Klasifikácia horľavých plynov

Pre dodávku mestov plynu a priemyselných podnikov sa používajú rôzne horľavé plyny, ktoré sa líšia v pôvode, chemickom zložení a fyzikálnych vlastnostiach.

Podľa pôvodu, horľavých plynov sú rozdelené na prirodzené alebo prirodzené, a umelé, vyrobené z pevného a kvapalného paliva.

Prírodné plyny sa vyrábajú z jamiek čistých plynových polí alebo olejových polí pozdĺž cesty s olejom. Gaza ropné polia sa nazývajú.

Plyny čistých plynových usadenín sa skladajú hlavne z metánu s malým obsahom ťažkých uhľovodíkov. Vyznačujú sa konzistenciou zloženia a kaloricity.

Prichádzajúce plyny spolu s metánom obsahujú významné množstvo ťažkých uhľovodíkov (propán a bután). Zloženie a výhrevnosť týchto plynov sa široko kolíšu.

Umelé plyny sa vyrábajú v špeciálnych plynových továrňach, získavajú sa ako vedľajší produkt pri spaľovaní uhlia na metalurgických továrňach, ako aj továrňach na spracovanie ropy.

Plyny vyrobené z kamenného uhlia, my v našej krajine na dodávku mestského plynu sa používajú vo veľmi obmedzených množstvách a ich podiel sa znižuje po celú dobu. Zároveň rastie výroba a spotrebu skvapalnených uhľovodíkových plynov získaných z prechádzajúcich olejových plynov na rastlinách substituovaných plynmi a rastlinami na rafináciu ropy pri spracovaní ropy. Kvapalné uhľovodíkové plyny používané na dodávku mestského plynu sa skladajú hlavne z propánu a butánu.

Zloženie plynov

Typ plynu a jej zloženie je do značnej miery vopred určený plochou plynu, schémy a priemery plynovej siete, konštrukčných roztokov zariadení na tavenie plynu a jednotlivých uzlov plynových potrubí.

Spotreba plynu závisí od výhrevnej hodnoty, a tým aj priemerné plynovody a podmienky horiaceho plynu. Pri použití plynu v priemyselných zariadeniach, teplota spaľovania a rýchlosť šírenia plameňa a stálosť zloženia zloženia plynového paliva plynov, ako aj fyzikálno-chemické vlastnosti, sú primárne závislé od typu a spôsobu výroby plynov.

Horľavé plyny predstavujú mechanické zmesi rôznych plynov<как го­рючих, так и негорючих.

V horľavej časti plynných palív zahŕňa: vodík (H2) -GAZ bez farby, chuti a zápachu, nižšia kalorická hodnota je 2579 kKAL / NM 3 \\ tmetán (CH 4) - plyn bez farby, chuti a zápachu, je hlavnou palivovou časťou zemných plynov, nižšia kalorická hodnota 8555 kcal / nm 3;oxid uhoľnatý (CO) - plyn bez farby, chuť a zápach, sa vykazuje z neúplného spaľovania akéhokoľvek paliva, veľmi jedovatej, nižšej výhrevnej hodnoty 3018 kcal / nm 3;heavy-uhľovodíky (S pn t)Toto meno<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 *.

V nehorľavej časti plynných palív, oxidu uhličitého (CO 2), kyslíka (02) a dusíka (N2).

Nehorľavé časti plynov je obvyklé, ktoré sa nazývajú predradník. Prírodné plyny sa vyznačujú vysokou kalorickou a úplnou absenciou oxidu uhoľnatého. Zároveň (počet vkladov, najmä namontované na plyn, obsahujúce veľmi jedovatý (a agresívny plyn-vodíksulfid (H2 s). Väčšina umelých uhlíkov obsahuje značné množstvo high-tech plyn - oxid uhoľnatý (CO). Dostupnosť oxidu v plynnom uhlíku a iných jedovatých látkach sú veľmi nežiaduce, pretože komplikujú výrobu prevádzkovej práce a zvyšujú riziko pri používaní plynu. Okrem hlavných zložiek, zloženie plynov zahŕňa rôzne nečistoty, \\ t Špecifická hodnota, ktorá je v percentá je zanedbateľná. Nie je však potrebné zvážiť plynovody. Dokonca aj milióny kubických plynov, celková suma nečistôt dosahuje značnú sumu. Mnohé nečistoty vypadnú do plynovodov, ktoré v konečnom dôsledku vedie k zníženiu ich kapacity, a niekedy na úplné zastavenie plynového priechodu. Preto sa musí brať do úvahy prítomnosť nečistôt v plyne, ako pri navrhovaní plynovodov., A počas prevádzky.

Počet a zloženie nečistôt závisí od spôsobu výroby alebo výroby plynu a stupňa čistenia. Najdôležitejšie nečistoty sú prachové, živice, naftalénové, vlhkosti a síry.

Prach sa objaví v Gaze vo výrobnom procese (výroba) alebo počas prepravy plynu v potrubiach. Živica je produktom tepelného rozkladu paliva a sprevádza mnoho umelých plynov. V prítomnosti prachu v plyne, živica prispieva k tvorbe živicko-bahno zátky a blokády plynovodov.

Naftalén je zvyčajne obsiahnutý v umelých uhlíkových plynoch. Pri nízkych teplotách, naftalén padá v rúrkach a spolu s ďalšími pevnými a kvapalnými nečistotami, znižuje priečny rez plynových potrubí.

Vlhkosť vo forme výparov je obsiahnutá takmer všetkými prírodnými a umelými plynmi. V zemných plynoch, spadá do plynového poľa v dôsledku plynov s povrchom vody a umelé plyny sú nasýtené vodou v procese "výroby. Prítomnosť vlhkosti v plyne vo významných množstvách je nežiaduca, as Znižuje výhrevnosť plynu. Okrem toho, tepelná kapacita odparovania, vlhkosť pri spaľovaní plynu berie značné množstvo tepla spolu so spaľovacími produktmi do atmosféry. Veľký obsah vlhkosti o Gaze je nežiaduci tiež, pretože kondenzačný Pri chladení plynu v "bremenom pohybu v potrubiach, môže vytvárať zaseknuté vody v plynovodom (v najnižších bodoch), ktoré chcete odstrániť. To si vyžaduje inštaláciu špeciálnych kolektorov kondenzátu a čerpať ich.

Silnesné zlúčeniny, ako už bolo uvedené, sú sulfid vodík, ako aj Serougerod, merkaptán atď. Tieto zlúčeniny nie sú len škodlivé pre zdravie ľudí, ale tiež spôsobujú významnú koróziu rúrok.

Zlúčeniny amoniak a kyanidové zlúčeniny, ktoré sú obsiahnuté hlavne v uhoľných plynoch, by mali byť uvedené z iných škodlivých nečistôt. Prítomnosť amoniakových a kyanidových zlúčenín vedie k zvýšenej korózii potrubného kovu.

Prítomnosť oxidu uhličitého a dusíka v horľavých plynoch je tiež nežiaduca. Tieto plyny nie sú zapojené do procesu spaľovania, je predradník, ktorý znižuje výhrevnosť, čo vedie k zvýšeniu priemeru plynovodov a k zníženiu ekonomickej účinnosti používania plynného paliva.

