고체연료

Solid fuel
연탄불로 만든 불

고체연료는 연소되어 에너지를 방출할 수 있는 다양한 형태의 고체물질을 말하며, 연소과정을 통해 열과 빛을 제공합니다.고체 연료는 액체 연료 및 가스 연료와 대조될 수 있습니다.고체 연료의 일반적인 예로는 나무, 숯, 이탄, 석탄, 헥사민 연료 정제, 마른 똥, 나무 펠릿, 옥수수, 밀, 호밀 및 기타 곡물이 있습니다.고체 연료는 고체 [1]추진제로서 로켓에 광범위하게 사용됩니다.인류 역사를 통틀어 고체 연료는 불을 만들기[2] 위해 사용되어 왔고 고체 연료는 [3][4]오늘날에도 여전히 전 세계적으로 널리 사용되고 있습니다.

바이오매스에서 나오는 고체연료는 기후변화 완화에 기여할 수 있는 재생에너지원으로 여겨집니다.화석 연료(즉, 석탄)에서 나오는 고체 연료는 재생 가능한 에너지가 아닙니다.

종류들

바이오매스

에너지 생산에 사용되는 바이오매스는 고체 연료로 가공될 수 있지만 액체 연료나 기체 [5]: 173 연료로도 가공될 수 있습니다.비교하자면, 바이오 연료라는 용어는 오늘날 주로 액체 연료 또는 기체 연료에 사용되며,[6] 운송에 사용됩니다.

펠릿 연료는 압축된 유기물이나 [7]바이오매스로 만들어집니다.펠릿은 산업 폐기물 및 부산물, 음식물 폐기물, 농업 잔류물, 에너지 작물 및 미처리 목재의 [8]다섯 가지 일반적인 바이오매스 분류 중 어느 하나로 제조될 수 있습니다.나무 펠릿은 가장 흔한 종류의 펠릿 [9]연료입니다.

이 섹션은 바이오매스(에너지)에서 발췌한 내용입니다.[편집]
바이오매스는, 에너지 생산의 맥락에서, 바이오 에너지 생산에 사용되는 최근에 살아있는(하지만 지금은 죽은) 유기체의 물질입니다.예를 들어 목재, 목재 잔재물, 에너지 작물, 짚을 포함한 농업 잔재물, 산업 및 [10]가정의 유기성 폐기물 등이 있습니다.목재와 목재 잔재물은 오늘날 가장 큰 바이오매스 에너지원입니다.목재는 직접 연료로 사용되거나 펠릿 연료 또는 다른 형태의 연료로 가공될 수 있습니다.옥수수, 스위치그래스, 미스캔서스, [11]대나무 등 다른 식물들도 연료로 사용될 수 있습니다.주요 폐기물 공급 원료는 목재 폐기물, 농업 폐기물, 도시 고형 폐기물 및 제조 폐기물입니다.생 바이오매스를 더 높은 등급의 연료로 업그레이드하는 것은 열, 화학 또는 생화학적으로 크게 분류되는 다양한 방법에 의해 달성될 수 있습니다.

나무

자세한 정보:목재연료

목재 연료는 장작, 숯, 나무 칩 시트, 펠릿, 톱밥과 같은 여러 연료를 의미할 수 있습니다.사용되는 특정 형태는 출처, 수량, 품질 및 적용 등의 요소에 따라 달라집니다.많은 지역에서 나무는 가장 쉽게 구할 수 있는 연료의 형태이며 죽은 나무를 집어 들 때 도구가 필요 없거나 도구가 거의 필요하지 않습니다.오늘날 나무를 태우는 것은 고체 연료 바이오매스로부터 얻어지는 에너지의 가장 큰 사용입니다.목재 연료는 요리와 난방에 사용될 수 있고, 때로는 전기를 생산하는 증기 기관과 증기 터빈에 연료를 공급하는 데 사용될 수 있습니다.목재는 아궁이, 난로, 벽난로 등의 실내에서 사용할 수도 있고, 아궁이, 캠프파이어, 모닥불 등의 실외에서 사용할 수도 있습니다.다른 화재와 마찬가지로, 목재 연료를 태우는 것은 많은 부산물을 생성하는데, 그 중 일부는 유용할 수 있고(열과 증기), 다른 것들은 바람직하지 않거나, 자극적이거나, 위험할 수 있습니다.

지속 가능한 방식으로 수확될 때 목재는 일반적으로 재생 가능한 고체 연료(재생 에너지)[12]로 간주됩니다.

나무를 태우는 것이 탄소 중립으로 간주될 수 있는지에 대한 논쟁이 있는데, 기술적으로 나무가 성장하는 동안 격리된 것보다 더 많은 탄소를 배출할 수는 없지만, 이것은 삼림 벌채와 썩는 것이 [13]탄소 발자국에 미치는 다른 영향을 고려하지 않기 때문입니다.

토탄

자세한 정보 : 토탄

이탄 연료는 부분적으로 부패한 식물 또는 유기물의 축적물로서 충분히 건조되면 연소될 수 있습니다.대체품이 없거나 [citation needed]비싼 아일랜드와 스코틀랜드의 시골 지역에서 널리 사용됩니다.필수 건조 후에도 발열량이 상대적으로 낮습니다.

