Classificazione dei gas combustibili

Per la fornitura di gas di città e imprese industriali, vengono utilizzati vari gas combustibili, differenti di origine, composizione chimica e proprietà fisiche.

Per origine, i gas combustibili sono suddivisi in naturali, o naturali e artificiali, prodotti da combustibili solidi e liquidi.

I gas naturali sono prodotti da pozzi di campi di gas puro o campi petroliferi lungo la strada con l'olio. I campi dell'olio di Gaza sono chiamati passando.

I gas di depositi di gas puro sono principalmente costituiti da metano con un piccolo contenuto di idrocarburi pesanti. Sono caratterizzati da coerenza della composizione e della caloribilità.

I gas venuti insieme a metano contengono una quantità significativa di idrocarburi pesanti (propano e butano). La composizione e il valore calorifico di questi gas fluttuano ampiamente.

I gas artificiali sono prodotti in speciali fabbriche di gas, sono ottenute come sottoprodotto quando brucia il carbone nelle fabbriche metallurgiche, nonché le fabbriche di lavorazione dell'olio.

Gas Prodotti dal carbone in pietra, noi nel nostro paese per l'approvvigionamento di gas urbano sono utilizzati in quantità molto limitate e la loro parte diminuisce tutto il tempo. Allo stesso tempo, la produzione e il consumo di gas idrocarburi liquefatti ottenuti dal passaggio di gas di petrolio sugli impianti sostituiti a gas e gli impianti di raffinazione dell'olio nella lavorazione del petrolio sono in crescita. I gas idrocarburi liquidi utilizzati per l'offerta di gas urbano consistono principalmente di propano e butano.

Composizione dei gas

Il tipo di gas e la sua composizione è in gran parte predeterminato dall'area del gas, dallo schema e dal diametro della rete del gas, dalle soluzioni strutturali dei dispositivi a gas e dei singoli nodi di gasdotti.

Il consumo di gas dipende dal valore calorifico e quindi i diametri dei gasdotti del gas e le condizioni di masterizzazione del gas. Quando si utilizza il gas in impianti industriali, la temperatura di combustione e il tasso di propagazione della fiamma e la costanza della composizione della composizione del carburante del gas dei gas, nonché le proprietà fisico-memiche, dipendono principalmente dal tipo e dal metodo di produzione di gas.

I gas combustibili rappresentano miscele meccaniche di vari gas<как го­рючих, так и негорючих.

Nella parte combustibile dei combustibili gassosi inclusi: idrogeno (H 2) -Gaz senza colore, gusto e odore, il valore calorifico inferiore è 2579 kKAL / NM 3 \\metano (CH 4) - Gas senza colore, gusto e odore, è la parte principale del combustibile dei gas naturali, il valore calorifico inferiore 8555 kcal / nm 3;monossido di carbonio (CO) - Gas senza colore, gusto e odore, risulta dalla combustione incompleta di qualsiasi combustibile, valore molto velenoso e inferiore del valore calorifico 3018 kcal / nm 3;idrocarburi pesanti (Con PN T)Questo nome<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 *.

In una parte non combustibile di combustibili gassosi, anidride carbonica (CO 2), ossigeno (O 2) e azoto (N 2).

La parte non combustibile dei gas è consuetudine da definire la zavorra. I gas naturali sono caratterizzati da alta calorosità e completa assenza di monossido di carbonio. Allo stesso tempo (un certo numero di depositi, principalmente montato su gas, contenente un solforo molto velenoso (e aggressivo idrogeno a gas (H 2 s). La maggior parte dei gas artificiali del carbone contengono una quantità significativa di gas high-tech - monossido di carbonio (CO). La disponibilità di ossido in carbonio a gas e altre sostanze velenose sono molto indesiderabili, poiché complicano la produzione di lavori operativi e aumentano il rischio quando si utilizza gas. Oltre ai componenti principali, la composizione dei gas comprende varie impurità, il valore specifico di cui in percentuale è trascurabile. Tuttavia, non è necessario considerare i gasdotti del gas. Anche milioni di contatori di gas cubici, la quantità totale di impurità raggiunge una quantità considerevole. Molte impurità cadono nei gasdotti, che alla fine portano a una diminuzione della loro capacità, e talvolta alla completa cessazione del passaggio del gas. Pertanto, la presenza di impurità nel gas deve essere presa in considerazione come quando si progettano condotte a gas.. E durante il funzionamento.

Il numero e la composizione delle impurità dipendono dal metodo di produzione o produzione del gas e il grado di pulizia. Le impurità più dannose sono polvere, resina, naftalena, umidità e composti di zolfo.

La polvere appare in Gaza nel processo di produzione (produzione) o durante il trasporto di gas in condotte. La resina è un prodotto di decomposizione termica del carburante e accompagna molti gas artificiali. In presenza di polvere nel gas, la resina contribuisce alla formazione di tappi di resina e blocchi di gasdotti.

La naftalina è solitamente contenuta in gas artificiali di carbone. A basse temperature, il naftaliano cade in tubi e, insieme ad altre impurità solide e liquide, riduce la sezione trasversale dei condutture del gas.

L'umidità sotto forma di vapori è contenuta in quasi tutti i gas naturali e artificiali. Nei gas naturali, cade nel campo del gas a causa di gas con la superficie dell'acqua, e i gas artificiali sono saturi di acqua nel processo di "produzione, la presenza di umidità nel gas in quantità significative è indesiderabile, come abbassa il valore calorifico del gas. Inoltre, la capacità termica della vaporizzazione, l'umidità quando il gas bruciore prende una quantità significativa di calore insieme ai prodotti di combustione nell'atmosfera. Un grande contenuto di umidità su Gaza è indesiderabile anche perché, condensazione Quando il gas raffreddato nel "onere del movimento di esso in tubi, può creare marmellate dell'acqua nel gasdotto (nei punti più bassi) che si desidera eliminare. Ciò richiede l'installazione di speciali collezionisti di condensa e pompati.

I solchi composti, come già notato, sono idrogogeno solforato, così come Serougogen, mercaptano, ecc. Questi composti non sono solo dannosi per la salute delle persone, ma causano anche una significativa corrosione di tubi.

I composti di ammoniaca e cianuro, che sono principalmente contenuti in gas di carbone, dovrebbero essere annotati da altre impurità dannose. La presenza di composti di ammoniaca e cianuro porta ad una maggiore corrosione del tubo di metallo.

Anche la presenza di anidride carbonica e azoto in gas combustibili è anche indesiderabile. Questi gas non sono coinvolti nel processo di combustione, essendo un reattore che riduce il valore calorifico, che porta ad un aumento del diametro delle condotte del gas e ad una diminuzione dell'efficienza economica dell'uso del combustibile gassoso.

La composizione dei gas utilizzati per l'approvvigionamento di gas urbano deve soddisfare i requisiti di GOST 6542-50 (tabella 1).

