ईंधन क्या है?

यह एक घटक या पदार्थों का मिश्रण है जो गर्मी की रिहाई से जुड़े रासायनिक परिवर्तनों में सक्षम हैं। विभिन्न प्रकार के ईंधन में ऑक्सीडाइज़र की मात्रात्मक सामग्री भिन्न होती है, जिसका उपयोग तापीय ऊर्जा को मुक्त करने के लिए किया जाता है।

व्यापक अर्थों में, ईंधन एक ऊर्जा वाहक है, अर्थात संभावित ऊर्जा का एक संभावित प्रकार है।

वर्गीकरण

वर्तमान में, ईंधन को उनके एकत्रीकरण की स्थिति के अनुसार तरल, ठोस, गैसीय में विभाजित किया जाता है।

पत्थर और जलाऊ लकड़ी, एन्थ्रेसाइट को एक ठोस प्राकृतिक प्रजाति माना जाता है। ब्रिकेट, कोक, थर्मोएंथ्रेसाइट कृत्रिम ठोस ईंधन की किस्में हैं।

तरल पदार्थों में ऐसे पदार्थ शामिल होते हैं जिनमें कार्बनिक मूल के पदार्थ होते हैं। उनके मुख्य घटक हैं: ऑक्सीजन, कार्बन, नाइट्रोजन, हाइड्रोजन, सल्फर। कृत्रिम तरल ईंधन विभिन्न प्रकार के रेजिन, ईंधन तेल होंगे।

यह विभिन्न गैसों का मिश्रण है: एथिलीन, मीथेन, प्रोपेन, ब्यूटेन। उनके अलावा, में गैसीय ईंधनकार्बन डाइऑक्साइड है और कार्बन मोनोआक्साइडएस, हाइड्रोजन सल्फाइड, नाइट्रोजन, जल वाष्प, ऑक्सीजन।

ईंधन संकेतक

दहन का मुख्य संकेतक। उष्मा-रसायन में ऊष्मीय मान ज्ञात करने का सूत्र माना जाता है। "संदर्भ ईंधन" का उत्सर्जन करें, जिसका अर्थ है 1 किलोग्राम एन्थ्रेसाइट का कैलोरी मान।

घरेलू हीटिंग तेल कम बिजली के हीटिंग उपकरणों में दहन के लिए अभिप्रेत है, जो आवासीय परिसर में स्थित हैं, गर्मी जनरेटर का उपयोग किया जाता है कृषिचारा सुखाने के लिए, डिब्बाबंदी।

ईंधन के दहन की विशिष्ट ऊष्मा एक ऐसा मूल्य है जो 1 मीटर 3 या एक किलोग्राम के द्रव्यमान के साथ ईंधन के पूर्ण दहन के दौरान बनने वाली ऊष्मा की मात्रा को प्रदर्शित करता है।

इस मान को मापने के लिए, J / kg, J / m 3, कैलोरी / m 3 का उपयोग किया जाता है। दहन की गर्मी निर्धारित करने के लिए, कैलोरीमेट्री विधि का उपयोग करें।

ईंधन के दहन की विशिष्ट ऊष्मा में वृद्धि के साथ, विशिष्ट ईंधन की खपत कम हो जाती है, और दक्षता अपरिवर्तित रहती है।

पदार्थों के दहन की गर्मी एक ठोस, तरल, गैसीय पदार्थ के ऑक्सीकरण के दौरान जारी ऊर्जा की मात्रा है।

यह रासायनिक संरचना, साथ ही दहनशील पदार्थ के एकत्रीकरण की स्थिति से निर्धारित होता है।

दहन उत्पादों की विशेषताएं

उच्च और कम गर्मीदहन ईंधन के दहन के बाद प्राप्त पदार्थों में पानी के एकत्रीकरण की स्थिति से जुड़ा है।

सकल ऊष्मीय मान किसी पदार्थ के पूर्ण दहन के दौरान निकलने वाली ऊष्मा की मात्रा है। इस मान में जल वाष्प के संघनन की गर्मी शामिल है।

कम काम करने वाला कैलोरी मान वह मान है जो जल वाष्प के संघनन की गर्मी को ध्यान में रखे बिना दहन के दौरान गर्मी की रिहाई से मेल खाता है।

संघनन की गुप्त ऊष्मा जलवाष्प के संघनन की ऊर्जा का मान है।

गणितीय संबंध

उच्च और निम्न ऊष्मीय मान निम्नलिखित संबंधों से संबंधित हैं:

क्यू बी = क्यू एच + के (डब्ल्यू + 9 एच)

जहां W दहनशील पदार्थ में पानी के वजन (% में) की मात्रा है;

H दहनशील पदार्थ में हाइड्रोजन (द्रव्यमान द्वारा%) की मात्रा है;

के - 6 किलो कैलोरी/किलो का गुणांक

गणना के तरीके

उच्च और निम्न ऊष्मीय मान दो मुख्य विधियों द्वारा निर्धारित किया जाता है: परिकलित और प्रायोगिक।

प्रयोगात्मक गणना के लिए कैलोरीमीटर का उपयोग किया जाता है। सबसे पहले इसमें ईंधन का एक नमूना जलाया जाता है। इस मामले में निकलने वाली गर्मी पूरी तरह से पानी द्वारा अवशोषित हो जाती है। पानी के द्रव्यमान के बारे में एक विचार होने पर, उसके तापमान को बदलकर उसके दहन की गर्मी का मूल्य निर्धारित करना संभव है।

इस तकनीक को सरल और प्रभावी माना जाता है, यह केवल तकनीकी विश्लेषण डेटा के ज्ञान को ग्रहण करता है।

गणना पद्धति में, उच्चतम और निम्नतम ऊष्मीय मान की गणना मेंडलीफ सूत्र के अनुसार की जाती है।

क्यू पी एच \u003d 339 सी पी + 1030 एच पी -109 (ओ पी-एस पी) - 25 डब्ल्यू पी (केजे / किग्रा)

यह कार्य संरचना (प्रतिशत में) में कार्बन, ऑक्सीजन, हाइड्रोजन, जल वाष्प, सल्फर की सामग्री को ध्यान में रखता है। दहन के दौरान गर्मी की मात्रा संदर्भ ईंधन को ध्यान में रखकर निर्धारित की जाती है।

गैस के दहन की गर्मी आपको एक विशेष प्रकार के ईंधन के उपयोग की दक्षता की पहचान करने के लिए प्रारंभिक गणना करने की अनुमति देती है।

उत्पत्ति की विशेषताएं

यह समझने के लिए कि एक निश्चित ईंधन के दहन के दौरान कितनी गर्मी निकलती है, इसकी उत्पत्ति का अंदाजा होना जरूरी है।

प्रकृति में है विभिन्न प्रकारठोस ईंधन, जो संरचना और गुणों में भिन्न होते हैं।

इसका गठन कई चरणों के माध्यम से किया जाता है। पहले पीट बनता है, फिर भूरा और कठोर कोयला प्राप्त होता है, फिर एन्थ्रेसाइट बनता है। ठोस ईंधन के निर्माण के मुख्य स्रोत पत्ते, लकड़ी और सुइयां हैं। मरते हुए, पौधों के हिस्से, हवा के संपर्क में आने पर, कवक द्वारा नष्ट हो जाते हैं, पीट बनाते हैं। इसका संचय भूरे रंग के द्रव्यमान में बदल जाता है, फिर भूरी गैस प्राप्त होती है।

उच्च दाब और तापमान पर ब्राउन गैस कोयले में बदल जाती है, फिर ईंधन एन्थ्रेसाइट के रूप में जमा हो जाता है।