화석연료

석탄

상세정보 : 석탄

석탄은 보통 석탄층이나 석탄 솔기라고 불리는 층이나 정맥의 암석 지층에서 발생하는 가연성 검은 또는 갈색을 띠는 흑색 퇴적암입니다.역사적으로 석탄은 주로 전기와 열 생산을 위해 연소되는 에너지 자원으로 사용되어 왔으며, 금속 정제와 같은 산업용으로도 사용되고 있습니다.석탄은 전 세계적으로 가장 큰 전력 생산을 위한 가장 큰 에너지원일 뿐만 아니라 전 세계적으로 가장 큰 에너지 공급원 중 하나입니다. 석탄의 추출, 에너지 생산에서의 사용 및 부산물은 모두 환경 및 건강 영향과 관련이 있습니다.무연탄과 같은 변형은 자연적으로 무연탄 형태로 형성될 수 있는데, 이는 불을 붙였을 때 무연탄을 내뿜는 탄소 함량이 매우 높은 변성된 석탄의 일종입니다.이것은 무연 연료의 중요한 종류입니다.

콜라.

자세한 정보:코크스(연료)

코크스는 불순물이 거의 없고 탄소 함량이 높은 연료로, 보통 석탄으로 만들어집니다.그것은 저회, 저유황 유연탄의 파괴적인 증류로부터 유래된 고체 탄소질 물질입니다.석탄으로 만들어진 콜라는 회색이고 단단하며 다공성입니다.콜라는 자연적으로 형성될 수 있지만, 일반적으로 사용되는 형태는 사람이 만든 것입니다.석유 코크스 또는 애완동물 코크스로 알려진 형태는 정유 코크스 장치 또는 기타 균열 [12]공정에서 유래합니다.

무연연료

자세한 정보:무연연료

연기나 휘발성 물질이 거의 발생하지 않는 고체 연료는 분말화된 무연탄으로 만들어지고 보통 난로나 개방된 화로에서 가정용으로 연탄 형태로 공급됩니다.이 연료는 입자 배출 감소와 효율 증가로 인해 석탄을 노천 화재의 연료로 대체하고 있습니다.무연 연료는 석탄 화재보다 더 높은 온도에서 더 천천히 연소됩니다.이 용어는 또한 마른 나무의 제한된 연소에 의해 만들어지고 야외 바베큐에서 야외 불에서 음식을 요리하기 위해 널리 사용되는 숯을 포함합니다.

특수 용도용 고체 연료

로켓추진제

자세한 정보:로켓추진제 § 고체화학추진제

고체 로켓 추진제는 고체 산화제(질산암모늄 등)와 에너지 화합물(RDX 등)의 박편 또는 분말과 결합제, 가소제, 안정제 및 기타 첨가제로 구성됩니다.고체 추진제는 액체 추진제보다 보관 및 취급이 훨씬 쉽습니다.또한 에너지 밀도도 높아 동일한 양의 저장 에너지에 대해 공간을 크게 필요로 하지 않습니다.

발열량

각 유형의 연료에서 사용할 수 있는 열은 가변적이며, 탄소 및 수소 함량, 불연 또는 재 및 물 함량에 따라 달라집니다.연소에 의해 생성되는 열의 척도 중 하나는 연소열인데, 이는 일반적으로 폭탄 열량 측정을 사용하여 결정되며 이산화탄소와 물에 완전한 연소를 요구합니다.

메탄과 같은 가스 연료는 석탄과 같은 고체 연료보다 더 높은 가치를 가집니다.이탄은 모든 일반 연료 중에서 가장 낮은 값을 나타냅니다.따라서 메탄의 HHV(Higher heating value)는 55.50 MJ/kg로 일반 연료 중 가장 높은 값입니다.

디젤 연료의 HHV 값은 44.80 MJ/kg, 무연탄 석탄의 HHV 값은 32.50 MJ/kg입니다.수분과 재가 없는 장작은 21.70 MJ/kg의 낮은 값을 가지고 있는 반면, 마른 이탄은 약 15.00 MJ/kg의 모든 일반 연료 중 가장 낮은 값을 가지고 있습니다.

이러한 값은 어느 정도 이상적인 값이며 연료에 의해 실현되는 실제 열은 사용되는 벽난로나 연소실, 예를 들어 그 설계에 따라 달라집니다.그러나 연료에서 사용 가능한 열에 대한 유용한 지침을 제공합니다.건조한 목재의 열량은 석탄의 약 2/3이므로 동일한 양의 열을 만들기 위해서는 더 큰 무게가 필요합니다.

비용 및 운송

액체 연료나 가스 연료에 비해 고체 연료는 종종 값이 싸고, 추출하기 쉽고, 운송하기에 안정적이며, 많은 곳에서 쉽게 [14][15]구할 수 있습니다.

특히 석탄은 액체 및 가스에 [3]비해 가격이 저렴해 전 세계 전력의 38%를 생산하는 데 활용되고 있습니다.

건강 및 환경에 대한 피해

자세한 정보:석탄산업의 건강 및 환경영향

고체 연료는 추출/연소에 보다 파괴적인 방법이 필요하며, 탄소, 질산염 및 황산염 배출량이 높은 경우가 많습니다.목재/바이오 매스 고형 연료는 지속 가능한 것을 제외하고는 [3]형성하는 데 수천 년이 걸리기 때문에 일반적으로 재생 불가능한 것으로 간주됩니다.

고체 연료는 유기 물질로 구성되어 있으며 대기 질 저하의 원인이 될 수 있습니다.고체연료의 연소는 액화석유가스보다 유기에어로졸을[16] 많이 방출하고 휘발성 유기화합물을 많이 방출하여 지상 오존, 2차 유기에어로졸과 [17]같은 2차 오염물질의 형성을 통해 대기질 저하의 원인이 될 수 있습니다.고체 연료의 배출은 고체 연료가 주요 연료 [18]공급원인 지역의 대기 질 저하의 주요 원인입니다.

참고 항목

참고문헌

  1. ^ "Solid". astronautix.com. Archived from the original on August 15, 2016. Retrieved 2017-03-09.
  2. ^ "Evidence that human ancestors used fire one million years ago". Science Daily. 2012-04-02. Retrieved 2017-03-09.
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외부 링크