Brandstowwe - Wikipedia
Hierdie artikel behoort versmelt te word met Brandstof.
Brandstof is 'n stof wat gebruik word om hitte, lig en krag deur verbranding te verskaf. Verbranding behels gewoonlik oksidasie deur suurstof in die lug. Onder "brandstowwe" word egter ook ingesluit die chemiese stowwe wat gebruik word vir vuurpylaandrywing en die radioaktiewe elemente soos uraan, wat in kernreaktors gebruik word.
2 Vaste brandstowwe
3 Vloeibare brandstowwe
3.2 Petrol, dieselolie en paraffien (keroseen)
4 Gasvormige brandstowwe
4.2 VP-gas (vervloeide petroleumgas)
4.3 Watergas, koolgas, ens.
5 Chemiese brandstowwe
Brandstowwe van organiese oorsprong, soos aardolie, aardgas en steenkool, is miljoene jare gelede gevorm toe die see groot dele van die huidige landmassas bedek het. Oor lang tydperke het dooie seeplante en -diertjies afgesak bodem toe.
Daar is dit bedek met sedimentêre lae sand en modder, wat uiteindelik versteen het. Die ontsaglike druk en gepaardgaande hitte van hierdie gesteentes het die organiese stowwe omgesit in olie, gas en steenkool. Hierdie brandstowwe bestaan hoofsaaklik uit koolstof en waterstof, die sogenaamde koolwaterstowwe. Die verhouding tussen dié twee elemente is belangrik in die hele brandstoftegnologie. Hoe groter die verhouding van waterstof tot koolstof, hoe vloeibaarder is die brandstof.
Die hoeveelheid warmte wat per kilogram brandstof gelewer word, is bekend as die verbrandingswaarde en dit word in joule per kilogram uitgedruk. Hout se verbrandingswaarde is heelwat laer as dié van steenkool, wat weer laer is as die verbrandingswaarde van die meeste petroleumprodukte. Die temperatuur waarby 'n brandstof sal vlamvat as dit met 'n vonk of vlam in aanraking kom, word die ontbrandingstemperatuur of vlampunt genoem. As brandstowwe geberg of vervoer word, is dit belangrik om die vlampunt in ag te neem om brand of ontploffings te voorkom. Brandstowwe wat geen bewerking nodig het nie, soos steenkool, hout en aardgas, word primêre brandstowwe genoem. Sekondêre brandstowwe - petrol, paraffien, etanol, ens. - word deur chemiese of fisiese prosesse uit die primêre brandstowwe verkry.
Hout en ander organiese stowwe soos mis en strooi word veral in onderontwikkelde gebiede gebruik. As 'n konstruksiemateriaal is hout egter te waardevol om op groot skaal vir verbranding te gebruik.
Houtskool word gemaak deur hout in oonde te verhit om die gasse en vog af te dryf. As brandstof word dit deesdae maar min gebruik - gewoonlik in sekere chemiese prosesse en vir vleisbraaivure.
Turf (veen) bestaan uit plantaardige materiaal wat nog nie steenkool geword het nie. Dit het 'n taamlik hoë voggehalte en sy verbrandingswaarde is laag. Droë turfsooie word in lande soos Ierland nog vir huishoudelike stowe en verwarming gebruik.
Steenkool is een van die wêreld se waardevolste en volopste brandstowwe. Bruinkool (ligniet) en antrasiet behoort tot dieselfde familie as steenkool. Bruinkool, die jongste van die drie, is gedurende 'n later geologiese tydperk as steenkool gevorm. Dit bevat ook baie vog. Antrasiet is 'n baie harde soort steenkool wat heelwat meer hitte afgee as die ander. Omdat Suid-Afrika nie ryk oliebronne het nie, het die klem van ons navorsing op die moontlikhede van steenkool geval.
Op hierdie gebied het Suid-Afrikaners baanbrekerswerk gedoen en die reusagtige Sasol-installasies, waar olie uit steenkool vervaardig word, is 'n bewys daarvan. Die kragsentrales vir die opwekking van elektrisiteit is ook van steenkool afhanklik. Suid- Afrika se jaarlikse opbrengs van 50-wat 100 miljoen ton steenkool voorsien in 80 % van die land se energiebehoeftes.