कार्बनिक पदार्थों के अलावा, ईंधन में अतिरिक्त गिट्टी होती है। कार्बनिक उस भाग को मानते हैं जो कार्बनिक पदार्थों से बना था: हाइड्रोजन, कार्बन, नाइट्रोजन, ऑक्सीजन। इन रासायनिक तत्वों के अलावा, इसमें गिट्टी होती है: नमी, राख।

फर्नेस तकनीक में जले हुए ईंधन के काम करने वाले, सूखे, साथ ही दहनशील द्रव्यमान का आवंटन शामिल है। उपभोक्ता को आपूर्ति किए जाने वाले कार्यशील द्रव्यमान को उसके मूल रूप में ईंधन कहा जाता है। शुष्क भार एक रचना है जिसमें पानी नहीं होता है।

संयोजन

सबसे मूल्यवान घटक कार्बन और हाइड्रोजन हैं।

ये तत्व किसी भी प्रकार के ईंधन में पाए जाते हैं। पीट और लकड़ी में, कार्बन का प्रतिशत 58 प्रतिशत, काले और भूरे कोयले में - 80% तक पहुँच जाता है, और एन्थ्रेसाइट में यह वजन से 95 प्रतिशत तक पहुँच जाता है। इस सूचक के आधार पर, ईंधन के दहन के दौरान निकलने वाली ऊष्मा की मात्रा में परिवर्तन होता है। हाइड्रोजन किसी भी ईंधन का दूसरा सबसे महत्वपूर्ण तत्व है। ऑक्सीजन के संपर्क में, यह नमी बनाता है, जो किसी भी ईंधन के थर्मल मूल्य को काफी कम कर देता है।

इसका प्रतिशत तेल शेल में 3.8 से लेकर ईंधन तेल में 11 तक है। ऑक्सीजन, जो ईंधन का हिस्सा है, गिट्टी का काम करती है।

यह गर्मी पैदा करने वाला नहीं है रासायनिक तत्वइसलिए, दहन की गर्मी के मूल्य को नकारात्मक रूप से प्रभावित करता है। दहन उत्पादों में मुक्त या बाध्य रूप में निहित नाइट्रोजन का दहन हानिकारक अशुद्धता माना जाता है, इसलिए इसकी मात्रा स्पष्ट रूप से सीमित है।

सल्फर सल्फेट, सल्फाइड और सल्फर डाइऑक्साइड गैसों के रूप में ईंधन की संरचना में शामिल है। हाइड्रेटेड होने पर, सल्फर ऑक्साइड सल्फ्यूरिक एसिड बनाते हैं, जो बॉयलर उपकरण को नष्ट कर देता है और वनस्पति और जीवों पर प्रतिकूल प्रभाव डालता है।

इसीलिए सल्फर एक रासायनिक तत्व है, जिसकी प्राकृतिक ईंधन में उपस्थिति अत्यधिक अवांछनीय है। काम करने वाले कमरे में प्रवेश करते समय, सल्फर यौगिक ऑपरेटिंग कर्मियों के लिए महत्वपूर्ण विषाक्तता का कारण बनते हैं।

इसकी उत्पत्ति के आधार पर राख तीन प्रकार की होती है:

• मुख्य;
• माध्यमिक;
• तृतीयक

प्राथमिक रूप पौधों में निहित खनिज पदार्थों से बनता है। माध्यमिक राख का निर्माण गठन के दौरान रेत और मिट्टी द्वारा पौधों के अवशेषों के अंतर्ग्रहण के परिणामस्वरूप होता है।

तृतीयक राख निष्कर्षण, भंडारण और इसके परिवहन की प्रक्रिया में ईंधन का हिस्सा बन जाती है। राख के एक महत्वपूर्ण जमाव के साथ, बॉयलर इकाई की हीटिंग सतह पर गर्मी हस्तांतरण में कमी होती है, गैसों से पानी में गर्मी हस्तांतरण की मात्रा कम हो जाती है। राख की एक बड़ी मात्रा बॉयलर के संचालन को नकारात्मक रूप से प्रभावित करती है।

आखिरकार

किसी भी प्रकार के ईंधन की दहन प्रक्रिया पर वाष्पशील पदार्थों का महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। उनका आउटपुट जितना बड़ा होगा, फ्लेम फ्रंट का वॉल्यूम उतना ही बड़ा होगा। उदाहरण के लिए, कोयला, पीट, आसानी से आग पकड़ लेता है, प्रक्रिया नगण्य गर्मी के नुकसान के साथ होती है। वाष्पशील अशुद्धियों को दूर करने के बाद जो कोक बचता है उसमें केवल खनिज और कार्बन यौगिक होते हैं। ईंधन की विशेषताओं के आधार पर, गर्मी की मात्रा काफी भिन्न होती है।

रासायनिक संरचना के आधार पर, ठोस ईंधन के निर्माण के तीन चरणों को प्रतिष्ठित किया जाता है: पीट, लिग्नाइट, कोयला।

प्राकृतिक लकड़ी का उपयोग छोटे बॉयलर संयंत्रों में किया जाता है। ज्यादातर लकड़ी के चिप्स, चूरा, स्लैब, छाल का उपयोग किया जाता है, जलाऊ लकड़ी का उपयोग कम मात्रा में किया जाता है। लकड़ी के प्रकार के आधार पर, निकलने वाली गर्मी की मात्रा काफी भिन्न होती है।

जैसे-जैसे कैलोरी मान घटता है, जलाऊ लकड़ी कुछ लाभ प्राप्त करती है: तेजी से ज्वलनशीलता, न्यूनतम राख सामग्री, और सल्फर के निशान की अनुपस्थिति।

प्राकृतिक या सिंथेटिक ईंधन की संरचना के बारे में विश्वसनीय जानकारी, उनका कैलोरी मान, थर्मोकेमिकल गणना करने का एक शानदार तरीका है।

वर्तमान में, ठोस, गैसीय, तरल ईंधन के लिए उन मुख्य विकल्पों की पहचान करने का एक वास्तविक अवसर है जो किसी विशेष स्थिति में उपयोग करने के लिए सबसे कुशल और सस्ता हो जाएगा।

प्राकृतिक गैसों के भौतिक और रासायनिक गुण

पर प्राकृतिक गैसेंकोई रंग, गंध, स्वाद नहीं है।

प्राकृतिक गैसों के मुख्य संकेतकों में शामिल हैं: संरचना, दहन की गर्मी, घनत्व, दहन और प्रज्वलन तापमान, विस्फोटक सीमा और विस्फोट दबाव।

शुद्ध गैस क्षेत्रों से प्राकृतिक गैसों में मुख्य रूप से मीथेन (82-98%) और अन्य हाइड्रोकार्बन होते हैं।

दहनशील गैस में दहनशील और गैर-दहनशील पदार्थ होते हैं। दहनशील गैसों में शामिल हैं: हाइड्रोकार्बन, हाइड्रोजन, हाइड्रोजन सल्फाइड। गैर-ज्वलनशील पदार्थों में शामिल हैं: कार्बन डाइऑक्साइड, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और जल वाष्प। उनकी संरचना कम है और 0.1-0.3% सीओ 2 और 1-14% एन 2 की मात्रा है। निष्कर्षण के बाद, गैस से जहरीली हाइड्रोजन सल्फाइड गैस निकाली जाती है, जिसकी सामग्री 0.02 g/m3 से अधिक नहीं होनी चाहिए।

ऊष्मीय मान 1 m3 गैस के पूर्ण दहन के दौरान निकलने वाली ऊष्मा की मात्रा है। दहन की ऊष्मा गैस के kcal/m3, kJ/m3 में मापी जाती है। शुष्क प्राकृतिक गैस का ऊष्मीय मान 8000-8500 kcal/m 3 है।