Tabella 1

I valori medi della composizione dei gas naturali dei campi più famosi del paese sono presentati nel tavolo. 2.

Dai depositi di gas (secco)

Ucraina occidentale. . .	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
Regione di Stavropol. .	98,6	0,4	0,14	0,06		-	0,1	0,7	0,561
Regione di Krasnodar. .	92,9		0,5	-	0,5	_	0,01	0,09	0,595
Saratovskoe ...............................	93,4	2,1	0,8	0,4	0,3	Tracce	0,3	2,7	0,576
Gazli, regione di Bukhara	96,7		0,35	0,4"			0,1	0,45	0,575
Dai depositi a gas (passando)
ROMASHKINO .................................			18,5	6,2	4,7		0,1	11,5	1,07
				7,4	4,6	____	Tracce		1,112	__ .
Tuymase ...............................			18,4	6,8	4,6	____	0,1	7,1	1,062	-
Awd .......		23,5		9,3	3,5	____	0,2	4,5	1,132	-
Oley .......... ............................				2,5		. ___ .		1,5	0,721	-
Olio di Syzran ...................................	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	_
Andica. ...............................	66,5	16,6	9,4	3,1	3,1	0,03	0,2	4,17	0,801 ;

Valore calorifico del gas

La quantità di calore rilasciata nella piena combustione dell'unità della quantità di carburante è chiamata valore calorifico (Q) o, come a volte dicono, la caloribilità o la caloreità, che è una delle caratteristiche principali del carburante.

Il valore calorifico del gas viene solitamente riferito a 1 m 3,preso in condizioni normali.

Nei calcoli tecnici in condizioni normali, lo stato del gas è compreso a una temperatura di 0 ° C, e, ad una pressione di 760 mm rt. Arte.Il volume di gas in queste condizioni è indicato nm 3.(metro cubico normale).

Per misurazioni del gas industriale in base a GOST 2923-45 per le condizioni normali, la temperatura di 20 ° C e la pressione 760 mm rt. Arte.Il volume del gas attribuito a queste condizioni, a differenza di nm 3.chiameremo m. 3 (metro cubico).

Valore calorifico del gas (Q))espresso in kcal / nm eo in. kcal / m 3.

Per i gas liquefatti, il valore calorifico appartiene a 1 kg.

Si distinguono la calorosità più alta (Q C) e bassa (Q H). Il valore calorifico più alto tiene conto del calore della condensazione del vapore acqueo generato durante la combustione del carburante. Il valore calorifico inferiore non tiene conto del calore contenuto nel vapore acqueo dei prodotti di combustione, poiché le linee idrico non sono condensate, ma vengono eseguite con prodotti di combustione.

I concetti di Q V e Q H appartengono solo a quei gas, durante la combustione di cui si distinguono i vapori dell'acqua (all'ossido di carbonio, che non dà il vapore acqueo, questi concetti non sono correlati).

In condensa di vapori d'acqua, il calore è evidenziato, uguale a 539 kcal / kg.Inoltre, quando la condensa raffreddata a 0 ° C (solo 20 ° C), il calore si distingue nella quantità di 100 o 80 kcal / kg.

In totale a causa della condensa dei vapori dell'acqua, il calore è evidenziato oltre 600 kcal / kg,cosa costituisce la differenza tra la capacità di potenza termica più bassa e inferiore. Per la maggior parte dei gas utilizzati nella fornitura di gas urbano, questa differenza è dell'8-10%.

I valori delle calorie di alcuni gas sono mostrati nella tabella. 3.

Per l'offerta di gas urbana, i gas sono attualmente utilizzati, avendo, di regola, la calorosità di almeno 3500 kcal / nm 3.Questo è spiegato dal fatto che in condizioni di città, il gas è servito da tubi a distanze considerevoli. Con un polpaccio basso, è necessario nutrire una grande quantità. Porta inevitabilmente ad un aumento dei diametri dei condotti del gas e, di conseguenza, un aumento dei componenti metallici e dei mezzi per la costruzione di reti di gas, A.V. Avanti: e ad un aumento dei costi operativi. Uno svantaggio essenziale dei gas a basso contenuto calorico è anche quello che, nella maggior parte dei casi, contengono una quantità significativa di monossido di carbonio, che aumenta il rischio quando si utilizza gas, nonché durante la manutenzione di reti e installazioni.

Capacità calorica a gas inferiore a 3500 kcal / nm 3più spesso utilizzato nell'industria, dove non è necessario trasportarlo su lunghe distanze ed è più facile da organizzare la combustione. Per l'approvvigionamento di gas urbano, il chiamante del gas è desiderabile avere una costante. Le oscillazioni, come abbiamo già installato, non è consentita più del 10%. Un maggiore cambiamento nel valore calorifico del gas richiede una nuova regolazione, e talvolta si sposta di un gran numero di bruciatori unificati di elettrodomestici, che è associato a difficoltà significative.

Cos'è il carburante?

Questo è un componente o una miscela di sostanze che sono in grado di trasformazioni chimiche associate al rilascio del calore. I combustibili diversi sono caratterizzati da contenuti quantitativi dell'agente ossidante, che viene utilizzato per rilasciare energia termica.

In senso lato, il carburante è una fonte di energia, cioè potenziali specie di energia potenziale.

Classificazione

Attualmente i tipi di carburante sono divisi da uno stato aggregativo su liquido, solido, gassoso.

Una pietra e legna da ardere, antracite, è contato per un look naturale solido. Bricchetti, coca cola, la termostazione è una varietà di combustibile solido artificiale.

I liquidi includono sostanze con una sostanza di origine organica. I componenti principali sono: ossigeno, carbonio, azoto, idrogeno, zolfo. I combustibili liquidi artificiali saranno una varietà di resine, olio combustibile.

È una miscela di una varietà di gas: etilene, metano, propano, butano. Oltre a loro, nella composizione dei combustibili gassosi ci sono anidride carbonica e fossati, idrogeno solforato, azoto, vapore acqueo, ossigeno.

Indicatori di carburante

Tasso di combustione principale. La formula per determinare il valore calorifico è considerato in termochimica. Elimina il "combustibile condizionale", che implica il calore della combustione 1 chilogrammo di antracite.

Il carburante domestico del forno è destinato a bruciare nei dispositivi di riscaldamento di energia minore, che si trovano nelle zone residenziali, generatori di calore utilizzati in agricoltura per il mangime da secchezza, inscatolare.

La combustione di calore specifica del carburante è tale valore che dimostra la quantità di calore formata con la piena combustione del carburante con un volume di 1 m 3 o di peso di un chilogrammo.

Per misurare questo valore, j / kg, j / m 3, CALOI / M 3 sono usati. Per determinare il calore della combustione, viene utilizzato il metodo della calorimetria.

Con un aumento del calore specifico della combustione del carburante, il consumo specifico del carburante è ridotto e l'efficienza dell'efficienza rimane un valore valido.

