Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Закон постоянства сумм теплот сгорания.



Применив 1 закон термодинамики к химическим реакциям и заменив изменение внутренней энергии соответствующими теплотами сгорания, приходят к закону Гесса: Тепловой эффект химической реакции зависит только от начального и конечного состояния, но не зависит от пути, по которому протекала реакция. Этот закон был экспериментально открыт русским академиком Гессом в 1840г. Закон Гесса позволяет вычислить тепловой эффект реак -ций, в которых она непосредственно не может быть изменена, а также реакций, которые при существующих условиях не происходят. Так, например, непосредственно калориметрически определить теплоту сгорания углерода в СО по реакции: С+ невозможно, т.к при этом образуется частично и СО . Но легче измерить теплоту сгорания окиси углерода Q и углерода в углекислоту Q по реакциям:

 

CO + (68220 )

C + O (97650 )

 

 

По закону Гесса теплота сгорания зависит только от начального и конечного состояния, поэтому:

 

Q +Q =Q

 

Следовательно, теплота сгорания С в СО будет:

Q = Q - Q =409 - 285,8 = 123,2 (29430 ).

 

С другой стороны:

 

_ C + O = CO + 409

CO + =CO + 285.8

 
C – CO + или С -

 

Виды топлива.

Твёрдое топливо.

К природным видам энергетического топлива относятся: торф, бурый уголь, каменный уголь, антрацит и горючие сланцы.

Торф – является самым молодым ископаемым топливом. Он представляет собой горючее вещество бурого или чёрного цвета, образовавшегося в результате разложения растительных остатков под водой без доступа воздуха. Торф характеризуется высоким выходом летучих веществ (V =70%), высоким содержанием балласта (О + W ), высокой влажности (W = 40 50%) и низкой удельной теплотой сгорания (q ).

Бурые угли. К бурым углям относят угли с высшей удельной теплотой сгорания рабочей массы беззольного угля. Бурые угли отличаются повышенной зольностью (А = 15 30%), высоким выходом летучих веществ (V 40%), склонностью к самовозгоранию. По содержанию влаги они подразделяются на три группы:

 

Б1 с W 40%, Б2 с W = (30 40)% , Б3 с W < 30

 

Вследствии большого содержания внешнего балласта (A + W ) удельная теплота сгорания бурых углей по сравнению с каменным углем невелика:

q = (10 17) .

Каменные угли – ископаемые угли с высшей удельной теплотой сгорания рабочей массы беззольного угля более 23,88 и выходом летучих веществ V > 9%. Влажность этих углей невелика W = (7 10)% , зольность ( А = 5 20%),

В СССР для каменного угля ГОСТ принята квалификация, в основу которого положены значения выхода летучих веществ и характеристика коксового остатка:

 

 

  Марка углей   Обозначения Выход горючих веществ на горючую массу, % Характеристика нелетучего остатка
Длиннопламенный Д 36 и более От порошкообразного до слабоспекшегося
Газовый Г 35 и более Спекшийся
Газовый жирный ГЖ более 31 (до 37) Спекшийся
Жирный Ж 24 – 37 Спекшийся
Коксовый жирный КЖ 25 – 33 Спекшийся
Коксовый К 17 – 33 Спекшийся
Отощенный спекающийся ОС 14 – 27 Спекшийся
Тощий Т 9 – 17 От порошкообразного до слабоспекшегося
Слабоспекающийся СС 17 - 37 От порошкообразного до слабоспекшегося

 

Каменные и бурые угли классифицируют также по размерам кусков:

 

Наименование Обозначение Размер кусков, мм
Плита П > 100
Крупный К 50 – 100
Орех О 25 – 50
Мелкий М 13 – 25
Семячко С 6 – 13
Штыб Ш < 6
Рядовой Р Не ограничен

 

Полуантрациты и антрациты – являются наиболее обуглероженными образованиями.

Полуантрацитами - называют угли, переходные между тощими углями и антрацитами.

К полуантрацитам и антрацитам относят ископаемые угли с выходом летучих веществ V < 9%. Удельная теплота сгорания их q =(25,1 27,2) . Классифицируют также по размерам кусков, например: бурый крупный (БК); антрацит семечко (АС).

Горючие сланцы - представляют собой продукты разложения в воде без доступа воздуха растительных и животных организмов. Минеральной основой горючих сланцев являются: известняк, глина и песок. Сланцы характеризуются большим выходом летучих веществ. (V =80 90%), значительным содержанием золы (А =40 50%). Влажность сланцев невелика (W =12 17%), удельная температура сгорания q =(7 10) . Сланцы используют как энергетическое топливо, для целей газификации, а также в качестве сырья для химической переработки.

 

Жидкое топливо.

Жидкое топливо по сравнению с твёрдым топливом обладает рядом преимуществ, т.к. имеет высокую теплоту сгорания; малое содержание внешнего балласта; возможность сжигать с более высоким КПД; удобство перевозки, перекачивания и хранения; большую универсаль - ность при сжигании в различных топочных устройствах и камерах сгорания.