किसी पदार्थ के द्रव्यमान और उसके आयतन के अनुपात से परिकलित मान पदार्थ का घनत्व कहलाता है। घनत्व किलो/एम3 में मापा जाता है। प्राकृतिक गैस का घनत्व पूरी तरह से इसकी संरचना पर निर्भर करता है और c = 0.73-0.85 किग्रा/एम3 के भीतर होता है।

किसी भी दहनशील गैस की सबसे महत्वपूर्ण विशेषता गर्मी उत्पादन है, यानी गैस के पूर्ण दहन के साथ प्राप्त अधिकतम तापमान, यदि दहन के लिए हवा की आवश्यक मात्रा दहन के रासायनिक सूत्रों से बिल्कुल मेल खाती है, और गैस और हवा का प्रारंभिक तापमान शून्य है।

प्राकृतिक गैसों की ऊष्मा क्षमता लगभग 2000 -2100 °C, मीथेन - 2043 °C होती है। भट्टियों में वास्तविक दहन तापमान गर्मी उत्पादन की तुलना में बहुत कम है और दहन की स्थिति पर निर्भर करता है।

इग्निशन तापमान वायु-ईंधन मिश्रण का तापमान है जिस पर मिश्रण बिना प्रज्वलन स्रोत के प्रज्वलित होता है। प्राकृतिक गैस के लिए, यह 645-700 डिग्री सेल्सियस की सीमा में है।

सभी दहनशील गैसें विस्फोटक होती हैं, जो खुली लौ या चिंगारी से प्रज्वलित करने में सक्षम होती हैं। अंतर करना लौ प्रसार की निचली और ऊपरी सांद्रता सीमा , अर्थात। निचली और ऊपरी सांद्रता जिस पर मिश्रण का विस्फोट संभव है। गैसों की निचली विस्फोटक सीमा 3÷6% है, ऊपरी सीमा 12÷16% है।

विस्फोटक सीमा.

गैस-वायु मिश्रण जिसमें गैस की मात्रा होती है:

5% तक - जलता नहीं है;

5 से 15% तक - विस्फोट;

15% से अधिक - हवा की आपूर्ति होने पर जलता है।

प्राकृतिक गैस के विस्फोट के दौरान दबाव 0.8-1.0 एमपीए है।

सभी ज्वलनशील गैसें मानव शरीर में जहर पैदा कर सकती हैं। मुख्य जहरीले पदार्थ हैं: कार्बन मोनोऑक्साइड (सीओ), हाइड्रोजन सल्फाइड (एच 2 एस), अमोनिया (एनएच 3)।

प्राकृतिक गैस में कोई गंध नहीं होती है। रिसाव को निर्धारित करने के लिए, गैस की गंध आती है (यानी, वे इसे एक विशिष्ट गंध देते हैं)। एथिल मर्कैप्टन का उपयोग करके गंधकीकरण किया जाता है। गैस वितरण स्टेशनों (जीडीएस) पर गंधक करना। जब 1% प्राकृतिक गैस हवा में प्रवेश करती है, तो इसकी गंध महसूस होने लगती है। अभ्यास से पता चलता है कि शहर के नेटवर्क को आपूर्ति की जाने वाली प्राकृतिक गैस की गंध के लिए एथिल मर्कैप्टन की औसत दर 16 ग्राम प्रति 1,000 एम 3 गैस होनी चाहिए।

ठोस और तरल ईंधन की तुलना में, प्राकृतिक गैस कई तरह से जीतती है:

सापेक्ष सस्तापन, जिसे अधिक द्वारा समझाया गया है आसान तरीकाखनन और परिवहन;

कोई राख नहीं और वातावरण में ठोस कणों को हटाना;

दहन की उच्च गर्मी;

दहन के लिए ईंधन की तैयारी की आवश्यकता नहीं है;

सेवा कर्मियों के काम को सुगम बनाया जाता है और उनके काम की स्वच्छता और स्वास्थ्यकर स्थितियों में सुधार किया जाता है;

कार्य प्रक्रियाओं के स्वचालन को सुगम बनाता है।

गैस पाइपलाइन कनेक्शन और फिटिंग में लीक के माध्यम से संभावित रिसाव के कारण, प्राकृतिक गैस के उपयोग के लिए विशेष देखभाल और सावधानी की आवश्यकता होती है। कमरे में 20% से अधिक गैस के प्रवेश से घुटन हो सकती है, और यदि यह 5 से 15% तक बंद मात्रा में मौजूद है, तो यह गैस-वायु मिश्रण के विस्फोट का कारण बन सकता है। अधूरा दहन विषाक्त कार्बन मोनोऑक्साइड सीओ उत्पन्न करता है, जो कम सांद्रता पर भी ऑपरेटिंग कर्मियों के जहर की ओर जाता है।

उनकी उत्पत्ति के अनुसार, प्राकृतिक गैसों को दो समूहों में विभाजित किया जाता है: शुष्क और वसायुक्त।

सूखागैसें खनिज मूल की गैसें हैं और वर्तमान या पूर्व ज्वालामुखी गतिविधि से जुड़े क्षेत्रों में पाई जाती हैं। शुष्क गैसों में गिट्टी घटकों (नाइट्रोजन, कार्बन डाइऑक्साइड) की एक नगण्य सामग्री के साथ लगभग विशेष रूप से अकेले मीथेन होता है और इसका कैलोरी मान Qн=7000÷9000 kcal/nm3 होता है।

मोटेगैसें तेल क्षेत्रों के साथ जाती हैं और आमतौर पर ऊपरी परतों में जमा हो जाती हैं। उनके मूल से, वसायुक्त गैसें तेल के करीब होती हैं और इनमें कई आसानी से संघनित हाइड्रोकार्बन होते हैं। ऊष्मीय मानतरल गैसें Qн=8000-15000 kcal/nm3

गैसीय ईंधन के फायदों में परिवहन और दहन में आसानी, राख नमी की अनुपस्थिति और बॉयलर उपकरण की महत्वपूर्ण सादगी शामिल है।

प्राकृतिक गैसों के साथ, कृत्रिम दहनशील गैसों का भी उपयोग किया जाता है, जो ठोस ईंधन के प्रसंस्करण के दौरान या औद्योगिक संयंत्रों के निकास गैसों के संचालन के परिणामस्वरूप प्राप्त होती हैं। कृत्रिम गैसों में ईंधन, गिट्टी गैसों और जल वाष्प के अपूर्ण दहन की दहनशील गैसें होती हैं और इन्हें क्रमशः 4500 किलो कैलोरी / एम 3 और 1300 केकेएम 3 के औसत कैलोरी मान वाले अमीर और गरीब में विभाजित किया जाता है। गैसों की संरचना: हाइड्रोजन, मीथेन, अन्य हाइड्रोकार्बन यौगिक CmHn, हाइड्रोजन सल्फाइड H 2 S, गैर-दहनशील गैसें, कार्बन डाइऑक्साइड, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और जल वाष्प की थोड़ी मात्रा। गिट्टी - नाइट्रोजन और कार्बन डाइऑक्साइड।

इस प्रकार, शुष्क गैसीय ईंधन की संरचना को निम्नलिखित तत्वों के मिश्रण के रूप में दर्शाया जा सकता है:

सीओ + एच 2 + सीएमएचएन + एच 2 एस + सीओ 2 + ओ 2 + एन 2 \u003d 100%।

गीले गैसीय ईंधन की संरचना निम्नानुसार व्यक्त की जाती है:

सीओ + एच 2 + ∑सीएमएचएन + एच 2 एस + सीओ 2 + ओ 2 + एन 2 + एच 2 ओ \u003d 100%।

ज्वलन की ऊष्मा सूखा सामान्य परिस्थितियों में गैसीय ईंधन kJ / m3 (kcal / m3) प्रति 1 m3 गैस निम्नानुसार निर्धारित की जाती है:

