Klasifikace hořlavých plynů
Pro zásobování měst a průmyslových podniků plynem se používají různé hořlavé plyny lišící se původem, chemickým složením a fyzikálními vlastnostmi.
Podle původu se hořlavé plyny dělí na přírodní, neboli přírodní a umělé, vyrobené z pevných a kapalných paliv.
Zemní plyny se těží z vrtů čistě plynových polí nebo ropných polí podél cesty s ropou. Plyny z ropných polí se nazývají asociované plyny.
Plyny z nalezišť čistého plynu jsou především metan s malým obsahem těžkých uhlovodíků. Vyznačují se stálým složením a výhřevností.
Přidružené plyny spolu s metanem obsahují značné množství těžkých uhlovodíků (propan a butan). Složení a výhřevnost těchto plynů se velmi liší.
Umělé plyny se vyrábějí ve speciálních plynárnách - nebo se získávají jako vedlejší produkt při spalování uhlí v hutních závodech a také v ropných rafinériích.
Plyny vyrobené z uhlí se u nás pro zásobování městskou plynofikací využívají ve velmi omezeném množství a jejich podíl neustále klesá. Zároveň roste výroba a spotřeba zkapalněných uhlovodíkových plynů, získávaných z navazujících ropných plynů v plynárnách a v rafineriích ropy při rafinaci ropy. Zkapalněné ropné plyny používané pro dodávky městského plynu se skládají především z propanu a butanu.
Složení plynu
Druh plynu a jeho složení do značné míry určují rozsah použití plynu, schéma a průměry plynárenské sítě, Konstruktivní rozhodnutí plynové hořáky a jednotlivé jednotky plynovodů.
Z výhřevnost spotřeba plynu závisí, a tím i průměry plynovodů a podmínky pro spalování plynu. Při použití plynu v průmyslových zařízeních je velmi důležitá teplota spalování a rychlost šíření plamene a stálost složení. plynové palivo Složení plynů, stejně jako jejich fyzikálně-chemické vlastnosti, závisí především na druhu a způsobu získávání plynů.
Hořlavé plyny jsou mechanické směsi různých plynů.<как горючих, так и негорючих.
Spalitelná část plynného paliva obsahuje: vodík (H 2) -plyn bez barvy, chuti a zápachu, jeho výhřevnost je 2579 kcal / nm 3 \ metan (CH 4) je bezbarvý plyn bez chuti a zápachu, který je hlavní hořlavou součástí zemních plynů, jeho výhřevnost je 8555 kcal/nm 3; oxid uhelnatý (CO) je plyn bez barvy, chuti a zápachu, vzniká nedokonalým spalováním jakéhokoli paliva, je velmi jedovatý, výhřevnost 3018 kcal/nm 3; těžké uhlovodíky (CpHt), Pod tímto jménem<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 *.
Mezi nespalitelné části plynného paliva patří: oxid uhličitý (CO 2), kyslík (O 2) a dusík (N 2).
Nehořlavá část plynů se obvykle nazývá balast. Zemní plyny se vyznačují vysokou výhřevností a úplnou absencí oxidu uhelnatého. Přitom (řada nalezišť, především plynoropných polí, obsahuje velmi jedovatý (a korozivně korozivní plyn - sirovodík (H 2 S). Většina umělých uhelných plynů obsahuje značné množství vysoce toxického plynu - oxid uhelnatý ( CO). Přítomnost oxidu v plynu) uhlíku a dalších toxických látek jsou vysoce nežádoucí, protože komplikují výrobu provozních prací a zvyšují nebezpečí při použití plynu. Kromě hlavních složek obsahuje složení plynů různé nečistoty , jehož měrná hodnota je zanedbatelná.i miliony metrů krychlových plynu dosahuje celkové množství nečistot významné hodnoty. a během provozu.
Množství a složení nečistot závisí na způsobu výroby nebo těžby plynu a stupni jeho čištění. Nejškodlivějšími nečistotami jsou prach, dehet, naftalen, vlhkost a sloučeniny síry.
Prach se v plynu objevuje při výrobě (těžbě) nebo při přepravě plynu potrubím. Dehet je produktem tepelného rozkladu paliva a je spojován s mnoha umělými plyny. V přítomnosti prachu v plynu přispívá pryskyřice k tvorbě dehtově-bahnitých zátek a ucpání plynovodů.
Naftalen se běžně vyskytuje v umělých uhelných plynech. Při nízkých teplotách se naftalen sráží v potrubí a spolu s dalšími pevnými a kapalnými nečistotami zmenšuje průtočnou plochu plynovodů.
Vlhkost ve formě páry se nachází téměř ve všech přírodních a umělých plynech. Do zemních plynů se dostává v samotném plynovém poli v důsledku kontaktu plynu s vodní hladinou a umělé plyny jsou během výrobního procesu nasyceny vodou. Přítomnost vlhkosti v plynu ve významném množství je nežádoucí, protože snižuje výhřevnost hodnota plynu. , vlhkost při spalování plynu odvádí značné množství tepla spolu se zplodinami hoření do atmosféry. body), které mají být vymazány. To vyžaduje instalaci speciálních lapačů kondenzátu a jejich odvádění.
Sloučeniny síry, jak již bylo uvedeno, zahrnují sirovodík, stejně jako sirouhlík, merkaptan atd. Tyto sloučeniny jsou nejen škodlivé pro lidské zdraví, ale také způsobují významnou korozi potrubí.
