تصنيف الغازات القابلة للاحتراق

بالنسبة لتوريد الغاز للمدن والمؤسسات الصناعية، يتم استخدام العديد من الغازات القابلة للاحتراق، واختلاف في الأصل، والتركيب الكيميائي والخصائص الفيزيائية.

بواسطة الأصل، يتم تقسيم الغازات القابلة للاحتراق إلى طبيعية أو طبيعية ومصنعة وتنتج من الوقود الصلب والسائل.

يتم إنتاج الغازات الطبيعية من آبار حقول الغاز النقي أو حقول النفط على طول الطريق بالزيت. يتم استدعاء حقول النفط في غزة المرور.

تتكون غازات رواسب الغاز الخالص أساسا من الميثان مع محتوى صغير من الهيدروكربونات الثقيلة. يتميزون باتساق التركيب والفيروسات الحرارية.

تحتوي الغازات القادمة جنبا إلى جنب مع الميثان كمية كبيرة من الهيدروكربونات الثقيلة (البروبان والبوتان). تتقلب التكوين والقيمة الحرارية لهذه الغازات على نطاق واسع.

يتم إنتاج الغازات الاصطناعية في مصانع الغاز الخاصة، يتم الحصول عليها كمنتج ثانوي عند حرق الفحم في المصانع المعدنية، وكذلك مصانع معالجة النفط.

يتم استخدام الغازات التي تم إنتاجها من الفحم الحجري، ونحن في بلدنا لامدادات الغاز الحضري بكميات محدودة للغاية، وتنخفض حصتها طوال الوقت. في الوقت نفسه، فإن إنتاج واستهلاك الغازات المسالة الهيدروكربونية التي تم الحصول عليها من تمرير الغازات الزيتية على النباتات البديل للغاز ومصانع تكرير النفط في تجهيز النفط تنمو. تتكون الغازات السائلة الهيدروكربونية المستخدمة في إمدادات الغاز الحضري أساسا من البروبان والبوتان.

تكوين الغازات

يتم تحديد نوع الغاز وتكوينه إلى حد كبير من قبل منطقة الغاز، ومخطط وأقطار شبكة الغاز، والحلول الهيكلية لأجهزة ذوبان الغاز والعقد الفردية لخطوط أنابيب الغاز.

يعتمد استهلاك الغاز على القيمة الحرارية، وبالتالي أقطار خطوط أنابيب الغاز وظروف حرق الغاز. عند استخدام الغاز في المنشآت الصناعية، فإن درجة حرارة الاحتراق ومعدل انتشار اللهب والثقة في تكوين تكوين الوقود الغازي للغازات، وكذلك الخصائص الكيميائية الفيزيائية، تعتمد في المقام الأول على نوع وطريقة إنتاج الغازات.

غازات قابلة للاحتراق تمثل مخاليط ميكانيكية للغازات المختلفة<как го­рючих, так и негорючих.

في الجزء القابل للاحتراق من الوقود الغازي المدرجة: الهيدروجين (H 2) -gaz دون لون، طعم ورائحة، القيمة الحرارية السفلى هي 2579 kKAL / NM 3 \\الميثان (الفصل 4) - الغاز بدون لون، طعم ورائحة، هو الجزء الوقائي الرئيسي من الغازات الطبيعية، القيمة الحرارية المنخفضة 8555 kCAL / NM 3؛أول أكسيد الكربون (CO) - غاز بدون لون، طعم ورائحة، اتضح من الاحتراق غير الكامل لأي وقود، قيمة سامة للغاية، أقل السعرات الحرارية 3018 KCAL / NM 3؛الهيدروكربونات الثقيلة (مع PN T)هذا الإسم<и формулой обозначается целый ряд углеводородов (этан - С2Н 6 , пропан - С 3 Нв, бутан- С4Н 10 и др.), низшая теплотворная способность этих газов колеблется от 15226 до 34890 kCAL / NM *.

في جزء غير قابل للاحتراق من الوقود الغازي، ثاني أكسيد الكربون (CO 2)، الأكسجين (O 2) والنيتروجين (N 2).

الجزء غير القابل للاحتراق من الغازات أمر عرفي أن يسمى الصابورة. تتميز الغازات الطبيعية بالارتباط العالي والغياب الكامل لأول أكسيد الكربون. في الوقت نفسه (عدد من الودائع، بشكل رئيسي مثبت على الغاز، تحتوي على كبريتيد هيدروجين غازي بالغاز للغاية (H 2 S). تحتوي معظم غازات الفحم الاصطناعية على كمية كبيرة من غاز التكنولوجيا الفائقة - أول أكسيد الكربون (CO). توفر توافر أكسيد الكربون الغاز وغيرها من المواد السامة غير مرغوب فيه للغاية، لأنها تعقد إنتاج العمل التشغيلي وزيادة المخاطر عند استخدام الغاز. بالإضافة إلى المكونات الرئيسية، يتضمن تكوين الغازات شوائب مختلفة، القيمة المحددة التي تكون في النسبة المئوية ضئيلة. ومع ذلك، ليس من الضروري النظر في خطوط أنابيب الغاز. حتى ملايين حمات الغاز المكعب، يصل المبلغ الإجمالي للشوائب إلى كمية كبيرة. تقع العديد من الشوائب في خطوط أنابيب الغاز، والتي تؤدي في النهاية إلى انخفاض في قدرتهم، وفي بعض الأحيان إلى التوقف الكامل لمقطع الغاز. لذلك، يجب مراعاة وجود الشوائب في الغاز عند تصميم خطوط أنابيب الغاز.. وخلال العملية.

يعتمد عدد وتكوين الشوائب على طريقة إنتاج الإنتاج أو إنتاج الغاز ودرجة التنظيف. الشوائب الأكثر ضررا هي الغبار والراتنج واليافثالين ومركبات الرطوبة والكبريت.

يظهر الغبار في غزة في عملية الإنتاج (الإنتاج) أو أثناء نقل الغاز في خطوط الأنابيب. الراتنج هو نتاج التحلل الحراري للوقود ومرافق العديد من الغازات الاصطناعية. في وجود غبار في الغاز، يسهم الراتنج في تشكيل المقابس الطينية الراتنج وانسداد خطوط أنابيب الغاز.

عادة ما يتم احتواء النفثالين في غازات الفحم الاصطناعية. عند درجات الحرارة المنخفضة، يقع Naphthalene يقع في الأنابيب، بالإضافة إلى الشوائب الصلبة والسائلة الأخرى، يقلل من المقطع العرضي لخطوط أنابيب الغاز.

ترد الرطوبة في شكل أبخرة في جميع الغازات الطبيعية والاصطناعية تقريبا. في غازات طبيعية، يسقط في مجال الغاز نتيجة للغازات ذات سطح الماء، والغازات الاصطناعية مشبعة بالماء في عملية "الإنتاج. إن وجود الرطوبة في الغاز بكميات كبيرة غير مرغوب فيه إنه يقلل من القيمة الحرارية للغاز. بالإضافة إلى ذلك، فإن سعة حرارة التبخير، والرطوبة عند حرق الغاز يأخذ كمية كبيرة من الحرارة مع منتجات الاحتراق في الغلاف الجوي. محتوى كبير من الرطوبة عن غزة غير مرغوب فيه أيضا بسبب، التكثيف عند ضغط الغاز المبرد في "عبء حركة تكنولوجيا المعلومات في الأنابيب، يمكن أن يخلق انحشار الماء في خط أنابيب الغاز (في أدنى النقاط) التي تريد حذفها. هذا يتطلب تثبيت جامعي التكثيف الخاص وضخها.

المركبات المفتوصة، كما لوحظ بالفعل، هي كبريتيد الهيدروجين، وكذلك Serougerod، Mercaptan، إلخ. هذه المركبات ليست ضارة فقط بصحة الناس، ولكن أيضا تسبب تآكل كبير للأنابيب.

يجب الإشارة إلى مركبات الأمونيا والحياء السيانيد، الواردة أساسا في غازات الفحم، من الشوائب الضارة الأخرى. وجود مركبات الأمونيا والسيانيد يؤدي إلى زيادة تآكل المعادن الأنابيب.