Исходным сырьём для получения основной массы применяемых жидких топлив служит – нефть. В химическом отношении нефть представляет собой смесь углеводов различных клас - сов. Сырая нефть как топливо не используется. Подвергая нефть переработки путём разгонки её при нагревании на лёгкие фракции, получают светлые нефтепродукты (дистилляты) и оста -точный продукт – мазут, используют как энергетическое топливо. Наиболее лёгкие фракции нефти - бензин, лигроин, керосин – предназначается для двигателей внутреннего сгорания с искровым зажиганием (карбюраторный двигатель). Более тяжёлые фракции - газойль и соляр – предназначаются для двигателя внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия (дизели).

Мазут является пока одним из наиболее распространённых видов топлива для котлов и промышленных печей. Важной качественной характеристикой мазута служит его вязкость, определяющая способ транспортировки, слива, перекачивания и сжигания. С повышением температуры вязкость мазута уменьшается. Поэтому указанные операции с мазутом проводят, как правило, с его подогревом. В соответствии с ГОСТ выпускаются топочные мазуты трёх марок: М - 40, М - 100, М - 200, различающиеся по вязкости, а также мазуты флотские Ф - 5, Ф - 12 и топливо мартеновских печей МП.

В пределах марок топочные мазуты в зависимости от содержания серы (S ) бывают трёх сортов: малосернистые (до 0,5%), сернистые (до 2%) и высокосернистые ( до 3,5%).

Содержание влаги в мазутах 2…3%, а золы - до 0.3%. Мазут в сравнении с лучшими сортами каменных углей имеет более высокую удельную теплоту сгорания q =38,8… 40,3 .

 

Газообразное топливо.

 

По своему происхождению газообразное топливо делится на природное и искусственное. К природному относятся – газы, добываемые из чисто газовых месторождений, и газы попут - ные при нефтедобыче. К искусственным горючим газам относятся - коксовый, полукоксовый и нефтяной газы, получаемые в результате химической переработки твёрдого жидкого топлива; генераторный газ, получаемый в процессе газификации твёрдого топлив; доменный газ, образу-ющийся при выплавки чугуна в доменных печах, и др.

Газообразное топливо имеет ряд существенных преимуществ по сравнению с твёрдым топливом: меньше тепловые потери при сжигании благодаря лучшему перемешиванию газа и воздуха; удобнее осуществляется регулирование и автоматизация процесса горения; отсутству- ет зола при сжигании; газ легко транспортируется по трубопроводам практически на любые расстояния.

К недостаткам газообразного топлива относится возможность утечки его через не плот -ности хранилищ и трубопроводов, возможность образования с воздухом взрывоопасной смеси и опасность отравления людей и животных.

В настоящее время газообразное топливо широко применяется в печах промышленных предприятий на электростанциях, расположенных вблизи месторождений газа, для коммуналь- но-бытовых нужд и как весьма ценное сырьё для химических производств. Природный газ прежде всего расходуется на коммунальные нужды.

Основным горючим компонентом природных газов является метан СН , содержания которых составляет до 93…98%. Остальные горючие элементы природного газа – тяжёлые углеводороды: этан С Н , пропан С Н , бутан С Н , пентан С Н и др. Баласстом является азот и СО . Объёмная теплота сгорания q = 34…37 .

Искусственные газы состоят в основном из СО и Н ; кроме того, содержат в небольшом количестве H S и метан СН . В коксовом очищенном и в нефтяном газе содержание СН составляет 22,5 и 41% соответственно.

  Месторо- ждение Состав газа по объёму в % Объём. теплота сгорания сух. газа   Плотн. сух.газа
CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12   N2   CO2   H2S   O2   CO   H2
  Природные газы
Ставропольское 98 ,0 0,4 0,2 - - 1,3 0,1 - - - - 35,65 0,730
Дашавское 97,9 - - 0,1 - 1,8 0,2 - - - - 35,20 0,729
Шебелинское 89,9 3,1 0,9 0,4 - 5,2 0,3 - - - - 35,57 0,790
Газлинское 93,0 3,1 0,7 0,6 - 2,5 0,1 - - - - 37,80 0,770
Оренбурское 82,7 4,9 1,65 0,92 1,92 4,33 1,34 2,23 - - - 36,00 0,782
Ухтинское 88,0 1,9 0,2 0,3 - 9,3 0,3 - - - - 33,30 0,789
Попутные газы
Каменный лог 38,7 22,6 10,7 2,7 0,7 23,8 - 0,8 - - - 42,75 1,196
Туймаза 50,0 22,0 9,8 1,2 0,4 16,6 - - - - - 43,10 1,095
Промышленные газы
Газ доменных печей   0,3   -   -   -   -   35,0   12,5   -   0,2   27,0   5,0   3,77   1,194
Газ коксовых печей   25,5   -   -   -   -   3,0   2,4   -   0,5   6,5   59,8   17,0   0,424
Генераторный изантрацита   0,5   -   -   -   -   52,6   5,5   0,2   27,5   13,5   -   5,15   1,135

 

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.