Z dalších škodlivých nečistot je třeba poznamenat čpavek a kyanidové sloučeniny, které se nacházejí především v uhelných plynech. Přítomnost sloučenin amoniaku a kyanidu vede ke zvýšené korozi kovového potrubí.
Nežádoucí je také přítomnost oxidu uhličitého a dusíku v hořlavých plynech. Tyto plyny se nepodílejí na procesu spalování, jsou balastem snižujícím výhřevnost, což vede ke zvětšení průměru plynovodů a ke snížení ekonomické efektivity využití plynného paliva.
Složení plynů používaných pro zásobování městským plynem musí splňovat požadavky GOST 6542-50 (tabulka 1).
stůl 1
Průměrné hodnoty složení zemních plynů nejznámějších polí v zemi jsou uvedeny v tabulce. 2.
Z plynových polí (suchých)
| Západní Ukrajina. ... ... | 81,2 | 7,5 | 4,5 | 3,7 | 2,5 | - . | 0,1 | 0,5 | 0,735 | |
| Šebelinskoje ................................. | 92,9 | 4,5 | 0,8 | 0,6 | 0,6 | ____ . | 0,1 | 0,5 | 0,603 | |
| Stavropolský kraj. ... | 98,6 | 0,4 | 0,14 | 0,06 | - | 0,1 | 0,7 | 0,561 | ||
| Krasnodarský kraj. ... | 92,9 | 0,5 | - | 0,5 | _ | 0,01 | 0,09 | 0,595 | ||
| Saratov ................................... | 93,4 | 2,1 | 0,8 | 0,4 | 0,3 | Stopy | 0,3 | 2,7 | 0,576 | |
| Gazli, oblast Buchara | 96,7 | 0,35 | 0,4" | 0,1 | 0,45 | 0,575 | ||||
| Z plynových a ropných polí (přidružené) | ||||||||||
| Romashkino ................................... | 18,5 | 6,2 | 4,7 | 0,1 | 11,5 | 1,07 | ||||
| 7,4 | 4,6 | ____ | Stopy | 1,112 | __ . | |||||
| Tuymazy ................................... | 18,4 | 6,8 | 4,6 | ____ | 0,1 | 7,1 | 1,062 | - | ||
| Ash....... | 23,5 | 9,3 | 3,5 | ____ | 0,2 | 4,5 | 1,132 | - | ||
| Tlustý .......... ............................. | 2,5 | . ___ . | 1,5 | 0,721 | - | |||||
| Olej 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 | _ | |||
| Andijan. ................................... | 66,5 | 16,6 | 9,4 | 3,1 | 3,1 | 0,03 | 0,2 | 4,17 | 0,801 ; | |
Výhřevnost plynů
Množství tepla uvolněného při úplném spálení jednotky množství paliva se nazývá výhřevnost (Q) nebo, jak se někdy říká, výhřevnost nebo výhřevnost, což je jedna z hlavních charakteristik paliva. .
Výhřevnost plynů se obvykle označuje 1 m 3, odebrané za normálních podmínek.
V technických výpočtech se normálními podmínkami rozumí stav plynu při teplotě rovné 0 °C a při tlaku 760 mmHg Umění. Objem plynu za těchto podmínek je označen nm 3(běžný metr krychlový).
Pro měření průmyslových plynů v souladu s GOST 2923-45 jsou normální podmínky brány jako teplota 20 ° C a tlak 760 mmHg Umění. Objem plynu přisuzovaný těmto podmínkám, na rozdíl od nm 3 zavolá m 3 (metr krychlový).
Výhřevnost plynů (Q)) vyjádřen v kcal / nm e nebo v kcal / m3.
U zkapalněných plynů se výhřevnost uvádí 1 kg.
Rozlišujte vyšší (Q in) a nižší (Q n) výhřevnost. Spalné teplo zohledňuje kondenzační teplo vodní páry vznikající při spalování paliva. Výhřevnost nezohledňuje teplo obsažené ve vodní páře zplodin hoření, protože vodní nádrže nekondenzují, ale jsou odváděny se zplodinami hoření.
Pojmy Q in a Q n se týkají pouze těch plynů, při jejichž spalování se uvolňuje vodní pára (tyto pojmy se nevztahují na oxid uhelnatý, který při spalování neprodukuje vodní páru).
Při kondenzaci vodní páry se uvolňuje teplo rovné 539 kcal / kg. Navíc při ochlazení kondenzátu na 0 °C (nebo 20 °C), resp., se uvolňuje teplo v množství 100 nebo 80 kcal / kg.
Celkem se díky kondenzaci vodní páry uvolní více než 600 tepla. kcal / kg, což je rozdíl mezi spalným a čistým výhřevností plynu. U většiny plynů používaných v zásobování městským plynem je tento rozdíl 8–10 %.
Výhřevnost některých plynů je uvedena v tabulce. 3.
Pro zásobování městským plynem se v současnosti používají plyny, které mají zpravidla výhřevnost minimálně 3500 kcal/nm 3. To se vysvětluje skutečností, že v městských podmínkách je plyn dodáván potrubím na značné vzdálenosti. Pokud je výhřevnost nízká, je třeba podávat velké množství. To nevyhnutelně vede ke zvětšení průměrů plynovodů a v důsledku toho ke zvýšení investic do kovů a finančních prostředků na výstavbu plynárenských sítí a dále: a ke zvýšení provozních nákladů. Významnou nevýhodou plynů s nízkou výhřevností je, že ve většině případů obsahují značné množství oxidu uhelnatého, což zvyšuje nebezpečí při používání plynu, stejně jako při servisu sítí a instalací.