Il calore della combustione delle sostanze è la quantità di energia rilasciata durante l'ossidazione della sostanza solida, liquida e gassosa.

È determinato dalla composizione chimica, nonché lo stato aggregato della sostanza combustibile.

Caratteristiche dei prodotti di combustione

Il calore più alto e inferiore della combustione è associato allo stato d'acqua aggregato nelle sostanze ottenute dopo la combustione del carburante.

La più alta combustione di calore è la quantità di calore assegnato in piena combustione della sostanza. Questa grandezza include il calore della condensazione del vapore acqueo.

Il calore di combustione di lavoro inferiore è il valore che corrisponde al rilascio del calore durante la combustione senza tenere conto del calore della condensazione del vapore acqueo.

La condensazione termica nascosta è considerata l'energia della condensazione del vapore acqueo.

Interconnessione matematica

La combustione di calore più alta e inferiore è correlata al seguente rapporto:

Q B \u003d q h + k (w + 9h)

dove w è l'importo in peso (in%) di acqua in una sostanza combustibile;

Quantità di H-idrogeno (% in peso) in una sostanza combustibile;

k - Coefficiente che costituisce il valore di 6 kcal / kg

Metodi per il calcolo

Il calore più alto e più basso della combustione è determinato da due metodi principali: insediamento e sperimentale.

I calorimetri sono utilizzati per i calcoli sperimentali. Prima brucia il carburante su di esso. Calore, che verrà rilasciato completamente completamente assorbito dall'acqua. Avere un'idea della massa d'acqua, può essere determinata cambiando la sua temperatura, la grandezza del suo calore della combustione.

Questa tecnica è considerata semplice ed efficiente, presuppone solo la proprietà delle informazioni sui dati di analisi tecnica.

Nel metodo calcolato, il calore più alto e più basso della combustione è calcolato dalla formula Mendereleev.

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

Tiene in considerazione il contenuto di carbonio, ossigeno, idrogeno, vapore acqueo, zolfo nella composizione di lavoro (in percentuale). La quantità di calore durante la combustione è determinata tenendo conto del combustibile condizionale.

La combustione del calore del gas consente calcoli preliminari, rileva l'efficacia dell'uso di un determinato tipo di combustibile.

Caratteristiche di origine

Per capire quanto caldo è assegnato durante la combustione di un certo combustibile, è necessario avere un'idea della sua origine.

In natura ci sono diverse varianti di combustibili solidi che differiscono l'uno nell'altro con la composizione e le proprietà.

La sua educazione viene effettuata in diverse fasi. Innanzitutto, è formata la torba, quindi si ottiene il carbone marrone e di pietra, quindi si forma antracite. Le principali fonti di formazione di carburante solida sono foglie, legno, aghi. Fissaggio, parti di piante se esposte all'aria, distruggere i funghi, formare torba. Il suo cluster si trasforma in una massa marrone, quindi si ottiene il gas marrone.

Ad alta pressione e temperatura, il gas marrone passa nel carbone di pietra, quindi il carburante si accumula sotto forma di antracite.

Oltre alla massa organica, c'è un ulteriore zavorra nel carburante. L'organico considera quella parte che è stata formata da sostanze organiche: idrogeno, carbonio, azoto, ossigeno. Oltre a questi elementi chimici, c'è una zavorra nella sua composizione: umidità, cenere.

La tecnica della fornace prevede l'allocazione del lavoro, asciutto, nonché la massa combustibile del combustibile del carburante. La massa di lavoro è chiamata combustibile nella forma iniziale che entra nel consumatore. La massa secca è una composizione in cui non c'è acqua.

Struttura

I componenti più preziosi sono carbonio e idrogeno.

Questi elementi sono contenuti in qualsiasi forma di carburante. Nella torba e in legno, la percentuale di carbonio raggiunge il 58%, in un angolo in pietra e marrone - 80%, e in antracite raggiunge il 95 percento in peso. A seconda di questo indicatore, la quantità di calore rilasciata durante la combustione del carburante sta cambiando. L'idrogeno è il secondo elemento più importante di qualsiasi combustibile. Combinando ossigeno, forma umidità, che riduce significativamente il valore termico di qualsiasi combustibile.

La sua percentuale varia da 3,8 in liste combustibili a 11 in olio combustibile. Come zavorra, l'ossigeno entra in carburante.

Non è un elemento chimico della generazione di calore, quindi riflette negativamente sulla grandezza del calore della sua combustione. La combustione di azoto contenuta in forma libera o legata nei prodotti di combustione è considerata impurità dannose, quindi il suo numero è chiaramente limitato.

Lo zolfo fa parte del carburante sotto forma di solfati, solfuri, nonché nella qualità dei gas di zolfo. In idratazione, gli ossidi di zolfo formano acido solforico, che distrugge l'attrezzatura della caldaia, influisce negativamente sulle vegetazione e dagli organismi viventi.

Ecco perché lo zolfo è l'elemento chimico, la presenza di cui nel carburante naturale è estremamente indesiderabile. Se entri all'interno della workstation, i composti di zolfo causano notevoli avvelenamenti del personale di servizio.

Ci sono tre tipi di cenere a seconda della sua origine:

• primario;
• secondario;
• terziario.

La forma primaria è formata da minerali contenuti nelle piante. La cenere secondaria è formata come il risultato di entrare residui di impianti e terra.

La cenere terziaria è nella composizione del carburante nel processo di miniera, stoccaggio, nonché dei suoi trasporti. Con una deposizione sostanziale di cenere, il trasferimento di calore avviene sulla superficie del riscaldamento della caldaia, riduce il valore di trasferimento del calore all'acqua dai gas. Una grande quantità di cenere è riflessa negativamente sul processo di funzionamento della caldaia.

Finalmente

Le sostanze volatili hanno un impatto significativo sul processo di combustione di qualsiasi tipo di combustibile. Più la loro output, il volume sarà il volume del fronte della fiamma. Ad esempio, il carbone di pietra, la torba, si accendono facilmente, il processo è accompagnato da minori perdita di calore. Cola, che rimane dopo aver rimosso impurità volatili, solo i composti minerali e di carbonio hanno nella sua composizione. A seconda delle caratteristiche del carburante, la quantità di cambiamento termico significativamente.

A seconda della composizione chimica, tre fasi della solida formazione del carburante sono isolate: torba, doratura, carbone.

Il legno naturale è utilizzato nelle piccole installazioni della caldaia. Utilizzare principalmente chip, segatura, collina, corteccia, la legna da ardere stessa è usata in quantità minori. A seconda della razza di legno, la grandezza del calore ha rilasciato significativamente cambia.

Poiché il calore della combustione diminuisce, la legna da ardere acquisisce alcuni vantaggi: infiammabilità veloce, cenere minimale, mancanza di tracce di zolfo.

Informazioni significative sulla composizione del carburante naturale o sintetico, il suo valore calorifico è un ottimo modo per effettuare calcoli termochimici.