क्यूएन \u003d 0.01,

जहां क्यूई संबंधित गैस का ऊष्मीय मान है।

गैसीय ईंधन के दहन की ऊष्मा तालिका 3 में दी गई है।

ब्लास्ट फर्नेस गैसब्लास्ट फर्नेस में लोहे को गलाने के दौरान बनता है। इसकी उपज और रासायनिक संरचना चार्ज और ईंधन के गुणों, भट्ठी के संचालन के तरीके, प्रक्रिया को तेज करने के तरीकों और अन्य कारकों पर निर्भर करती है। गैस उत्पादन 1500-2500 मीटर 3 प्रति टन पिग आयरन से होता है। ब्लास्ट-फर्नेस गैस में गैर-दहनशील घटकों (एन 2 और सीओ 2) का अनुपात लगभग 70% है, जो इसके कम तापीय प्रदर्शन का कारण बनता है (गैस का न्यूनतम कैलोरी मान 3-5 एमजे / एम 3 है)।

ब्लास्ट-फर्नेस गैस को जलाते समय, दहन उत्पादों का अधिकतम तापमान (सीओ 2 और एच 2 ओ के पृथक्करण के लिए गर्मी के नुकसान और गर्मी की खपत को छोड़कर) 400-1500 0 सी होता है। यदि दहन से पहले गैस और हवा को गर्म किया जाता है, तो दहन उत्पादों का तापमान काफी बढ़ाया जा सकता है।

लौह मिश्र धातु गैसअयस्क रिडक्शन फर्नेस में लौह मिश्र धातुओं के गलाने के दौरान बनता है। बंद भट्टियों से निकलने वाली गैस का उपयोग ईंधन एसईआर (द्वितीयक ऊर्जा संसाधन) के रूप में किया जा सकता है। खुली भट्टियों में, हवा की मुफ्त पहुंच के कारण, गैस ऊपर से जलती है। फेरोलॉयल गैस की उपज और संरचना स्मेल्टेड के ग्रेड पर निर्भर करती है

मिश्र धातु, चार्ज संरचना, भट्ठी संचालन मोड, इसकी शक्ति, आदि। गैस संरचना: 50-90% सीओ, 2-8% एच 2, 0.3-1% सीएच 4, ओ 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 .

कनवर्टर गैसऑक्सीजन कन्वर्टर्स में स्टील गलाने के दौरान बनता है। गैस में मुख्य रूप से कार्बन मोनोऑक्साइड होता है, इसकी उपज और पिघलने के दौरान संरचना में काफी बदलाव होता है। शुद्धिकरण के बाद, गैस की संरचना लगभग इस प्रकार है: 70-80% CO; 15-20% सीओ 2 ; 0.5-0.8% हे 2 ; 3-12% एन 2. गैस के दहन की गर्मी 8.4-9.2 एमजे/एम 3 है। अधिकतम दहन तापमान 2000 0 C तक पहुँच जाता है।

कोक ओवन गैसकोल चार्ज के कोकिंग के दौरान गठित। लौह धातु विज्ञान में, इसका उपयोग रासायनिक उत्पादों के निष्कर्षण के बाद किया जाता है। कोक ओवन गैस की संरचना कोल चार्ज के गुणों और कोकिंग स्थितियों पर निर्भर करती है। गैस में घटकों के आयतन अंश निम्नलिखित सीमा के भीतर हैं, %: 52-62H 2 ; 0.3-0.6 हे 2 ; 23.5-26.5 सीएच 4; 5.5-7.7 सीओ; 1.8-2.6 सीओ 2। दहन की गर्मी 17-17.6 MJ / m ^ 3 है, दहन उत्पादों का अधिकतम तापमान 2070 0 है।

कार्बनिक मूल के पदार्थों में ईंधन शामिल होता है, जिसे जलाने पर एक निश्चित मात्रा में तापीय ऊर्जा निकलती है। गर्मी उत्पादन को उच्च दक्षता और दुष्प्रभावों की अनुपस्थिति की विशेषता होनी चाहिए, विशेष रूप से, मानव स्वास्थ्य और पर्यावरण के लिए हानिकारक पदार्थ।

भट्ठी में लोड करने में आसानी के लिए, लकड़ी की सामग्री को 30 सेमी तक अलग-अलग तत्वों में काटा जाता है। उनके उपयोग की दक्षता बढ़ाने के लिए, जलाऊ लकड़ी यथासंभव सूखी होनी चाहिए, और दहन प्रक्रिया अपेक्षाकृत धीमी होनी चाहिए। कई मायनों में, ओक और सन्टी, हेज़ल और राख, नागफनी जैसे दृढ़ लकड़ी से जलाऊ लकड़ी अंतरिक्ष हीटिंग के लिए उपयुक्त है। उच्च राल सामग्री, जलने की दर में वृद्धि और कम कैलोरी मान के कारण, इस संबंध में कॉनिफ़र काफी हीन हैं।

यह समझा जाना चाहिए कि लकड़ी का घनत्व ऊष्मीय मान के मान को प्रभावित करता है।

यह पौधे की उत्पत्ति की एक प्राकृतिक सामग्री है, जिसे तलछटी चट्टान से निकाला जाता है।

इस प्रकार के ठोस ईंधन में कार्बन और अन्य रासायनिक तत्व होते हैं। सामग्री का उसकी उम्र के आधार पर प्रकारों में विभाजन होता है। भूरा कोयला सबसे छोटा माना जाता है, उसके बाद कठोर कोयला होता है, और एन्थ्रेसाइट अन्य सभी प्रकारों में सबसे पुराना है। ज्वलनशील पदार्थ की आयु भी इसकी नमी की मात्रा को निर्धारित करती है, जो कि युवा सामग्री में अधिक मौजूद होती है।

कोयले को जलाने की प्रक्रिया में, पर्यावरण प्रदूषित होता है, और बॉयलर की जाली पर स्लैग बनता है, जो कुछ हद तक सामान्य दहन में बाधा उत्पन्न करता है। सामग्री में सल्फर की उपस्थिति भी वातावरण के लिए एक प्रतिकूल कारक है, क्योंकि यह तत्व वायु क्षेत्र में सल्फ्यूरिक एसिड में परिवर्तित हो जाता है।

हालांकि, उपभोक्ताओं को अपने स्वास्थ्य के लिए डरना नहीं चाहिए। इस सामग्री के निर्माता, निजी ग्राहकों का ख्याल रखते हुए, इसमें सल्फर सामग्री को कम करना चाहते हैं। कोयले का ऊष्मीय मान एक ही प्रकार के भीतर भी भिन्न हो सकता है। अंतर उप-प्रजातियों की विशेषताओं और उसमें खनिजों की सामग्री के साथ-साथ उत्पादन के भूगोल पर निर्भर करता है। एक ठोस ईंधन के रूप में, न केवल शुद्ध कोयला पाया जाता है, बल्कि कम समृद्ध कोयला स्लैग भी ब्रिकेट में दबाया जाता है।

छर्रों (ईंधन छर्रों) लकड़ी और पौधों के कचरे से औद्योगिक रूप से बनाया गया एक ठोस ईंधन है: छीलन, छाल, कार्डबोर्ड, पुआल।

धूल की अवस्था में कुचले गए कच्चे माल को सुखाकर दानेदार में डाला जाता है, जहाँ से यह पहले से ही एक निश्चित आकार के दानों के रूप में निकलता है। द्रव्यमान में चिपचिपाहट जोड़ने के लिए, एक वनस्पति बहुलक, लिग्निन का उपयोग किया जाता है। उत्पादन प्रक्रिया की जटिलता और उच्च मांग छर्रों की लागत बनाती है। सामग्री का उपयोग विशेष रूप से सुसज्जित बॉयलरों में किया जाता है।