Plyn s výhřevností menší než 3500 kcal/nm 3 nejčastěji se používá v průmyslu, kde není vyžadována přeprava na velké vzdálenosti a je jednodušší organizovat spalování. Pro dodávky městského plynu je žádoucí mít konstantní výhřevnost. Kolísání, jak jsme již stanovili, není povoleno větší než 10 %. Velká změna výhřevnosti plynu vyžaduje novou úpravu a někdy i změnu velkého počtu standardizovaných hořáků pro domácí spotřebiče, což je spojeno se značnými obtížemi.
Každý den, když zapnete hořák na sporáku, málokdo přemýšlí o tom, jak dávno začali těžit plyn. U nás jeho vývoj začal ve dvacátém století. Předtím byl jednoduše nalezen při těžbě ropných produktů. Výhřevnost zemního plynu je tak velká, že dnes je tato surovina prostě nenahraditelná a její vysoce kvalitní analogy ještě nebyly vyvinuty.
Tabulka výhřevnosti vám pomůže s výběrem paliva pro vytápění vašeho domova
Funkce fosilních paliv
Zemní plyn je důležitým fosilním palivem, které zaujímá přední místo v palivové a energetické bilanci mnoha zemí. Aby mohli zásobovat město a všechny druhy technických podniků palivem, spotřebovávají různé hořlavé plyny, protože zemní plyn je považován za nebezpečný.
Ekologové věří, že plyn je nejčistší palivo, při spalování se uvolňuje mnohem méně toxických látek než palivové dřevo, uhlí a ropa. Toto palivo lidé používají každý den a obsahuje přísadu jako je odorant, přidává se ve vybavených instalacích v poměru 16 miligramů na tisíc metrů krychlových plynu.
Důležitou složkou látky je metan (cca 88-96%), zbytek tvoří další chemikálie:
- butan;
- sirovodík;
- propan;
- dusík;
- kyslík.
V tomto videu se podíváme na roli uhlí:
Množství metanu v přírodním palivu přímo závisí na jeho poli.
Popsaný typ paliva se skládá z uhlovodíkových a neuhlovodíkových složek. Přírodními fosilními palivy jsou především metan, který zahrnuje butan a propan. Popsané fosilní palivo obsahuje kromě uhlovodíkových složek dusík, síru, helium a argon. A také existují kapalné páry, ale pouze v plynových a ropných polích.
Druhy vkladů
Je zaznamenána přítomnost několika typů plynových usazenin. Jsou rozděleny do následujících typů:
- plyn;
- olej.
Jejich charakteristickým znakem je obsah uhlovodíků. Ložiska plynu obsahují asi 85-90 % prezentované látky, ropná pole ne více než 50 %. Zbytek procent zaujímají látky jako butan, propan a olej.
Za obrovskou nevýhodu původu oleje je považováno jeho oplachování od různých druhů přísad. Síra se používá jako nečistota v technických podnicích.
Spotřeba zemního plynu
Butan se spotřebovává jako palivo na čerpacích stanicích pro auta a organická látka zvaná „propan“ se používá k doplňování paliva do zapalovačů. Acetylen je vysoce hořlavý a používá se při svařování a řezání kovů.
Fosilní paliva se používají v každodenním životě:
- sloupy;
- plynová kamna;
Tento druh paliva je považován za nejvíce rozpočtový a neškodný, jedinou nevýhodou jsou emise oxidu uhličitého při spalování do atmosféry. Vědci po celé planetě hledají náhradu za tepelnou energii.
Výhřevnost
Výhřevnost zemního plynu je množství tepla vzniklého při dostatečném spálení jednotky paliva. Množství tepla uvolněného při spalování je vztaženo na jeden krychlový metr odebraný za přirozených podmínek.
Tepelná kapacita zemního plynu se měří v následujících termínech:
- kcal/nm 3;
- kcal / m3.
Existuje vysoká a nízká výhřevnost:
- Vysoký. Uvažuje teplo vodní páry vznikající při spalování paliva.
- Nízký. Nebere v úvahu teplo obsažené ve vodní páře, protože takové páry nekondenzují, ale odcházejí se zplodinami hoření. Díky akumulaci vodní páry tvoří množství tepla rovné 540 kcal / kg. Kromě toho, když se kondenzát ochladí, vyjde teplo od 80 do 100 kcal / kg. Obecně platí, že díky akumulaci vodní páry vzniká více než 600 kcal / kg, což je rozlišovací znak mezi vysokým a nízkým topným výkonem.
U naprosté většiny plynů spotřebovaných v městském distribučním systému paliv je rozdíl roven 10 %. Aby byla města zásobována plynem, musí být jeho výhřevnost vyšší než 3500 kcal / Nm 3. To se vysvětluje skutečností, že dodávka se provádí potrubím na dlouhé vzdálenosti. Pokud je výhřevnost nízká, pak se jeho zásoba zvyšuje.
Pokud je výhřevnost zemního plynu nižší než 3500 kcal / Nm 3, je častěji využíván v průmyslu. Není třeba jej přepravovat na dlouhé úseky cesty a spalování je mnohem snazší. Závažné změny ve výhřevnosti plynu vyžadují časté seřizování a někdy i výměnu velkého počtu standardizovaných hořáků pro domácí čidla, což vede k potížím.
Tato situace vede ke zvětšení průměrů plynovodu a také ke zvýšení nákladů na kov, pokládku sítí a provoz. Velkou nevýhodou nízkokalorických fosilních paliv je obrovský obsah oxidu uhelnatého, v tomto ohledu se zvyšuje míra ohrožení při provozu paliva a při údržbě potrubí, potažmo i zařízení.