Attualmente, la reale possibilità di identificare le principali varianti di combustibile solido, gassoso, liquido, che diventerà il più efficiente ed economico da usare in una particolare situazione.

Proprietà fisico-chimiche dei gas naturali

I gas naturali non hanno colore, odore, gusto.

I principali indicatori di gas naturali comprendono: composizione, calore di combustione, densità, temperatura di combustione e accensione, confini di esplimabilità e pressione di esplosione.

I gas naturali di depositi di gas puro sono principalmente costituiti da metano (82-98%) e altri idrocarburi.

In gas di combustione, ci sono sostanze combustibili e non combustibili. I gas di carburante comprendono: idrocarburi, idrogeno, idrogeno solforato. Non infiammabile: anidride carbonica, ossigeno, azoto e vapore acqueo. La composizione del loro basso ed è 0,1-0,3% C0 2 e 1-14% n 2. Dopo l'estrazione del gas, viene rimosso un solfuro di idrogeno a gas tossico, il cui contenuto non deve superare 0,02 g / m3.

Il calore della combustione è la quantità di calore assegnato a una piena combustione di 1 m3 di gas. Il calore della combustione in kcal / m3, gas KJ / m3 è misurato. Il calore della combustione del gas naturale secco è 8000-8500 kcal / m 3.

Il valore calcolato dal rapporto tra la massa al proprio volume è chiamato la densità della sostanza. La densità è misurata in kg / m3. La densità del gas naturale dipende completamente dalla sua composizione ed è nei limiti di c \u003d 0,73-0,85 kg / m3.

La caratteristica più importante di qualsiasi gas combustibile è la produzione di calore, cioè la temperatura massima è raggiunta con piena combustione del gas, se la quantità richiesta di aria di combustione per la combustione corrisponde accuratamente alle formule di combustione chimica e la temperatura di gas iniziale e l'aria è zero.

La capacità di produzione del calore dei gas naturali è di circa 2.000 -2100 ° C, metano - 2043 ° C. La temperatura effettiva della combustione nella fornace è significativamente inferiore all'efficienza del calore e dipende dalle condizioni di combustione.

La temperatura di infiammazione è la temperatura della miscela di carburante, la miscela in cui si accende senza una fonte di accensione. Per il gas naturale, è entro 645-700 ° C.

Tutti i gas combustibili sono esplosivi, sono in grado di accendere con luce o scintilla. Distinguere limite inferiore e concentrazione superiore della distribuzione della fiamma . La concentrazione inferiore e superiore a cui è possibile la miscela. Il limite inferiore dell'esplosione dei gas è il 3 ÷ 6%, il 12 ÷ 16% superiore.

Bordi di esplosioni.

Una miscela di benzina con una quantità di gas di gas:

fino al 5% - non illuminato;

dal 5 al 15% - esplode;

più del 15% è acceso quando viene fornita l'aria.

La pressione durante l'esplosione del gas naturale è 0,8-1.0 MPa.

Tutti i gas combustibili possono causare avvelenamento dal corpo umano. Le principali sostanze avvelenanti sono: monossido di carbonio (CO), idrogeno solforato (h 2 s), ammoniaca (NH 3).

Gas naturale Non c'è odore. Al fine di determinare la perdita di gasdorizzazione del gas (cioè, dargli un odore specifico). L'odorizzazione conduttiva viene effettuata utilizzando etil mercaptano. Effettuare l'odorizzazione alle stazioni di distribuzione del gas (GDS). Se nell'aria, l'1% del gas naturale comincia a sentire il suo odore. La pratica dimostra che il tasso medio di etil mercaptano per l'odorizzazione del gas naturale, che entra nelle reti cittadine, dovrebbe essere 16 g per 1.000 m3 di gas.

Rispetto ai combustibili solidi e liquidi, il gas naturale vince in molti modi:

A basso costo relativo, che è spiegato da un modo più semplice per minare e trasporti;

L'assenza di cenere e rimozione di particelle solide nell'atmosfera;

Combustione ad alto calore;

Non è necessaria alcuna preparazione del carburante;

Il lavoro di coloro che servono i lavoratori e il miglioramento delle condizioni sanitarie e igieniche del suo lavoro sono facilitati;

Condizioni da combattimento per l'automazione dei flussi di lavoro.

A causa di possibili perdite attraverso la scenografia nei composti del gasdotto del gas e nei luoghi di rinforzo, l'uso del gas naturale richiede cure speciali e cautela. Penetrazione nella stanza più del 20% del gas può portare a soffocamento, e se lo ha, in un volume chiuso dal 5 al 15%, può causare un'esplosione di una miscela di gas-aria. In caso di combustione incompleta, si forma monossido di carbonio tossico, che anche a basse concentrazioni porta all'avvelenamento del personale di servizio.

In termini di origine, i gas naturali sono suddivisi in due gruppi: asciutti e grassi.

Asciutto I gas riguardano i gas minerali e sono in aree relative alle attività presenti o passate dei vulcani. I gas secchi consistono quasi esclusivamente da un singolo metano con un contenuto insignificante di componenti di zavorra (azoto, anidride carbonica) e hanno il valore calorifico q n \u003d 7000 ÷ 9000 kcal / nm3.

Grasso I gas accompagnano i campi dell'olio e di solito vengono accumulati negli strati superiori. Secondo la sua origine, i gas di grasso sono vicini all'olio e contengono molti idrocarburi facilmente condensabili nella loro composizione. Il valore calorifico dei gas liquidi q n \u003d 8000-15000 kcal / nm3

I vantaggi dei combustibili gassosi includono la facilità di trasporto e la combustione, l'assenza di cenere dell'umidità, semplicità significativa delle attrezzature per la caldaia.

Insieme ai gas naturali, i gas combustibili artificiali sono utilizzati nella lavorazione di combustibili solidi, o come risultato di impianti industriali come gas di scarico. I gas artificiali sono costituiti da una combustione del gas combustibile di carburante, gas di zavorra e vapori d'acqua e sono suddivisi in ricchi e poveri aventi un valore calorifico medio di 4500 kcal / m3 e 1300 kc3, rispettivamente. La composizione dei gas: idrogeno, metano, altri composti di idrocarburi CMHN, idrogeno solfuro H 2 S, gas non combustibili, anidride carbonica, ossigeno, azoto e una piccola quantità di vapore acqueo. Galleria - azoto e anidride carbonica.

Pertanto, la composizione del carburante gassoso secco può essere rappresentata come seguente miscela di elementi:

CO + H 2 + ΣCMHN + H 2 S + CO 2 + O 2 + N 2 \u003d 100%.

La composizione del carburante gassoso bagnato è espressa come segue:

CO + H 2 + ΣCMHNN + H 2 S + CO 2 + O 2 + N 2 + H 2 O \u003d 100%.

Caldo della combustione asciutto Il carburante gassoso KJ / M3 (Kcal / M3) per 1 m3 di gas in condizioni normali è determinato come segue:

Qh \u003d 0,01,

Dove qi è il calore della combustione del gas corrispondente.