Zloženie plynov používaných na dodávku mestského plynu musí spĺňať požiadavky GOST 6542-50 (tabuľka 1).

stôl 1

Priemerné hodnoty zloženia zemných plynov najznámejších polí krajiny sú uvedené v tabuľke. 2.

Z plynutých vkladov (suché)

Západná Ukrajina. . .	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
Stavropol región. .	98,6	0,4	0,14	0,06		-	0,1	0,7	0,561
Krasnodar región. .	92,9		0,5	-	0,5	_	0,01	0,09	0,595
Saratovskoe ...............................	93,4	2,1	0,8	0,4	0,3	Stopy	0,3	2,7	0,576
Gazli, Bukhara Region	96,7		0,35	0,4"			0,1	0,45	0,575
Z vkladov plynových poľa (prechádzanie)
Romashkino .................................			18,5	6,2	4,7		0,1	11,5	1,07
				7,4	4,6	____	Stopy		1,112	__ .
Tuymase .................................			18,4	6,8	4,6	____	0,1	7,1	1,062	-
Hrozné .......		23,5		9,3	3,5	____	0,2	4,5	1,132	-
May .......... ............................				2,5		. ___ .		1,5	0,721	-
SYZRAN OIL .................................	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	_
ANDIJAN. ...............................	66,5	16,6	9,4	3,1	3,1	0,03	0,2	4,17	0,801 ;

Výhrevnosť plynu

Množstvo tepla uvoľneného v plnom spaľovaní jednotky množstva paliva sa nazýva výhrevnosť (Q) alebo, ako niekedy hovoria, kalorické, alebo kaloritu, ktorá je jednou z hlavných charakteristík paliva.

Výhrevnosť plynu sa zvyčajne označuje 1 m 3,za normálnych podmienok.

V technických výpočtoch za normálnych podmienok sa stav plynu chápe pri teplote 0 ° C a pri tlaku 760 mm rt. Umenie.Uvádza sa objem plynu za týchto podmienok nm 3.(Normálny kubický meter).

Pre merania priemyselných plynov podľa GOST 2923-45 za normálne podmienky, teplota 20 ° C a tlaku 760 mm rt. Umenie.Objem plynu pripísaného týmto podmienkam, na rozdiel od nm 3.zavoláme m. 3 (meter kubický).

Výhrevnosť plynu Q))vyjadrený v kcal / nm ealebo v kcal / m3.

Pre skvapalnené plyny patria výhrevnosť kg.

Rozlišujú sa najvyššia (q c) a nízka (q h). Najvyššia výhrevnosť zohľadňuje teplo kondenzácie vodných pár vytvorených počas spaľovania paliva. Nižšia výhrevnosť neberie do úvahy teplo obsiahnuté vo vodnej pary spaľovacích výrobkov, pretože vodné vedenia nie sú kondenzované, ale vykonávajú sa s spaľovacími produktmi.

Koncepty Q V a Q H patria len na tie plyny, pri spaľovaní, ktorého sa výpary vody rozlišujú (na oxid uhličitý, ktorý nedáva vodnú paru, tieto koncepty nie sú príbuzné).

Pri kondenzácii vodných výparov je zvýraznené teplo, rovné 539 kcal / kg.Okrem toho pri ochladenom kondenzáte na 0 ° C (iba 20 ° C) sa teplo rozlišuje v množstve 100 alebo 80 ° C kcal / kg.

Celkovo vďaka kondenzácii vodných výparov je teplo zvýraznené viac ako 600 kcal / kg,Čo predstavuje rozdiel medzi najvyššou a nižšou tepelnou schopnosťou. Pre väčšinu plynov používaných v prívode mestského plynu je tento rozdiel 8-10%.

Hodnoty kaloricity niektorých plynov sú uvedené v tabuľke. 3.

Pre dodávku mestského plynu sa v súčasnosti používajú plyny, ktoré majú pravidlo, ako pravidlo, valcnosť najmenej 3500 kCAL / NM 3.To je vysvetlené skutočnosťou, že v podmienkach mestách, plyn slúži potrubím na značných vzdialenostiach. S nízkym teľacom je potrebné napájať veľké množstvo. Nevyhnutne vedie k zvýšeniu priemery plynových kanálov a v dôsledku toho zvýšenie kovových komponentov a prostriedkov na výstavbu plynových sietí, A.V. Ďalej: a zvýšenie prevádzkových nákladov. Zásadné nevýhody nízkokalorických plynov je dokonca to, čo vo väčšine prípadov obsahujú významné množstvo oxidu uhoľnatého, čo zvyšuje riziko pri používaní plynu, ako aj počas údržby sietí a inštalácií.

Kalizónna kapacita plynu menej ako 3500 kcal / nm 3najčastejšie sa používa v priemysle, kde nie je povinný prepravovať na dlhé vzdialenosti a je ľahšie organizovať horenie. Pre dodávku mestského plynu je volajúci plynom žiaduce mať konštantu. Oscilácie, ako sme už nainštalovali, nie viac ako 10% sú povolené. Väčšia zmena výhrevnosti plynu vyžaduje novú úpravu a niekedy sa presunie veľkého počtu jednotných horákov domácich spotrebičov, ktorý je spojený s významnými ťažkosťami.

Čo je to palivo?

Toto je jedna zložka alebo zmes látok, ktoré sú schopné chemických transformácií spojených s vydaním tepla. Rôzne palivá sú charakterizované kvantitatívnym obsahom oxidačného činidla, ktorý sa používa na uvoľnenie tepelnej energie.

V širšom zmysle je palivo zdroj energie, to znamená, že potenciálne druhy potenciálnej energie.

Klasifikácia

V súčasnosti sú typy paliva rozdelené agregatívnym stavom na tekutej, pevnej, plynnej.

Kameň a palivové drevo, antracit, sa počíta do pevného prirodzeného vzhľadu. Brikety, koks, Thermaltrácia je rôzne umelé tuhé palivo.

Kvapaliny zahŕňajú látky s látkou organického pôvodu. Hlavnými zložkami sú: kyslík, uhlík, dusík, vodík, síra. Umelé kvapalné palivá budú rôzne živice, vykurovací olej.

Je to zmes rôznych plynov: etylén, metán, propán, bután. Okrem nich, v zložení plynných palív, sú oxid uhličitý a priekopy, sírovodík, dusík, vodná para, kyslík.

Ukazovatele paliva

Hlavná rýchlosť spaľovania. Vzorec na určenie výhrevnosti sa považuje za termochémiu. Odstráňte "podmienené palivo", čo znamená teplo spaľovania 1 kilogram antracitu.

Domáce pec palivo je určené na spaľovanie v vykurovacích zariadeniach menšieho výkonu, ktoré sa nachádzajú v obytných oblastiach, generátory tepla používaných v poľnohospodárstve na sušenie krmiva, konzervovanie.

Špecifické tepelné spaľovanie paliva je taká hodnota, ktorá demonštruje množstvo tepla, ktorý je vytvorený s plným spaľovaním paliva s objemom 1 m 3 alebo s hmotnosťou jedného kilogramu.

