دید کلی

مواد از نظر این که به عنوان سوخت (منبع تولید نیرو و انرژی) مورد استفاده قرار گیرند، به دو دسته قابل احتراق و غیر قابل احتراق تقسیم می‌شوند. آن دسته از موادی که براحتی می‌سوزند (دارای دمای احتراق پایینی هستند) و به دنبال سوختن ، مقدار زیادی انرژی آزاد می‌کنند، مواد قابل احتراق و دسته ای از مواد که یا نمی‌سوزند یا سوزاندن آنها سخت است (دمای احتراق بالایی دارند) مواد غیر قابل احتراق نام دارند.

تقسیم‌بندی مواد قابل احتراق

مواد قابل احتراق به نوبه خود به سه دسته زیر تقسیم می‌شوند:
مواد قابل احتراق جامد مواد قابل احتراق مایع  مواد قابل احتراق گازی

مواد قابل احتراق جامد

تورب

این ماده ، در باتلاق‌ها بر اثر تجزیه مواد گیاهی پدید می‌آید و دارای 20% آب است که پس از سوختن ، 5 تا 20 در صد خاکستر باقی می‌ماند. قدرت گرمایی آن ، 4 هزار کیلو کالری بر کیلو گرم می‌باشد و یک ماده قابل احتراق متوسط است. با سوزاندن آن ، زغال تورب ، روغن تورب و نیز مخلوط آن باقیمانده مواد نفتی ، محصولی می‌دهد که از مواد اصلی آسانتر می‌سوزد.

تورب بطور معمولی درمقیاس کوچک بویژه برای گرم کردن اماکن مورد استفاده قرار می‌گیرد. مجموع ذخایر تورب در حدود یک درصد انرژی زغال سنگ است. با نسبت تجمع فعلی تورب به مقدار 48x10¹⁰ وات قدرت به طور مداوم قابل دست‌یابی است.

لیگنیت ( لینییت)

این ماده قابل احتراق ، حد وسط بین تورب و زغال سنگ ، شامل 20% آب 10% خاکستر ، خوب نمی‌سوزد و در ضمن سوختن ، دود زیادی پدید می‌آورد و تا 6500 کیلو کالری بر کیلوگرم انرژی می‌دهد. در زیر فشار 1000 بار ، بدون افزودن ماده ای دیگر به شکل آجر سوختنی در می‌آورند. سه تن لیگنیت 2100 کیلو کالری ، یک تن آجر سوختنی 5000 کیلو کالری انرژی می‌دهند.

زغال سنگ

زغال سنگ ، یک ماده قابل احتراق بسیار خوب است. آخرین مرحله ، تبدیل تورب و لیگنیت است. استخراج آن آسان نیست.، به ندرت روباز است و در اغلب موارد در لایه‌های زیر زمینی یافت می‌شود که استخراج آن با مخارج و خطرات مهمی همراه است. معمولا به کارگران زغال سنگ نقدی داده می‌شود به علت شرایط کار مشکل و قیمت ، زغال سنگ با سایر انرژی‌ها در رقابت است. زغال سنگ از نقطه نظر شعله خوب دارای امتیاز است. دمای آن بالا و بازده دیگش بسیار خوب است.

عیب اصلی آن عدم قابلیت گداخت خاکستر است که شبکه‌های دیگر را چرب و چرک کرده ، تفاله آهن تولید می‌کند. از این نقطه نظر ، چوب بسیار جالب‌تر است، زیرا که خاکسترهای آن به آسانی تخلیه و زدوده می‌شود. آلودگی هوا براثر سوزاندن زغال سنگ و از آن جمله آزاد شدن گوگرد و مواد شیمیایی دیگر است. زغال سنگ جامد را نمی‌توان به عنوان سوخت در هواپیما یا اتومبیل بکار برد.

چوب

این اولین ماده قابل احتراق است که بشر آن را بکار برده و گرد آوردن آن هم ساده است. ظرفیت گرمایی آن از 1500 تا 6000 کیلو کالری بر کیلو گرم بر حسب رطوبت تغییر می‌کند. فعلا ً چوب یک انرژی روستایی است و بازده بخاری‌های چوبی حدود 20% است. در هر هکتار جنگل ، سالانه بطور متوسط 5 متر مکعب چوب تولید می‌شود. 5 متر مکعب چوب با 3000 کیلو کالری بر کیلو گرم حدود 11 میلیون کیلو کالری یا معادل با یک تن نفت در سال است.

زغال چوب یکی از منابع انرژی‌زا ی مناسب برای مصارف خانگی است. در کشورهایی که جنگل وسیع داشته باشند، تولید آن آسان است و یکی از سوخت‌های بدون دود محسوب می‌شود. مصرف آن برای آشپزی به علت مزه خوبی که به غذا می‌دهد، مورد توجه خاص است. هر تن زغال 7.1x10⁶ کیلو کالری انرژی می‌دهد. مصرف صنعتی آن در کارخانه‌ها برای خشک کردن محصولات و کارخانه‌های تولید آهک ، سیمان ، استخراج آهن و در تصفیه آب و فاضلاب است.

مواد قابل احتراق مایع

سوخت های مایع ، همیشه به علت خواصشان و قابلیت کاربرد عملیشان مورد توجه بوده‌اند. آنها توسط لوله منتقل می‌شوند و در مخازن بدون منفذ ذخیره شده ، جای زیادی را اشغال نمی‌کنند.