Il calore della combustione del carburante gassoso è mostrato nella Tabella 3.

Gas di dominio Si forma quando fioriscono il fusione di ghisa in fornaci esplosioni. La sua resa e gli omesso dipendono dalle proprietà della carica e del carburante, la modalità operativa del forno, i metodi di intensificazione del processo e di altri fattori. La resa di gas varia da 1500-2500 m 3 per tonnellata di ghisa. La percentuale di componenti non combustibili (N 2 e CO 2) nel gas di dominio è di circa il 70%, che causa i suoi bassi indicatori di ingegneria del calore (la più bassa combustione di calore del gas è 3-5 mj / m 3).

Quando si brucia un gas di dominio, la temperatura massima dei prodotti di combustione (escluse le perdite termiche e il consumo di calore per la dissociazione CO 2 e H 2 O) è 400-1500 0 C. Se si riscalda il gas e l'aria prima di bruciare, quindi la temperatura della combustione I prodotti possono essere significativamente migliorati.

Gas di Ferroalloy. È formato durante la fusione di ferrocalloys nei forni di valutazione del ruding. Gas, lasciando forzare chiusi, può essere utilizzato come manutenzione del carburante (risorse energetiche secondarie). In fornaci aperti, a causa dell'accesso all'aria libera, il gas brucia su un rustico. L'uscita e la composizione del gas ferroalloy dipendono dal marchio dei pagati

lega, composizione della carica, funzionamento della fornace, del suo potere, ecc. Composizione gas: 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 .

Gas per convertitore Si forma quando si fondono acciaio nei convertitori di ossigeno. Il gas consiste principalmente di ossido di carbonio, l'uscita e la composizione di esso durante lo scioglimento è significativamente modificata. Dopo aver pulito la composizione del gas circa: 70-80% co; 15-20% CO 2; 0,5-0,8% o 2; 3-12% N 2. La combustione del gas contiene 8,4-9,2 mj / m 3. La temperatura massima della combustione raggiunge il 2000 0 S.

Gas di cocaina È formato durante il carbone del carbone del carbone. Nella metallurgia nera, viene utilizzato dopo l'estrazione di prodotti chimici. La composizione del gas di coca coke dipende dalle proprietà della miscela di carbone e dalle condizioni di coking. VOLENTED AZIONI DI COMPONENTI A GAZA sono entro i limiti successivi,%: 52-62h 2; 0,3-0.6 o 2; 23.5-26,5 CH 4; 5.5-7.7 co; 1.8-2.6 CO 2. Il calore della combustione è 17-17.6 mj / m ^ 3, la temperatura massima dei prodotti di combustione - 2070 0 C.

Il carburante del gas è diviso in naturale e artificiale ed è una miscela di gas combustibili e non combustibili contenenti una certa quantità di vapore acqueo, e talvolta polvere e resina. La quantità di carburante del gas è espressa in metri cubi in condizioni normali (760 mm hg. Art. E 0 ° C) e la composizione - come percentuale per volume. Sotto la composizione del carburante capisce la composizione della sua parte gassosa secca.

Carburante del gas naturale

Il combustibile del gas più comune è il gas naturale con elevata combustione di calore. La base del gas naturale è il metano, il cui contenuto è del 76,7-98%. Altri composti gassosi idrocarburi fanno parte del gas naturale da 0,1 al 4,5%.

Prodotto a gas liquefatto della raffinazione del petrolio - consiste principalmente di una miscela di propano e butano.

Gas naturale (CNG, NG): metano CH4 Oltre il 90%, Ethrane C2 H5 inferiore al 4%, propano C3 H8 inferiore all'1%

Gas liquefatto (GPL): propano C3 H8 Oltre il 65%, Bhutan C4 H10 inferiore al 35%

La composizione dei gas combustibili include: idrogeno H 2, metano CH 4, altri composti di idrocarburi con MH N, idrogeno solfuro H 2 S e gas non combustibili, biossido di carbonio CO2, ossigeno o 2, azoto N 2 e una leggera quantità di acqua VAPOR N 2 O. INDICE m. e p.con c e n, i composti di vari idrocarburi sono caratterizzati, ad esempio, per il metano CH 4 t \u003d.1 I. n.\u003d 4, per Ethrane da 2N t \u003d 2.e n.\u003d B ecc.

La composizione del carburante gassoso secco (come percentuale del volume):

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

La parte non combustibile del carburante a gas secco è zavorra - AZOT n e diossido di carbonio CO 2.

La composizione del carburante gassoso bagnato è espressa come segue:

CO + H 2 + Σ con m n n + H 2 S + CO 2 + O 2 + N 2 + H 2 O \u003d 100%.

Il calore della combustione, KJ / M (kcal / m 3), 1 m 3 di gas secco puro in condizioni normali sono determinati come segue:

Q n c \u003d 0,01,

dove qz, q n 2, q con m n n q n 2 s. - calore di combustione di singoli gas incluso nella miscela, KJ / M 3 (Kcal / m 3); CO, H 2,Cm h n, h 2 s - Componenti che costituiscono la miscela di gas,% in volume.

Il calore della combustione 1 m3 di gas naturale secco in condizioni normali per la maggior parte dei campi domestici è 33,29 - 35,87 mJ / m3 (7946 - 8560 kcal / m3). La caratteristica del carburante gassosa è mostrata nella tabella 1.

Esempio.Determina il basso calore della combustione del gas naturale (in condizioni normali) della seguente composizione:

H 2 S \u003d 1%; CH 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%.

Sostituzione in formula (26) Le caratteristiche dei gas dalla Tabella 1, otteniamo:

Q ns \u003d 0,01 \u003d 33981 kj / m 3 o

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.

Tabella 1. Caratteristica del carburante gassoso

Gas	Designazione	Combustione del caloreQ n s.
		KJ / M3.	Kcal / m3.
Idrogeno	N,	10820	2579
Oxigarbon.	COSÌ	12640	3018
Idrogeno solforato	H 2 S.	23450	5585
Metano	CH 4.	35850	8555
Etano	Da 2 h 6	63 850	15226
Propano	3h 8.	91300	21795
Butano	Da 4 h 10	118700	22338
Pentano	Da 5 n 12	146200	34890
Etilene	C 2N 4.	59200	14107
Propilene	3h 6.	85980	20541
Boutilene.	Da 4 h 8	113 400	27111
Benzene	Da 6 h 6	140400	33528

De caldaie consumano da 71 a 75 m3 di gas naturale per ottenere una tonnellata di vapore. Il costo del gas in Russia per settembre 2008. È 2,44 rubli per metro cubico. Di conseguenza, la tonnellata della coppia costerà 71 × 2,44 \u003d 173 rubli 24 kopecks. Il vero costo di un sacco di vapore sulle fabbriche è per la caldaia de account ad almeno 189 rubli per tonnellata di vapore.