Na meranie tejto hodnoty sa používa J / KG, J / M 3, CALOI / M 3. Na určenie tepla spaľovania sa použije spôsob kalorimetrie.

So zvýšením špecifického tepla spaľovania paliva sa zníži špecifická spotreba paliva a účinnosť účinnosti zostáva platnou hodnotou.

Teplo spaľovania látok je množstvo uvoľneného energie počas oxidácie pevnej, kvapalnej, plynnej látky.

Je určený chemickým zložením, ako aj agregovaným stavom hornej látky.

Vlastnosti výrobkov spaľovania

Najvyššie a nižšie teplo spaľovania je spojené s agregovaným stavom vody v látkach získaných po spaľovaní paliva.

Najvyšším spaľovaním tepla je množstvo tepla prideleného v plnom spaľovaní látky. Táto veľkosť zahŕňa teplo kondenzácie vodnej pary.

Spodné pracovné teplo spaľovania je hodnota, ktorá zodpovedá vydaniu tepla počas spaľovania bez zohľadnenia tepla kondenzácie vodnej pary.

Skrytá tepelná kondenzácia sa považuje za energiu kondenzácie vodnej pary.

Matematické prepojenie

Najvyššie a nižšie spaľovanie tepla súvisí s nasledujúcim pomere:

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

kde w je hmotnostná hmotnosť (v%) vody v hornej látke;

H-Množstvo vodíka (% hmotnostných) v hornej látke;

k - koeficient tvoriaci hodnotu 6 kcal / kg

Metódy výpočtu

Najvyššie a najnižšie teplo spaľovania je určené dvoma hlavnými metódami: zúčtovanie a experimentálne.

Kalorimetre sa používajú na experimentálne výpočty. Prvé spaľovanie paliva na ňom. Teplo, ktoré sa uvoľní úplne úplne absorbované vodou. Mať predstavu o hmotnosti vody, môže byť určená zmenou jeho teploty, veľkosti jeho tepla spaľovania.

Táto technika sa považuje za jednoduchú a efektívnu, predpokladá len vlastníctvo informácií o technických analýzach.

V vypočítanom spôsobe sa najvyšší a najnižší teplo spaľovania vypočíta spoločnosť MendeleEV vzorec.

Q P H \u003d 339C p + 1030H p -109 (o p -s p) - 25 W p (kJ / kg)

Zohľadňuje obsah uhlíka, kyslíka, vodíka, vodnej pary, síry v pracovnej kompozícii (v percentách). Množstvo tepla pri spaľovaní sa určuje s prihliadnutím na podmienené palivo.

Tepelné spaľovanie plynu umožňuje predbežné výpočty, detekovať účinnosť použitia určitého typu paliva.

Vlastnosti pôvodu

Aby bolo možné pochopiť, koľko tepla prideľuje počas spaľovania určitého paliva, je potrebné mať predstavu o jeho pôvode.

V prírode existujú rôzne varianty pevných palív, ktoré sa navzájom líšia s kompozíciou a vlastnosťami.

Jeho vzdelávanie sa vykonáva v niekoľkých etapách. Najprv sa vytvorí rašelina, potom sa získa hnedé a kamenné uhlie, potom sa vytvorí antracit. Hlavnými zdrojmi tvorby tuhých paliva sú listy, drevo, ihly. Upevnenie, časti rastlín, keď sú vystavené vzduchu, zničiť huby, tvoriť rašelinu. Jeho klastra sa zmení na hnedú hmotu, potom sa získa hnedý plyn.

Pri vysokom tlaku a teplote, hnedý plyn prechádza do kamenného uhlia, potom sa palivo akumuluje vo forme antracitov.

Okrem organickej hmoty je v palivom dodatočný predradník. Organické zvažuje, že časť, ktorá bola vytvorená z organických látok: vodík, uhlík, dusík, kyslík. Okrem týchto chemických prvkov je v jeho zložení predradník: vlhkosť, popol.

Technika pece zahŕňa pridelenie práce, suché, ako aj horľavostnú hmotnosť paliva paliva. Pracovná hmotnosť sa nazýva palivo v počiatočnej forme vstupujúceho do spotrebiteľa. Suchá hmota je kompozícia, v ktorej nie je voda.

Konštrukcia

Najcennejšie komponenty sú uhlíkové a vodík.

Tieto prvky sú obsiahnuté v akejkoľvek forme paliva. V rašelinisku a drevení sa percento uhlíka dosahuje 58%, v kameni a hnedom rohu - 80% a v antracite dosahuje 95% hmotnostných. V závislosti od tohto ukazovateľa sa mení množstvo tepla uvoľneného pri spaľovaní paliva. Vodík je druhým najdôležitejším prvkom akéhokoľvek paliva. Kombinácia kyslíka, tvorí vlhkosť, ktorá výrazne znižuje tepelnú hodnotu akéhokoľvek paliva.

Jeho percento sa pohybuje od 3,8 v horľavých čape na 11 v palivovom oleji. Ako predradník, kyslík prichádza do paliva.

Nie je to chemický prvok generovania tepla, takže negatívne odráža na veľkosti tepla jeho spaľovania. Spaľovanie dusíka obsiahnutého vo voľnej alebo viazanej forme v produktoch spaľovania sa považuje za škodlivé nečistoty, takže jeho číslo je jasne obmedzené.

Síra je súčasťou paliva vo forme sulfátov, sulfidov, ako aj v kvalite sírových plynov. V hydratácii, oxidy síry tvoria kyselina sírová, ktorá ničí zariadenia na kotle, nepriaznivo ovplyvňuje vegetáciu a živé organizmy.

Preto je síra chemickým prvkom, ktorej prítomnosť v prírodnom palive je extrémne nežiaduca. Ak sa dostanete do pracovnej stanice, zlúčeniny síry spôsobujú značnú otravu servisného personálu.

Existujú tri typy popola v závislosti od jej pôvodu:

• primárny;
• sekundárne;
• terciárne.

Primárna forma je vytvorená z minerálov, ktoré sú obsiahnuté v rastlinách. Sekundárny popol je vytvorený ako výsledok vstupu zvyškov rastlín a zeminy.

Terciárny popol je v zložení paliva v procese ťažby, skladovania, ako aj jeho prepravy. S podstatným ukladaním popola sa na povrchu zahrievania kotlovej jednotky nastáva prevod tepla, znižuje hodnotu prenosu tepla do vody z plynov. Obrovské množstvo popola je negatívne odráža na procese prevádzky kotla.

Nakoniec

Prchavé látky majú významný vplyv na proces spaľovania akéhokoľvek typu paliva. Čím viac ich výstupu bude objem frontu plameňa. Napríklad kamenné uhlie, rašelina, ľahko rozsvieti, proces je sprevádzaný menšou tepelnou stratou. Koks, ktorý zostáva po odstránení prchavých nečistôt, len minerálne a uhlíkové zlúčeniny majú vo svojej kompozícii. V závislosti od vlastností paliva výrazne zmení množstvo tepla.

V závislosti od chemického zloženia sú izolované tri stupne tvorby tuhých paliva: rašelina, zhnednutie, uhlie.