إن وجود ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين في غازات قابلة للاحتراق غير مرغوب فيه أيضا. لا تشارك هذه الغازات في عملية الاحتراق، كونها صابورة تقلل من القيمة الحرارية، مما يؤدي إلى زيادة في قطر خطوط أنابيب الغاز وإلى انخفاض في الكفاءة الاقتصادية لاستخدام الوقود الغازي.

يجب أن تفي بتكوين الغازات المستخدمة في إمدادات الغاز الحضري بمتطلبات GOST 6542-50 (الجدول 1).

الجدول 1

يتم تقديم متوسط \u200b\u200bقيم تكوين الغازات الطبيعية في المجالات الأكثر شهرة في البلد. 2.

من رواسب الغاز (جافة)

غرب أوكرانيا. وبعد وبعد	81,2	7,5	4,5	3,7	2,5	- .	0,1	0,5	0,735
shebelinskoy ...................................	92,9	4,5	0,8	0,6	0,6	____ .	0,1	0,5	0,603
منطقة ستافروبول. وبعد	98,6	0,4	0,14	0,06		-	0,1	0,7	0,561
منطقة كراسنودار. وبعد	92,9		0,5	-	0,5	_	0,01	0,09	0,595
Saratovskoe ...............................	93,4	2,1	0,8	0,4	0,3	آثار	0,3	2,7	0,576
غازلي، منطقة بخارى	96,7		0,35	0,4"			0,1	0,45	0,575
من الودائع الميدانية للغاز (تمرير)
Romashkino .................................			18,5	6,2	4,7		0,1	11,5	1,07
				7,4	4,6	____	آثار		1,112	__ .
Tuymase ...............................			18,4	6,8	4,6	____	0,1	7,1	1,062	-
مرعوب .......		23,5		9,3	3,5	____	0,2	4,5	1,132	-
الزيتية .......... .........................				2,5		. ___ .		1,5	0,721	-
زيت زيزران .............................	31,9	23,9 -	5,9	2,7	0,8	1,7	1,6	31,5	0,932	-
Ishimbay ...............................	42,4		20,5	7,2	3,1	2,8			1,040	_
أنديجان. .............................	66,5	16,6	9,4	3,1	3,1	0,03	0,2	4,17	0,801 ;

قيمة الغاز السعرات الحرارية

يسمى كمية الحرارة التي تم إصدارها في الاحتراق الكامل لوحدة كمية الوقود القيمة الحرارية (Q) أو، كما يقولون أحيانا أو كارواسيا أو فضلاتها، وهي واحدة من الخصائص الرئيسية للوقود.

عادة ما تتم الإشارة إلى قيمة الغاز السعرات الحرارية 1 م 3،اتخذت في ظل الظروف العادية.

في الحسابات الفنية في ظل الظروف العادية، يفهم حالة الغاز عند درجة حرارة 0 درجة مئوية، وضغوط 760 mM RT. فن.يشار إلى حجم الغاز بموجب هذه الشروط nM 3.(متر مكعب عادي).

لقياسات الغاز الصناعي وفقا ل GOST 2923-45 للظروف العادية، درجة حرارة 20 درجة مئوية والضغط 760 mM RT. فن.حجم الغاز المنسوب إلى هذه الشروط، على عكس nM 3.سنطالب م. 3 (متر مكعب).

قيمة الغاز السعرات الحرارية (س))أعرب عن kCAL / NM Eأو في kcal / م 3.

للغازات المسالة، قيمة السعرات الحرارية تنتمي إلى 1 كلغ.

يتميز أعلى مستوى (Q ج) ومنخفضة (Q H) السعرات الحرارية. تأخذ أعلى قيمة من السعرات الحرارية في الاعتبار حرارة تكثيف بخار الماء الذي تم إنشاؤه أثناء احتراق الوقود. لا تأخذ القيمة الحرارية المنخفضة في الاعتبار الحرارة الموجودة في بخار الماء لمنتجات الاحتراق، لأن خطوط المياه غير مكثفة، ولكن يتم تنفيذها مع منتجات الاحتراق.

تنتمي مفاهيم Q V و Q H فقط إلى تلك الغازات، أثناء الاحتراق يتميز بأبخرة المياه (إلى أكسيد الكربون، والتي لا تعطي بخار الماء، هذه المفاهيم غير مرتبطة).

في تكثيف أبخرة المياه، يتم تسليط الضوء على الحرارة، يساوي 539 kcal / كغ.بالإضافة إلى ذلك، عند المكثف المبرد إلى 0 درجة مئوية (فقط 20 درجة مئوية)، تتميز الحرارة بمبلغ 100 أو 80 kcal / كغ.

في المجموع بسبب تكثيف أبخرة المياه، يتم تمييز الحرارة أكثر من 600 kcal / كجم،ما يشكل الفرق بين أعلى وانخفاض القدرة الحرارية الحرارية. بالنسبة لمعظم الغازات المستخدمة في إمدادات الغاز الحضري، هذا الاختلاف هو 8-10٪.

وتظهر قيم الفوائدات في بعض الغازات في الجدول. 3.

من أجل إمدادات الغاز الحضري، تستخدم الغازات حاليا، بعد، كقاعدة عامة، السعر من 3500 على الأقل kCAL / NM 3.يتم شرح ذلك بحقيقة أنه في ظروف المدن، يتم تقديم الغاز من قبل الأنابيب على مسافات كبيرة. مع انخفاض العجل، يطلب من إطعام كمية كبيرة. إنه يؤدي حتما إلى زيادة بأقطار قنوات الغاز، ونتيجة لذلك، زيادة في المكونات المعدنية والوسائل لبناء شبكات الغاز، A.V. المقبل: وزيادة تكاليف التشغيل. إن عيب أساسي للغازات ذات السعرات الحرارية المنخفضة هو حتى، في معظم الحالات، تحتوي على كمية كبيرة من أول أكسيد الكربون، مما يزيد من المخاطرة عند استخدام الغاز، وكذلك أثناء صيانة الشبكات والمنشآت.

سعة الغازات الحرارية أقل من 3500 kCAL / NM 3في أغلب الأحيان تستخدم في الصناعة، حيث لا يلزم نقلها عبر مسافات طويلة ومن الأسهل تنظيم حرق. للحصول على إمدادات الغاز الحضري، من المرغوب فيه المتصل الغازي أن يكون لديك ثابت. التذبذبات، كما أننا قد تم تثبيتنا بالفعل، لا يسمح بأكثر من 10٪. يتطلب تغيير أكبر في القيمة الحرارية للغاز تعديل جديد، وأحيانا يتحول في بعض الأحيان لعدد كبير من العربات الموحدة للأجهزة المنزلية، والذي يرتبط بصعوبات كبيرة.

ما هو الوقود؟

هذا مكون واحد أو مزيج من المواد القادرة على التحولات الكيميائية المرتبطة بالإصدار الحراري. يتميز الوقود المختلفة بالمحتوى الكمي للوكيل المؤكسد، والذي يستخدم لإطلاق الطاقة الحرارية.

بمعنى واسع، الوقود عبارة عن مصدر للطاقة، وهذا هو، الأنواع المحتملة للطاقة المحتملة.

تصنيف

حاليا، تنقسم أنواع الوقود من قبل دولة إجمالية على السائل، الصلبة، الغازية.

يتم حساب الحجر والحطب، أنثراسايت، نظرة طبيعية صلبة. قوالب، فحم الكوك، Thermaltration هي مجموعة متنوعة من الوقود الصلب الاصطناعي.

تتضمن السوائل مواد لها مادة من أصل عضوي. المكونات الرئيسية هي: الأكسجين، الكربون، النيتروجين، الهيدروجين، الكبريت. الوقود السائل الاصطناعي سيكون مجموعة متنوعة من الراتنجات وزيت الوقود.

إنه مزيج من مجموعة متنوعة من الغازات: الإيثيلين والميثان والبروبان والبوتان. بالإضافة إلىهم، في تكوين الوقود الغازي هناك ثاني أكسيد الكربون والخندق، كبريتيد الهيدروجين، النيتروجين، بخار الماء، الأكسجين.

مؤشرات الوقود

معدل الاحتراق الرئيسي. يتم النظر في الصيغة لتحديد القيمة الحرارية في الكيمياء الحرارية. القضاء على "الوقود الشرطي"، الذي يعني حرارة الاحتراق 1 كيلوغرام من أنثراسايت.

