ईंधन क्या है?
यह एक घटक या पदार्थों का मिश्रण है जो गर्मी की रिहाई से जुड़े रासायनिक परिवर्तनों में सक्षम हैं। विभिन्न प्रकारईंधन में एक ऑक्सीडाइज़र की मात्रात्मक सामग्री द्वारा प्रतिष्ठित किया जाता है, जिसका उपयोग तापीय ऊर्जा को मुक्त करने के लिए किया जाता है।
वी व्यापक अर्थईंधन एक ऊर्जा वाहक है, जो संभावित ऊर्जा का एक संभावित प्रकार है।
वर्गीकरण
वर्तमान में, ईंधन के प्रकारों को उनके एकत्रीकरण की स्थिति के अनुसार तरल, ठोस और गैसीय में विभाजित किया जाता है।
ठोस करने के लिए प्राकृतिक प्रजातिपत्थर और जलाऊ लकड़ी, एन्थ्रेसाइट शामिल हैं। ब्रिकेट, कोक, थर्मोएंथ्रेसाइट कृत्रिम ठोस ईंधन के प्रकार हैं।
जिन पदार्थों में कार्बनिक मूल के पदार्थ होते हैं उन्हें तरल पदार्थ के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। 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। इनके अलावा, गैसीय ईंधन में कार्बन डाइऑक्साइड और कार्बन मोनोऑक्साइड, हाइड्रोजन सल्फाइड, नाइट्रोजन, जल वाष्प, ऑक्सीजन।
ईंधन संकेतक
दहन का मुख्य संकेतक। निर्धारण के लिए सूत्र कैलोरी मानथर्मोकैमिस्ट्री में माना जाता है। आवंटित करें " समकक्ष ईंधन", जिसका अर्थ है 1 किलोग्राम एन्थ्रेसाइट का कैलोरी मान।
घरेलू हीटिंग तेल कम-शक्ति वाले हीटिंग उपकरणों में दहन के लिए अभिप्रेत है जो आवासीय परिसर में स्थित हैं, गर्मी जनरेटर का उपयोग किया जाता है कृषिफ़ीड 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 करें। कैलोरीमिति का उपयोग कैलोरी मान ज्ञात करने के लिए किया जाता है।
जब बढ़ रहा है विशिष्ट तापईंधन दहन, विशिष्ट ईंधन की खपत कम हो जाती है, और गुणांक उपयोगी क्रियाकुछ नहीं बदला 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
दहन की उच्चतम और निम्नतम गर्मी ईंधन के दहन के बाद प्राप्त पदार्थों में पानी के एकत्रीकरण की स्थिति से जुड़ी होती है।
उच्चतम ऊष्मीय मान किसी पदार्थ के पूर्ण दहन के दौरान निकलने वाली ऊष्मा की मात्रा है। इस मान में जल वाष्प के संघनन की गर्मी भी शामिल है।
दहन की सबसे कम काम करने वाली गर्मी वह मूल्य है जो जल वाष्प के संघनन की गर्मी को ध्यान में रखे बिना दहन के दौरान गर्मी की रिहाई से मेल खाती है।
संघनन की गुप्त ऊष्मा जलवाष्प के संघनन की ऊर्जा का मान है।
गणितीय संबंध
उच्चतम और निम्नतम ऊष्मीय मान निम्नलिखित संबंधों से संबंधित हैं:
क्यू बी = क्यू एच + के (डब्ल्यू + 9एच)
जहां W एक ज्वलनशील पदार्थ में पानी के वजन (% में) की मात्रा है;
H दहनशील पदार्थ में हाइड्रोजन (द्रव्यमान द्वारा%) की मात्रा है;
k, 6 kcal/kg . का गुणनखंड है
गणना के तरीके
दहन की उच्चतम और निम्नतम गर्मी दो मुख्य विधियों द्वारा निर्धारित की जाती है: गणना और प्रयोगात्मक।
प्रयोगात्मक गणना करने 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 का अंदाजा लगाकर, उसके तापमान में बदलाव, उसके दहन की गर्मी के मूल्य से निर्धारित करना संभव है।
इस तकनीक को सरल और प्रभावी माना जाता है, यह केवल तकनीकी विश्लेषण के डेटा के बारे में जानकारी का अधिकार मानती है।