Prírodné drevo sa používa v malých inštaláciách kotla. V menších množstvách sa používa hlavne čip, piliny, kopec, kôra, palivové drevo sa používajú v menších množstvách. V závislosti od plemena dreva sa veľkosť tepla uvoľnilo výrazne zmeny.

Keďže teplo spaľovania klesá, palivové drevo získavajú určité výhody: rýchla horľavosť, minimálny popol, nedostatok síry stopy.

Významné informácie o zložení prírodného alebo syntetického paliva, jeho výhrevnosť je vynikajúcim spôsobom, ako vykonávať termochemické výpočty.

V súčasnosti skutočná možnosť identifikácie hlavných variantov pevných, plynných, kvapalných paliva, ktoré sa stanú najúčinnejším a lacnejším používaním v konkrétnej situácii.

Fyzikálne chemické vlastnosti zemných plynov

Prírodné plyny nemajú farbu, vôňu, chuť.

Hlavné ukazovatele zemných plynov zahŕňajú: zloženie, teplo s spaľovaním, hustotou, teplotou horenia a zapaľovania, hranice explosability a tlak explózii.

Prírodné plyny čistých plynových usadenín pozostávajú najmä z metánu (82-98%) a iných uhľovodíkov.

V spaľovací plyn, existujú horľavé a nehorľavé látky. Palivové plyny zahŕňajú: uhľovodíky, vodík, sírovodík. Nehorľavý: oxid uhličitý, kyslík, dusík a vodná para. Zloženie ich nízke a je 0,1 až 0,3% C02 a 1-14% N2. Po ťažbe z plynu sa odstráni toxický plynný hydrogénsifid, ktorých obsah by nemal prekročiť 0,02 g / m3.

Teplo spaľovania je množstvo tepla prideleného pri plnom spaľovaní 1 m3 plynu. Meria sa teplo spaľovania v KCAL / M3, KJ / M3 plynu. Teplo spaľovania suchého zemného plynu je 8000-8500 kcal / m3.

Hodnota vypočítaná pomerom hmotnosti na vlastnú objem sa nazýva hustota látky. Hustota sa meria v kg / m3. Hustota zemného plynu je úplne závislá od jeho zloženia a je v limitoch C \u003d 0,73-0,85 kg / m3.

Najdôležitejšou vlastnosťou akéhokoľvek horľavého plynu je tepelnosť, tj maximálna teplota sa dosahuje s plným spaľovaním plynu, ak požadované množstvo spaľovacieho vzduchu na spaľovanie presne zodpovedá vzorcom chemických spaľovania a počiatočná teplota plynu a vzduchu je nula.

Výrobná kapacita tepelných plynov je asi 2000 -2100 ° C, metán - 2043 ° C. Skutočná teplota spaľovania v peci je výrazne nižšia ako tepelná účinnosť a závisí od podmienok spaľovania.

Teplota zápalu je teplota zmesi palivového vzduchu, zmes, na ktorej sa rozsvieti bez zdroja zapaľovania. Pre zemný plyn je do 645-700 ° C.

Všetky horľavé plyny sú výbušné, sú schopní zapáliť so svetlom alebo iskrou. Rozlišovať spodný a horný koncentračný limit distribúcie plameňa . Spodná a horná koncentrácia, pri ktorej je zmes možná. Dolná hranica výbušniny plynov je 3 ÷ 6%, horná 12 ÷ 16%.

Borders of Explosions.

Zmes plyn-vzduch s množstvom plynu plynu:

až 5% - nie svieti;

od 5 do 15% - exploduje;

keď je vzduch dodaný, svieti viac ako 15%.

Tlak počas výbuchu zemného plynu je 0,8-1,0 MPa.

Všetky horľavé plyny môžu spôsobiť otravu ľudského tela. Hlavnými otravami sú: oxid uhoľnatý (CO), sírovodík (H2 s), amoniak (NH3).

Zemný plyn neexistuje vôňa. S cieľom určiť únik plynu zápachom (t.j. Dajte mu špecifický zápach). Vedenie odorizácie sa uskutočňuje použitím etyl merkaptánu. Vykonávajú odorizáciu na distribučných staniciach plynu (GDS). Ak vo vzduchu začína 1% zemného plynu cítiť jeho zápach. Prax ukazuje, že priemerná miera etyl merkaptánu pre odorizáciu zemného plynu, ktorý vstupuje do mestských sietí, by malo byť 16 g na 1 000 m3 plynu.

V porovnaní s pevnými a kvapalnými palivami, zemný plyn vyhrá v mnohých smeroch:

Relatívne nízke náklady, ktoré je vysvetlené jednoduchším spôsobom ťažby a dopravy;

Absencia popola a odstránenie pevných častíc do atmosféry;

Vysoké spaľovanie tepla;

Na napálenie sa nevyžaduje žiadna príprava paliva;

Uľahčuje sa práca tých, ktorí slúžia pracovníkom a zlepšenie hygienických a hygienických podmienok svojej práce;

Strojové podmienky pre automatizáciu pracovných tokov.

Vzhľadom na možné úniky cez uvoľnenie v zlúčeninách plynovodu a na miestach výstuže vyžaduje použitie zemného plynu zvláštne a opatrnosť. Penetrácia do miestnosti viac ako 20% plynu môže viesť k uduseniu, a ak ho má v uzavretom objeme od 5 do 15%, môže spôsobiť explóziu zmesi plyn-vzduch. V prípade neúplného spaľovania sa vytvorí toxický oxid uhoľnatý, ktorý aj pri nízkych koncentráciách vedie k otrave servisného personálu.

Z hľadiska jeho pôvodu sú zemné plyny rozdelené do dvoch skupín: suché a tuky.

Suchý Plyny sa týkajú minerálnych plynov a sú v oblastiach súvisiacich s prítomnými alebo minulými aktivitami sopiek. Suché plyny sa skladajú takmer výlučne z jedného metánu s nevýznamným obsahom predradných zložiek (dusík, oxidu uhličitého) a majú výhrevnosť q n \u003d 7000 ÷ 9000 kcal / nm3.

Mastný Plyny sprevádzajú olejové polia a zvyčajne sa akumulujú v horných vrstvách. Podľa jeho pôvodu sú tukové plyny v blízkosti oleja a obsahujú mnoho ľahko kondenzujúcich uhľovodíkov v ich zložení. Výhrevnosť kvapalných plynov q n \u003d 8000-15000 kcal / nm3

Výhody plynných palív zahŕňajú jednoduchosť prepravy a spaľovania, absencia popola vlhkosti, významnú jednoduchosť kotlového zariadenia.

Spolu s zemnými plynmi sa pri spracovaní tuhých palív používajú umelé horľavé plyny, alebo v dôsledku priemyselných zariadení ako výfukové plyny. Umelé plyny pozostávajú z horľavého spaľovania plynu paliva, balastových plynov a vodných výparov a sú rozdelené na bohaté a zlé, ktoré majú priemernú výhrevnú hodnotu 4500 kcal / m3 a 1300 kC3. Zloženie plynov: vodík, metán, iné uhľovodíkové uhľovodíky, hydrogénsulfid H 2 S, nehorľavé plyny, oxid uhličitý, kyslík, dusík a malé množstvo vodných pár. Predradník - dusík a oxid uhličitý.