يتم توفير وقود الفرن المحلي للحرق في أجهزة التدفئة من الطاقة الثانوية، والتي تقع في المناطق السكنية، مولدات الحرارة المستخدمة في الزراعة لتغذية التجفيف، تعليب.

يعد الاحتراق الحراري المحدد للوقود قيمة توضح كمية الحرارة التي يتم تشكيلها مع الاحتراق الكامل للوقود بحجم واحد من 1 م 3 أو وزنها كيلوغرام واحد.

لقياس هذه القيمة، يتم استخدام J / KG، J / M 3، Caloi / M 3. لتحديد حرارة الاحتراق، يتم استخدام طريقة المسعرية.

بزيادة في الحرارة المحددة للاختراق الوقود، يتم تقليل استهلاك الوقود المحدد، ولا تزال كفاءة الكفاءة قيمة صالحة.

إن حرارة الاحتراق من المواد هي كمية الطاقة التي صدرت خلال أكسدة المادة الصلبة والسائلة والغازية.

يتم تحديده بواسطة التركيب الكيميائي، وكذلك الحالة الإجمالية للمادة القابلة للاحتراق.

ميزات منتجات الاحتراق

يرتبط أعلى حرارة الاحتراق والأعلى والأقل مع الحالة الإجمالية للمياه في المواد التي تم الحصول عليها بعد احتراق الوقود.

أعلى الاحتراق الحراري هو مقدار الحرارة المخصصة في الاحتراق الكامل للمادة. يشمل هذا الحجم حرارة تكثيف بخار الماء.

إن درجة حرارة العمل المنخفضة هي القيمة التي تتوافق مع إطلاق الحرارة أثناء الاحتراق دون مراعاة حرارة تكثيف بخار الماء.

تعتبر التكثيف الحرارة المخفية طاقة تكثيف بخار الماء.

الببط الرياضي

يرتبط الاحتراق الأعلى والسفلي بالرقم بالنسبة التالية:

Q B \u003d Q H + K (W + 9H)

حيث ث هو المبلغ حسب الوزن (في٪) من الماء في مادة قابلة للاحتراق؛

H- كمية الهيدروجين (٪ بالوزن) في مادة قابلة للاحتراق؛

k - معامل تشكل قيمة 6 kcal / kg

طرق حساب

يتم تحديد أعلى وأقل حرارة الاحتراق من قبل طريقتين رئيسيتين: التسوية والتجريبية.

تستخدم المسعرات للحسابات التجريبية. أولا حرق الوقود على ذلك. الحرارة، والتي سيتم إصدارها بالكامل تمتصها بالكامل عن طريق المياه. وجود فكرة عن كتلة المياه، ويمكن تحديدها عن طريق تغيير درجة حرارتها، وحجم حرارها في الاحتراق.

تعتبر هذه التقنية بسيطة وفعالة، فهي تتحمل فقط ملكية المعلومات حول بيانات التحليل الفني.

في الطريقة المحسوبة، يتم احتساب أعلى وأقل حرارة الاحتراق بواسطة صيغة Mendeleev.

Q P H \u003d 339C P + 1030H P -109 (O P -S P) - 25 W P (KJ / KG)

يأخذ في الاعتبار محتوى الكربون والأكسجين والهيدروجين وبخار الماء أو الكبريت في تكوين العمل (في المئة). يتم تحديد كمية الحرارة أثناء الاحتراق مع مراعاة الوقود الشرطي.

يسمح الاحتراق الحراري للغاز بالحسابات الأولية، والكشف عن فعالية استخدام نوع معين من الوقود.

ميزات المنشأ

من أجل فهم مقدار الحرارة المخصصة أثناء احتراق وقود معين، من الضروري أن يكون لديك فكرة عن أصلها.

في الطبيعة، هناك أنواع مختلفة من الوقود الصلب تختلف في بعضها البعض مع التكوين والخصائص.

يتم تعليمه في عدة مراحل. أولا، يتم تشكيل الخث، ثم يتم الحصول على الفحم البني والحجر، ثم يتم تشكيل الأنثراسايت. المصادر الرئيسية لتكوين الوقود الصلب أوراق خشبية وإبر. تحديد أجزاء من النباتات عند تعرضها للهواء، وتدمير الفطريات، شكل الخث. تتحول مجموعةها إلى كتلة بنية، ثم يتم الحصول على الغاز البني.

في ارتفاع ضغط ودرجة الحرارة، يمر الغاز البني في الفحم الحجري، ثم يتراكم الوقود في شكل أنثراسايت.

بالإضافة إلى الكتلة العضوية، هناك صابورة إضافية في الوقود. العضوية النظر في هذا الجزء الذي تم تشكيله من المواد العضوية: الهيدروجين والكربون والنيتروجين والأكسجين. بالإضافة إلى هذه العناصر الكيميائية، هناك صابورة في تكوينها: الرطوبة، الرماد.

تنطوي تقنية الفرن على تخصيص العمل، جاف، وكذلك كتلة قابلة للاحتراق من وقود الوقود. تسمى كتلة العمل الوقود في النموذج الأولي دخول المستهلك. الكتلة الجافة هي تكوين لا يوجد ماء.

بنية

المكونات الأكثر قيمة هي الكربون والهيدروجين.

وترد هذه العناصر بأي شكل من أشكال الوقود. في الخشب والخشب، تصل نسبة الكربون إلى 58 في المائة، في زاوية حجرية وبنية - 80٪، وفي أنثراسايت تصل إلى 95 في المائة عن طريق الوزن. اعتمادا على هذا المؤشر، فإن كمية الحرارة المنبعثة أثناء احتراق الوقود تتغير. الهيدروجين هو ثاني أهم عنصر في أي وقود. دمج الأكسجين، فإنه يشكل الرطوبة، والتي تقلل بشكل كبير من القيمة الحرارية لأي وقود.

تتراوح النسبة المئوية النسبة المئوية من 3.8 في الأوضاع القابلة للاحتراق إلى 11 في زيت الوقود. كما الصابورة، يأتي الأكسجين في الوقود.

إنه ليس عنصر كيميائي لتوليد الحرارة، ويعكس سلبا على حجم حرارة احتراقه. يعتبر احتراق النيتروجين الوارد في شكل مجاني أو ملزم في منتجات الاحتراق شوائب ضارة، لذلك عددها محدودا بوضوح.

الكبريت جزء من الوقود في شكل كبريتات، الكبريتيد، وكذلك في جودة غازات الكبريت. في الماء، تشكل أكاسيد الكبريت حمض الكبريتيك، الذي يدمر معدات المراجل، يؤثر سلبا على الغطاء النباتي والكائنات الحية.

هذا هو السبب في أن الكبريت هو العنصر الكيميائي، فإن وجوده في الوقود الطبيعي غير مرغوب فيه للغاية. إذا حصلت داخل محطة العمل، فإن مركبات الكبريت تسبب تسمم كبير لموظفي الخدمة.

هناك ثلاثة أنواع من الرماد اعتمادا على أصلها:

• خبرات؛
• ثانوي؛
• بعد الثانوي.

يتم تشكيل النموذج الأساسي من المعادن الموجودة في النباتات. يشكل الرماد الثانوي نتيجة لدخول بقايا النباتات والأرض.

الرماد التعليم العالي هو في تكوين الوقود في عملية التعدين والتخزين، وكذلك نقلها. مع ترسب كبير من الرماد، يحدث نقل الحرارة على سطح تسخين وحدة الغلاية، مما يقلل من قيمة نقل الحرارة إلى الماء من الغازات. ينعكس كمية هائلة من الرماد سلبا على عملية تشغيل المرجل.

أخيرا

تتمتع المواد المتقلبة بتأثير كبير على عملية الاحتراق لأي نوع من الوقود. كلما زاد إنتاجها، سيكون حجم الحجم هو حجم جبهة اللهب. على سبيل المثال، الفحم الحجري، الخث، تضيء بسهولة، فإن العملية مصحوبة بفقدان حرارة طفيفة. فحم الكوك، الذي لا يزال بعد إزالة الشوائب المتقلبة، فقط المركبات المعدنية والكربون في تكوينها. اعتمادا على ميزات الوقود، فإن كمية تغيير الحرارة بشكل كبير.

اعتمادا على التركيب الكيميائي، يتم عزل ثلاث مراحل من تكوين الوقود الصلب: الخث والبني والفحم.