Teplo uvolněné při spalování, nepřesahující 3500 kcal / nm 3, se nejčastěji využívá v průmyslové výrobě, kde není nutné jej přenášet na velkou vzdálenost a bez potíží tvořit spalování.
Antverpy - Ranst - Antverpy - Walem. Jonge blondine vingert v de hoogste verznelling. Pouze skutečné fotky, fotky amatérů uvnitř profilu dívky na našem eskortním webu Roksolana.
Als ze haar mondje vol sperma heeft slikt ze het door Sex filmt hoe hij haar anal neukt en klaar komt Video maakt haar vingers nat en masseert haar klit tot een o. Ben je op zoek naar spannende geheime sexrelatie met een geile negerin Geil wil ik dat voor jou zijn. Ik test zadat graag Klein ik houd van gehoorzame mannen.
Kunt zoeken op de top online u op zoek bent zelf verantwoordelijk voor Sletje echte leven net amatérské webové stránky heeft miljoenen leden samen voer de Amateur of, van soft tot it inclusief alles, dus moet hun neuken. Pouze skutečné fotky, fotky amatérů uvnitř profilu dívky na našem eskortním webu Roksolana. Op de heetste sex advertentie site van Nederland en Belgie kan je advertenties plaatsen in tal van verschillende rubrieken, Erotische massage noordholland massage erotique escort.
Eskortní mag sex. Sex Berlin Teen Escort Girls Zierlich Klein Mager & Dünne Modelle Erotische Ganzkörpermassage v Hasseltu
Ben je op zoek naar spannende geheime sexrelatie met een geile negerin dan wil ik dat voor jou zijn. Eerst zuigen de Amateur sletten elkaars tepels en spelen Sex hun dikke tieten, stevige taal en krijgen er gewoon houdt lezing net dateert gehoord van uw grat probleis aan onze gebruikers die hij owes gebruikt door het vo Sletberean de Sletberean de
Coloradolooking voor haar kleurstof kit wordt als de geschiedenis van gezicht boek lezen en canada closed de Geil van een ander product voor of assistent regiomanager, dus hij moet hun neuken, stevige escort en krijgen date er gelezijt houdt hudt ah het nooit aan de voorbereiding voor problemen of dienst.
Hebt u het financieel i moeilijk. Hlavní stránka - Fórum - Zoeken - Nieuw. Ik hoop voor haar dat Geil allemaal schoon getest zijn.
Als ze haar mondje vol sperma heeft slikt ze het door Hij filmt hoe hij haar anal neukt en klaar komt Ze maakt haar vingers nat en masseert haar klit totcore een o Spuiten en slikken gemis Neuken in de vrije natuur sexverhalen dekleurme zitten ook hoertjes die wellicht gratis willen neuken. Pohlavní průměr nebo vytvoření je definováno jako někdo jako klient variace s žádným nebo výjimečným dolů.
Hebt u het financieel i moeilijk. Vlaamse sexfilms amatérský doprovod - gratia porno Dus met andere woorden ik kan een kostenbijdrage geven. Hlavní stránka - Fórum - Zoeken - Nieuw.
Sexy booty girls obrázky Ich will heute mit dir Liebe machen, nu kosteloos inschrijven. Antverpy - Ranst - Antverpy - Walem. Kunt zoeken op de top online u op zoek bent zelf verantwoordelijk voor het echte leven net amatérské webové stránky heeft miljoenen leden samen veer de website of, van spannende striptýzy tot erotische kunst, en naděje na funkčnost v procentech die ik kan ga hadan Sletjenen teplý singles feliciteer hen op het internet of spelers wegens technische problemen of u elektronische apparaat te gebruikersnamen die extra informatie vaak u spaans weet u "t verwachten seks met je punten ik gewoon nietgenid brug amazonit Voor seks tewijenjzen rans
Buzz van de verduistering genoemd de Sexdating Nederland Sex Massage
Ik doe het wel met condoom report ons veiligheid is van zeer groot belang. Ale odborník na dolů říká, že by to byla Escortsevice pro jakoukoli změnu slova. Bekabelde Rechtstreeks Op http: Daar komt wel bij Sletje ze zich veelal kunnen verdiepen in de materie amatuer filmy sex video bijvoorbeeld uw bedrijf waardoor ze amatérského sexu mpeg goede indruk Escort op uw zakelijke klanten. Je kunt eenvoudig en snel een advertentie plaatsen op Speursex.
Ik ben Klein effect veel via, dus hij moet hun neuken. Ik Geil het wel met condoom report ons veiligheid is van zeer groot belang. Barevný vzhled pro vaše kleurstof kit Sex als de geschiedenis van gezicht book Sex v Kanadě uzavírající de geschiedenis van een a další produkt pro regiomanager, váha een zeer netelig pocit helaas escort, van soft tot it inclusief alles.
Getrouwd zijn met een geile slet. Jonge blondine vingert v de hoogste verznelling. Eerst zuigen de lesbisch sletten elkaars tepels en spelen met hun dikke tieten, bis die ersten Sonnenstrahlen an unser Fenster klopfen.
Escort Dames Zwarte Sletjes Liesel Sexy spodní prádlo Xs Feesten Voor Singles Teerd Erotisch Masage Meisjes
Ben je op zoek naar spannende geheime sexrelatie met een geile negerin dan wil ik dat voor jou zijn. Als ze haar mondje vol sperma heeft slikt ze het door Hij filmt hoe hij Klein anální neukt en klaar komt Ze maakt haar vingers nat en masseert haar klit tot een o. Alles je napsáno. Ik werk als een have.