ईंधन के प्रकार निर्धारित किए जाते हैं कि वे किस सामग्री से संसाधित होते हैं:

• किसी भी प्रजाति के पेड़ों की गोल लकड़ी;
• स्ट्रॉ;
• पीट;
• सूरजमुखी की भूसी।

ईंधन छर्रों के फायदों में, यह निम्नलिखित गुणों पर ध्यान देने योग्य है:

• पर्यावरण मित्रता;
• विकृति और कवक के प्रतिरोध में असमर्थता;
• बाहर भी भंडारण में आसानी;
• एकरूपता और जलने की अवधि;
• अपेक्षाकृत कम लागत;
• विभिन्न हीटिंग उपकरणों के लिए उपयोग करने की संभावना;
• विशेष रूप से सुसज्जित बॉयलर में स्वचालित लोडिंग के लिए उपयुक्त गोली आकार।

ब्रिकेट्स

ब्रिकेट्स को ठोस ईंधन कहा जाता है, कई मायनों में छर्रों के समान। उनके निर्माण के लिए, समान सामग्री का उपयोग किया जाता है: लकड़ी के चिप्स, छीलन, पीट, भूसी और पुआल। उत्पादन प्रक्रिया के दौरान, कच्चे माल को कुचल दिया जाता है और संपीड़न द्वारा ब्रिकेट में बनाया जाता है। यह सामग्री पर्यावरण के अनुकूल ईंधन से भी संबंधित है। इसे बाहर भी स्टोर करना सुविधाजनक है। इस ईंधन का चिकना, एकसमान और धीमी गति से जलने को फायरप्लेस और स्टोव और हीटिंग बॉयलर दोनों में देखा जा सकता है।

ऊपर चर्चा की गई पर्यावरण के अनुकूल ठोस ईंधन की किस्में गर्मी पैदा करने का एक अच्छा विकल्प हैं। थर्मल ऊर्जा के जीवाश्म स्रोतों की तुलना में, जो दहन के दौरान पर्यावरण पर प्रतिकूल प्रभाव डालते हैं और इसके अलावा, गैर-नवीकरणीय, वैकल्पिक ईंधन के स्पष्ट फायदे और अपेक्षाकृत कम लागत है, जो उपभोक्ताओं की कुछ श्रेणियों के लिए महत्वपूर्ण है।

वहीं, ऐसे ईंधनों में आग लगने का खतरा काफी ज्यादा होता है। इसलिए, उनके भंडारण और आग प्रतिरोधी दीवार सामग्री के उपयोग के संबंध में कुछ सावधानियां बरतनी चाहिए।

तरल और गैसीय ईंधन

तरल और गैसीय दहनशील पदार्थों के लिए, स्थिति इस प्रकार है।

हर दिन, चूल्हे पर बर्नर चालू करते हुए, कुछ लोग सोचते हैं कि उन्होंने कितने समय पहले गैस का उत्पादन शुरू किया था। हमारे देश में इसका विकास बीसवीं सदी में शुरू हुआ था। इससे पहले, यह केवल तेल उत्पादों को निकालते समय पाया जाता था। प्राकृतिक गैस का ऊष्मीय मूल्य इतना अधिक है कि आज यह कच्चा माल बस अपूरणीय है, और इसके उच्च गुणवत्ता वाले समकक्ष अभी तक विकसित नहीं हुए हैं।

कैलोरी मान तालिका आपको अपने घर को गर्म करने के लिए ईंधन चुनने में मदद करेगी

जीवाश्म ईंधन की विशेषता

प्राकृतिक गैस एक महत्वपूर्ण जीवाश्म ईंधन है जो कई राज्यों के ईंधन और ऊर्जा संतुलन में अग्रणी स्थान रखता है। ईंधन की आपूर्ति के लिए, शहर और सभी प्रकार के तकनीकी उद्यम विभिन्न दहनशील गैसों का उपभोग करते हैं, क्योंकि प्राकृतिक गैस को खतरनाक माना जाता है।

पारिस्थितिकीविदों का मानना ​​​​है कि गैस सबसे शुद्ध ईंधन है, जब इसे जलाया जाता है, तो यह लकड़ी, कोयले और तेल की तुलना में बहुत कम विषाक्त पदार्थ छोड़ता है। यह ईंधन लोगों द्वारा दैनिक उपयोग किया जाता है और इसमें एक गंधक के रूप में ऐसा योजक होता है, इसे 16 मिलीग्राम प्रति 1,000 क्यूबिक मीटर गैस के अनुपात में सुसज्जित प्रतिष्ठानों में जोड़ा जाता है।

पदार्थ का एक महत्वपूर्ण घटक मीथेन (लगभग 88-96%) है, बाकी अन्य रसायन हैं:

• ब्यूटेन;
• हाइड्रोजन सल्फाइड;
• प्रोपेन;
• नाइट्रोजन;
• ऑक्सीजन।

इस वीडियो में, हम कोयले की भूमिका पर विचार करेंगे:

प्राकृतिक ईंधन में मीथेन की मात्रा सीधे उसके क्षेत्र पर निर्भर करती है।

वर्णित प्रकार के ईंधन में हाइड्रोकार्बन और गैर-हाइड्रोकार्बन घटक होते हैं। प्राकृतिक जीवाश्म ईंधन मुख्य रूप से मीथेन है, जिसमें ब्यूटेन और प्रोपेन शामिल हैं। वर्णित जीवाश्म ईंधन में हाइड्रोकार्बन घटकों के अलावा नाइट्रोजन, सल्फर, हीलियम और आर्गन मौजूद हैं। तरल वाष्प भी पाए जाते हैं, लेकिन केवल गैस और तेल क्षेत्रों में।

जमा प्रकार

कई प्रकार के गैस जमा नोट किए जाते हैं। वे निम्नलिखित प्रकारों में विभाजित हैं:

• गैस;
• तेल।

उनकी विशिष्ट विशेषता हाइड्रोकार्बन सामग्री है। गैस जमा में प्रस्तुत पदार्थ का लगभग 85-90% होता है, तेल क्षेत्रों में 50% से अधिक नहीं होता है। शेष प्रतिशत पर ब्यूटेन, प्रोपेन और तेल जैसे पदार्थों का कब्जा है।

तेल उत्पादन का एक बड़ा नुकसान विभिन्न प्रकार के एडिटिव्स से इसका निस्तब्धता है। तकनीकी उद्यमों में अशुद्धता के रूप में सल्फर का शोषण किया जाता है।

प्राकृतिक गैस की खपत

कारों के लिए गैस स्टेशनों पर ईंधन के रूप में ब्यूटेन की खपत होती है, और "प्रोपेन" नामक एक कार्बनिक पदार्थ का उपयोग लाइटर को ईंधन देने के लिए किया जाता है। एसिटिलीन अत्यधिक ज्वलनशील है और इसका उपयोग वेल्डिंग और धातु काटने में किया जाता है।

रोजमर्रा की जिंदगी में जीवाश्म ईंधन का उपयोग किया जाता है:

• स्तंभ;
• गैस - चूल्हा;

इस प्रकार के ईंधन को सबसे अधिक बजटीय और हानिरहित माना जाता है, केवल एक ही दोष है वातावरण में दहन के दौरान कार्बन डाइऑक्साइड का उत्सर्जन। पूरे ग्रह के वैज्ञानिक तापीय ऊर्जा के प्रतिस्थापन की तलाश में हैं।

ऊष्मीय मान

प्राकृतिक गैस का ऊष्मीय मान ईंधन की एक इकाई के पर्याप्त जलने से उत्पन्न ऊष्मा की मात्रा है। दहन के दौरान निकलने वाली ऊष्मा की मात्रा को प्राकृतिक परिस्थितियों में लिए गए एक घन मीटर के रूप में संदर्भित किया जाता है।