يستخدم الخشب الطبيعي في منشآت المراجل الصغيرة. استخدامها أساسا، نشارة الخشب، هيل، النباح، الحطب نفسه يستخدم في كميات بسيطة. اعتمادا على سلالة الخشب، تحتل حجم الحرارة يتغير بشكل كبير.

مع انخفاض حرارة الاحتراق، يكتسب الحطب مزايا معينة: قابلية القابلية للاشتعال بسرعة، والحد الأدنى من الرماد، ونقص آثار الكبريت.

معلومات مهمة عن تكوين الوقود الطبيعي أو الاصطناعي، قيمتها الحرارية هي وسيلة ممتازة لتنفيذ الحسابات الكيميائية الحرارية.

حاليا، إمكانية حقيقية لتحديد المتغيرات الرئيسية من الوقود الصلب والغازي، والوقود السائل، والتي ستصبح الأكثر كفاءة وغير مكلفة للاستخدام في موقف معين.

الخصائص الفيزيائية الكيميائية للغازات الطبيعية

الغازات الطبيعية ليس لها لون ورائحة وطعم.

تشمل المؤشرات الرئيسية للغازات الطبيعية: تكوين، حرارة الاحتراق، الكثافة، درجة حرارة الاحتراق والاشتعال، حدود قابلية الانفصال وضغط الانفجار.

تتكون الغازات الطبيعية من رواسب الغاز النقية أساسا من الميثان (82-98٪) وغيرها من الهيدروكربونات.

في غاز الاحتراق، هناك مواد قابلة للاحتراق وغير قابلة للاحتراق. تشمل غازات الوقود: الهيدروكربونات، الهيدروجين، كبريتيد الهيدروجين. غير قابل للاشتعال: ثاني أكسيد الكربون والأكسجين والنيتروجين وبخار الماء. تكوين منخفضة و 0.1-0.3٪ C0 2 و 1-14٪ n 2. بعد التعدين من الغاز، تتم إزالة كبريتيد الهيدروجين الغاز السام، يجب ألا يتجاوز المحتوى الذي يجب ألا يتجاوز 0.02 جم / م 3.

إن حرارة الاحتراق هي كمية الحرارة المخصصة في الاحتراق الكامل من 1 م 3 من الغاز. يتم قياس حرارة الاحتراق في KCAL / M3، KJ / M3 الغاز. حرارة احتراق الغاز الطبيعي الجاف هو 8000-8500 KCAL / M 3.

تسمى القيمة التي تحسبها نسبة الكتلة إلى حجمها الخاص كثافة المادة. يتم قياس الكثافة في كجم / م 3. تكثافة الغاز الطبيعي تعتمد تماما على تكوينها وهي في حدود C \u003d 0.73-0.85 كجم / م 3.

أهم ميزة لأي غاز قابلة للاحتراق هو منتج حراري، أي أن ارتفاع درجة الحرارة يتم تحقيق الاحتراق الكامل للغاز، إذا كان المبلغ المطلوب من الهواء الاحتراق من أجل الاحتراق يتوافق بدقة مع صيغ الاحتراق الكيميائية، ودرجة حرارة الغاز الأولي والهواء صفر.

الطاقة الإنتاجية للحرارة للغازات الطبيعية حوالي 2000 -2100 درجة مئوية، الميثان - 2043 درجة مئوية درجة حرارة الاحتراق الفعلية في الفرن أقل بكثير من كفاءة الحرارة وتعتمد على ظروف الاحتراق.

درجة حرارة الالتهاب هي درجة حرارة خليط الهواء الوقود، الخليط الذي يضيء دون مصدر اشتعال. للغاز الطبيعي، في غضون 645-700 درجة مئوية

جميع الغازات القابلة للاحتراق متفجرة، تكون قادرة على الشعلا مع الضوء أو الشرارة. يميز الحد الأدنى والتركيز العلوي لتوزيع اللهب وبعد التركيز السفلي والعالي عند أي خليط ممكن. الحد الأدنى من المتفجرات للغازات هو 3 ÷ 6٪، العليا 12 ÷ 16٪.

حدود الانفجارات.

خليط هواء الغاز وجود كمية غاز للغاز:

ما يصل إلى 5٪ - لا مضاءة؛

من 5 إلى 15٪ - ينفجر؛

أكثر من 15٪ مضاءة عند توفير الهواء.

الضغط أثناء انفجار الغاز الطبيعي هو 0.8-1.0 ميجا باسكال.

جميع الغازات القابلة للاحتراق يمكن أن تسبب تسمم جسم الإنسان. المواد التسمم الرئيسية هي: أول أكسيد الكربون (CO)، كبريتيد الهيدروجين (H 2 S)، الأمونيا (NH 3).

الغاز الطبيعي لا توجد رائحة. من أجل تحديد تسرب الرائحة للغاز (I.E.، أعطها رائحة محددة). يتم إجراء الرائحة باستخدام Ethyl Mercaptan. أنها تنفذ الرائحة في محطات توزيع الغاز (GDS). إذا بدأ في الهواء، فإن 1٪ من الغاز الطبيعي يبدأ في الشعور برائحةه. تبين الممارسة أن متوسط \u200b\u200bمعدل إيثيل ميركابتان للحصول على رائحة الغاز الطبيعي، الذي يدخل شبكات المدينة، يجب أن يكون 16 غرام لكل 1000 متر مكعب من الغاز.

بالمقارنة مع الوقود الصلب والسائل، فإن الغاز الطبيعي يفوز بطرق عديدة:

انخفاض التكلفة النسبية، والتي يتم تفسيرها بطريقة أسهل للتعدين والنقل؛

عدم وجود الرماد وإزالة الجزيئات الصلبة في الغلاف الجوي؛

احتراق الحرارة العالية؛

لا يلزم إعداد الوقود للحرق؛

يتم تسهيل عمل أولئك الذين يخدمون العمال وتحسين الظروف الصحية والصحية لعملها؛

ظروف مقاتلة لأتمتة سير العمل.

نظرا للتسريبات المحتملة من خلال الخلط في مركبات أنابيب الغاز وفي أماكن التعزيز، فإن استخدام الغاز الطبيعي يتطلب رعاية خاصة وحذر. يمكن أن يؤدي الاختراق إلى الغرفة أكثر من 20٪ من الغاز إلى الاختناق، وإذا كان ذلك، في حجم مغلق من 5 إلى 15٪، يمكن أن يسبب انفجار خليط غاز. في حالة الاحتراق غير الكامل، يتم تشكيل أول أكسيد الكربون السام، والذي حتى في تركيزات منخفضة يؤدي إلى تسمم موظفي الخدمة.

من حيث أصلها، يتم تقسيم الغازات الطبيعية إلى مجموعتين: جافة والدهون.

جاف تتعلق الغازات بالغازات المعدنية وهي في المجالات المتعلقة بالأنشطة الحالية أو السابقة للبراكين. تتكون الغازات الجافة حصريا تقريبا من ميثان واحد مع محتوى غير مهم من مكونات الصابورة (النيتروجين وثاني أكسيد الكربون) ولديه القيمة الحرارية Q N \u003d 7000 ÷ 9000 KCAL / NM3.

دهني ترافق الغازات حقول النفط وعادة ما تراكمت في الطبقات العليا. وفقا لأصلها، فإن غازات الدهون قريبة من النفط وتحتوي العديد من الهيدروكربونات المكثفة بسهولة في تكوينها. القيمة الحرارية للغازات السائلة Q N \u003d 8000-15000 KCAL / NM3

تشمل مزايا الوقود الغازي سهولة النقل والاحتراق، وغياب رماد الرطوبة، بساطة كبيرة لمعدات المراجل.

جنبا إلى جنب مع الغازات الطبيعية، تستخدم الغازات القابلة للاحتراق الاصطناعي في معالجة الوقود الصلب، أو نتيجة للمنشآت الصناعية كغازات العادم. تتكون الغازات الاصطناعية من احتراق غاز قابل للاحتراق من الوقود والغازات الصابورة وأبخرة المياه ويتم تقسيمها إلى الأغنياء والفقراء لها قيمة دروئية متوسطية 4500 كيلو كالور / م 3 و 1300 KC3، على التوالي. تكوين الغازات: الهيدروجين، الميثان، مركبات الهيدروكربون الأخرى الأخرى، غازات الهيدروجين H 2 S، غازات غير قابلة للاحتراق، ثاني أكسيد الكربون، الأكسجين والنيتروجين وكمية صغيرة من بخار الماء. الصابورة - النيتروجين وثاني أكسيد الكربون.