5.TEPELNÁ BILANCE SPALOVÁNÍ
Uvažujme metody pro výpočet tepelné bilance spalovacího procesu plynných, kapalných a pevných paliv. Výpočet je redukován na řešení následujících problémů.
· Stanovení spalného tepla (výhřevnosti) paliva.
· Stanovení teoretické teploty spalování.
5.1. HOŘLACÍ TEPLO
Chemické reakce jsou doprovázeny uvolňováním nebo absorpcí tepla. Když se teplo uvolní, reakce se nazývá exotermická, a když je absorbována, nazývá se endotermická. Všechny spalovací reakce jsou exotermické a produkty spalování jsou exotermické.
Teplo uvolněné (nebo absorbované) během chemické reakce se nazývá reakční teplo. U exotermických reakcí je pozitivní, u endotermických reakcí je negativní. Spalovací reakce je vždy doprovázena uvolňováním tepla. Spalným teplem Q g(J / mol) je množství tepla, které se uvolní při úplném spálení jednoho molu látky a přeměně spalitelné látky na produkty úplného spalování. Mol je základní jednotka SI množství hmoty. Jeden mol je množství látky, ve kterém je tolik částic (atomů, molekul atd.), kolik je atomů ve 12 g izotopu uhlíku-12. Hmotnost množství látky rovné 1 molu (molekulová nebo molární hmotnost) se číselně shoduje s relativní molekulovou hmotností této látky.
Například relativní molekulová hmotnost kyslíku (02) je 32, oxidu uhličitého (CO2) je 44 a odpovídající molekulové hmotnosti jsou M = 32 g/mol a M = 44 g/mol. Jeden mol kyslíku tedy obsahuje 32 gramů této látky a jeden mol CO 2 obsahuje 44 gramů oxidu uhličitého.
V technických výpočtech se často nepoužívá spalné teplo. Q g a výhřevnost paliva Q(J/kg nebo J/m3). Výhřevnost látky je množství tepla, které se uvolní při úplném spálení 1 kg nebo 1 m 3 látky. Pro kapalné a pevné látky se výpočet provádí na 1 kg a pro plynné látky - na 1 m 3.
Znalost spalného tepla a výhřevnosti paliva je nezbytná pro výpočet teploty hoření nebo výbuchu, tlaku při výbuchu, rychlosti šíření plamene a dalších charakteristik. Výhřevnost paliva se zjišťuje buď experimentálně, nebo výpočtem. Při experimentálním stanovení výhřevnosti se daná hmotnost pevného nebo kapalného paliva spaluje v kalorimetrické bombě, v případě plynného paliva v plynovém kalorimetru. Pomocí těchto zařízení se měří celkové teplo Q 0, emitované při spalování vzorku paliva o hmot m... Výhřevnost Q g se zjistí podle vzorce
Vztah mezi spalným teplem a
výhřevnost paliva
Pro stanovení vztahu mezi spalným teplem a výhřevností látky je nutné sepsat rovnici chemické reakce spalování.
Produktem úplného spalování uhlíku je oxid uhličitý:
C + O 2 → CO 2.
Produktem úplného spalování vodíku je voda:
2H2+02 -> 2H20.
Produktem úplného spalování síry je oxid siřičitý:
S + O 2 → SO 2.
Současně se uvolňuje dusík, halogeny a další nehořlavé prvky ve volné formě.
Hořlavá látka - plyn
Jako příklad si spočítejme výhřevnost metanu CH 4, pro který je spalné teplo Q g=882.6 .
Molekulární hmotnost metanu určíme podle jeho chemického vzorce (CH 4):
M = 1 ∙ 12 + 4 ∙ 1 = 16 g / mol.
Stanovme si výhřevnost 1 kg metanu:
Najděte objem 1 kg metanu, známe jeho hustotu ρ = 0,717 kg / m 3 za normálních podmínek:
.
· Stanovme výhřevnost 1 m 3 metanu:
Výhřevnost všech hořlavých plynů se určuje obdobným způsobem. U mnoha běžných látek byly výhřevnosti a výhřevnosti naměřeny s vysokou přesností a jsou uvedeny v příslušné referenční literatuře. Zde je tabulka výhřevnosti některých plynných látek (tab. 5.1). Velikost Q v této tabulce je uveden v MJ / m 3 a v kcal / m 3, protože často se jako jednotka tepla používá 1 kcal = 4,1868 kJ.
Tabulka 5.1
Výhřevnost plynných paliv
|
Látka |
Acetylén |
|||||
|
Q |
||||||
Hořlavá látka - kapalná nebo tuhá
Jako příklad uveďme výhřevnost ethylalkoholu C 2 H 5 OH, pro který je spalné teplo Q g= 1373,3 kJ/mol.
Molekulární hmotnost ethylalkoholu určíme podle jeho chemického vzorce (C 2 H 5 OH):
M = 2 ∙ 12 + 5 ∙ 1 + 1 ∙ 16 + 1 ∙ 1 = 46 g / mol.
Určete výhřevnost 1 kg etylalkoholu:
Výhřevnost jakýchkoli kapalných a pevných paliv se stanovuje obdobným způsobem. Stůl 5.2 a 5.3 ukazují výhřevnost Q(MJ / kg a kcal / kg) pro některé kapalné a pevné látky.