गणना पद्धति में, मेंडेलीव सूत्र का उपयोग करके दहन की उच्चतम और निम्नतम गर्मी की गणना की जाती है।
क्यू पी एच = 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 एक निश्चित प्रकार के ईंधन के उपयोग की दक्षता को प्रकट 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 बिटुमिनस कोयला प्राप्त होता है, फिर एन्थ्रेसाइट बनता है। ठोस ईंधन के निर्माण के मुख्य स्रोत पत्ते, लकड़ी और चीड़ की सुइयां हैं। मर जाते हैं, हवा के संपर्क में आने पर पौधों के हिस्से कवक द्वारा नष्ट हो जाते हैं और पीट बनाते हैं। इसका संचय भूरे रंग के द्रव्यमान में बदल जाता है, फिर भूरी गैस प्राप्त होती है।
पर उच्च दबावऔर तापमान, ब्राउन गैस कोयले में बदल जाती है, फिर ईंधन एन्थ्रेसाइट के रूप में जमा हो जाता है।
कार्बनिक पदार्थ के अलावा, ईंधन में अतिरिक्त गिट्टी होती है। वह भाग जो से बना था कार्बनिक पदार्थ: हाइड्रोजन, कार्बन, नाइट्रोजन, ऑक्सीजन। इन रासायनिक तत्वों के अलावा, इसमें गिट्टी होती है: नमी, राख।
फर्नेस तकनीक जले हुए ईंधन के काम करने वाले, सूखे, साथ ही दहनशील द्रव्यमान की रिहाई को मानती है। उपभोक्ता को आपूर्ति किए जाने वाले कार्यशील द्रव्यमान को उसके मूल रूप में ईंधन कहा जाता है। शुष्क द्रव्यमान एक रचना है जिसमें पानी नहीं होता है।
मिश्रण
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, बिटुमिनस और भूरे कोयले में - 80 प्रतिशत और एन्थ्रेसाइट में वजन से 95 प्रतिशत तक पहुंच जाता है। इस सूचक के आधार पर, ईंधन के दहन के दौरान निकलने वाली गर्मी की मात्रा बदल जाती है। किसी भी ईंधन में हाइड्रोजन दूसरा सबसे महत्वपूर्ण तत्व है। ऑक्सीजन के साथ जुड़कर, 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। मुक्त में निहित नाइट्रोजन का दहन or बाध्य रूपदहन उत्पादों में, इसे हानिकारक अशुद्धता माना जाता है, इसलिए इसकी मात्रा स्पष्ट रूप से सीमित है।
सल्फर ईंधन में सल्फेट्स, सल्फाइड और सल्फरस गैसों के रूप में शामिल है। हाइड्रेटेड होने पर, सल्फर ऑक्साइड सल्फ्यूरिक एसिड बनाते हैं, जो नष्ट कर देता है बॉयलर उपकरण, वनस्पति और जीवित जीवों को नकारात्मक रूप से प्रभावित करता है।
इसलिए सल्फर वह रासायनिक तत्व है, जिसकी उपस्थिति प्राकृतिक ईंधनअत्यधिक अवांछनीय है। यदि यह कार्य कक्ष के अंदर जाता है, तो सल्फर यौगिक रखरखाव कर्मियों के लिए महत्वपूर्ण विषाक्तता का कारण बनते हैं।
इसकी उत्पत्ति के आधार पर राख तीन प्रकार की होती है:
- मुख्य;
- माध्यमिक;
- तृतीयक
प्राथमिक प्रजाति पौधों में पाए जाने वाले खनिजों से बनती है। माध्यमिक राख गठन के दौरान रेत और मिट्टी द्वारा पौधों के अवशेषों के प्रवेश के परिणामस्वरूप बनती है।
निष्कर्षण, भंडारण और परिवहन के दौरान ईंधन की संरचना में तृतीयक राख शामिल है। राख के एक महत्वपूर्ण जमाव के साथ, बॉयलर इकाई की हीटिंग सतह पर गर्मी हस्तांतरण में कमी होती है, जिससे गैसों से पानी में गर्मी हस्तांतरण की मात्रा कम हो जाती है। बड़ी राशिराख बॉयलर के संचालन को नकारात्मक रूप से प्रभावित करती है।
आखिरकार
