Реферат на тему:
Спалення горючих копалин
Горючі копалини, що спалюються для виробництва тепла, називають
паливом. У промисловості використовують тверде, рідке і газоподібне
паливо.
Паливо повинно відповідати наступним вимогам:
низька вартість добування;
низька вартість транспорту;
зручність застосування;
можливість використання з високим коефіцієнтом корисної дії (ККД);
малий вміст шкідливих домішок.
Тверді і рідкі горючі копалини складаються, в основному, з вуглецю,
водню, кисню, сірки, азоту, мінеральних компонентів і вологи.
Газоподібне паливо характеризується складом і кількістю газів, що
входять в нього (метан, етан, пропан, бутан, оксид вуглецю, водень,
бензол, сірководень і інше).
Паливо характеризується декількома основними теплотехнічними
показниками, головним з яких є теплота згоряння.
Процес горіння палива полягає в повному або неповному окисненні його
вуглецю, водню і сірки з виділенням певної кількості тепла. Кількість
тепла, що виділяється при повному згорянні 1 кг або 1 м3 палива,
називають теплотою його згоряння. Кількість теплоти вимірюється в
теплових одиницях калоріях. 1 кал відповідає кількості теплоти,
необхідної для нагрівання 1 г дистильованої води від 19,5 до 20,5 0С при
760 мм рт. ст. Оскільки теплота є видом енергії, здатної виконувати
роботу, то вона в системі СІ виражається загальною для всіх видів
енергії одиницею – Джоулем (Дж), який рівний добутку сили 1 Н на шляху 1
м. 1кал=4,1868 Дж”4,19 Дж.
Вища теплота згоряння – кількість тепла, що виділяється при повному
згорянні 1 кг або 1 м3 робочого палива за умови, що водень, що міститься
в ньому згоряє з утворенням води.
Нижча теплота згоряння – кількість тепла, що виділяється 1 кг або 1м3
робочого палива, з урахуванням згоряння водню у водяну пару і
випаровування вологи, палива.
Нижча теплота згоряння відрізняється від вищої на кількість тепла, що
затрачується на випаровування вологи, що міститься в паливі і що
утворюється при згорянні водню:
кДж/кг,
де WP і HP дані в % по вазі.
Нижчу теплоту згоряння використовують для підрахунку потреби в паливі і
його вартості, при складанні теплових балансів і визначенні ККД
установок, що використовують паливо. Для зіставлення різних видів палива
і підрахунку потреби в пальному введене поняття про умовне паливо.
Умовне паливо характеризується нижчою теплотою згоряння, рівною 7000
ккал/кг або 29330 кДж/кг.
Визначення теплоти згоряння палива засноване на спаленні його наважки в
кисні і поглинанні тепла, що виділилося водою в калориметрі. Спалення
палива здійснюється в калориметричній бомбі, що являє собою циліндричну
товстостінну стальну склянку місткістю біля 300 мл з стальною кришкою,
що загвинчується на щільну різь.
У залежності від вигляду палива його спалюють за одним з вказаних нижче
методів.
Торф, буре, кам’яне вугілля і інші види палива, що піддаються
брикетуванню, спалюють у вигляді брикетів.
Паливо із зольністю понад 35 % і небрекетоване (антрацит, кам’яне
вугілля, кокс і ін.) спалюють у вигляді порошку.
Мазут і інші важкі вуглеводні наливають безпосередньо в чашечку для
спалення.
Легкі нафтопродукти спалюють в спеціальній чашечці з нержавіючої сталі,
яка зверху заклеюється спеціально приготованою колодієвою плівкою.
Визначення теплоти згоряння газу проводять у самоущільненій
калориметричній бомбі, в якій 300 мл газу змішують з шестикратним
об’ємом кисню і спалюють при тиску 0,8 МПа.
При спаленні палива в калориметричній бомбі в атмосфері кисню під тиском
відбувається окиснення сірки не в SO2, як це має місце при спаленні на
повітрі, а в SO3, яке створює з водою кислоту H2SO4. Крім того, азот
палива згоряє в атмосфері кисню в присутності води до HNO3.
із теплоти згоряння в бомбі Qб віднімають теплоту утворення сірчаної і
азотної кислот.
Теплотехнічні властивості палива характеризуються також такими
параметрами як максимальна ентальпія (тепломісткість) продуктів згоряння
і жаропродуктивність.
Максимальна ентальпія Iс.г сухих газів – це нижча теплота згоряння,
віднесена до 1 м3 продуктів повного згоряння, отриманих при спаленні
палива в теоретично необхідному об’ємі повітря, що не містять водяної
пари
, кДж/м3.
де: Vс.г. — кількість продуктів згорання сухих газів, м3.
Значення максимальної ентальпії сухих газів (табл. 2.23) коливається від
3352 до 4190 кДж/м3 сухих продуктів згоряння.
Максимальна ентальпія (тепломісткість) продуктів згоряння Iг – це нижча
теплота згоряння, віднесена до 1 м3 продуктів повного згоряння,
отриманих при спаленні палива в теоретично необхідному об’ємі повітря і
що містять водяну пару:
, кДж/м3.
де: Vг. — кількість продуктів згорання вологих газів, м3.
Жаропродуктивність (tmax) – це максимальна температура, що розвивається
при повному згорянні палива в теоретично необхідному об’ємі повітря при
температурі палива і повітря, рівній 0 0С
, 0С
– об’ємна теплоємність продуктів згоряння палива в інтервалі температур
від 0 до tmax, кДж/м3К.
Жаропродуктивність палива визначає ефективність його застосування у
високотемпературних процесах. Розрізнюють жаропродуктівність палива,
підраховану:
а)без урахування вмісту вологи в повітрі і нагріву золи палива tmax;
;
.
використовують при підрахунку температури горіння сланців і
високозольного вугілля.
У залежності від величини tmax паливо поділяють на дві групи: високої
(tmax > 2000 0С) і зниженої жаропродуктивності (tmax ЛІТЕРАТУРA
Саранчук В.И., Айруни А.Т., Ковалев К.Е. Надмолекулярная организация,
структура и свойства углей.- К.: Наукова думка.
Саранчук В.И., Бутузова Л.Ф., Минкова В.Н. Термохимическая деструкция
бурых углей.- К.: Наукова думка, 1984.
Нестеренко Л.Л., Бирюков Ю.В., Лебедев В.А. Основы химии и физики
горючих ископаемых.- К.: Вища шк., 1987.-359с.
Бухаркина Т.В., Дигуров Н.Г. Химия природных энергоносителей и
углеродных материалов.-Москва, РХТУ им. Д.И. Менделеева,-1999.-195с.
Агроскин А. А., Глейбман В. Б. Теплофизика твердого топлива.-- М. Недра
1980.-- 256 с.
Глущенко И. М. Теоретические основы технологии твердых горючих
ископаемых.-- К. : Вища шк. Головное изд-во, 1980.-- 255 с.
Еремин И. В., Лебедев В. В., Цикарев Д. А. Петрография и физические
свойства углей. -- М. : Недра, 1980. -- 266 с.
Касаточкин В. И., Ларина Н. К. Строение и свойства природных углей.-- М
: Недра, 1975.-- 159 с.
Раковский В. Е., Пигулееская Л. В. Химия и генезис торфа.--М. : Недра,
1978.--231 с.
Саранчук В. И. Окисление и самовозгорание угля.-- К. : Наук. думка,
1982.-- 166 с.
Стрептихеев А. А., Деревицкая В. А. Основы химии высокомолекулярных
соединений.-- 3-е изд., перераб. и доп.-- М. : Химия, 1976.-- 436 с.
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