प्राकृतिक गैस की तापीय क्षमता को निम्नलिखित शब्दों में मापा जाता है:

• किलो कैलोरी / एनएम 3;
• किलो कैलोरी / एम 3।

एक उच्च और निम्न कैलोरी मान है:

1. उच्च। ईंधन के दहन के दौरान होने वाली जलवाष्प की ऊष्मा पर विचार करता है।
2. कम। यह जल वाष्प में निहित गर्मी को ध्यान में नहीं रखता है, क्योंकि ऐसे वाष्प संघनन के लिए उधार नहीं देते हैं, लेकिन दहन उत्पादों के साथ छोड़ देते हैं। जलवाष्प के जमा होने से यह 540 किलो कैलोरी/किग्रा के बराबर ऊष्मा की मात्रा बनाता है। इसके अलावा, जब कंडेनसेट ठंडा हो जाता है, तो 80 से एक सौ किलो कैलोरी / किग्रा तक की गर्मी निकलती है। सामान्य तौर पर, जल वाष्प के संचय के कारण, 600 किलो कैलोरी / किग्रा से अधिक बनता है, यह उच्च और निम्न ताप उत्पादन के बीच की विशिष्ट विशेषता है।

शहरी ईंधन वितरण प्रणाली में खपत होने वाली अधिकांश गैसों के लिए, अंतर 10% के बराबर होता है। शहरों को गैस प्रदान करने के लिए, इसका ऊष्मीय मान 3500 kcal/Nm 3 से अधिक होना चाहिए। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि लंबी दूरी पर पाइपलाइन के माध्यम से आपूर्ति की जाती है। यदि ऊष्मीय मान कम है, तो इसकी पूर्ति बढ़ जाती है।

यदि प्राकृतिक गैस का ऊष्मीय मान 3500 kcal / Nm 3 से कम है, तो इसका उपयोग अक्सर उद्योग में किया जाता है। इसे लंबी दूरी तक ले जाने की आवश्यकता नहीं है, और दहन करना बहुत आसान हो जाता है। गैस के ऊष्मीय मान में गंभीर परिवर्तन के लिए बार-बार समायोजन की आवश्यकता होती है और कभी-कभी बड़ी संख्या में घरेलू सेंसर के मानकीकृत बर्नर के प्रतिस्थापन की आवश्यकता होती है, जिससे कठिनाइयाँ होती हैं।

इस स्थिति से गैस पाइपलाइन के व्यास में वृद्धि होती है, साथ ही धातु की लागत, नेटवर्क बिछाने और संचालन में वृद्धि होती है। कम कैलोरी वाले जीवाश्म ईंधन का बड़ा नुकसान कार्बन मोनोऑक्साइड की विशाल सामग्री है, इस संबंध में, ईंधन के संचालन के दौरान और पाइपलाइन के रखरखाव के दौरान, साथ ही साथ उपकरण के दौरान खतरे का स्तर बढ़ जाता है।

दहन के दौरान निकलने वाली गर्मी, 3500 किलो कैलोरी/एनएम 3 से अधिक नहीं, का उपयोग अक्सर औद्योगिक उत्पादन में किया जाता है, जहां इसे लंबी दूरी पर स्थानांतरित करने और आसानी से दहन बनाने की आवश्यकता नहीं होती है।

गैस ईंधन को प्राकृतिक और कृत्रिम में विभाजित किया गया है और यह एक निश्चित मात्रा में जल वाष्प, और कभी-कभी धूल और टार युक्त दहनशील और गैर-दहनशील गैसों का मिश्रण है। गैस ईंधन की मात्रा सामान्य परिस्थितियों (760 मिमी एचजी और 0 डिग्री सेल्सियस) के तहत घन मीटर में व्यक्त की जाती है, और संरचना मात्रा के प्रतिशत के रूप में व्यक्त की जाती है। ईंधन की संरचना के तहत इसके शुष्क गैसीय भाग की संरचना को समझें।

प्राकृतिक गैस ईंधन

सबसे आम गैस ईंधन प्राकृतिक गैस है, जिसका उच्च कैलोरी मान होता है। प्राकृतिक गैस का आधार मीथेन है, जिसकी सामग्री 76.7-98% है। अन्य गैसीय हाइड्रोकार्बन यौगिक 0.1 से 4.5% तक प्राकृतिक गैस का हिस्सा हैं।

तरलीकृत गैस तेल शोधन का एक उत्पाद है - इसमें मुख्य रूप से प्रोपेन और ब्यूटेन का मिश्रण होता है।

प्राकृतिक गैस (सीएनजी, एनजी): मीथेन CH4 90% से अधिक, एथेन C2 H5 4% से कम, प्रोपेन C3 H8 1% से कम

तरलीकृत गैस (एलपीजी): प्रोपेन C3 H8 65% से अधिक, ब्यूटेन C4 H10 35% से कम

दहनशील गैसों में शामिल हैं: हाइड्रोजन एच 2, मीथेन सीएच 4, अन्य हाइड्रोकार्बन यौगिक सी एम एच एन, हाइड्रोजन सल्फाइड एच 2 एस और गैर-दहनशील गैसें, कार्बन डाइऑक्साइड सीओ 2, ऑक्सीजन ओ 2, नाइट्रोजन एन 2 और जल वाष्प एच की एक छोटी मात्रा 2 ओ सूचकांक एमऔर पीसी और एच में विभिन्न हाइड्रोकार्बन के यौगिकों की विशेषता है, उदाहरण के लिए, मीथेन सीएच 4 . के लिए टी = 1 और एन= 4, एथेन 2 Н b . के लिए टी = 2और एन= बी आदि

शुष्क गैसीय ईंधन की संरचना (मात्रा के अनुसार प्रतिशत में):

सीओ + एच 2 + 2 सी एम एच एन + एच 2 एस + सीओ 2 + ओ 2 + एन 2 = 100%।

शुष्क गैसीय ईंधन का गैर-दहनशील हिस्सा - गिट्टी - नाइट्रोजन एन और कार्बन डाइऑक्साइड सीओ 2 है।

गीले गैसीय ईंधन की संरचना निम्नानुसार व्यक्त की जाती है:

सीओ + एच 2 + Σ सी एम एच एन + एच 2 एस + सीओ 2 + ओ 2 + एन 2 + एच 2 ओ \u003d 100%।

दहन की गर्मी, kJ / m (kcal / m 3), सामान्य परिस्थितियों में शुद्ध शुष्क गैस का 1 m 3 निम्नानुसार निर्धारित किया जाता है:

क्यू एन एस \u003d 0.01,

जहां क्यूको, क्यू एन 2, क्यू एम एन एन क्यू एन 2 . के साथ एस। - मिश्रण बनाने वाली व्यक्तिगत गैसों के दहन की गर्मी, kJ / m 3 (kcal / m 3); सीओ, एच 2,सेमी एच एन, एच 2 एस - घटक जो गैस मिश्रण बनाते हैं, मात्रा से%।

अधिकांश घरेलू क्षेत्रों के लिए सामान्य परिस्थितियों में शुष्क प्राकृतिक गैस के 1 एम3 का कैलोरी मान 33.29 - 35.87 एमजे/एम3 (7946 - 8560 किलो कैलोरी/एम3) है। गैसीय ईंधन के अभिलक्षण तालिका 1 में दिए गए हैं।

उदाहरण।निम्नलिखित संरचना के प्राकृतिक गैस (सामान्य परिस्थितियों में) का शुद्ध कैलोरी मान निर्धारित करें:

एच 2 एस = 1%; सीएच 4 = 76.7%; सी 2 एच 6 = 4.5%; सी 3 एच 8 = 1.7%; सी 4 एच 10 = 0.8%; सी 5 एच 12 = 0.6%।

तालिका 1 से गैसों की विशेषताओं को सूत्र (26) में प्रतिस्थापित करने पर, हम प्राप्त करते हैं:

क्यू एनएस \u003d 0.01 \u003d 33981 केजे / एम 3 या

क्यू एनएस \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 किलो कैलोरी / मी 3.