किसी भी प्रकार के ईंधन की दहन प्रक्रिया पर एक महत्वपूर्ण प्रभाव किसके द्वारा लगाया जाता है वाष्पशील... उनका आउटपुट जितना बड़ा होगा, फ्लेम फ्रंट का वॉल्यूम उतना ही बड़ा होगा। उदाहरण के लिए, कोयला, पीट, आसानी से प्रज्वलित होता है, प्रक्रिया नगण्य गर्मी के नुकसान के साथ होती है। कोक, जो वाष्पशील अशुद्धियों को दूर करने के बाद रहता है, में 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 चरण होते हैं: पीट, भूरा कोयला, कोयला।
छोटे बॉयलर संयंत्रों में प्राकृतिक लकड़ी का उपयोग किया जाता है। वे मुख्य रूप से चिप्स, चूरा, स्लैब, छाल का उपयोग करते हैं, 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 दहन की गर्मी कम होती जाती है, जलाऊ लकड़ी कुछ लाभ प्राप्त करती है: त्वरित 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 प्रभावी और सस्ता हो जाएगा।
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। मात्रा गैस ईंधनसामान्य परिस्थितियों (760 मिमी एचजी और 0 डिग्री सेल्सियस) के तहत घन मीटर में व्यक्त किया गया, और मात्रा के प्रतिशत के रूप में रचना। ईंधन की संरचना को इसके शुष्क गैसीय भाग की संरचना के रूप में समझा जाता है।
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 प्राकृतिक गैस में 0.1 से 4.5% तक पाए जाते हैं।
तरलीकृत गैसपरिष्कृत पेट्रोलियम उत्पाद - इसमें मुख्य रूप से प्रोपेन और ब्यूटेन का मिश्रण होता है।
प्राकृतिक गैस (सीएनजी, एनजी): मीथेन सीएच4 90% से अधिक, एथेन सी2 एच5 4% से कम, प्रोपेन सी3 एच8 1% से कम
तरलीकृत गैस (एलपीजी): प्रोपेन C3 H8 65% से अधिक, ब्यूटेन C4 H10 35% से कम
दहनशील गैसों की संरचना में शामिल हैं: हाइड्रोजन एच 2, मीथेन सीएच 4, अन्य हाइड्रोकार्बन यौगिक सी एम एच एन, हाइड्रोजन सल्फाइड एच 2 एस और अतुलनीय गैसें, कार्बन डाइऑक्साइड सीओ 2, ऑक्सीजन ओ 2, नाइट्रोजन एन 2 और नहीं सार्थक राशिजल वाष्प 2 . सूचकांक एमतथा 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 के लिए C 2 H b टी = 2तथा एन= बी, आदि
शुष्क गैसीय ईंधन संघटन (मात्रा के अनुसार प्रतिशत):
सीओ + एच 2 + 2 सी एम एच एन + एच 2 एस + सीओ 2 + ओ 2 + एन 2 = 100%।
शुष्क गैस 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 = 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 सी = 0.01,
जहां क्यूको, क्यू एन 2, क्यू एस एम एन एन क्यू एन 2 एस। - मिश्रण में शामिल व्यक्तिगत गैसों के दहन की गर्मी, kJ / m 3 (kcal / m 3); सीओ, एच 2,सीएम एच एन, एच 2 एस - घटक जो बनाते हैं गैस मिश्रण,% मात्रा से।
अधिकांश घरेलू क्षेत्रों के लिए सामान्य परिस्थितियों में शुष्क प्राकृतिक गैस के 1 एम3 के दहन की गर्मी 33.29 - 35.87 एमजे / एम 3 (7946 - 8560 किलो कैलोरी / एम 3) है। गैसीय ईंधन की विशेषताओं को तालिका 1 में दिखाया गया है।
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 = 0.01 = 33981 केजे / एम 3 या
क्यू एनएस = 0.01 (5585.1 + 8555 76.7 + 15 226 4.5 + 21 795 1.7 + 28 338 0.8 + 34 890 0.6) = 8109 किलो कैलोरी / मी 3.