Die verwerking van die steenkool by Sasol lewer 'n groot aantal neweprodukte wat omgesit word in gas, plastiek misstowwe, teer, ens. Twee nadele van steenkool is dat dit moeilik en duur is om te vervoer (olie kan makIik oor groot afstande deur middel van pypleidings vervoer word) en dat die as na verbranding verwyder moet word.
Kooks word verkry as steenkool in oonde verhit word om die gasse te verdryf. Dié gasse, byvoorbeeld koolgas, is ook brandstowwe. Kooks word veral in die yster- en staalbedryf gebruik.
Aardolie is 'n ryk mengsel van 'n hele reeks swaar en ligte koolwaterstowwe. In raffinaderye word hierdie mengsel geskei om 'n groot aantal produkte, soos petrol,
diesel en ligte en swaar olies, te lewer. Aardolie is eeue lank al aan die mensdom bekend. Etlike eeue voor Christus se geboorte het die Chinese gate in die grond geboor om die olie te bekom. In vergelyking met vandag was die gebruike daarvan beperk - dit is meestal in lampe of as pik gebruik. Gedurende die 19e eeu het mense die moontlikhede van aardolie begin insien. Namate nuwe gebruike daarvoor gevind is, het die koorsagtige gesoek na olie begin. Dit duur van dag nog wêreldwyd voort.
Petrol, dieselolie en paraffien (keroseen)Wysig
Dit is die algemeenste vloeibare brandstowwe wat jaarliks in ontsaglike hoeveelhede vir vervoer, landbou, industriële en militêre doeleindes gebruik word. Paraffien word in huishoudelike apparate soos lampe, primusstofies en verwarmers gebruik, maar veral ook as brandstof vir straalvliegtuie, waarvoor dit net minder geraffineer word. Dieselolie is 'n ligte olie. Die swaar olies, soos stookolie, word vir kragsentrales, industriële doeIeindes en skeepvaart gebruik. Sommige groot skepe se masjiene word regstreeks daarmee gestook.
Etanol is 'n alkohol wat uit die gisting van plante, byvoorbeeld mielies, verkry word. Etanol se moontlikhede as brandstof geniet al hoe meer aandag namate olie skaarser en duurder word. Heelwat navorsing word in dié verband gedoen.
Dit is 'n natuurlike gas wat op groot skaal gebruik word. Soos aardolie, is dit diep onder die grond gevorm; dit word deur middel van pypleidings direk van die bron na stede en dorpe gepomp. Aardgas is 'n ideale brandstof, want dit het geen verwerking nodig nie, sy verbrandingswaarde is twee keer hoër as dié van ander gasse, dit vervoer maklik en as dit brand, word feitlik geen afvalstowwe gevorm nie. Die enigste probleem is om dit te berg, want dan moet dit tot 'n baie lae temperatuur afgekoel word.
VP-gas (vervloeide petroleumgas)Wysig
Dit bestaan gewoonlik uit propaan en butaan (baie ligte koolwaterstowwe) wat uit aardgas verkry word. Die VP-gas word onder hoë druk in silinders geberg, gereed vir huishoudelike gebruik of kampering.
Watergas, koolgas, ens.Wysig
Dit word as neweprodukte verkry wanneer steenkool verwerk word.
Dit word vervaardig vir vuurpyle. Solank hulle in die atmosfeer om die aarde beweeg, is die suurstof in die lug beskikbaar om die ontbrandingsproses aan die gang te hou, maar sodra die vuurpyl die ruimte inskiet, moet hy sy eie suurstof saamdra. Omdat suurstof in gasvorm te veel ruimte beslaan, word dit aansienlik afgekoel totdat dit 'n vloeistof word. Soms word 'n oksideerder (soos salpetersuur, HN03 ) gebruik. Vaste chemiese brandstowwe is ook al ontwikkel- dit het die voordeel dat dit nie gedurig by 'n baie lae temperatuur gehou moet word nie.
Kernbrandstowwe soos uraan, torium en plutonium (by die kernsplytingproses) en waterstof in litium (kernfusie) lewer ontsaglike hoeveelhede energie, en sal in die toekoms 'n groot rol in die verskaffing van energie speel. Omdat daar nog heelwat gevare en probleme aan kernenergie verbonde is, word pogings aangewend om alternatiewe vorme van energieverskaffing te vind. Feitlik al die ontwikkelde lande het reeds kernreaktors, en navorsing gaan onverpoos voort.