Le caldaie di tipo DCVR consumano da 103 a 118 m3 di gas naturale per ottenere una tonnellata di vapore. Il costo minimo di calcolo di una tonnellata di vapore per queste caldaie è 103 × 2,44 \u003d 251 rubli 32 kopecks. Il valore reale del vapore sulle piante è di almeno 290 rubli per tonnellata.

Come calcolare il consumo massimo del gas naturale sulla caldaia a vapore DE-25? Questa è le caratteristiche tecniche della caldaia. 1840 cubi all'ora. Ma puoi e calcolare. 25 tonnellate (25 mila kg) devono essere moltiplicati per la differenza nell'entraltio di vapore e acqua (666.9-105) e tutto ciò è diviso in KP. Bottop 92,8% e combustione di calore del gas. 8300. E ALL.

Carburante a gas artificiale

I gas combustibili artificiali sono carburante del significato locale, poiché hanno un calore significativamente meno di combustione. I principali elementi combustibili di loro sono monossido di carbonio e idrogeno H2. Questi gas sono utilizzati all'interno della produzione in cui sono ottenuti come combustibile di impianti tecnologici ed energetici.

Tutti i gas combustibili naturali e artificiali sono esplosivi, sono in grado di accendere al fuoco aperto o alla scintilla. Si distinguono il limite inferiore e superiore dell'esplosibilità del gas, cioè. La concentrazione percentuale più grande e più piccola nell'aria. Il limite inferiore dell'esplosibilità dei gas naturali spazia dal 3% al 6% e la parte superiore - dal 12% al 16%. Tutti i gas combustibili sono in grado di causare avvelenamento dal corpo umano. Le principali sostanze avvelenanti di gas infiammabili sono: monossido di carbonio, h2s idrogeno solfuro, ammoniaca NH3.

I gas combustibili naturali e l'artificiale incolore (invisibile) non hanno odore, il che li rende pericolosi quando penetrano nella stanza della caldaia della stanza interna attraverso la scansione del rinforzo del gas. Al fine di evitare l'avvelenamento, i gas combustibili dovrebbero essere trattati da una sostanza alosciuta con un odore sgradevole.

Ottenere monossido di carbonio nell'industria Giassificazione del carburante solido

Per scopi industriali, il monossido di carbonio è ottenuto per gassificazione del combustibile solido, cioè trasformandolo in carburante gassoso. Così puoi ottenere il monossido di carbonio da qualsiasi combustibile solido - carbone fossile, torba, legna da ardere, ecc.

Il processo di gassificazione del combustibile solido è mostrato sull'esperimento di laboratorio (Fig. 1). Compilare un tubo refrattario con pezzi di carbone di carbone, pesantemente esitare e salteremo ossigeno da un gasometro. Esci dal tubo del gas salteremo attraverso il lavaggio con acqua calcarea e quindi imporre. L'acqua di calce è tagliata, il gas sta bruciando una fiamma bluastra. Ciò indica la presenza di biossido di co2 e monossido di carbonio nei prodotti di reazione.

La formazione di queste sostanze può essere spiegata dal fatto che il fermo viene prima ossidato nel biossido di carbonio quando si contatta l'ossigeno con un carbone caldo. C + O 2 \u003d CO 2

Quindi, passando attraverso il carbone alla griglia, il biossido di carbonio è parzialmente restaurato per loro al monossido di carbonio: CO 2 + C \u003d 2SO

Fico. 1. Ottenere il monossido di carbonio (esperienza di laboratorio).

In condizioni industriali, la gassificazione di combustibile solida viene eseguita nei forni chiamati generatori di gas.

La miscela risultante di gas è chiamata gas del generatore.

Il dispositivo del generatore di gas è mostrato nella figura. È un cilindro d'acciaio con un'altezza di circa 5 m.e un diametro di circa 3,5 m,futted all'interno del mattone refrattario. Dall'alto del generatore di gas viene caricato con il carburante; In fondo attraverso la griglia con un ventilatore, viene servito un vapore d'aria o idrico.

L'ossigeno dell'aria reagisce con combustibile in carbonio, che forma il biossido di carbonio, che sorge attraverso uno strato di combustibile caldo, viene ripristinato in carbonio al monossido di carbonio.

Se il generatore soffia solo aria, viene ottenuto il gas, che nella sua composizione contiene monossido di carbonio e azoto d'aria (nonché un numero di 2 e altre impurità). Tale gas del generatore è chiamato gas aria.

Se il vapore acqueo e l'idrogeno sono formati come risultato della reazione, il carbonio e l'idrogeno sono formati come risultato della reazione: C + H 2 O \u003d CO + H 2

Questa miscela di gas è chiamata gas dell'acqua. Il gas dell'acqua ha un valore calorifico più elevato dell'aria, come nella sua composizione, insieme ad ossido di carbonio, il secondo gas combustibile è idrogeno. Gas d'acqua (sintesi del gas), uno dei prodotti di gassificazione del carburante. Il gas dell'acqua è costituito principalmente da CO (40%) e H2 (50%). Il gas dell'acqua è carburante (combustione di calore di 10 500 kJ / m3 o 2730 kcal / mg) e allo stesso tempo materie prime per la sintesi dell'alcool metilico. Il gas dell'acqua, tuttavia, non può essere ottenuto per un lungo periodo, poiché la reazione di formazione è la sua endotermica (con assorbimento del calore), e quindi il carburante nel generatore si raffredda. Per mantenere il carbone in uno stato diviso, soffiando il vapore acqueo nel generatore alternato con l'assunzione d'aria, che è noto, reagisce con il carburante con isolamento termico.

Recentemente, la sfocatura a vapore-ossigeno è ampiamente utilizzata per gassare il carburante. Surning simultaneo attraverso uno strato di carburante di vapore acqueo e ossigeno consente di mantenere continuamente il processo, aumentare significativamente la produzione del generatore e ricevere gas con un alto contenuto di idrogeno e monossido di carbonio.

I moderni generatori di gas sono potenti dispositivi di azione continua.

Affinché i gas combustibili e velenosi quando si applicano il carburante nel generatore di gas, il tamburo avviabile è realizzato doppio. Mentre il carburante entra in un ramo del tamburo, da un altro compartimento, il carburante viene versato nel generatore; Durante la rotazione del tamburo, questi processi vengono ripetuti, il generatore rimane isolato dall'atmosfera tutto il tempo. La distribuzione uniforme del carburante nel generatore viene eseguita utilizzando un cono che può essere installato a diverse altezze. Quando viene abbassato, il carbone si avvicina al centro del generatore, quando il cono viene sollevato, il carbone viene scartato più vicino alle pareti del generatore.

La rimozione della cenere dal generatore di gas è meccanizzata. La griglia della griglia con una forma del cono ruota lentamente il motore elettrico. Allo stesso tempo, le ceneri si spostano sulle pareti del generatore e gli adattamenti speciali vengono scaricati in una scatola di rally, da dove viene periodicamente rimosso.