Zloženie suchého plynného paliva teda môže byť reprezentované ako nasledujúca zmes prvkov:

CO + H2 + σCMHN + H2S + C02 + O 2 + N2 \u003d 100%.

Zloženie mokrého plynného paliva je vyjadrené takto:

CO + H2 + σCMN + H2S + C02 + O 2 + N2 + H20 \u003d 100%.

Teplé spaľovanie suchý Plynný palivo KJ / M3 (KCAL / M3) na 1 m3 plynu za normálnych podmienok sa stanoví takto: \\ t

Qh \u003d 0,01,

Kde QI je teplo spaľovania zodpovedajúceho plynu.

Teplo spaľovania plynného paliva je uvedené v tabuľke 3.

Plyn Vytvára sa pri tavenia liatiny v vysokých peciach. Jeho výnos a ho závisia od vlastností nábytok a paliva, prevádzkového režimu pece, metódami zintenzívnenia procesu a ďalších faktorov. Výťažok plynu sa pohybuje od 1500 do 2500 m 3 na tonu liatiny. Podiel nehorľavých zložiek (N2 a CO 2) v plyne domény je približne 70%, čo spôsobuje, že jeho nízke ukazovatele tepelného technika (najnižšia teplo spaľovanie plynu je 3-5 MJ / m3).

Pri spaľovaní plynu domény sa maximálna teplota spaľovacích výrobkov (s výnimkou tepelných strát a spotreba tepla na disociačnú CO2 a H20) je 400-1500 0 ° C. Ak pred horieťmu ohrievate plyn a vzduch, potom teplota spaľovania Výrobky možno výrazne zlepšiť.

Železničný plyn Vytvorí sa počas tavenia feroallogiem v peciach hodnotiacich RUD. Plyn, zanechanie uzavretých pecí, môže byť použitý ako palivová mapa (sekundárne energetické zdroje). V otvorených peciach, v dôsledku voľného prístupu vzduchu, plyn popáleniny na rustikálnej. Výstup a zloženie železničného plynu závisí od značky zaplatenej

zliatiny, zloženie náboja, prevádzka pece, jeho výkon atď. Zloženie plynu: 50-90% CO, 2-8% H2, 0,3-1% CH4, 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 .

Konvertor plyn Vytvára sa pri tavenia ocele v kyslíkových meniče. Plyn sa skladá hlavne z oxidu uhličitého, výstupu a zloženia počas tavenia sa významne zmení. Po vyčistení zloženia plynu približne: 70-80% CO; 15-20% CO 2; 0,5-0,8% 02; 3-12% N 2. Spaľovanie plynu obsahuje 8,4-9,2 MJ / m3. Maximálna teplota spaľovania dosiahne 2000 0 S.

Koksový plyn Vytvorí sa počas uhlia uhlia uhlia. V čiernej metalurgii sa používa po extrakcii chemických výrobkov. Zloženie koksu plynu závisí od vlastností uhoľnej zmesi a koksovania. Väčivinné akcie komponentov v Gaze sú v nasledujúcich limitoch,%: 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. Teplo spaľovania je 17-17,6 mJ / m ^ 3, maximálna teplota spaľovacích výrobkov - 2070 0 ° C.

Plynové palivo je rozdelené na prirodzené a umelé a je zmesou horľavých a nehorľavých plynov obsahujúcich určité množstvo vodných pár a niekedy aj prachu a živice. Množstvo plynového paliva je vyjadrené v metroch kubických za normálnych podmienok (760 mm Hg. Art. A 0 ° C) a kompozícia - ako percento obj. Pod zložením paliva pochopte zloženie jeho suchej plynnej časti.

Palivo na zemný plyn

Najčastejším plynovým palivom je zemný plyn s vysokým spaľovaním tepla. Základom zemného plynu je metán, ktorého obsah je 76,7-98%. Iné uhľovodíkové plynné zlúčeniny sú súčasťou zemného plynu od 0,1 do 4,5%.

Skvapalnený plynový produkt ropného rafinácie - pozostáva najmä zo zmesi propánu a butánu.

Zemný plyn (CNG, ng): metán CH4 viac ako 90%, etán C2H5 menej ako 4%, propán C3H8 menší ako 1%

Skvapalnený plyn (LPG): propán C3H8 viac ako 65%, Bhután C4 H10 menej ako 35%

Zloženie horľavých plynov zahŕňa: vodík H2, metán CH4, ďalšie uhľovodíkové zlúčeniny s MHN, vodíksulfidom H2S a nehorľavými plynmi, oxidom uhličitým CO2, kyslíkom 02, dusík N2 a mierne množstvo vody pary n 2 o. indexy m. a strhnúťs C a N sa zlúčeniny rôznych uhľovodíkov charakterizujú napríklad pre metán CH4 t \u003d.1 I. n.\u003d 4, pre ethan od 2N t \u003d 2.a n.\u003d B atď.

Zloženie suchého plynného paliva (ako percento objemu):

CO + H 2 + 2 C M N N + H2S + C02 + 02 + N2 \u003d 100%.

Nehorľavostná časť suchého plynového paliva je balast - Azot N a oxid uhličitý CO2.

Zloženie mokrého plynného paliva je vyjadrené takto:

CO + H 2 + σ s m n n + H 2S + C02 + 02 + N2 + H20 \u003d 100%.

Teplo spaľovania, kJ / m (kcal / m3), 1 m 3 čistého suchého plynu za normálnych podmienok sa stanoví takto: \\ t

Q N C \u003d 0,01,

kde qz, q n 2, q s m n n q n 2 s. - teplo spaľovania jednotlivých plynov zahrnutých v zmesi, KJ / m3 (KCAL / M 3); CO, H 2,Cm h n, h 2s - Zložky tvoria zmes plynu,% obj.

Teplo spaľovania 1 m3 suchého zemného plynu za normálnych podmienok pre väčšinu domácich polí je 33,29 - 35,87 MJ / m3 (7946 - 8560 KCAL / M3). Charakteristika paliva plynného je uvedená v tabuľke 1.

Príklad.Určite nízke teplo spaľovania zemného plynu (za normálnych podmienok) nasledujúceho zloženia:

H2S \u003d 1%; CH 4 \u003d 76,7%; C2H6 \u003d 4,5%; C3H8 \u003d 1,7%; C4H10 \u003d 0,8%; C 5 H 12 \u003d 0,6%.

Nahradenie vo vzorci (26) Charakteristiky plynov z tabuľky 1, získavame:

Q ns \u003d 0,01 \u003d 33981 kJ / m 3 alebo

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 / m3.