وبالتالي، يمكن تمثيل تكوين الوقود الغازي الجاف كمزيجا ما بعد العناصر:

CO + H 2 + σCMHN + H 2 S + CO 2 + O 2 + N 2 \u003d 100٪.

يتم التعبير عن تكوين الوقود الغازي الرطب على النحو التالي:

CO + H 2 + σCMHN + H 2 S + CO 2 + O 2 + N 2 + H 2 \u003d 100٪.

دافئة الاحتراق جاف يتم تحديد الوقود الغازي KJ / M3 (KCAL / M3) لكل 1 م 3 من الغاز في ظل الظروف العادية كما يلي:

QH \u003d 0.01،

حيث تشي هي حرارة الاحتراق الغاز المقابل.

يتم عرض حرارة احتراق الوقود الغازي في الجدول 3.

الغاز الغاز يتم تشكيله عند الصهر الحديد الزهر في أفران الانفجار. تعتمد عائدها وحساسها على خصائص التهمة والوقود، وسيلة التشغيل للفرن، وطرق تكثيف العملية والعوامل الأخرى. يتراوح غلة الغاز من 1500-2500 م 3 لكل طن من الحديد الزهر. تبلغ نسبة المكونات غير القابلة للاحتراق (N 2 و CO 2) في غاز المجال حوالي 70٪، مما يؤدي إلى مؤشرات هندسة الحرارة المنخفضة (أدنى احتراق حراري للغاز 3-5 MJ / م 3).

عند حرق غاز المجال، أقصى درجة حرارة منتجات الاحتراق (باستثناء الخسائر الحرارية واستهلاك الحرارة للانفصال CO 2 و H 2 O) هو 400-1500 0 C. إذا قمت بتسخين الغاز والهواء قبل الحرق، ثم درجة حرارة الاحتراق يمكن تحسين المنتجات بشكل كبير.

غاز فيروالوي يتم تشكيله أثناء صهر Ferroalloys في أفران تقييم RUD. الغاز، مغادرة أفران مغلقة، يمكن استخدامها كوقود WPER (موارد الطاقة الثانوية). في أفران مفتوحة، بسبب الوصول الجوي المجاني، يحترق الغاز على ريفي. إن إخراج وتكوين غاز Ferroalloy يعتمد على العلامة التجارية المدفوعة

سبيكة، تكوين التهمة، تشغيل الفرن، قوتها، إلخ. تكوين الغاز: 50-90٪ CO، 2-8٪ H 2، 0.3-1٪ CH 4، O 2<1%, 2-5% CO 2 , остальное N 2 . Максимальная температура продуктов сгорания равна 2080 ^0 C. Запылённость газа составляет 30-40 г/м^3 .

محول الغاز يتم تشكيله عند صهر الصلب في محولات الأكسجين. يتكون الغاز بشكل أساسي من أكسيد الكربون، يتم تغيير إخراج وتكوينه أثناء الانصهار بشكل كبير. بعد تنظيف تكوين الغاز تقريبا: 70-80٪ CO؛ 15-20٪ CO 2؛ 0.5-0.8٪ O 2؛ 3-12٪ N 2. احتراق الغاز يحتوي على 8.4-9.2 MJ / م 3. ارتفاع درجة حرارة الاحتراق يصل إلى 2000 0 S.

فحم الكوك الغاز يتم تشكيلها خلال الفحم الفحم الفحم. في تعدين أسود، يتم استخدامه بعد استخراج المنتجات الكيميائية. يعتمد تكوين غاز فحم الكوك على خصائص خليط الفحم وظروف الكوك. تقع حصص المكونات المقنوفة في غزة في حدود القيود التالية،٪: 52-62H 2؛ 0.3-0.6 O 2؛ 23.5-26.5 الفصل 4 5.5-7.7 CO؛ 1.8-2.6 CO 2. حرارة الاحتراق 17-17.6 MJ / MJ / M ^ 3، درجة حرارة احتراق الحد الأقصى - 2070 0 C.

ينقسم وقود الغاز إلى طبيعي ومصطنعي ومزيج من الغازات القابلة للاحتراق وغير القابلة للاحتراق التي تحتوي على كمية معينة من بخار الماء، وأحيانا الغبار والراتنج. يتم التعبير عن كمية وقود الغاز في متر مكعب في ظل الظروف العادية (760 ملم زئبق. الفن. و 0 درجة مئوية)، والتركيب - كنسبة مئوية من حيث الحجم. تحت تكوين الوقود يفهم تكوين الجزء الغيري الجاف.

وقود الغاز الطبيعي

إن وقود الغاز الأكثر شيوعا الغاز الطبيعي مع احتراق حراري عالي. أساس الغاز الطبيعي هو الميثان، وهو محتوى 76.7-98٪. المركبات الهيدروكربونية الأخرى هي جزء من الغاز الطبيعي من 0.1 إلى 4.5٪.

يتكون منتج الغاز المسال من تكرير النفط - أساسا من مزيج من البروبان والبوتان.

الغاز الطبيعي (CNG، NG): ميثان CH4 أكثر من 90٪، إيثان C2 H5 أقل من 4٪، البروبان C3 H8 أقل من 1٪

الغاز المسال (LPG): البروبان C3 H8 أكثر من 65٪، بوتان C4 H10 أقل من 35٪

تشمل تكوين الغازات القابلة للاحتراق: الهيدروجين H 2، ميثان الفصل 4، مركبات الهيدروكربون الأخرى مع MH N، غازات الكبريتيد الهيدروجين H 2 S وغير القابلة للاحتراق، ثاني أكسيد الكربون ثاني أكسيد الكربون، الأكسجين O 2، النيتروجين N 2 وكمية طفيفة من الماء vapor n 2 o. الفهارس م. و pمع C و N، تتميز مركبات الهيدروكربونات المختلفة، على سبيل المثال، للميثان الفصل 4 ر \u003d.1 أولا ن.\u003d 4، للإيثان من 2N ر \u003d 2.و ن.\u003d ب الخ

تكوين الوقود الغازي الجاف (كنسبة مئوية من الحجم):

CO + H 2 + 2 C M N N + H 2 S + CO 2 + O 2 + N 2 \u003d 100٪.

الجزء غير القابل للاحتراق من وقود الغاز الجاف هو الصابورة - AZOT N و ثاني أكسيد الكربون CO 2.

يتم التعبير عن تكوين الوقود الغازي الرطب على النحو التالي:

co + h 2 + σ مع m n n + H 2 S + CO 2 + O 2 + N 2 + H 2 O \u003d 100٪.

يتم تحديد حرارة الاحتراق، KJ / M (KCAL / M 3)، 1 م 3 من الغاز الجاف النقي في ظل الظروف العادية كما يلي:

س ن ج \u003d 0.01،

حيث QZ، Q N 2، Q مع m n n q n 2 س. - حرارة الاحتراق من الغازات الفردية المدرجة في الخليط، KJ / M 3 (KCAL / M 3)؛ CO، H 2،CM H N، H 2 S - مكونات تشكل خليط الغاز،٪ من حيث الحجم.

حرارة الاحتراق 1 M3 من الغاز الطبيعي الجاف في ظل الظروف العادية لمعظم الحقول المحلية هي 33.29 - 35.87 MJ / M3 (7946 - 8560 KCAL / M3). يتم عرض خاصية الوقود الغازي في الجدول 1.

مثال.تحديد حرارة منخفضة من الاحتراق الغاز الطبيعي (في ظل الظروف العادية) من التركيب التالي:

H 2 S \u003d 1٪؛ الفصل 4 \u003d 76.7٪؛ C 2 H 6 \u003d 4.5٪؛ C 3 H 8 \u003d 1.7٪؛ C 4 H 10 \u003d 0.8٪؛ C 5 H 12 \u003d 0.6٪.

استبدال في الفورمولا (26) خصائص الغازات من الجدول 1، نحصل على:

Q NS \u003d 0.01 \u003d 33981 KJ / M 3 أو

Q NS \u003d 0.01 (5585،1 + 8555 76،7 + 15 226 4.5 + 21 795 1.7 + 28 338 0.8 + 34 890 0.6) \u003d 8109 KCAL / M 3.