तालिका नंबर एक। गैसीय ईंधन के लक्षण
|
गैस |
पद |
ज्वलन की ऊष्माक्यू एन |
|
|
केजे / एम 3 |
किलो कैलोरी / एम 3 |
||
| हाइड्रोजन | एच, | 10820 | 2579 |
| कार्बन मोनोऑक्साइड | सीओ | 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 बॉयलर एक टन भाप का उत्पादन करने के लिए 71 से 75 m3 प्राकृतिक गैस की खपत करते हैं। सितंबर 2008 के लिए 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। वास्तविक कीमतडीई बॉयलरों के लिए कारखानों में टन भाप कम से कम 189 रूबल प्रति टन भाप है।
DKVR 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। कारखानों के लिए भाप की वास्तविक लागत कम से कम 290 रूबल प्रति टन है।
DE-25 स्टीम बॉयलर के लिए प्राकृतिक गैस की अधिकतम खपत की गणना कैसे करें? इस तकनीकी निर्देशबॉयलर। प्रति घंटे 1840 क्यूब्स। लेकिन आप गणना कर सकते हैं। 25 टन (25 हजार किग्रा) को भाप और पानी के थैलेपी (666.9-105) के बीच के अंतर से गुणा किया जाना चाहिए और यह सब 92.8% की बॉयलर दक्षता और गैस के दहन की गर्मी में विभाजित किया जाना चाहिए। 8300. और सभी
कृत्रिम गैस ईंधन
कृत्रिम दहनशील गैसें ईंधन हैं स्थानीय महत्व, क्योंकि उनका ऊष्मीय मान काफी कम होता है। उनके मुख्य ईंधन तत्व कार्बन मोनोऑक्साइड CO और हाइड्रोजन H2 हैं। इन गैसों का उपयोग उत्पादन के भीतर किया जाता है, जहां इन्हें तकनीकी और बिजली संयंत्रों के लिए ईंधन के रूप में उत्पादित किया जाता है।
सभी प्राकृतिक और कृत्रिम दहनशील गैसें विस्फोटक होती हैं और खुली आग या चिंगारी पर प्रज्वलित हो सकती हैं। गैस की निचली और ऊपरी विस्फोटक सीमा के बीच अंतर किया जाता है, अर्थात। हवा में इसकी सांद्रता का उच्चतम और निम्नतम प्रतिशत। प्राकृतिक गैसों की निचली विस्फोटक सीमा 3% से 6% और ऊपरी सीमा - 12% से 16% तक होती है। सभी ज्वलनशील गैसें मानव शरीर को जहर दे 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 फिटिंग में लीक के माध्यम से बॉयलर रूम के इंटीरियर में घुसने पर उन्हें खतरनाक बनाती हैं। विषाक्तता से बचने के लिए, ज्वलनशील गैसों को गंधहीन गंधक से उपचारित किया जाना चाहिए।
ठोस ईंधन के गैसीकरण द्वारा उद्योग में कार्बन मोनोऑक्साइड सीओ प्राप्त करना
औद्योगिक उद्देश्यों के लिए, कार्बन मोनोऑक्साइड ठोस ईंधन को गैसीकृत करके प्राप्त किया जाता है, अर्थात इसे गैसीय ईंधन में परिवर्तित किया जाता है। 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 टुकड़ों से भरकर लकड़ी का कोयलाआइए हम इसे जोर से गर्म करें और गैसोमीटर से ऑक्सीजन को जाने दें। ट्यूब से निकलने वाली गैसों को चूने के पानी से धोने की बोतल से गुजरने दें और फिर प्रज्वलित करें। चूने का पानी मटमैला हो जाता है, गैस एक नीली लौ के साथ जलती है। यह प्रतिक्रिया उत्पादों में CO2 डाइऑक्साइड और कार्बन मोनोऑक्साइड CO2 की उपस्थिति को इंगित करता है।
इन पदार्थों के गठन 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 = 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 = 2सीओ
चावल। 1. कार्बन मोनोऑक्साइड (प्रयोगशाला प्रयोग) प्राप्त करना।