तालिका नंबर एक। गैसीय ईंधन के लक्षण

गैस	पद	ज्वलन की ऊष्माक्यू एन एस
		केजे/एम3	किलो कैलोरी/एम3
हाइड्रोजन	एच,	10820	2579
कार्बन मोनोआक्साइड	इसलिए	12640	3018
हाइड्रोजन सल्फाइड	एच 2 एस	23450	5585
मीथेन	सीएच 4	35850	8555
एटैन	सी 2 एच 6	63 850	15226
प्रोपेन	सी 3 एच 8	91300	21795
बुटान	सी 4 एच 10	118700	22338
पेंटेन	सी 5 एच 12	146200	34890
ईथीलीन	सी 2 एच 4	59200	14107
प्रोपलीन	सी 3 एच 6	85980	20541
ब्यूटिलीन	सी 4 एच 8	113 400	27111
बेंजीन	सी 6 एच 6	140400	33528

DE प्रकार के बॉयलर एक टन भाप का उत्पादन करने के लिए 71 से 75 m3 प्राकृतिक गैस की खपत करते हैं। सितंबर 2008 में रूस में गैस की लागत 2.44 रूबल प्रति घन मीटर है। नतीजतन, एक टन भाप की कीमत 71 × 2.44 = 173 रूबल 24 कोप्पेक होगी। कारखानों में एक टन भाप की वास्तविक लागत डीई बॉयलरों के लिए कम से कम 189 रूबल प्रति टन भाप है।

DKVR प्रकार के बॉयलर एक टन भाप का उत्पादन करने के लिए 103 से 118 m3 प्राकृतिक गैस की खपत करते हैं। इन बॉयलरों के लिए एक टन भाप की न्यूनतम अनुमानित लागत 103 × 2.44 = 251 रूबल 32 कोप्पेक है। पौधों के लिए भाप की वास्तविक लागत कम से कम 290 रूबल प्रति टन है।

स्टीम बॉयलर DE-25 के लिए प्राकृतिक गैस की अधिकतम खपत की गणना कैसे करें? यह बॉयलर की विशिष्टता है। प्रति घंटे 1840 क्यूब्स। लेकिन आप गणना भी कर सकते हैं। 25 टन (25 हजार किग्रा) को भाप और पानी की थैलीपी (666.9-105) के बीच के अंतर से गुणा किया जाना चाहिए और यह सब बॉयलर की दक्षता 92.8% और गैस के दहन की गर्मी से विभाजित होता है। 8300. और सभी

कृत्रिम गैस ईंधन

कृत्रिम ज्वलनशील गैसें स्थानीय ईंधन हैं, क्योंकि इनका ऊष्मीय मान बहुत कम होता है। उनके मुख्य दहनशील तत्व कार्बन मोनोऑक्साइड CO और हाइड्रोजन H2 हैं। इन गैसों का उपयोग उत्पादन की सीमा के भीतर किया जाता है जहां उन्हें तकनीकी और बिजली संयंत्रों के लिए ईंधन के रूप में प्राप्त किया जाता है।

सभी प्राकृतिक और कृत्रिम दहनशील गैसें विस्फोटक होती हैं, जो खुली लौ या चिंगारी पर प्रज्वलित करने में सक्षम होती हैं। गैस की निचली और ऊपरी विस्फोटक सीमाएँ होती हैं, अर्थात्। हवा में उच्चतम और निम्नतम प्रतिशत सांद्रता। प्राकृतिक गैसों की निचली विस्फोटक सीमा 3% से 6% तक होती है, जबकि ऊपरी सीमा 12% से 16% तक होती है। सभी ज्वलनशील गैसें मानव शरीर में जहर पैदा कर सकती हैं। दहनशील गैसों के मुख्य विषैले पदार्थ हैं: कार्बन मोनोऑक्साइड CO, हाइड्रोजन सल्फाइड H2S, अमोनिया NH3।

प्राकृतिक दहनशील गैसें, साथ ही कृत्रिम, रंगहीन (अदृश्य), गंधहीन होती हैं, जो गैस पाइपलाइन फिटिंग में लीक के माध्यम से बॉयलर रूम के इंटीरियर में घुसने पर उन्हें खतरनाक बनाती हैं। विषाक्तता से बचने के लिए, दहनशील गैसों को एक गंधक के साथ इलाज किया जाना चाहिए - एक अप्रिय गंध वाला पदार्थ।

ठोस ईंधन के गैसीकरण द्वारा उद्योग में कार्बन मोनोऑक्साइड सीओ प्राप्त करना

औद्योगिक उद्देश्यों के लिए, कार्बन मोनोऑक्साइड ठोस ईंधन के गैसीकरण द्वारा प्राप्त किया जाता है, अर्थात इसका गैसीय ईंधन में परिवर्तन। तो आप किसी भी ठोस ईंधन से कार्बन मोनोऑक्साइड प्राप्त कर सकते हैं - जीवाश्म कोयला, पीट, जलाऊ लकड़ी, आदि।

ठोस ईंधन के गैसीकरण की प्रक्रिया को प्रयोगशाला प्रयोग (चित्र 1) में दिखाया गया है। आग रोक ट्यूब को चारकोल के टुकड़ों से भरकर, हम इसे जोर से गर्म करते हैं और ऑक्सीजन को गैसोमीटर से गुजरने देते हैं। ट्यूब से निकलने वाली गैसों को एक चूने के पानी के वॉशर से गुजरने दें और फिर उसमें आग लगा दें। चूने का पानी बादल बन जाता है, गैस एक नीली लौ के साथ जलती है। यह प्रतिक्रिया उत्पादों में CO2 डाइऑक्साइड और कार्बन मोनोऑक्साइड CO की उपस्थिति को इंगित करता है।

इन पदार्थों के निर्माण को इस तथ्य से समझाया जा सकता है कि जब ऑक्सीजन गर्म कोयले के संपर्क में आती है, तो बाद वाले को पहले कार्बन डाइऑक्साइड में ऑक्सीकृत किया जाता है: सी + ओ 2 \u003d सीओ 2

फिर, गर्म कोयले से गुजरते हुए, कार्बन डाइऑक्साइड आंशिक रूप से इसके द्वारा कार्बन मोनोऑक्साइड में कम हो जाता है: सीओ 2 + सी \u003d 2CO

चावल। 1. कार्बन मोनोऑक्साइड (प्रयोगशाला अनुभव) प्राप्त करना।

औद्योगिक परिस्थितियों में, ठोस ईंधन का गैसीकरण भट्टियों में किया जाता है जिन्हें गैस जनरेटर कहा जाता है।

गैसों के परिणामी मिश्रण को उत्पादक गैस कहते हैं।

गैस जनरेटर डिवाइस को चित्र में दिखाया गया है। यह एक स्टील सिलेंडर है जिसकी ऊंचाई लगभग 5 . है एमऔर लगभग 3.5 . का व्यास एम,आग रोक ईंटों के साथ अंदर पंक्तिबद्ध। ऊपर से, गैस जनरेटर ईंधन से भरा हुआ है; नीचे से हवा या जलवाष्प की आपूर्ति पंखे द्वारा जाली के माध्यम से की जाती है।

हवा में ऑक्सीजन ईंधन के कार्बन के साथ प्रतिक्रिया करता है, कार्बन डाइऑक्साइड बनाता है, जो गर्म ईंधन की एक परत के माध्यम से ऊपर उठता है, कार्बन द्वारा कार्बन मोनोऑक्साइड में कम हो जाता है।