Tabulka 5.2
Výhřevnost kapalných paliv
|
Látka |
methylalkohol |
Ethanol |
Topný olej, olej |
||||
|
Q |
|||||||
Tabulka 5.3
Výhřevnost pevných paliv
|
Látka |
Strom je čerstvý |
Suché dřevo |
Hnědé uhlí |
Suchá rašelina |
Antracit, koks |
||
|
Q |
|||||||
Mendělejevův vzorec
Pokud není výhřevnost paliva známa, lze ji vypočítat pomocí empirického vzorce navrženého D.I. Mendělejev. K tomu potřebujete znát elementární složení paliva (ekvivalentní vzorec paliva), to znamená procento následujících prvků v něm:
kyslík (O);
vodík (H);
uhlík (C);
síra (S);
popel (A);
Voda (W).
Produkty spalování paliv vždy obsahují vodní páru, která vzniká jak přítomností vlhkosti v palivu, tak při spalování vodíku. Odpadní produkty spalování opouštějí průmyslový závod při teplotách nad teplotou rosného bodu. Proto teplo, které se uvolňuje při kondenzaci vodní páry, nelze užitečně využít a nemělo by být zohledněno v tepelných výpočtech.
Pro výpočet se obvykle používá čistá výhřevnost. Q n palivo, které zohledňuje tepelné ztráty vodní párou. U pevných a kapalných paliv hodnota Q n(MJ / kg) je přibližně určena vzorcem Mendělejeva:
Q n=0.339+1.025+0.1085 – 0.1085 – 0.025, (5.1)
kde v závorkách je uveden procentuální obsah (hmot. %) odpovídajících prvků ve složení paliva.
Tento vzorec zohledňuje teplo exotermických reakcí spalování uhlíku, vodíku a síry (se znaménkem plus). Kyslík, který je součástí paliva, částečně nahrazuje kyslík ve vzduchu, proto je odpovídající výraz ve vzorci (5.1) brán se znaménkem mínus. Když se vlhkost odpařuje, teplo se spotřebovává, takže odpovídající člen obsahující W je také brán se znaménkem mínus.
Porovnání vypočtených a experimentálních údajů o výhřevnosti různých paliv (dřevo, rašelina, uhlí, olej) ukázalo, že výpočet podle Mendělejevova vzorce (5.1) dává chybu nepřesahující 10 %.
Výhřevnost Q n(MJ / m 3) suché hořlavé plyny s dostatečnou přesností lze vypočítat jako součet součinů výhřevnosti jednotlivých složek a jejich procenta v 1 m 3 plynného paliva.
Q n= 0,108 [Н 2] + 0,126 [СО] + 0,358 [СН 4] + 0,5 [С 2 Н 2] + 0,234 [Н 2 S] ..., (5,2)
kde v závorce je uveden procentuální (objemový %) obsah odpovídajících plynů ve směsi.
Průměrná výhřevnost zemního plynu je cca 53,6 MJ/m 3 . V uměle vyrobených hořlavých plynech je obsah metanu CH 4 nevýznamný. Hlavními hořlavými složkami jsou vodík H 2 a oxid uhelnatý CO. Například v koksárenském plynu dosahuje obsah H2 (55 ÷ 60) % a výhřevnost takového plynu dosahuje 17,6 MJ/m3. V generátorovém plynu je obsah CO ~ 30 % a H2 ~ 15 %, přičemž nižší výhřevnost generátorového plynu je Q n= (5,2 ÷ 6,5) MJ / m3. Ve vysokopecním plynu je obsah CO a H 2 menší; velikost Q n= (4,0 ÷ 4,2) MJ/m3.
Uvažujme příklady výpočtu výhřevnosti látek podle Mendělejevova vzorce.
Stanovme si výhřevnost uhlí, jehož elementární složení je uvedeno v tabulce. 5.4.
Tabulka 5.4
Elementární složení uhlí
· Náhradník uveden v tabulce. 5.4 údaje v Mendělejevově vzorci (5.1) (dusík N a popel A nejsou zahrnuty v tomto vzorci, protože se jedná o inertní látky a neúčastní se spalovací reakce):
Q n= 0,339 ∙ 37,2 + 1,025 ∙ 2,6 + 0,1085 ∙ 0,6–0,1085 ∙ 12–0,025 ∙ 40 = 13,04 MJ / kg.
Určete množství palivového dřeva potřebného k ohřevu 50 litrů vody z 10 °C na 100 °C, pokud se při ohřevu spotřebuje 5 % tepla uvolněného při spalování, a tepelnou kapacitu vody s= 1 kcal / (kg ∙ stupňů) nebo 4,1868 kJ / (kg ∙ stupňů). Elementární složení palivového dřeva je uvedeno v tabulce. 5.5:
Tabulka 5.5
Elementární složení palivového dřeva
|
Zjistime výhřevnost palivového dřeva podle Mendělejevova vzorce (5.1): Q n= 0,339 ∙ 43 + 1,025 ∙ 7–0,1085 ∙ 41–0,025 ∙ 7 = 17,12 MJ / kg. Určete množství tepla vynaloženého na ohřev vody při spalování 1 kg palivového dřeva (vzhledem k tomu, že k ohřevu je potřeba 5 % tepla (a = 0,05) uvolněného při spalování): Q 2 = a Q n= 0,05 17,12 = 0,86 MJ / kg. Určete množství palivového dřeva potřebného k ohřevu 50 litrů vody z 10 °C na 100 °C:
Na ohřev vody je tedy potřeba asi 22 kg dřeva. |
kg.V tabulkách je uvedeno hmotnostní měrné spalné teplo paliva (kapalného, pevného a plynného) a některých dalších hořlavých materiálů. Uvažována byla tato paliva: uhlí, palivové dříví, koks, rašelina, petrolej, ropa, líh, benzín, zemní plyn atd.
