibili liquidi sono combustibili che si presentano allo stato liquido.

I combustibili liquidi naturali sono costituiti esclusivamente dal petrolio, dal bitume asfaltico e dalle sabbie bituminose in cui la parte combustibile è in realtà esclusivamente liquida.

Combustibili liquidi sono poi, prevalentemente, quelli prodotti nelle operazioni di frazionamento del petrolio e nei vari trattamenti a cui le singole frazioni o lo stesso grezzo vengono sottoposti (ad esempio: benzina olio combustibile, cherosene, ecc.).

Caratteristiche principali dei combustibili liquidi

La caratteristica principale dei combustibili liquidi (così come quella degli altri tipi di combustibili) è il potere calorifico superiore ed inferiore (p.c.s – p.c.i.) che si misura in kilocalorie o in joule per unità di peso (kg) o di volume (litro).

Altre caratteristiche importanti sono: il tenore in zolfo; è preferibile un valore basso di tale parametro allo scopo di per evitare la formazione di ossidi di zolfo (inquinanti atmosferici responsabili delle piogge acide) durante la combustione

Per quanto riguarda i combustibili liquidi è interessante la facilità di magazzinaggio e di trasporto che li fa preferire ai combustibili solidi.

Combustibili gassosi

I combustibili gassosi sono idrocarburi composti da atomi di carbonio e di idrogeno. A seconda della struttura molecolare degli atomi, ossia del loro numero e disposizione, il gas acquisisce la proprietà di combustibile. I combustibili gassosi sono caratterizzati da una fiamma non eccessivamente calda ma luminosa. Il gas assume le proprietà di combustibile soltanto quando viene miscelato con l’ossigeno dell’aria entro un adeguato rapporto di concentrazione.

Esistono diverse tipologie di combustibili gassosi. I principali sono il gas illuminate prodotto dalla distillazione del carbon fossile, il gas naturale presente nel sottosuolo o prodotto dalle attività zootecniche, il gas GPL ottenuto dalla liquefazione degli idrocarburi leggeri, il gas di gasogeno e il gas d’altoforno.

Caratteristiche dei combustibili gassosi I combustibili gassosi sono privi di odore e colore. Per questa ragione sono addizionati con sostanze in grado di aggiungere un odore sgradevole (es. zolfo) al fine di consentire agli utenti di rendersi conto di una eventuale perdita di gas dai condotti o dai dispositivi di utilizzo. I combustibili solidi sono tossici, ad esempio monossido di carbonio, e molto pericolosi per la sicurezza e la salute umana. La combustione del gas può, inoltre, rilasciare nell’aria dei residui di combustione di vario tipo (azoto, acqua, ecc.).

Applicazioni dei combustibili gassosi In passato i combustibili gassosi erano utilizzati per l’illuminazione stradale o domestica (gas illuminante). Ogni lampione era dotato di un becco, da cui fuoriusciva il gas, e da una fiammella. Quando il gas entrava a contatto con la fiammella e con l’aria, produceva la combustione e quindi la luce. L’illuminazione urbana con i lampioni a gas e con le lampade a gas divenne obsoleta con la diffusione dell’energia elettrica che ha praticamente sostituito il gas illuminante in quasi tutte le città del mondo. Oggi i combustibili solidi sono impiegati come combustibile per il riscaldamento domestico, per la cucina (fornelli delle cucine a gas) e per la produzione di energia elettrica nelle centrali elettriche a gas o turbogas.

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