वी औद्योगिक स्थितियांठोस ईंधन का गैसीकरण भट्टियों में किया जाता है जिन्हें गैस जनरेटर कहा जाता है।
परिणामी गैस मिश्रण को उत्पादक गैस कहा जाता है।
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,अंदर पंक्तिबद्ध आग रोक ईंटें... गैस जनरेटर ऊपर से ईंधन से भरा हुआ है; नीचे से, जाली के माध्यम से, एक पंखे द्वारा हवा या जल वाष्प की आपूर्ति की जाती है।
हवा में ऑक्सीजन ईंधन में कार्बन के साथ प्रतिक्रिया करता है, कार्बन डाइऑक्साइड बनाता है, जो गर्म ईंधन बिस्तर के माध्यम से ऊपर उठता है, कार्बन द्वारा कार्बन मोनोऑक्साइड में कम हो जाता है।
यदि जनरेटर में केवल हवा उड़ाई जाती है, तो एक गैस प्राप्त होती है, जिसमें इसकी संरचना में कार्बन मोनोऑक्साइड और हवा में नाइट्रोजन (साथ ही सीओ 2 और अन्य अशुद्धियों की एक निश्चित मात्रा) होती है। इस जनरेटर गैस को वायु गैस कहा जाता है।
यदि जल वाष्प को गर्म कोयले से जनरेटर में उड़ाया जाता है, तो प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप कार्बन मोनोऑक्साइड और हाइड्रोजन बनते हैं: सी + एच 2 ओ = सीओ + एच 2
इस गैस मिश्रण को जल गैस कहते हैं। वायु गैस की तुलना में जल गैस का ऊष्मीय मान अधिक होता है, क्योंकि कार्बन मोनोऑक्साइड के साथ इसमें एक दूसरी दहनशील गैस - हाइड्रोजन भी होती 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 (10,500 kJ / m3, या 2,730 kcal / mg का कैलोरी मान) और साथ ही मिथाइल अल्कोहल के संश्लेषण के लिए एक कच्चा माल है। हालाँकि, जल गैस का उत्पादन लंबे समय तक नहीं किया जा सकता है, क्योंकि इसके गठन की प्रतिक्रिया एंडोथर्मिक (गर्मी अवशोषण के साथ) होती है, और इसलिए जनरेटर में ईंधन ठंडा हो जाता है। कोयले की चमक बनाए रखने के लिए, जनरेटर में जल वाष्प के इंजेक्शन को हवा के इंजेक्शन के साथ वैकल्पिक किया जाता है, जिसकी ऑक्सीजन गर्मी उत्पन्न करने के लिए ईंधन के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए जानी जाती है।
वी हाल ही मेंईंधन के गैसीकरण के लिए, भाप-ऑक्सीजन विस्फोट का व्यापक रूप से उपयोग किया जाने लगा। ईंधन बिस्तर के माध्यम से जल वाष्प और ऑक्सीजन की एक साथ उड़ाने से जनरेटर की उत्पादकता में उल्लेखनीय रूप से वृद्धि करने और हाइड्रोजन और कार्बन मोनोऑक्साइड की उच्च सामग्री के साथ गैस प्राप्त करने के लिए प्रक्रिया को लगातार किया जा सकता है।
आधुनिक गैस जनरेटर शक्तिशाली निरंतर उपकरण हैं।
ताकि जब गैस जनरेटर को ईंधन की आपूर्ति की जाए, तो दहनशील और विषैली गैसेंवातावरण में प्रवेश नहीं किया, लोडिंग ड्रम को डबल बनाया गया है। जहां ईंधन ड्रम के एक डिब्बे में प्रवेश करता है, वहीं दूसरा कम्पार्टमेंट जनरेटर में ईंधन फैलाता 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 के माध्यम से 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 लेट जाता है, जब शंकु को ऊपर उठाया जाता है, तो कोयले को जनरेटर की दीवारों के करीब फेंक दिया जाता है।
गैस जनरेटर से राख हटाने को यंत्रीकृत किया जाता है। शंकु के आकार की जाली को एक इलेक्ट्रिक मोटर द्वारा धीरे-धीरे घुमाया जाता है। इस मामले में, राख को जनरेटर की दीवारों पर विस्थापित कर दिया जाता है और विशेष उपकरणों द्वारा राख बॉक्स में डाल दिया जाता है, जहां से इसे समय-समय पर हटा दिया जाता है।