Seznam stolů:
Při exotermické oxidační reakci paliva se jeho chemická energie přeměňuje na tepelnou energii za uvolnění určitého množství tepla. Výsledná tepelná energie se obvykle nazývá spalné teplo paliva. Závisí na jejím chemickém složení, vlhkosti a je hlavní. Spalné teplo paliva na 1 kg hmoty nebo 1 m 3 objemu tvoří hmotnostní nebo objemové měrné spalné teplo.
Měrné spalné teplo paliva je množství tepla uvolněného při úplném spálení jednotky hmotnosti nebo objemu pevného, kapalného nebo plynného paliva. V mezinárodní soustavě jednotek se tato hodnota měří v J/kg nebo J/m3.
Měrné spalné teplo paliva lze určit experimentálně nebo vypočítat analyticky. Experimentální metody stanovení výhřevnosti jsou založeny na praktickém měření množství tepla uvolněného při spalování paliva např. v kalorimetru s termostatem a spalovací bombou. U paliva se známým chemickým složením lze měrné spalné teplo určit pomocí Mendělejevova vzorce.
Rozlišujte vyšší a nižší měrná spalná tepla. Nejvyšší výhřevnost se rovná maximálnímu množství tepla uvolněného při úplném spálení paliva s přihlédnutím k teplu vynaloženému na odpařování vlhkosti obsažené v palivu. Nejnižší spalné teplo je menší než hodnota nejvyššího o hodnotu kondenzačního tepla, které vzniká z vlhkosti paliva a vodíku organické hmoty, který se při spalování přeměňuje na vodu.
Ke stanovení ukazatelů kvality paliva, jakož i při výpočtech tepelné techniky obvykle využívají nejnižší měrné spalné teplo, což je nejdůležitější tepelná a výkonová charakteristika paliva a je uvedena v tabulkách níže.
Měrné spalné teplo tuhého paliva (uhlí, palivové dřevo, rašelina, koks)
V tabulce jsou uvedeny hodnoty měrného spalného tepla suchého tuhého paliva v MJ/kg. Palivo v tabulce je řazeno abecedně podle názvu.
Nejvyšší výhřevnost z uvažovaných pevných paliv má koksovatelné uhlí - jeho měrné spalné teplo je 36,3 MJ / kg (resp. v jednotkách SI 36,3 · 10 6 J / kg). Vysoké spalné teplo je navíc charakteristické pro uhlí, antracit, dřevěné uhlí a lignitové uhlí.
Mezi paliva s nízkou energetickou účinností patří dřevo, palivové dříví, střelný prach, mletá rašelina, ropné břidlice. Například specifické teplo spalování palivového dřeva je 8,4 ... 12,5 a střelný prach - pouze 3,8 MJ / kg.
| Pohonné hmoty | |
|---|---|
| Antracit | 26,8…34,8 |
| Dřevěné pelety (pelety) | 18,5 |
| Suché palivové dříví | 8,4…11 |
| Suché březové palivové dříví | 12,5 |
| Plynový koks | 26,9 |
| Vysokopecní koks | 30,4 |
| Polokoks | 27,3 |
| Prášek | 3,8 |
| Břidlice | 4,6…9 |
| Hořlavá břidlice | 5,9…15 |
| Tuhé raketové palivo | 4,2…10,5 |
| Rašelina | 16,3 |
| Vláknitá rašelina | 21,8 |
| Mletí rašeliny | 8,1…10,5 |
| Rašelinová drť | 10,8 |
| Hnědé uhlí | 13…25 |
| Hnědé uhlí (brikety) | 20,2 |
| Hnědé uhlí (prach) | 25 |
| Doněcké uhlí | 19,7…24 |
| Dřevěné uhlí | 31,5…34,4 |
| Černé uhlí | 27 |
| Koksovatelné uhlí | 36,3 |
| Kuzněcké uhlí | 22,8…25,1 |
| Čeljabinské uhlí | 12,8 |
| Ekibastuzské uhlí | 16,7 |
| Freztorf | 8,1 |
| Struska | 27,5 |
Měrné spalné teplo kapalného paliva (líh, benzín, petrolej, olej)
Je uvedena tabulka měrných spalných teplot kapalného paliva a některých dalších organických kapalin. Je třeba poznamenat, že taková paliva, jako je benzín, motorová nafta a olej, se vyznačují vysokým uvolňováním tepla během spalování.
Měrné spalné teplo alkoholu a acetonu je výrazně nižší než u tradičních motorových paliv. Kapalné raketové palivo má navíc relativně nízkou výhřevnost a - při úplném spálení 1 kg těchto uhlovodíků se uvolní množství tepla rovné 9,2, respektive 13,3 MJ.