Le prime luci del gas erano accese a San Pietroburgo all'isola farmaceutica nel 1819. Gas, che è stato usato, è stato ottenuto per gassificazione del carbone. Era chiamato il gas leggero.

Il grande scienziato russo D. I. Mendeleev (1834-1907) ha espresso per la prima volta l'idea che la gassificazione del carbone possa essere fatta direttamente sotto terra, senza sollevarlo. Il governo reale non ha apprezzato questa affermazione.

L'idea della gassificazione sotterranea è stata calmata da V. I. Lenin. L'ha chiamata "una delle grandi vittorie della tecnologia". La gassificazione sotterranea è stata eseguita per la prima volta lo stato sovietico. Già prima della grande guerra patriottica nell'Unione Sovietica, i generatori sotterranei furono lavorati a Donetsk e vicino ai bacini di carbone di Mosca.

L'idea di uno dei metodi di gassificazione sotterranea dà figura 3. Nello strato di carbone, due pozzi sono imballati, che sono collegati dal canale sottostante. Il carbone è regolato in un tale canale in uno dei pozzi e nutrire la piscina lì. I prodotti di combustione, spostandosi lungo il canale, interagiscono con carbone alla griglia, con conseguente gas combustibile come in un generatore convenzionale. Il gas va in superficie attraverso il secondo bene.

Il gas del generatore è ampiamente utilizzato per il riscaldamento di fornaci industriali - metallurgici, book e come combustibile nei veicoli (figura 4).

Fico. 3. Schema di gassificazione sotterranea del carbone di pietra.

Un numero di prodotti organici sono sintetizzati da idrogeno e idrogeno monossido di carbonio, come combustibile liquido. Combustibile liquido sintetico - carburante (principalmente benzina), ottenuto da sintesi di monossido di carbonio e idrogeno a 150-170 gr Celsius e pressione 0,7 - 20 mn / m2 (200 kgf / cm2), in presenza di catalizzatore (nichel, ferro, cobalto ). La prima produzione di carburante liquido sintetico è organizzato in Germania durante la seconda guerra mondiale a causa della mancanza di petrolio. Ampia propagazione, il combustibile liquido sintetico non ha ricevuto a causa del suo costo elevato. Il gas dell'acqua viene utilizzato per produrre idrogeno. Per questo, il gas dell'acqua in una miscela di vapore acqueo è riscaldata in presenza di un catalizzatore e il risultato è idrogeno in aggiunta al gas dell'acqua già esistente: CO + H 2 O \u003d CO 2 + H 2

5. Top Bilanciamento della combustione

Considera i metodi per il calcolo del saldo termico del processo di combustibili gassosi, liquidi e solidi. Il calcolo è ridotto per risolvere le seguenti attività.

· Determinazione del calore della combustione (valore calorifico) del carburante.

· Definizione di temperatura teorica di combustione.

5.1. Bruciore del calore

Le reazioni chimiche sono accompagnate dal rilascio o dall'assorbimento del calore. Quando il calore è isolato, la reazione è chiamata esotermica, e quando assorbita - endotermica. Tutte le reazioni di combustione sono esotermiche e i prodotti di combustione appartengono a composti esotermici.

Assegnato (o assorbito) Durante il flusso della reazione chimica del calore è chiamato il calore della reazione. In reazioni esotermiche, è positivo, in endotermico - negativo. La reazione di combustione è sempre accompagnata dal rilascio del calore. Bruciore caldo Q G. (J / MOL) è chiamato la quantità di calore che si distingue con la piena combustione di una preghiera della sostanza e trasformando la sostanza combustibile in prodotti a combustione completi. La talpa è l'unità principale della quantità di sostanza nel sistema SI. Una talpa è una tale quantità di una sostanza in cui ci sono tante particelle (atomi, molecole, ecc.), Come contenenti atomi in 12 g di isotopi in carbonio-12. La massa di una sostanza pari a 1 preghiera (massa molecolare o molare) è integrata numericamente con il relativo peso molecolare di questa sostanza.

Ad esempio, il relativo peso molecolare di ossigeno (O 2) è 32, il biossido di carbonio (CO 2) è 44, ei pesi molecolari corrispondenti saranno uguali a m \u003d 32 g / mol e m \u003d 44 g / mol. Quindi, in una talpa di ossigeno contiene 32 grammi di questa sostanza, e in una mole di CO 2 contiene 44 grammi di anidride carbonica.

Nessun calore di combustione è spesso utilizzato nei calcoli tecnici. Q G.e il valore calorifico del carburante Q.(J / kg o j / m 3). Il valore calorifico della sostanza è la quantità di calore, che è assegnata con una combustione completa di 1 kg o 1 m 3 di sostanze. Per liquido e solidi, il calcolo viene effettuato da 1 kg e per gassoso - da 1 m 3.

La conoscenza del calore del combustione e del valore calorifico del carburante è necessario calcolare la temperatura di bruciore o esplosioni, pressione durante l'esplosione, il tasso di propagazione della fiamma e altre caratteristiche. Il valore calorifico del carburante è determinato da metodi sperimentali o stimati. Nella determinazione sperimentale del valore calorifico, la massa specificata del combustibile solido o liquido è bruciata in una bomba calorimica, e nel caso di combustibili gassosi - nel calorimetro del gas. Usando questi dispositivi, viene misurato il calore totale Q. 0, rilasciato quando la combustione della massa di sospensione del carburante M.. La grandezza del valore calorifico Q G. Situato a Formula.

Comunicazione tra il calore della combustione e
Il valore calorifico del carburante

Per stabilire una connessione tra il calore della combustione e il valore calorifico della sostanza, è necessario registrare l'equazione della reazione di combustione chimica.

Il prodotto della combustione completa del carbonio è di biossido di carbonio:

C + O 2 → CO 2.

Il prodotto della combustione completa dell'idrogeno è acqua:

2N 2 + O 2 → 2N 2 O.

Il prodotto di combustione completa dello zolfo è il diossido di zolfo:

S + o 2 → quindi 2.

Allo stesso tempo si distinguono nella forma libera di azoto, alogenuri e altri elementi non combustibili.

Sostanza del carburante - Gas

Ad esempio, calcoleremo il valore calorifico del metano CH 4, per il quale il calore della combustione è uguale a Q G.=882.6 .

· Definiamo il peso molecolare del metano in conformità con la sua formula chimica (CH 4):

M \u003d 1 ∙ 12 + 4 ∙ 1 \u003d 16 g / mol.

· Determinare il valore calorifico di 1 kg di metano:

· Trova un volume di 1 kg di metano, conoscendo la sua densità ρ \u003d 0,717 kg / m 3 in condizioni normali:

.