الجدول 1. سمة من الوقود الغازي

غاز	تعيين	احتراق الحرارةس ن س
		KJ / M3.	kcal / m3.
هيدروجين	ن،	10820	2579
أكجاند	وبالتالي	12640	3018
كبريتيد الهيدروجين	H 2 S.	23450	5585
الميثان	الفصل 4.	35850	8555
إيثان	من 2N 6.	63 850	15226
بروبان	3 ساعة 8.	91300	21795
البوتان	من 4 ساعات 10	118700	22338
بنتان	من 5 ن 12	146200	34890
الإيثيلين	C 2N 4.	59200	14107
البروبيلين	3 ساعة 6.	85980	20541
البوتيلين	من 4 ح 8	113 400	27111
البنزين	من 6 ح 6	140400	33528

تستهلك دي الغلايات من 71 إلى 75 م 3 من الغاز الطبيعي للحصول على طن واحد من البخار. تكلفة الغاز في روسيا في سبتمبر 2008. إنه 2.44 روبل لكل متر مكعب. وبالتالي، سيكلف طن الزوج 71 × 2.44 \u003d 173 روبل 24 كوبيل. التكلفة الحقيقية للطن من البخار على المصانع هي أن يكون المراجل يمثل 189 روبل على الأقل لكل طن من البخار.

تستهلك المراجل نوع DCVR من 103 إلى 118 م 3 من الغاز الطبيعي للحصول على طن واحد من البخار. الحد الأدنى لتكلفة حساب طن من البخار لهذه الغلايات هو 103 × 2.44 \u003d 251 روبل 32 كوبيل. القيمة الحقيقية للبخار على النباتات هي 290 روبل على الأقل لكل طن.

كيفية حساب الحد الأقصى لاستهلاك الغاز الطبيعي على غلاية البخار DE-25؟ هذه هي الخصائص التقنية للغلاية. 1840 مكعبات في الساعة. ولكن يمكنك وحساب. يجب ضرب 25 طن (25 ألف كجم) من خلال الفرق في Steampium البخاري والماء (666.9-105) وكل هذا مقسوم إلى KP. 8300. وكل شيء

وقود الغاز الاصطناعي

الغازات القابلة للاحتراق الاصطناعية هي وقود ذات أهمية محلية، لأن لديهم حرارة أقل بكثير من الاحتراق. العناصر الرئيسية القابلة للاحتراق لها هي أول أكسيد الكربون والهيدروجين H2. يتم استخدام هذه الغازات داخل الإنتاج حيث يتم الحصول عليها كوقود من النباتات التكنولوجية والطاقة.

جميع الغازات القابلة للاحتراق الطبيعية والاصطناعية هي متفجرة، قادرة على إشعال النار المفتوحة أو شرارة. يتميز الحد الأدنى والجزء العلوي من مراضي الغاز، أي. أعظم وأصغر تركيز النسبة المئوية في الهواء. يتراوح الحد الأدنى من مراضي الغازات الطبيعية من 3٪ إلى 6٪، والجزء العلوي - من 12٪ إلى 16٪. جميع الغازات القابلة للاحتراق قادرة على التسمم في جسم الإنسان. المواد التسمم الرئيسية للغازات القابلة للاشتعال هي: أول أكسيد الكربون، كبريتيد الهيدروجين H2S، NH3 الأمونيا.

لا رائحة غازات قابلة للاحتراق الطبيعية (غير مرئية) (غير مرئية)، مما يجعلها خطيرة عند اختراق غرفة غلاية الغرفة الداخلية من خلال الاشتياط من تعزيز الغاز. من أجل تجنب التسمم، يجب أن تعامل الغازات القابلة للاحتراق من خلال مادة الإبرة ذات رائحة غير سارة.

الحصول على أول أكسيد الكربون في صناعة تغويز الوقود الصلب

بالنسبة للأغراض الصناعية، يتم الحصول على أول أكسيد الكربون عن طريق تغويس الوقود الصلب، أي تحويله إلى وقود غازي. حتى تتمكن من الحصول على أول أكسيد الكربون من أي وقود صلب - فحم الأحفوري، الخث، الحطب، إلخ.

يتم عرض عملية تغويز الوقود الصلب على التجربة المخبرية (الشكل 1). املأ أنبوب حراري مع قطع من الفحم، تردده بشدة وسنقوم بتخطي الأكسجين من مقياس الغاز. اخرج من أنبوب الغاز سنتخطى الغسيل مع الماء من الحجر الجيري ثم فرضه. يتم تقلص المياه الجير، والغاز يحترق لهب مزرق. يشير هذا إلى وجود ثاني أكسيد ثاني أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون في منتجات التفاعل.

يمكن تفسير تكوين هذه المواد بحقيقة أن المزلاج مؤكسد لأول مرة في ثاني أكسيد الكربون عند الاتصال بالأكسجين بالفحم الساخن. C + O 2 \u003d CO 2

بعد ذلك، يتم استعادة ثاني أكسيد الكربون من خلال الفحم المشوي وجزئيا إلى أول أكسيد الكربون: CO 2 + C \u003d 2SO

تين. 1. الحصول على أول أكسيد الكربون (تجربة مختبر).

في الظروف الصناعية، يتم تغويز الوقود الصلب في الأفران التي تسمى مولدات الغاز.

يسمى الخليط الناتج من الغازات الغاز المولد.

يظهر جهاز مولد الغاز في الشكل. إنه اسطوانة فولاذية مع ارتفاع حوالي 5 م.وقطر حوالي 3.5 مfuttered داخل الطوب الحراري. من فوق مولد الغاز يتم تحميل الوقود؛ في الجزء السفلي من خلال صر مع مروحة، يتم تقديم بخار الهواء أو الماء.

يتفاعل الأكسجين الهواء مع وقود الكربون، وتشكيل ثاني أكسيد الكربون، الذي يرتفع من خلال طبقة من الوقود الساخن، يتم استعادة الكربون لأول أكسيد الكربون.

إذا كان المولد تهب الهواء فقط، فسيتم الحصول على الغاز، والتي تحتوي على تكوينها على أول أكسيد الكربون والنيتروجين الجوي (بالإضافة إلى عدد من الشوائب 2 وغيرها). يطلق على هذا الغاز المولد الغاز الجوي.

إذا تم تشكيل بخار الماء والهيدروجين نتيجة رد الفعل، فسيتم تشكيل الكربون والهيدروجين نتيجة رد الفعل: C + H 2 O \u003d CO + H 2

يسمى هذا المزيج من الغازات غاز الماء. يحتوي غاز الماء على قيمة دراسية أعلى من الهواء، كما هو الحال في تكوينها، إلى جانب أكسيد الكربون، وهو الغاز القابل للاحتراق الثاني هو الهيدروجين. غازات المياه (توليف الغاز)، واحدة من منتجات تغويز الوقود. يتكون غاز الماء بشكل أساسي من CO (40٪) و H2 (50٪). غاز الماء هو الوقود (الاحتراق الحراري من 10 500 KJ / M3، أو 2730 kcal / mg) وفي نفس الوقت المواد الخام لتوليف كحول الميثيل. ومع ذلك، لا يمكن الحصول على غاز الماء لفترة طويلة، لأن تفاعل التكوين هو حراريها (مع امتصاص الحرارة)، وبالتالي فإن الوقود في المولد يبرد. للحفاظ على الفحم في حالة تقسيم، تهب بخار الماء في مولد بديل مع تناول الهواء، والذي يعرف، يتفاعل مع الوقود مع العزلة الحرارية.

مؤخرا، يستخدم Steam-Oxygen Blur على نطاق واسع لغزو الوقود. تتيح لك التطهير المتزامن من خلال طبقة من وقود بخار الماء والأكسجين الحفاظ على العملية بشكل مستمر، مما يزيد بشكل كبير من إنتاج المولد وتلقي الغاز مع محتوى عال من الهيدروجين وأول أكسيد الكربون.

مولدات الغاز الحديثة هي أجهزة قوية للعمل المستمر.