Stôl 1. Charakteristické pre plynné palivo

Plyn	Označenie	Tepelné spaľovanieQ N S.
		KJ / M3.	KCAL / M3.
Vodík	N,	10820	2579
Oxigarbon	Tak	12640	3018
Sírovodík	H 2 S.	23450	5585
Metán	CH 4.	35850	8555
Etán	Od 2 hodín	63 850	15226
Propán	3h 8	91300	21795
Bután	Od 4 h 10	118700	22338
Pentán	Od 5 N 12	146200	34890
Etylén	C 2N 4	59200	14107
Propylén	3h 6	85980	20541
Bouthylen	Od 4 hodín	113 400	27111
Benzén	Od 6 hodín	140400	33528

DE KOTLY SPOTREBA ZO 71 až 75 M3 zemného plynu na získanie jednej tony pary. Náklady na plyn v Rusku na september 2008. Je to 2,44 rubľov na meter kubický. V dôsledku toho tonu páru bude stáť 71 × 2,44 \u003d 173 rubľov 24 kopecks. Skutočné náklady na tony pary na továrňach je pre kotly de predstavovať aspoň 189 rubľov na tonu pary.

Kotly typu DCVR konzumujú od 103 do 118 m3 zemného plynu, aby sa získala jedna tona pary. Minimálne výpočtové náklady na tonu pary pre tieto kotly je 103 × 2,44 \u003d 251 rubľov 32 KOPECKS. Skutočná hodnota pary na rastlinách je najmenej 290 rubľov na tonu.

Ako vypočítať maximálnu spotrebu zemného plynu na parnom kotle DE-25? Toto sú technické vlastnosti kotla. 1840 kocky za hodinu. Ale môžete a vypočítať. 25 ton (25 tisíc kg) sa musí vynásobiť rozdielom v enthalpium pary a vody (666,9-105) a toto je rozdelené na KP. Bottop 92,8% a spaľovanie tepla plynu. 8300. A všetko

Umelé plynové palivo

Umelé horľavé plyny sú palivom miestnym významom, pretože majú výrazne menej tepla spaľovania. Hlavnými horľavými prvkami sú oxid uhoľnatý a vodík H2. Tieto plyny sa používajú v rámci výroby, kde sa získavajú ako palivo technologických a energetických zariadení.

Všetky prírodné a umelé horľavé plyny sú výbušné, sú schopní zapáliť na otvorenom ohni alebo iskre. Spodná a horná hranica explosability plynu sa rozlišujú, t.j. Najväčšia a najmenšia percentuálna koncentrácia vo vzduchu. Dolná hranica explostability zemných plynov sa pohybuje od 3% do 6% a horných - od 12% do 16%. Všetky horľavé plyny sú schopné spôsobiť otravu ľudského tela. Hlavné otravné látky horľavých plynov sú: oxid uhoľnatý, H2S hydrogénsifid, NH3 amoniak.

Prírodné horľavé plyny a umelé bezfarebné (neviditeľné) neexistujú vonku, čo je nebezpečné pri preniknutí do vnútornej miestnosti kotolní kotolní cez uvoľnenie plynovej výstuže. Aby sa zabránilo otrave, horľavostné plyny by mali byť ošetrené alódou-látkou s nepríjemným zápachom.

Získanie oxidu uhoľnatého v priemysle splyňovania tuhých paliva

Na priemyselné účely sa oxid uhoľnatý, sa získa splyňovaním tuhých paliva, t.j. otočením do plynného paliva. Takže môžete získať oxid uhoľnatý z akéhokoľvek pevného paliva - fosílneho uhlia, rašeliny, palivového dreva atď.

Proces splyňovania pevného paliva je znázornený na laboratórnom experimente (obr. 1). Vyplňte žiaruvzdornú trubicu s kúskami dreveného uhlia, silne váhajte, a my preskočíme kyslík z plynučky. Učtení z plynovej trubice preskočíme cez pranie vápencou vodou a potom uložiť. Vápno voda je orezaná, plyn spaľuje modravý plameň. To označuje prítomnosť oxidu CO2 a oxidu uhoľnatého v reakčných produktoch.

Tvorba týchto látok je možné vysvetliť skutočnosťou, že západka sa najprv oxiduje v oxidom uhličitým pri kontaktení kyslíka s horúcim uhlím. C + O 2 \u003d CO 2

Potom sa prechádza cez grilované uhlie, oxid uhličitý je čiastočne obnovený na oxid uhoľnatý: CO 2 + C \u003d 2SO

Obr. 1. Získanie oxidu uhoľnatého (laboratórne skúsenosti).

V priemyselných podmienkach sa tuhé splyňovanie paliva vykonáva v peciach nazývaných generátory plynu.

Výsledná zmes plynov sa nazýva generátorový plyn.

Zariadenie generátora plynu je znázornené na obrázku. Je to oceľový valec s výškou približne 5 m.a priemer asi 3.5 m,futter vnútorná žiaruvzdorná tehla. Z vyššie uvedeného generátora plynu je naplnený palivom; Na dne cez roštu s ventilátorom sa podáva vzduch alebo vodná para.

Vzduchový kyslík reaguje s uhlíkovým palivom, tvoriacim oxid uhličitý, ktorý stúpa cez vrstvu horúceho paliva, je obnovená uhlíka na oxid uhoľnatý.

Ak generátor vyfúkne len vzduch, potom sa získa plyn, ktorý vo svojom zložení obsahuje oxid uhoľnatý a vzduchový dusík (ako aj niekoľko 2 a iných nečistôt). Takýto generátorový plyn sa nazýva vzduchový plyn.

Ak sa vodná para a vodík vytvoria v dôsledku reakcie, sa v dôsledku reakcie vytvoria uhlík a vodík: C + H20 \u003d CO + H2

Táto zmes plynov sa nazýva vodný plyn. Vodný plyn má vyššiu výhrevnú hodnotu ako vzduch, ako vo svojom zložení spolu s oxidom uhlom je druhým horľavým plynom vodík. Vodný plyn (syntéza plynu), jedna z produktov splyňovania paliva. Vodný plyn pozostáva hlavne z CO (40%) a H2 (50%). Vodný plyn je palivo (tepelné spaľovanie 10 500 kJ / m3 alebo 2730 kcal / mg) a zároveň suroviny na syntézu metylalkoholu. Vodný plyn však nemožno dosiahnuť dlhú dobu, pretože tvorba reakcie je jeho endotermická (s absorpciou tepla), a teda palivo v ochladení generátora. Na udržanie uhlia v rozdelenom stave, fúkanie vodnej pary do generátora striedavo s príjmom vzduchu, ktorý je známy, reaguje s palivom s izoláciou tepla.

Nedávno sa blur parný kyslík široko používa na splyňovanie paliva. Súčasné preplachovanie cez vrstvu paliva vodných pár a kyslíka vám umožňuje kontinuálne udržiavať proces, výrazne zvýšiť výrobu generátora a prijímať plyn s vysokým obsahom vodíka a oxidu uhoľnatého.

Moderné generátory plynu sú výkonné zariadenia nepretržitej akcie.

V záujme horľavých a jedovatých plynov pri aplikácii paliva v generátore plynu je zavádzací bubon Double. Zatiaľ čo palivo vstupuje do jednej vetvy bubna z iného oddelenia, palivo sa naleje do generátora; Pri otáčaní bubna sa tieto procesy opakujú, generátor zostáva izolovaný z atmosféry po celú dobu. Jednotná distribúcia paliva v generátore sa vykonáva pomocou kužeľa, ktorý môže byť inštalovaný v rôznych výškach. Keď sa spustí, uhlie leží bližšie k stredu generátora, keď je kužeľ zvýšený, uhlie sa vyhodí bližšie k stenám generátora.