पहली गैस लालटेन 1819 में सेंट पीटर्सबर्ग में आप्टेकार्स्की द्वीप पर जलाई गई थी। जिस गैस का उपयोग किया गया था वह कोयले के गैसीकरण द्वारा प्राप्त की गई थी। इसे दीपक गैस कहा जाता था।
महान रूसी वैज्ञानिक डी.आई.मेंडेलीव (1834-1907) ने इस विचार को व्यक्त करने वाले पहले व्यक्ति थे कि कोयला गैसीकरण को बिना उठाए सीधे भूमिगत किया जा सकता है। ज़ारिस्ट सरकार ने मेंडेलीव के इस प्रस्ताव की सराहना नहीं की।
भूमिगत गैसीकरण के विचार का वी.आई. लेनिन ने गर्मजोशी से समर्थन किया। उन्होंने इसे "प्रौद्योगिकी की महान जीत में से एक" कहा। सोवियत राज्य द्वारा पहली बार भूमिगत गैसीकरण किया गया था। महान देशभक्तिपूर्ण युद्ध से पहले ही, डोनेट्स्क और मॉस्को क्षेत्र के कोयला बेसिन में भूमिगत जनरेटर सोवियत संघ में काम करते थे।
भूमिगत गैसीकरण के तरीकों में से एक का एक विचार चित्र 3 में दिया गया है। दो कुओं को कोयला सीम में रखा गया है, जो एक चैनल के साथ नीचे से जुड़े हुए हैं। इस तरह के चैनल में एक कुएं के पास कोयले को प्रज्वलित किया जाता है और वहां फूंक मारकर आपूर्ति की जाती है। दहन उत्पाद, चैनल के साथ चलते हुए, गर्म कोयले के साथ बातचीत करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप एक पारंपरिक जनरेटर की तरह एक दहनशील गैस बनती है। दूसरे कुएं से गैस सतह पर आती है।
जेनरेटर गैस का व्यापक रूप से औद्योगिक भट्टियों - धातुकर्म, कोक ओवन और कारों में ईंधन के रूप में गर्म करने के लिए उपयोग किया जाता है (चित्र 4)।
चावल। 3. भूमिगत कोयला गैसीकरण की योजना।
जल गैस के हाइड्रोजन और कार्बन मोनोऑक्साइड से कई कार्बनिक उत्पादों को संश्लेषित किया जाता है, उदाहरण के लिए, तरल ईंधन। सिंथेटिक तरल ईंधन - ईंधन (मुख्य रूप से गैसोलीन) कार्बन मोनोऑक्साइड और हाइड्रोजन से 150-170 ग्राम सेल्सियस पर संश्लेषण द्वारा प्राप्त किया जाता है और उत्प्रेरक (निकल, लोहा) की उपस्थिति में 0.7 - 20 एमएन / एम 2 (200 किग्रा / सेमी 2) का दबाव होता है। , कोबाल्ट)। तेल की कमी के कारण द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान जर्मनी में सिंथेटिक तरल ईंधन का पहला उत्पादन आयोजित किया गया था। इसकी उच्च लागत के कारण सिंथेटिक तरल ईंधन व्यापक नहीं हो पाया है। हाइड्रोजन का उत्पादन करने के लिए जल गैस का उपयोग किया जाता है। इसके लिए, जलवाष्प के साथ मिश्रित 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 = सीओ 2 + एच 2
5. दहन का ताप संतुलन
आइए हम गैसीय, तरल और की दहन प्रक्रिया के ताप संतुलन की गणना के तरीकों पर विचार करें ठोस ईंधन... निम्नलिखित समस्याओं को हल करने के लिए गणना कम कर दी गई है।
· ईंधन के दहन की गर्मी (ऊष्मीय मान) का निर्धारण।
सैद्धांतिक दहन तापमान का निर्धारण।
5.1. ज्वलन की ऊष्मा
रासायनिक प्रतिक्रियाएं गर्मी की रिहाई या अवशोषण के साथ होती हैं। जब गर्मी निकलती है, तो प्रतिक्रिया को एक्ज़ोथिर्मिक कहा जाता है, और अवशोषित होने पर इसे एंडोथर्मिक कहा जाता है। सभी दहन प्रतिक्रियाएं एक्ज़ोथिर्मिक हैं, और दहन उत्पाद एक्ज़ोथिर्मिक हैं।