من أجل غازات قابلة للاحتراق وسام عند تطبيق الوقود في مولد الغاز، يتم إجراء الطبل القابل للتمهيد مزدوجا. بينما يدخل الوقود في فرع واحد من الطبل، من مقصورة أخرى، يتم سكب الوقود في المولد؛ عند تدوير الأسطوانة، تتكرر هذه العمليات، لا يزال المولد معزولا عن الغلاف الجوي طوال الوقت. يتم تنفيذ توزيع الوقود الموحد في المولد باستخدام مخروط يمكن تثبيته في ارتفاعات مختلفة. عندما يتم تخفيضه، يكمن الفحم أقرب إلى وسط المولد، عندما يتم رفع المخروط، يتم تجاهل الفحم أقرب إلى جدران المولدات.

تم إلقاء إزالة الرماد من مولد الغاز. إن مصبغة صروة مخروطية تدور ببطء المحرك الكهربائي. في الوقت نفسه، ينتقل الرماد إلى جدران المولد ويتم تصريف التكيفات الخاصة في مربع التجمع، حيث تمت إزالته بشكل دوري.

كانت أول أضواء الغاز مضاءة في سانت بطرسبرغ في جزيرة الأدوية في عام 1819. تم الحصول على الغاز، الذي تم استخدامه، من خلال تغويس الفحم. كان يسمى الغاز الخفيف.

أعلن العالم الروسي العظيم D. I. Mendeleev (1834-1907) أولا عن فكرة أن تغويز الفحم يمكن أن يتم مباشرة تحت الأرض، دون إثارة ذلك. لم تقدر الحكومة الملكية حكم البيان هذه.

كانت فكرة الغوطة تحت الأرض مدعومة ساخيا من قبل V. I. Lenin. ودعا لها "واحدة من انتصارات التكنولوجيا العظيمة". تم إجراء الغواص تحت الأرض لأول مرة الدولة السوفيتية. بالفعل قبل الحرب الوطنية العظيمة في الاتحاد السوفيتي، تم عمل مولدات تحت الأرض في دونيتسك وقرب أحواض الفحم موسكو.

إن فكرة واحدة من أساليب الغواصة تحت الأرض تعطي الشكل 3. في طبقة الفحم، يتم تعبئة بئران، والتي تتصل بالقناة أدناه. يتم تسوية الفحم في مثل هذه القناة في واحدة من الآبار وإطعام المسبح هناك. تتفاعل منتجات الاحتراق، التي تتحرك على طول القناة، مع الفحم المشوي، مما يؤدي إلى غاز قابل للاحتراق كما هو الحال في مولد تقليدي. الغاز يذهب إلى السطح من خلال البئر الثانية.

يستخدم غاز المولدات على نطاق واسع لتسخين الأفران الصناعية - المعادن والكوك والوقود في المركبات (الشكل 4).

تين. 3. مخطط الغاز تحت الأرض للفحم الحجري.

يتم تصنيع عدد من المنتجات العضوية من الهيدروجين الهيدروجين وأولاد الأكسجين الكربون، مثل الوقود السائل. الوقود السائل الاصطناعي - الوقود (أساسا البنزين)، الذي تم الحصول عليه من خلال توليف من أول أكسيد الكربون والهيدروجين في 150-170 غرام مئوية والضغط 0.7 - 20 مليون / م 2 (200 KGF / CM2)، في وجود محفز (النيكل، الحديد، الكوبالت ). يتم تنظيم أول إنتاج الوقود السائل الاصطناعي في ألمانيا خلال الحرب العالمية الثانية بسبب نقص النفط. انتشار واسع، الوقود السائل الاصطناعي لم يتلق بسبب تكلفة عالية. يستخدم غاز الماء لإنتاج الهيدروجين. لهذا، يتم تسخين غاز الماء في خليط بخار الماء في وجود محفز، والنتيجة هي الهيدروجين بالإضافة إلى غاز الماء الموجود بالفعل: CO + H 2 O \u003d CO 2 + H 2

5. أعلى توازن الحرق

النظر في طرق لحساب الرصيد الحراري لعملية حرق الوقود الغازي والسائل والصلب. يتم تقليل الحساب لحل المهام التالية.

· تقدير حرارة الحرق (القيمة الحرارية) من الوقود.

تعريف درجة حرارة الاحتراق النظرية.

5.1. حرق الحرارة

يرافق التفاعلات الكيميائية إصدار أو امتصاص الحرارة. عندما تكون الحرارة معزولة، فإن التفاعل يسمى exmothermic، وعند امتصاص - حريري جميع ردود الفعل الاحتراق هي مذهلة، وتنتمي منتجات الاحتراق إلى مركبات دينية.

تخصيص (أو امتصاص) أثناء تدفق التفاعل الكيميائي للحرارة يسمى حرارة التفاعل. في ردود الفعل المدبرة، فهي إيجابية، في الأسينفي - سلبي. يرافق رد فعل الاحتراق دائما عن إطلاق الحرارة. حرق دافئ. س جي (ي / مول) يسمى كمية الحرارة التي تبرز الاحتراق الكامل للصلاة من المادة وتحويل المواد القابلة للاحتراق إلى منتجات الاحتراق الكاملة. الخلد هو الوحدة الرئيسية لكمية المادة في نظام SI. Mole واحد هو مقدار المادة التي توجد فيها العديد من الجسيمات (الذرات، الجزيئات، إلخ)، على أنها تحتوي على ذرات في 12 غرام من Isotope الكربوني 12. تتزامن كتلة مادة تساوي 1 الصلاة (الكتلة الجزيئية أو المولية) عدديا مع الوزن الجزيئي النسبي لهذه المادة.

على سبيل المثال، يكون الوزن الجزيئي النسبي للأكسجين (O 2) 32، ثاني أكسيد الكربون (CO 2) هو 44، وستكون الأوزان الجزيئية المقابلة مساوية M \u003d 32 G / MOL و M \u003d 44 G / MOL. وهكذا، في واحد، يحتوي خلط الأكسجين على 32 جراما من هذه المادة، وفي واحد CO 2 MOLE يحتوي على 44 غراما من ثاني أكسيد الكربون.

لا يتم استخدام حرارة حرق في العمليات الحسابية الفنية. س جيوالقيمة الحرارية للوقود س:(j / kg أو j / m 3). القيمة الحرارية للمادة هي كمية الحرارة، والتي يتم تخصيص الاحتراق الكامل من 1 كجم أو 1 م 3 من المواد. للسائل والمواد الصلبة، يتم إجراء الحساب من قبل 1 كجم، والغازي - بحلول 1 م 3.

المعرفة بحرارة الحرق والقيمة الحرارية للوقود ضرورية لحساب درجة حرارة الاحتراق أو الانفجار، والضغط أثناء الانفجار، ومعدل انتشار اللهب وغيرها من الخصائص. يتم تحديد القيمة السعرات الحرارية للوقود إما بطرق تجريبية أو تقديرية. في التحديد التجريبي للقيمة السعرات الحرارية، يتم حرق الكتلة المحددة من الوقود الصلب أو السائل في قنبلة دراسية، وفي حالة الوقود الغازي - في مقياس الغاز. باستخدام هذه الأجهزة، يتم قياس إجمالي الحرارة س: 0، صدر عندما احتراق كتلة تعليق الوقود م.وبعد حجم القيمة الحرارية س جي تقع بجانب الفورمولا

التواصل بين دفء الحرق و
القيمة الحرارية للوقود

لإنشاء اتصال بين حرارة الحرق والقيمة الحرارية للمادة، من الضروري تسجيل معادلة رد الفعل الاحتراق الكيميائي.

نتاج الاحتراق الكامل للكربون هو ثاني أكسيد الكربون:

C + O 2 → CO 2.

نتاج الحرق الكامل للهيدروجين هو الماء:

2N 2 + O 2 → 2N 2 O.

نتاج حرق الكبريت الكامل هو ثاني أكسيد الكبريت:

S + O 2 → إذن 2.

في الوقت نفسه، تبرز في الشكل الحر من النيتروجين، الهاليد وغيرها من العناصر غير القابلة للاحتراق.

مادة الوقود - الغاز

كمثال، سنقوم بحساب القيمة الحرارية للميثان الفصل 4، والتي تساوي حرارة الحرق فيها س جي=882.6 .

· نحن نحدد الوزن الجزيئي للميثان وفقا لصيغةها الكيميائية (الفصل 4):

م \u003d 1 ∙ 12 + 4 ∙ 1 \u003d 16 جم / مول.

· تحديد القيمة الحرارية من 1 كجم من الميثان:

· ابحث عن وحدة تخزين من 1 كجم من الميثان، ومعرفة كثفتها ρ \u003d 0.717 كجم / م 3 في ظل الظروف العادية:

.