Odstránenie popola z generátora plynu sa mechanizuje. Grate grille s tvarom kužeľa pomaly otáča elektromotor. Súčasne, popol sa posúva na steny generátora a špeciálne úpravy sa vypúšťajú do rally boxu, odkiaľ je periodicky odstránený.

Prvé plynové svetlá svietili v Petrohrade na farmaceutickom ostrove v roku 1819. Plyn, ktorý bol použitý, bol získaný splyňovaním uhlia. Nazval sa ľahký plyn.

Veľký ruský vedec D. I. MENDELEEV (1834-1907) najprv vyjadril myšlienku, že splyňovanie uhlia môže byť vykonané priamo pod zemou bez toho, aby ju nevyšla. Kráľovská vláda toto vyhlásenie neocenilo.

Myšlienka podzemného splyňovania bola hotovo podporovaná V. I. Leninom. Zavolal jej "jeden z veľkých víťazstiev technológie." Podzemné splyňovanie sa uskutočnilo prvýkrát sovietskym štátom. Už pred veľkou vlasteneckou vojnou v Sovietskom zväzovaní boli podzemné generátory pracovali v Donecku a v blízkosti moskovských uhlíkov.

Myšlienka jednej z metód podzemného splyňovania poskytuje obrázok 3. V uhoľnej vrstve sú dve jamky zabalené, ktoré sú pripojené nižšie. Uhlie sa usadí v takom kanáli na jednej z jamiek a podáva sa tam bazén. Výrobky spaľovania, pohybujúce sa pozdĺž kanála, komunikovať s grilovaným uhlím, čo vedie k horľavu plynu ako v bežnom generátore. Plyn prechádza na povrch cez druhú studňu.

Generátorový plyn je široko používaný na vykurovanie priemyselných pecí - hutnícke, koky a ako palivo vo vozidlách (obr. 4).

Obr. 3. Schéma podzemného splyňovania kamenného uhlia.

Množstvo organických produktov sa syntetizuje z vodíka a hydrogénu oxidu uhoľnatého, ako je napríklad kvapalné palivo. Syntetické kvapalné palivo - palivo (hlavne benzín), získaný syntézou oxidu uhoľnatého a vodíka pri 150-170 gr Celzia a tlak 0,7 - 20 mN / m2 (200 KGF / cm2), v prítomnosti katalyzátora (nikel, železo, kobalt ). Prvá výroba syntetických kvapalných paliva je organizovaná v Nemecku počas druhej svetovej vojny kvôli nedostatku ropy. Široké šírenie, syntetické kvapalné palivo nedostali kvôli jeho vysokým nákladom. Na výrobu vodíka sa používa vodný plyn. Na to sa vodný plyn v zmesi vodnej pary zahrieva v prítomnosti katalyzátora a výsledkom je vodík navyše k už existujúcemu vodnému plynu: CO + H20 \u003d CO 2 + H2

5. Najlepšia rovnováha pálenia

Zvážte metódy výpočtu tepelnej rovnováhy procesu spaľovania plynných, kvapalných a tuhých palív. Výpočet sa znižuje na riešenie nasledujúcich úloh.

· Stanovenie tepla horiacej (výhrevnosti) paliva.

· Definícia teoretickej teploty spaľovania.

5.1. Horiace teplo

Chemické reakcie sú sprevádzané uvoľňovaním alebo absorpciou tepla. Keď sa izoluje teplo, reakcia sa nazýva exotermická, a ak je absorbovaná - endotermická. Všetky spaľovacie reakcie sú exotermické a produkty spaľovania patria do exotermických zlúčenín.

Pridelené (alebo absorbované) počas toku chemickej reakcie tepla sa nazýva teplo reakcie. V exotermických reakciách je pozitívny, v endotermickom - negatívnom. Spaľovacia reakcia je vždy sprevádzaná uvoľňovaním tepla. Teplé horiace Q G. (J / Mol) sa nazýva množstvo tepla, ktoré vyniká s plným spaľovaním jednej modlitby látky a otáčajúcu horľavu látku do plných produktov spaľovania. Molek je hlavnou jednotkou množstva látky v systéme SI. Jeden mol je také množstvo látky, v ktorej existuje toľko častíc (atómy, molekuly atď.), Ako obsahuje atómy v 12 g uhlíkového izotopu-12. Hmotnosť látky, ktorá sa rovná 1 modlí (molekulárna alebo molárna hmotnosť), sa číselne zhoduje s relatívnou molekulovou hmotnosťou tejto látky.

Napríklad relatívna molekulová hmotnosť kyslíka (02) je 32, oxid uhličitý (C02) je 44 a zodpovedajúce molekulové hmotnosti budú rovné m \u003d 32 g / mol a m \u003d 44 g / mol. V jednom kyslíku sa teda obsahuje 32 gramov tejto látky a v jednom CO2 mol obsahuje 44 gramov oxidu uhličitého.

V technických výpočtoch sa často používa žiadne teplo horenie. Q G.a výhrevnosť paliva Q.(J / kg alebo j / m 3). Výhrevnosť látky je množstvo tepla, ktorý je pridelený plným spaľovaním 1 kg alebo 1 m 3 látok. Pre kvapalné a pevné látky sa výpočet uskutočňuje 1 kg a pre plynné - o 1 m3.

Znalosť tepla horiacej a výhrevnosti paliva je potrebná na výpočet teploty pálenia alebo výbuchu, tlaku počas výbuchu, rýchlosť šírenia plameňa a iných charakteristík. Výhrevnosť paliva je určená buď experimentálnymi alebo odhadovanými metódami. V experimentálnom stanovení výhrevnej hodnoty sa špecifikovaná hmotnosť pevného alebo kvapalného paliva spaľuje v kalorimetrickej bombe a v prípade plynných palív - v plynnom kalorimetri. Pomocou týchto zariadení sa meralo celkové teplo Q. 0, uvoľnené, keď spaľovanie hmoty paliva M.. Veľkosti výhrevnosti Q G. Nachádza sa podľa vzorca

Komunikácia medzi teplom horením a
Výhrevnosť paliva

Na vytvorenie spojenia medzi tepla pálenia a výhrevnosťou látky je potrebné zaznamenať rovnicu chemickej spaľovacej reakcie.

Produkt úplného spaľovania uhlíka je oxid uhličitý:

C + O 2 → CO 2.

Produkt úplného spaľovania vodíka je voda:

2N 2 + O 2 → 2N 2 O.

Produkt úplného spaľovania síry je oxid siričitý:

S + O 2 → SO 2.

V rovnakom čase vyniknú vo voľnej forme dusíka, halogenidov a iných nehorľavých prvkov.

Palivová látka - plyn

Ako príklad budeme vypočítať výhrevnosť metánu CH4, pre ktorú je teplo horenie rovné Q G.=882.6 .

· Definujeme molekulovú hmotnosť metánu podľa jej chemického vzorca (CH 4):

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

· Určite výhrevnosť 1 kg metánu:

· Nájdite objem 1 kg metánu, s vedomím jej hustoty ρ \u003d 0,717 kg / m 3 za normálnych podmienok:

.