نفت

همان طوری که می‌دانیم، هر کیلو گرم نفت می‌تواند 11000 کیلو کالری گرما تولید کند. ذخیره آن آسان است. انتخاب نفت به عنوان منبع سوختی ، بدلیل ملاحظات سادگی انتقال ، ذخیره ، تمیزی و ... می باشد. بنابراین مصرف آن ساده و مستلزم تکنیک پیچیده نیست.

نفت می‌تواند جایگزین همه انواع مواد قابل احتراق از جمله چوب ، زغال ، پس مانده‌ها و حتی قسمتی از انرژی‌های ملایم ( باد خورشید و آبشار ) باشد. بنابراین منطقی است که مسئله انرژی را توسط تاسیسات ثابت ( کارخانه و...) حل کرد که نفت بسیارزیادی رامصرف می‌کنند. اتومبیل و هواپیما) فقط 20% مصرف انرژی نفتی را دارند.

در بسیاری از کشورها تقریبا تمام نفت وارداتی است و 85% احتیاجات انرژی را تامین می‌کند. از طرف دیگر کنترل در اختیار این گونه کشورها نبوده ، ناچارند انرژی خود را از راه‌های دیگر تامین کنند و یا در مقابل افزایش قیمت نفت هر چه بیشتر صرفه‌جویی کنند.

روغن‌های نباتی

این نوع روغن‌ها متعدد هستند. از جمله از آنها می توان روغن نفت ، روغن پسته ، روغن کتان ، روغن خرما ، روغن گرچک و... را نام برد. آنها در ابتدا در لامپ‌های روغن مورد استفاده قرارگرفته‌اند. روغن گرچک برای روغن‌کاری موتورهای هواپیما و بعضی از اتومبیل‌ها بکار برده شده است. قیمت آن زیاد و مقدار تولیدش کم است. قدرت حرارتی آنها کمتر از نفت است. در موتورهای دیزل به‌شرط گرم کردن آنها با افزایش انژکتورها می‌توان استفاده کرد.

الکل اتیلیک

الکل اتیلیک یکی از سوخت‌های مایع است که پس از نفت ، بیشتر از همه مورد توجه می‌باشد. نحوه استفاده از آن آسان است. ذخیره کردنش دشواری به همراه ندارد. نقطه جوش آن 78 درجه سانتی‌گراد و قدرت گرمایی آن 7000 کیلوکالری بر کیلو گرم است. الکل اتیلیک در طبیعت به همان صورت یافت نمی‌شود بلکه از تخمیر مایعاتی که قند و نشاسته دارند، بدست می‌آید.

از تقطیر نیز الکل استخراج می‌شود. چغندر ، سیب زمینی ، ملاس ، غلات و شیره‌های قندی مختلف از مواد اساسی این فراورده هستند. فرایند تخمیر کند است. این امر سبب بالارفتن قیمت الکل می‌شود. آلمانیها ، الکل را به عنوان ماده سوختنی در موشک بکاربردند. در اغلب موشک های امروزی از کروزن استفاده می شود.

الکل متیلیک یا متانول

تولید صنعتی آن با تقطیر چوب آسان است قیمت آن کمی بیشتر است و از این جهت به عنوان ماده سوختنی گاهی ترجیح داده می‌شود. قدرت حرارتی آن کمی کمتر است. متانول می‌تواند جایگزین بنزین معمولی شود.

مواد قابل احتراق گازی

گاز طبیعی

گاز طبیعی ، یک سوخت ایده‌آل و تمیز است که محیط را آلوده نمی‌کند. ارزش حرارتی آن زیاد است. ایران بعد از روسیه ، بیشترین ذخایر گاز طبیعی را دارد.
 

گاز روشنایی

از تقطیر زغال سنگ ، گاز روشنایی بدست می‌آید که 100 کیلو گرم آن 30 متر مکعب گاز با 5400 کیلو کالری بر متر مکعب یا حدود 7000 کیلو کالری بر کیلو گرم می‌دهد. گاز روشنائی شامل 44 % متان ، 10% هیدروژن و سایر گازهای مختلف از نظر وزن است.

متان

متان ، گاز ساده ای است و پُرانرژی (17000 کیلو کالری بر کیلو گرم ) خیلی تمیز و برای مصرف بسیار جالب است. متان در تجزیه و تباهی مواد آلی ، مانند گاز زمین‌های باتلاقی تشکیل می‌شود. این گاز در (164 - ) درجه سانتی‌گراد به مایع تبدیل می‌شود.

هیدروژن

هیدروژن ، مهمترین ماده قابل احتراق با انرژی زیاد ، 34000 کیلو کالری بر کیلو گرم ، آلوده کننده نیست. چرا که سوخت آن فقط آب تولید می‌کند. در مصرف آن دو اِشکال عمده وجود دارد. یکی این که در دمای خیلی پائین( 253 - ) ، به مایع تبدیل می‌شود و دیگری این که بطور طبیعی وجود ندارد.

آمونیاک

آمونیاک با انرژی 5370 کیلو کالری بر کیلو گرم در (33 -) درجه سانتی‌گراد بخار می‌شود و در فشار 7 بار در دمای 13+ درجه سانتی‌گراد مایع است. انتقال تجارتی آن بوسیله بطری های فولادی صورت می‌گیرد. سوخت آن آلوده کننده است. این گاز ، سمی است و به سختی به‌عنوان سوخت صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.