· Determinare il valore calorifico di 1 m 3 di metano:

Allo stesso modo, il valore calorifico di eventuali gas combustibili è determinato. Per molte sostanze comuni, il significato del calore del combustione e del valore calorifico è stato misurato con elevata precisione e sono riportati nella relativa letteratura di riferimento. Presentiamo la tabella dei valori del valore calorifico di alcune sostanze gassose (tabella 5.1). Valore Q.questa tabella è riportata in MJ / M 3 e in Kcal / M 3, dal momento che 1 Kcal \u003d 4.1868 KJ viene utilizzato come unità di calore.

Tabella 5.1.

Caloroso carburante gassoso

Sostanza			Acetilene
Q.

Sostanza del carburante - corpo liquido o solido

Ad esempio, calcoleremo il valore calorifico dell'alcool etilico con 2 h 5, per cui il calore del combustione Q G. \u003d 1373,3 kJ / talpa.

· Definiamo il peso molecolare dell'alcol etilico in conformità con la sua formula chimica (da 2 h 5):

M \u003d 2 ∙ 12 + 5 ∙ 1 + 1 ∙ 16 + 1 ∙ 1 \u003d 46 G / MOL.

· Determinare il valore calorifico di 1 kg di alcool etilico:

Allo stesso modo, viene determinato il valore calorifico di qualsiasi liquido e solido infiammabile. Nella scheda. 5.2 e 5.3 mostra i valori del valore calorifico Q.(Mj / kg e kcal / kg) per alcuni liquidi e solidi.

Tabella 5.2.

Calorismo del carburante liquido

Sostanza		Alcool metilico	Etanolo			Mazut, olio
Q.

Tabella 5.3.

Combustibile solido calorico

Sostanza		Albero fresco	Albero secco	Carbone marrone	Torba secca	Antracite, Cox.
Q.

Formula mendeleev.

Se il valore calorifico del carburante è sconosciuto, può essere calcolato utilizzando la formula empirica proposta da D.I. Mendeleev. Per fare ciò, è necessario conoscere la composizione elementare del carburante (formula equivalente del carburante), cioè la percentuale dei seguenti elementi in esso:

Ossigeno (o);

Idrogeno (h);

Carbonio (c);

Zolfo (i);

Cenere (A);

Acque (w).

Nei prodotti di combustione, i combustibili contengono sempre coppie di acqua che formano entrambi a causa della presenza di umidità in carburante e durante la combustione di idrogeno. I prodotti di combustione di scarico lasciano l'installazione industriale a temperature superiori alla temperatura del punto di rugiada. Pertanto, il calore che viene assegnato durante la condensazione del vapore acqueo non può essere utile e non dovrebbe essere preso in considerazione durante i calcoli termici.

Per il calcolo, viene solitamente applicato il valore calorifico più basso. Q n. Carburante, che tiene conto delle perdite termiche con vapore acqueo. Per combustibili solidi e liquidi Q n. (Mj / kg) è approssimativamente determinato dalla formula mendeleev:

Q n.=0.339+1.025+0.1085 – 0.1085 – 0.025, (5.1)

dove tra parentesi indicano la percentuale (%%) il contenuto degli elementi corrispondenti nella composizione del carburante.

Questa formula tiene conto del calore delle reazioni esotermiche della combustione di carbonio, idrogeno e zolfo (con un segno "più"). L'ossigeno incluso nel combustibile sostituisce parzialmente l'ossigeno d'aria, quindi il membro corrispondente nella formula (5.1) è preso con un segno meno. Quando l'evaporazione dell'umidità, il calore viene consumato, pertanto il termine corrispondente contenente w viene prelevato anche con un segno "meno".

Confronto dei dati calcolati e sperimentali sul valore calorifico dei combustibili diversi (legno, torba, carbone, olio) hanno mostrato che il calcolo secondo la formula mendeleev (5.1) fornisce un errore che non supera il 10%.

Valore calorifico inferiore Q n. (MJ / m 3) I gas combustibili a secco con una precisione sufficiente possono essere calcolati come somma dei prodotti del valore calorifico dei singoli componenti e della loro percentuale di 1 m 3 di carburante gassoso.

Q n.\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)

dove tra parentesi indicano la percentuale (volume.%) Il contenuto dei gas corrispondenti nella composizione della miscela.

In media, il valore calorifico del gas naturale è di circa 53,6 mj / m 3. In gas combustibili ottenuti artificialmente, il contenuto di metano CH 4 è leggermente. I principali componenti combustibili sono idrogeno H 2 e ossido di carbonio CO. Nel gas di coking, ad esempio, il contenuto di H 2 raggiunge (55 ÷ 60)% e il valore calorifico inferiore di tale gas raggiunge 17,6 mj / m 3. Nel Generatore Gas, il contenuto di ~ 30% e H 2 ~ 15%, mentre il valore calorifico inferiore del gas del generatore Q n. \u003d (5,2 ÷ 6.5) MJ / M 3. Nel gas di dominio, il contenuto di CO e H 2 è inferiore; Valore Q n. \u003d (4.0 ÷ 4.2) MJ / M 3.

Considera esempi di calcolo del valore calorifico delle sostanze in base alla formula mendeleev.

Definiamo il valore calorifico del carbone, la composizione dell'elemento è data nella tabella. 5.4.

Tabella 5.4.

La composizione elementare del carbone

· Sostituisci quelli mostrati nella tabella. 5.4 I dati nella formula MENDELEEV (5.1) (N e AZO AZOT A in questa formula non sono inclusi, poiché sono sostanze inerte e non partecipano alla reazione di combustione):

Q n.\u003d 0,339 ∙ 37.2 + 1.025 ∙ 2.6 + 0.1085 ∙ 0.6-0.1085 ∙ 12-0.025 ∙ 40 \u003d 13.04 mj / kg.

Definiamo la quantità di legna da ardere necessaria per il riscaldamento di 50 litri di acqua da 10 ° C a 100 ° C se il 5% del calore rilasciato durante la combustione è consumato e la capacità termica dell'acqua viene consumata a partire dal\u003d 1 kcal / (kg ∙ grandhe) o 4.1868 kj / (kg ∙ grandine). La composizione elementare della legna da ardere è riportata nella tabella. 5.5:

Tabella 5.5.

Composizione elementare del legno

	· Troveremo il valore calorifico della legna da ardere secondo la formula mendeleev (5.1): Q n.\u003d 0,339 ∙ 43 + 1.025 ∙ 7-0.1085 ∙ 41-0.025 ∙ 7 \u003d 17.12 mj / kg. · Definiamo la quantità di calore consumato per il riscaldamento dell'acqua, durante la combustione di 1 kg di legna da ardere (tenendo conto del fatto che il 5% del calore viene consumato sul suo riscaldamento (A \u003d 0,05), allocato durante la combustione): Q. 2 \u003d A. Q n.\u003d 0,05 · 17.12 \u003d 0,86 mj / kg. · Determinare la quantità di legna da ardere necessaria per riscaldare 50 litri di acqua da 10 ° C a 100 ° C: kg. Pertanto, è richiesta circa 22 kg di legna da ardere per il riscaldamento dell'acqua.