· Určite výhrevnosť 1 m 3 metánu:

Podobne sa stanoví výhrevnosť všetkých horľavých plynov. Pre mnohé bežné látky sa meral význam tepla horiacej a výhrevnej hodnoty s vysokou presnosťou a sú uvedené v príslušnej referenčnej literatúre. Predstavujeme tabuľku hodnôt výhrevnej hodnoty niektorých plynných látok (tabuľka 5.1). Hodnota Q.táto tabuľka je uvedená v MJ / m 3 av KCAL / M 3, pretože 1 kcal \u003d 4.1868 KJ sa používa ako jednotka tepla.

Tabuľka 5.1.

Pásové plynové palivo

Podstata			Acetylén
Q.

Palivová látka - kvapalné alebo pevné telo

Ako príklad, budeme vypočítať výhrevnosť etylalkoholu s 2 H5, pre ktoré teplo horenie Q G. \u003d 1373,3 kJ / mol.

· Definujeme molekulovú hmotnosť etylalkoholu podľa jej chemického vzorca (z 2 H5):

M \u003d 2 ∙ 12 + 5 ∙ 1 + 1 ∙ 16 + 1 ∙ 1 \u003d 46 g / mol.

· Určite výhrevnosť 1 kg etylalkoholu:

Podobne sa stanoví výhrevnosť akejkoľvek kvapalnej a pevnej horľavosti. V Tab. 5.2 a 5.3 ukazuje hodnoty výhrevnosti Q.(MJ / kg a kcal / kg) pre určité kvapalné a pevné látky.

Tabuľka 5.2.

Kvapalný halorizmus paliva

Podstata		Metylalkohol	Etanol			Mazut, olej
Q.

Tabuľka 5.3.

Kalizory na tuhé palivo

Podstata		Strom čerstvý	Suchý strom	Hnedý uhlie	Peat suché	Antracit, cox
Q.

Vzorec menleeev

Ak je výhrevnosť paliva neznáma, môže sa vypočítať pomocou empirického vzorca navrhovaného D.I. Mendeleev. Na to je potrebné poznať elementárne zloženie paliva (ekvivalentné palivové vzorca), to znamená, že v ňom percento nasledujúcich prvkov:

Kyslík (O);

Vodík (h);

Uhlík (c);

Síra;

Ash (A);

Vody (w).

V spaľovacích produktoch palivá vždy obsahujú páry vody, ktoré tvoria v dôsledku prítomnosti vlhkosti v palive a pri spaľovaní vodíka. Výrobné produkty spaľovania ponechávajú priemyselnú inštaláciu pri teplotách nad teplotou rosného bodu. Teplo, ktoré je pridelené počas kondenzácie vodných pár, preto nemôže byť užitočné a nemalo by sa brať do úvahy počas tepelných výpočtov.

Pre výpočet sa zvyčajne aplikuje najnižšia výhrevnosť. Q N. Palivo, ktoré berie do úvahy tepelné straty vodnou parou. Pre pevné a kvapalné palivá Q N. (MJ / kg) je približne určená podľa MENDELEEEV vzorec:

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

kde v zátvorkách uviedli percentuálny podiel (% hmotn.%) Obsah zodpovedajúcich prvkov v palivovom zložení.

Tento vzorec berie do úvahy teplo exotermických reakcií spaľovania uhlíka, vodíka a síry (s označením "plus"). Kyslík obsiahnutý v palive čiastočne nahrádza vzduchový kyslík, takže zodpovedajúci člen vo vzorci (5.1) sa užíva s mínusovým znakom. Pri odparení vlhkosti sa teplo spotrebuje, preto zodpovedajúci termín obsahujúci W sa tiež zhotovenie znakom "mínus".

Porovnanie vypočítaných a experimentálnych údajov o výhrevnej hodnote rôznych palív (drevo, rašelina, uhlie, oleja) ukázali, že výpočet podľa MENDELEEEV Formula (5.1) udáva chybu, ktorá nepresahuje 10%.

Nižšia kalorická hodnota Q N. (MJ / M 3) Suché horľavé plyny s dostatočnou presnosťou možno vypočítať ako súčet produktov výhrevnosti jednotlivých zložiek a ich percento 1 m 3 plynného paliva.

Q N.\u003d 0,108 [H2] + 0,126 [CO] + 0,358 [CH 4] + 0,5 [C2H2] + 0,234 [H 2 S] ..., (5.2)

kde v zátvorkách uviedli percentuálny podiel (objem%) obsah zodpovedajúcich plynov v zložení zmesi.

V priemere je výhrevnosť zemného plynu približne 53,6 mJ / m 3. V umelo získaných horľavých plynoch je obsah metánu CH4 mierne. Hlavnými horľavými zložkami sú vodík H2 a oxid uhličitý CO. Napríklad v koksovom plyne, napríklad obsah H2 dosahuje (55 ÷ 60)%, a nižšiu výhrevnosť takéhoto plynu dosahuje 17,6 MJ / m3. V plyne generátora, obsah ~ 30% a H2 ~ 15%, zatiaľ čo nižšia výhrevnosť generátorového plynu Q N. \u003d (5.2 ÷ 6.5) MJ / m3. V plyne domény je obsah CO a H2 menší; Hodnota Q N. \u003d (4.0 ÷ 4.2) MJ / m3.

Zvážte príklady výpočtu výhrevnosti látok podľa MendeleEV vzorec.

Definujeme výhrevnosť uhlia, zloženie prvku je uvedené v tabuľke. 5.4.

Tabuľka 5.4.

Elementárne zloženie uhlia

· Náhradu tých, ktoré sú uvedené v tabuľke. 5.4 Údaje v MendeleEV vzorec (5.1) (N a AZO AZOT A v tomto vzorci nie sú zahrnuté, pretože sú inertné látky a nezúčastňujú sa na spaľovacej reakcii):

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.

Definujeme množstvo palivového dreva potrebného na vykurovanie 50 litrov vody od 10 ° C do 100 ° C, ak sa spotrebuje 5% tepla uvoľneného počas horenia a spotrebuje sa tepelná kapacita vody z\u003d 1 kcal / (kg ∙ krupobitie) alebo 4,1868 kJ / (kg ∙ krupobitie). Elementárne zloženie palivového dreva je uvedené v tabuľke. 5.5:

Tabuľka 5.5.

Elementárne zloženie dreva

	· Nájdeme výhrevnosť palivového dreva podľa MendeleEV vzorec (5.1): Q N.\u003d 0,339 ∙ 43 + 1,025 ∙ 7-0,1085 ∙ 41-0,025 ∙ 7 \u003d 17,12 MJ / kg. · Definujeme množstvo tepla spotrebovaného na ohrev vody, pri spaľovaní 1 kg palivového dreva (berúc do úvahy skutočnosť, že 5% tepla sa spotrebuje na jeho zahrievaní (A \u003d 0,05), pridelené počas spaľovania): Q. 2 \u003d A. Q N.\u003d 0,05 · 17,12 \u003d 0,86 MJ / kg. · Určite množstvo palivového dreva potrebné na ohrev 50 litrov vody od 10 ° C do 100 ° C: kg. Na vykurovanie vody sa teda vyžaduje asi 22 kg palivového dreva.