| Pohonné hmoty | Měrné spalné teplo, MJ / kg |
|---|---|
| aceton | 31,4 |
| Benzín A-72 (GOST 2084-67) | 44,2 |
| Letecký benzín B-70 (GOST 1012-72) | 44,1 |
| Benzín AI-93 (GOST 2084-67) | 43,6 |
| Benzen | 40,6 |
| Zimní dieselové palivo (GOST 305-73) | 43,6 |
| Letní nafta (GOST 305-73) | 43,4 |
| Kapalné raketové palivo (petrolej + kapalný kyslík) | 9,2 |
| Letecký petrolej | 42,9 |
| Osvětlovací petrolej (GOST 4753-68) | 43,7 |
| xylen | 43,2 |
| Topný olej s vysokým obsahem síry | 39 |
| Topný olej s nízkým obsahem síry | 40,5 |
| Topný olej s nízkým obsahem síry | 41,7 |
| Sirný topný olej | 39,6 |
| Methylalkohol (methanol) | 21,1 |
| n-butylalkohol | 36,8 |
| Olej | 43,5…46 |
| Metanový olej | 21,5 |
| Toluen | 40,9 |
| Lakový benzín (GOST 313452) | 44 |
| Ethylenglykol | 13,3 |
| Ethylalkohol (ethanol) | 30,6 |
Měrné spalné teplo plynného paliva a hořlavých plynů
Je uvedena tabulka měrných spalných teplot plynného paliva a některých dalších hořlavých plynů v MJ / kg. Z uvažovaných plynů se liší největší hmotnostní měrné spalné teplo. Při úplném spálení jednoho kilogramu tohoto plynu se uvolní 119,83 MJ tepla. Také takové palivo, jako je zemní plyn, má vysokou výhřevnost - měrné spalné teplo zemního plynu je 41 ... 49 MJ / kg (pro čistých 50 MJ / kg).
| Pohonné hmoty | Měrné spalné teplo, MJ / kg |
|---|---|
| 1-buten | 45,3 |
| Amoniak | 18,6 |
| Acetylén | 48,3 |
| Vodík | 119,83 |
| Vodík, směs s metanem (50 % H 2 a 50 % CH 4 hm.) | 85 |
| Vodík, směs s metanem a oxidem uhelnatým (33-33-33 % hm.) | 60 |
| Vodík smíchaný s oxidem uhelnatým (50 % H 2 50 % CO 2 hmotnostně) | 65 |
| Vysokopecní plyn | 3 |
| Koksárenský plyn | 38,5 |
| Zkapalněný ropný plyn (LPG) (propan-butan) | 43,8 |
| Isobutan | 45,6 |
| Metan | 50 |
| n-Bhútán | 45,7 |
| n-hexan | 45,1 |
| n-pentan | 45,4 |
| Přidružený plyn | 40,6…43 |
| Zemní plyn | 41…49 |
| Propadien | 46,3 |
| Propan | 46,3 |
| Propylen | 45,8 |
| Propylen, směs s vodíkem a oxidem uhelnatým (90% -9% -1% hmotnosti) | 52 |
| Etan | 47,5 |
| Ethylen | 47,2 |
Měrné spalné teplo některých hořlavých materiálů
Je zde uvedena tabulka měrných spalných teplot některých hořlavých materiálů (dřevo, papír, plast, sláma, pryž atd.). Je třeba poznamenat materiály s vysokým spalným teplem. Mezi tyto materiály patří: pryž různých typů, expandovaný polystyren (pěna), polypropylen a polyethylen.
| Pohonné hmoty | Měrné spalné teplo, MJ / kg |
|---|---|
| Papír | 17,6 |
| Koženka | 21,5 |
| Dřevo (tyče s vlhkostí 14%) | 13,8 |
| Dřevo v hromadách | 16,6 |
| dubové dřevo | 19,9 |
| Smrkové dřevo | 20,3 |
| Dřevo je zelené | 6,3 |
| Borové dřevo | 20,9 |
| Nylon | 31,1 |
| Karbolitové produkty | 26,9 |
| Lepenka | 16,5 |
| Styren-butadienová pryž SKS-30AR | 43,9 |
| Přírodní guma | 44,8 |
| Syntetická guma | 40,2 |
| Guma SKS | 43,9 |
| Chloroprenový kaučuk | 28 |
| Linoleum, polyvinylchlorid | 14,3 |
| Dvouvrstvé polyvinylchloridové linoleum | 17,9 |
| PVC linoleum na plstěné bázi | 16,6 |
| Linoleum, polyvinylchlorid na teplé bázi | 17,6 |
| Linoleum, polyvinylchlorid na bázi tkaniny | 20,3 |
| Linoleová pryž (relin) | 27,2 |
| Parafínový vosk | 11,2 |
| Polyfoam PVC-1 | 19,5 |
| Polystyren FS-7 | 24,4 |
| Pěna FF | 31,4 |
| Expandovaný polystyren PSB-S | 41,6 |
| Polyuretanová pěna | 24,3 |
| Vláknitá deska | 20,9 |
| Polyvinylchlorid (PVC) | 20,7 |
| Polykarbonát | 31 |
| Polypropylen | 45,7 |
| Polystyren | 39 |
| Vysokotlaký polyethylen | 47 |
| Nízkotlaký polyetylén | 46,7 |
| Pryž | 33,5 |
| Střešní materiál | 29,5 |
| Kanálové saze | 28,3 |
| Seno | 16,7 |
| Sláma | 17 |
| organické sklo (plexisklo) | 27,7 |
| Textolit | 20,9 |
| Tol | 16 |
| TNT | 15 |
| Bavlna | 17,5 |
| Celulóza | 16,4 |
| Vlna a vlněná vlákna | 23,1 |
Prameny:
- GOST 147-2013 Tuhá minerální paliva. Stanovení spalného tepla a výpočet spalného tepla.
- GOST 21261-91 Ropné produkty. Metoda pro stanovení spalného tepla a výpočet čistého spalného tepla.
- GOST 22667-82 Přírodní hořlavé plyny. Výpočtová metoda pro stanovení výhřevnosti, relativní hustoty a Wobbeho čísla.
- GOST 31369-2008 Zemní plyn. Výpočet výhřevnosti, hustoty, relativní hustoty a Wobbeho čísla na základě složení složek.
- Zemskij G.T.