WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаХімія → Спалення горючих копалин - Реферат

Спалення горючих копалин - Реферат


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:
1. низька вартість добування;
2. низька вартість транспорту;
3. зручність застосування;
4. можливість використання з високим коефіцієнтом корисної дії (ККД);
5. 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:
ккал/кг= 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.
1. Торф, буре, кам'яне вугілля і інші види палива, що піддаються брикетуванню, спалюють у вигляді брикетів.
2. Паливо із зольністю понад 35 % і небрекетоване (антрацит, кам'яне вугілля, кокс і ін.) спалюють у вигляді порошку.
3. Мазут і інші важкі вуглеводні наливають безпосередньо в чашечку для спалення.
4. Легкі нафтопродукти спалюють в спеціальній чашечці з нержавіючої сталі, яка зверху заклеюється спеціально приготованою колодієвою плівкою.
5. 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.
При підрахунку вищої теплоти згоряння 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
де - 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;
б)з урахуванням вмісту в повітрі 1 % вологи - ;
в)з урахуванням вмісту в повітрі 1 % вологи, а також розплавлення і нагріву мінеральних речовин в паливі до температури його горіння - .
Відмінність між величиною і tmax складає біля 30 0С. 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 < 2000 0С). До першої групи відносять збагачене паливо з малим вмістом вологи, рідке паливо і газоподібне паливо з малим вмістом азоту і двоокису вуглецю, а до другої - тверде паливо з високою вологістю або дуже високою зольністю (горючі сланці) і газоподібне паливо з високим вмістом азоту і двоокису вуглецю (доменний, повітряний, змішаний генераторний гази, гази підземної газифікації). У високотемпературних процесах використовується паливо першої групи, а в низькотемпературній області (парові і водогрійні котли, сушарки) використовується і те, і інше паливо.
Співвідношення об'ємів сухих продуктів повного згоряння в теоретично необхідній кількості повітря і вологих продуктів (що містять водяну пару), що утворюється внаслідок згоряння водню і випаровування вологи, позначають буквою В. Величину В використовують в підрахунках тепла продуктів згоряння і втрат тепла з витікаючими газами. Значення В меншає із збільшенням вмісту в паливі водню і вологи (таблиця 2.23).
Таблиця 2.23 - Найважливі теплотехнічні характеристики палив
Паливо
Hdaf, %
Wp, %
Ap, % , МДж/м3 (газ), МДж/кг , МДж/м3 (газ),МДж/кг Жаропродукти-вність tmax, °С Максимальна ентальпія Iг, кДж/м3
В
Водень
Природний газ
Зріджений газ
Бензин
Гас
Мазут
Дрова
Торф грудковий
Буре
Loading...

 
 

Цікаве