自然界中的固體燃料和液體燃料，都是由有機物和無機物兩部分所組成。有機物是由碳、氫、氧及少量的氮、硫等構成。這些複雜的有機化合物的成分分析十分困難，所以一般只測定碳、氫、氧、氮、硫的元素百分含量，與燃料的其他特性配合起來，幫助人們判斷燃料的性質和進行燃燒計算。
基本介紹
- 中文名：燃料化學
- 外文名：fuel chemistry
- 包括：液體燃料和氣體燃料
- 類型：燃料
- 組成：有機物和無機物兩部分所組成
- 含有的元素：碳、氫、氧及少量的氮、硫等
燃料組成的表示方法,碳燃料,氫,硫,
燃料組成的表示方法
固體燃料和液體燃料的分析結果表示為各元素組成的質量百分數，但由於燃料中水分和灰分含量波動很大，往往受季節、運輸和貯存條件的影響而變動。同一種煤由於取樣時條件不同，甚至同一實驗條件如採用的分析基準不同，表示的結果也不相同。所以固體燃料和液體燃料的元素分析值必須標明所採用的基準，否則就沒有意義。國家標準中基於不同的分析基準規定的成分表達方式有五種：空氣乾燥基成分、收到基成分、乾燥基成分、乾燥無灰基成分和乾燥礦物質基成分。
碳燃料
碳是燃料中最主要的可燃元素，其發熱量為32713kJ/kg，即每1kg碳元素全部燃燒時能放出32713kJ的熱量，碳在固體燃料的可燃物質中含量是相當高的，一般超過50%，且隨著碳化程度的加深其含量會顯著增加。碳在液體燃料中的含量比固體燃料更高，且不同產品中碳的含量相對固定，一般為85%～87%。因此，燃料熱值的高低主要是由含碳量決定的。同時，碳義是一種較難燃燒的元素，需要在較高溫度下才能著火燃燒，所以碳化程度深的固體燃料(如無煙煤等)，就不太容易著火燃燒。
氫
氫是燃料最有利的可燃元素，燃燒時能放出大量的熱量．其發熱量約為141470kJ/kg，約相當於碳發熱量的～1.3倍。此外，氫最易燃燒，所以燃料的含氫愈多，燃料就愈易著火，放熱量愈多。在固體燃料中，氫一部分與氧化合形成結品狀態的水，該部分氫稱為“化合氫”，不能燃燒放熱；未和氧化合的那部分氫稱為“自由氫”，和其他元素(如碳、硫等)化合，構成可燃化合物，在燃燒時與空氣巾的氧反應能放出很高的熱量。含有大量氫的固體燃料在貯藏時容易風化，風化時會失去部分可燃元素。其中首先就是氫。
在液體燃料中，碳、氫兩元素相互結合成複雜的有機化合物。這種碳氫化合物在有機化學中稱為烴。根據結合時構造和形狀的不同，烴可以有成千上萬種。石油就是由這蝗不同的烴類化合物組成的液態混合物。氫在固體礦物燃料中的含量很少，為2%～6%，且隨碳化程度的加深，氫的含量逐漸減少。氫在液體礦物燃料中的含量較固體燃料為高，一般為11%～14%，不同油品的含氫量都差不多，且碳、氫兩元素的總含量可占其可燃元素組成總量的96%～99.5%。所以，液體燃料主要由碳和氫兩元素組成，其發熱量相當高，一般為39800～44000 kJ/kg。另外。含氫較多的燃料燃燒時，易生成碳黑。
硫
硫是燃料中最有害的可燃元素。雖然它在燃燒時可放出少毋的熱量(每kg硫燃燒時可放出10460kJ的熱量，約為碳發熱量的1/3)，但它在燃燒後會生成SO2與SO2氣體，這些氣體與煙氣中的水蒸氣結合，形成硫酸或亞硫酸等蒸氣，對燃燒設備的金屬表面有嚴重的腐蝕作用；同時SO2與SO2氣體隨煙氣排放污染宅氣，對人和動植物都有嚴重的危害性。固體礦物燃料中含硫量一般不多。我國煤的含硫量約為0.5%～3%，亦有少數煤超過3%。硫在燃料中也是以化合物形式存在的，主要分有機硫(與有機質相結合的硫，如硫醇、硫酚、硫醚、磺酸、亞磺酸等)和無機硫(如黃鐵礦硫和硫酸鹽硫)兩種形態。有機硫和黃鐵礦硫在空氣中燃燒能放出熱量並生成SO2，而硫酸鹽硫是不能燃燒的，屬於燃料中灰分的一部分。
在液體燃料中，含氫量一般較同體燃料為高。燃燒後會生成大量的水蒸氣，所以液體燃料中含硫造成的危害性較固體燃料更大，因此對硫在液體燃料中的含量都有嚴格的要求。我國出產的石油含硫量大都很少(一般小於1%)。按照含硫的多少，石油(原油)可分為低硫油(小於0.5%，如大慶原油)、中硫油(0.5%～1%，如勝利原油)以及高硫油(大於1%，如中東原油)二三種。