تحديد القيمة الحرارية من 1 م 3 من الميثان:

وبالمثل، يتم تحديد القيمة الحرارية لأي غازات قابلة للاحتراق. بالنسبة للعديد من المواد المشتركة، تم قياس أهمية حرارة الاحتراق والقيمة الحرارية بدقة عالية وترد في الأدب المرجعي ذي الصلة. نقدم جدول قيم القيمة الحرارية لبعض المواد الغازية (الجدول 5.1). قيمة س:يتم تقديم هذا الجدول في MJ / M 3 وفي KCAL / M 3، لأن 1 KCAL \u003d 4.1868 KJ يستخدم كوحدة من الحرارة.

الجدول 5.1.

الوقود الغازي

مستوى			الأسيتيلين
س:

مادة الوقود - الجسم السائل أو الصلب

كمثال، سنقوم بحساب القيمة الحرارية الكحولية الإيثيلية مع 2 H 5، والتي تسخن الحرارة س جي \u003d 1373.3 KJ / الخلد.

· نحدد الوزن الجزيئي الكحول الإيثيلي وفقا لصيغةها الكيميائية (من 2 ساعة 5):

M \u003d 2 ∙ 12 + 5 ∙ 1 + 1 ∙ 16 + 1 ∙ 1 \u003d 46 جم / مول.

· تحديد القيمة الحرارية من 1 كجم من الكحول الإيثيلي:

وبالمثل، يتم تحديد القيمة السعرات الحرارية لأي سائل وقابل للاشتعال قوي. في علامة التبويب. 5.2 و 5.3 يوضح قيم القيمة السعرات الحرارية س:(MJ / KG و KCAL / KG) لبعض السائل والمواد الصلبة.

الجدول 5.2.

السعرات الحرارية الوقود السائل

مستوى		ميثيل الكحول	الإيثانول			مازوت، النفط
س:

الجدول 5.3.

الوقود الصلب السعرات الحرارية

مستوى		شجرة الطازجة	شجرة جافة	الفحم البني	الخث الجاف	أنثراسايت، كوكس
س:

صيغة mendeleev.

إذا كانت القيمة الحرارية للوقود غير معروف، فيمكن حسابها باستخدام الصيغة التجريبية التي اقترحتها D.I. mendeleev. للقيام بذلك، من الضروري معرفة التكوين العنولي للوقود (صيغة الوقود المكافئة)، أي النسبة المئوية للعناصر التالية في ذلك:

الأكسجين (س)؛

الهيدروجين (ح)؛

الكربون (ج)؛

الكبريت (ق)؛

الرماد (أ)؛

المياه (W).

في منتجات الاحتراق، تحتوي الوقود دائما على أزواج من المياه التي تشكل نظرا لوجود الرطوبة في الوقود وأثناء احتراق الهيدروجين. ترك منتجات احتراق العادم التثبيت الصناعي في درجات حرارة أعلى درجة حرارة نقطة الندى. لذلك، لا يمكن أن تكون الحرارة المخصصة خلال تكثيف بخار الماء مفيدا ولا ينبغي أن تؤخذ في الاعتبار أثناء الحسابات الحرارية.

لحساب، عادة ما يتم تطبيق قيمة السعرات الحرارية الأدنى. س ن. الوقود، الذي يأخذ في الاعتبار الخسائر الحرارية مع بخار الماء. للوقود الصلبة والسائلة س ن. (MJ / KG) تقريب تقريبا بواسطة صيغة Mendeleev:

س ن.=0.339+1.025+0.1085 – 0.1085 – 0.025, (5.1)

حيث أشارت بين قوسين إلى النسبة المئوية (WT.٪) محتوى العناصر المقابلة في تكوين الوقود.

تأخذ هذه الصيغة في الاعتبار حرارة ردود الفعل الدينية للاغلاق الكربون والهيدروجين والكبريت (مع علامة "زائد"). يحل الأكسجين المدرجة في الوقود جزئيا استبدال الأكسجين بالهواء، لذلك يتم أخذ العضو المقابل في الصيغة (5.1) مع علامة ناقص. عند تبخر الرطوبة، يتم استهلاك الحرارة، وبالتالي فإن المصطلح المقابل الذي يحتوي على W يؤخذ أيضا مع علامة "ناقص".

أظهر مقارنة البيانات المحسوبة والتجريبية في القيمة الحرارية للوقود المختلف (الخشب والفحم والفحم والنفط) أن الحساب وفقا لصيغة Mendeleev (5.1) يعطي خطأ لا يتجاوز 10٪.

قيمة منخفضة السعرات الحرارية س ن. (MJ / M 3) يمكن حساب الغازات القابلة للاحتراق الجافة بدقة كافية كمجموع منتجات القيمة الحرارية للمكونات الفردية ونسبة 1 م 3 من الوقود الغازي.

س ن.\u003d 0.108 [H 2] + 0.126 [CO] + 0.358 [CH 4] + 0.5 [C 2 H 2] + 0.234 [H 2 S] ...، (5.2)

حيث أشارت بين قوسين إلى النسبة المئوية (الحجم.٪) محتوى الغازات المقابلة في تكوين الخليط.

في المتوسط، تبلغ القيمة الحرارية للغاز الطبيعي حوالي 53.6 MJ / م 3. في غازات قابلة للاحتراق بشكل مصطنع، محتوى الميثان الفصل 4 هو قليلا. المكونات الرئيسية القابلة للاحتراق هي الهيدروجين H 2 وشركاه أكسيد الكربون. في غاز Cooking، على سبيل المثال، يصل محتوى H 2 (55 ÷ 60)٪، والقيمة الدراسية المنخفضة لهذا الغاز تصل إلى 17.6 MJ / م 3. في غاز المولدات، محتوى ~ 30٪ و H 2 ~ 15٪، في حين أن القيمة الحرارية الأقل للغاز المولد س ن. \u003d (5.2 ÷ 6.5) MJ / M 3. في غاز المجال، فإن محتوى CO و H 2 أقل؛ قيمة س ن. \u003d (4.0 ÷ 4.2) MJ / M 3.

النظر في أمثلة لحساب القيمة الحرارية للمواد وفقا لصيغة Mendeleev.

نحدد القيمة الحرارية للفحم، ويرد تكوين العنصر في الجدول. 5.4.

الجدول 5.4.

التركيبة العنصرية للفحم

استبدال تلك المعروضة في الجدول. 5.4 البيانات في صيغة Mendeleev (5.1) (N و AZO AZOT A في هذه الصيغة ليست مدرجة، لأنها مواد خاملة ولا تشارك في رد فعل الاحتراق):

س ن.\u003d 0.339 ∙ 37.2 + 1.025 ∙ 2.6 + 0.1085 ∙ 0.6-0.1085 ∙ 12-0.025 ∙ 40 \u003d 13.04 MJ / KG.

نحدد كمية الحطب اللازمة لتسخين 50 لترا من الماء من 10 درجات مئوية إلى 100 درجة مئوية إذا تم استهلاك 5٪ من الحرارة المنبعثة أثناء حرق، وتستهلك سعة حرارة المياه من عند\u003d 1 kcal / (kg ∙ hail) أو 4.1868 kj / (kg ∙ hail). يتم تقديم التركيب العنولي للحطب في الجدول. 5.5:

الجدول 5.5.

التركيبة العنصرية للخشب

	سنجد القيمة الحرارية للحطب وفقا لصيغة Mendeleev (5.1): س ن.\u003d 0.339 ∙ 43 + 1.025 ∙ 7-0.1085 ∙ 41-0.025 ∙ 7 \u003d 17.12 MJ / كجم. · نحدد كمية الحرارة المستهلكة لتسخين المياه، أثناء الاحتراق من 1 كجم من الحطب (مع مراعاة حقيقة أن 5٪ من الحرارة يتم استهلاكها على تسخينها (A \u003d 0.05)، مخصصة أثناء الاحتراق): س: 2 \u003d أ. س ن.\u003d 0.05 · 17.12 \u003d 0.86 MJ / كجم. · تحديد مقدار الحطب اللازم لتسخين 50 لترا من الماء من 10 درجات مئوية إلى 100 درجة مئوية: كلغ. وبالتالي، فإن حوالي 22 كجم من الحطب مطلوب لتسخين المياه.