यदि जनरेटर में केवल हवा को उड़ाया जाता है, तो एक गैस प्राप्त होती है, जिसमें इसकी संरचना में कार्बन मोनोऑक्साइड और हवा की नाइट्रोजन (साथ ही सीओ 2 और अन्य अशुद्धियों की एक निश्चित मात्रा) होती है। इस जनरेटर गैस को वायु गैस कहा जाता है।

यदि, हालांकि, जल वाष्प को गर्म कोयले के साथ जनरेटर में उड़ाया जाता है, तो प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप कार्बन मोनोऑक्साइड और हाइड्रोजन बनते हैं: सी + एच 2 ओ \u003d सीओ + एच 2

गैसों के इस मिश्रण को जल गैस कहते हैं। वायु गैस की तुलना में जल गैस का ऊष्मीय मान अधिक होता है, क्योंकि इसकी संरचना में कार्बन मोनोऑक्साइड के साथ-साथ एक दूसरी दहनशील गैस - हाइड्रोजन भी शामिल है। जल गैस (संश्लेषण गैस), ईंधन के गैसीकरण के उत्पादों में से एक। जल गैस में मुख्य रूप से CO (40%) और H2 (50%) होते हैं। जल गैस एक ईंधन है (ऊष्मीय मान 10,500 kJ/m3, या 2730 kcal/mg) और साथ ही मेथनॉल के संश्लेषण के लिए कच्चा माल है। जल गैस, हालांकि, लंबे समय तक प्राप्त नहीं की जा सकती है, क्योंकि इसके गठन की प्रतिक्रिया एंडोथर्मिक (गर्मी के अवशोषण के साथ) होती है, और इसलिए जनरेटर में ईंधन ठंडा हो जाता है। कोयले को गर्म रखने के लिए, जनरेटर में जल वाष्प के इंजेक्शन को हवा के इंजेक्शन के साथ वैकल्पिक किया जाता है, जिसकी ऑक्सीजन, जैसा कि ज्ञात है, गर्मी छोड़ने के लिए ईंधन के साथ प्रतिक्रिया करता है।

हाल ही में, ईंधन गैसीकरण के लिए भाप-ऑक्सीजन विस्फोट का व्यापक रूप से उपयोग किया गया है। ईंधन परत के माध्यम से जल वाष्प और ऑक्सीजन को एक साथ उड़ाने से प्रक्रिया को लगातार करना संभव हो जाता है, जनरेटर की उत्पादकता में काफी वृद्धि होती है और हाइड्रोजन और कार्बन मोनोऑक्साइड की उच्च सामग्री के साथ गैस प्राप्त होती है।

आधुनिक गैस जनरेटर निरंतर क्रिया के शक्तिशाली उपकरण हैं।

ताकि जब गैस जनरेटर को ईंधन की आपूर्ति की जाती है, दहनशील और जहरीली गैसें वातावरण में प्रवेश नहीं करती हैं, तो लोडिंग ड्रम को दोगुना कर दिया जाता है। जबकि ईंधन ड्रम के एक डिब्बे में प्रवेश करता है, ईंधन दूसरे डिब्बे से जनरेटर में डाला जाता है; जब ड्रम घूमता है, तो इन प्रक्रियाओं को दोहराया जाता है, जबकि जनरेटर हर समय वातावरण से अलग रहता है। जनरेटर में ईंधन का समान वितरण एक शंकु का उपयोग करके किया जाता है, जिसे विभिन्न ऊंचाइयों पर स्थापित किया जा सकता है। जब इसे नीचे किया जाता है, तो कोयला जनरेटर के केंद्र के करीब होता है, जब शंकु को ऊपर उठाया जाता है, तो कोयले को जनरेटर की दीवारों के करीब फेंक दिया जाता है।

गैस जनरेटर से राख को हटाना यंत्रीकृत है। शंकु के आकार की जाली को एक विद्युत मोटर द्वारा धीरे-धीरे घुमाया जाता है। इस मामले में, राख को जनरेटर की दीवारों पर विस्थापित कर दिया जाता है और विशेष उपकरणों के साथ राख बॉक्स में फेंक दिया जाता है, जहां से इसे समय-समय पर हटा दिया जाता है।

पहला गैस लैंप 1819 में सेंट पीटर्सबर्ग में आप्टेकार्स्की द्वीप पर जलाया गया था। जिस गैस का उपयोग किया गया था वह कोयले के गैसीकरण द्वारा प्राप्त की गई थी। इसे हल्की गैस कहा जाता था।

महान रूसी वैज्ञानिक डी। आई। मेंडेलीव (1834-1907) ने इस विचार को व्यक्त करने वाले पहले व्यक्ति थे कि कोयले का गैसीकरण सीधे भूमिगत किया जा सकता है, इसे उठाए बिना। ज़ारिस्ट सरकार ने मेंडेलीव के प्रस्ताव की सराहना नहीं की।

भूमिगत गैसीकरण के विचार को वी. आई. लेनिन ने गर्मजोशी से समर्थन दिया। उन्होंने इसे "प्रौद्योगिकी की महान विजयों में से एक" कहा। सोवियत राज्य द्वारा पहली बार भूमिगत गैसीकरण किया गया था। महान देशभक्तिपूर्ण युद्ध से पहले ही, सोवियत संघ में डोनेट्स्क और मॉस्को क्षेत्र के कोयला घाटियों में भूमिगत जनरेटर काम कर रहे थे।

चित्रा 3 भूमिगत गैसीकरण के तरीकों में से एक का एक विचार देता है कोयला सीम में दो कुएं रखे गए हैं, जो एक चैनल द्वारा नीचे से जुड़े हुए हैं। इस तरह के चैनल में एक कुएं के पास कोयले में आग लगाई जाती है और वहां विस्फोट की आपूर्ति की जाती है। दहन उत्पाद, चैनल के साथ चलते हुए, गर्म कोयले के साथ बातचीत करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप पारंपरिक जनरेटर की तरह दहनशील गैस का निर्माण होता है। गैस दूसरे कुएं से सतह पर आती है।

जनरेटर गैस का व्यापक रूप से औद्योगिक भट्टियों को गर्म करने के लिए उपयोग किया जाता है - धातुकर्म, कोक और कारों में ईंधन के रूप में (चित्र 4)।

चावल। 3. कोयले के भूमिगत गैसीकरण की योजना।

कई कार्बनिक उत्पाद, जैसे तरल ईंधन, जल गैस के हाइड्रोजन और कार्बन मोनोऑक्साइड से संश्लेषित होते हैं। सिंथेटिक तरल ईंधन - ईंधन (मुख्य रूप से गैसोलीन), कार्बन मोनोऑक्साइड और हाइड्रोजन से 150-170 डिग्री सेल्सियस पर संश्लेषण द्वारा प्राप्त किया जाता है और उत्प्रेरक (निकल) की उपस्थिति में 0.7 - 20 एमएन / एम 2 (200 किग्रा / सेमी 2) का दबाव होता है। लोहा, कोबाल्ट)। तेल की कमी के कारण द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान जर्मनी में सिंथेटिक तरल ईंधन का पहला उत्पादन आयोजित किया गया था। सिंथेटिक तरल ईंधन को उनकी उच्च लागत के कारण व्यापक वितरण नहीं मिला है। हाइड्रोजन का उत्पादन करने के लिए जल गैस का उपयोग किया जाता है। ऐसा करने के लिए, जल वाष्प के साथ मिश्रण में जल गैस को उत्प्रेरक की उपस्थिति में गर्म किया जाता है और परिणामस्वरूप, जल गैस में पहले से मौजूद हाइड्रोजन के अतिरिक्त हाइड्रोजन प्राप्त होता है: सीओ + एच 2 ओ \u003d सीओ 2 + एच 2