बहते समय विमोचित (या अवशोषित)। रासायनिक प्रतिक्रियाऊष्मा को अभिक्रिया की ऊष्मा कहते हैं। एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रियाओं में यह सकारात्मक है, एंडोथर्मिक प्रतिक्रियाओं में यह नकारात्मक है। दहन प्रतिक्रिया हमेशा गर्मी की रिहाई के साथ होती है। दहन की गर्मी से क्यू जी(J / mol) किसी पदार्थ के एक मोल के पूर्ण दहन और एक दहनशील पदार्थ के पूर्ण दहन के उत्पादों में रूपांतरण के दौरान निकलने वाली ऊष्मा की मात्रा है। तिल पदार्थ की मात्रा की मूल SI इकाई है। एक मोल किसी पदार्थ की वह मात्रा है जिसमें कार्बन-12 समस्थानिक के 12 ग्राम में जितने परमाणु होते हैं उतने ही कण (परमाणु, अणु आदि) होते हैं। 1 मोल (आणविक या दाढ़ द्रव्यमान) के बराबर किसी पदार्थ की मात्रा का द्रव्यमान संख्यात्मक रूप से इस पदार्थ के सापेक्ष आणविक भार के साथ मेल खाता है।
उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन का सापेक्ष आणविक भार (O2) 32 है, कार्बन डाईऑक्साइड(सीओ 2) 44 है, और संबंधित आणविक भार एम = 32 ग्राम / मोल और एम = 44 ग्राम / मोल होगा। इस प्रकार, ऑक्सीजन के एक मोल में यह पदार्थ 32 ग्राम होता है, और CO2 के एक मोल में 44 ग्राम कार्बन डाइऑक्साइड होता है।
तकनीकी गणना में, यह अक्सर दहन की गर्मी का उपयोग नहीं किया जाता है। क्यू जी, और ईंधन का ऊष्मीय मान क्यू(जे / किग्रा या जे / एम 3)। किसी पदार्थ का ऊष्मीय मान ऊष्मा की वह मात्रा है जो किसी पदार्थ के 1 किग्रा या 1 मी 3 के पूर्ण दहन के दौरान निकलती है। तरल और ठोस पदार्थों के लिए, गणना प्रति 1 किलो, और गैसीय पदार्थों के लिए - प्रति 1 मीटर 3 की जाती है।
दहन या विस्फोट के तापमान, विस्फोट के दौरान दबाव, लौ प्रसार गति और अन्य विशेषताओं की गणना करने के लिए दहन की गर्मी और ईंधन के कैलोरी मान का ज्ञान आवश्यक है। ईंधन का ऊष्मीय मान या तो प्रयोगात्मक रूप से या गणना द्वारा निर्धारित किया जाता है। ऊष्मीय मान के प्रायोगिक निर्धारण में, ठोस या तरल ईंधन के दिए गए द्रव्यमान को कैलोरीमीट्रिक बम में, और गैसीय ईंधन के मामले में, गैस कैलोरीमीटर में जलाया जाता है। इन उपकरणों की सहायता से कुल ऊष्मा मापी जाती है क्यू 0, द्रव्यमान के साथ ईंधन के नमूने के दहन के दौरान उत्सर्जित होता है एम... कैलोरी मान क्यू जीसूत्र द्वारा पाया जाता है
दहन की गर्मी और के बीच संबंध
ईंधन का ऊष्मीय मान
दहन की गर्मी और किसी पदार्थ के ऊष्मीय मान के बीच संबंध स्थापित करने के लिए, दहन की रासायनिक प्रतिक्रिया के समीकरण को लिखना आवश्यक है।
कार्बन के पूर्ण दहन का उत्पाद कार्बन डाइऑक्साइड है:
सी + ओ 2 → सीओ 2।
हाइड्रोजन के पूर्ण दहन का उत्पाद पानी है:
2एच 2 + ओ 2 → 2 एच 2 ओ।
सल्फर के पूर्ण दहन का उत्पाद सल्फर डाइऑक्साइड है:
एस + ओ 2 → एसओ 2।
इसी समय, नाइट्रोजन, हैलोजन और अन्य गैर-दहनशील तत्व मुक्त रूप में जारी किए जाते हैं।
ज्वलनशील पदार्थ - गैस
उदाहरण के तौर पर, आइए हम सीएच 4 मीथेन के ऊष्मीय मान की गणना करें, जिसके लिए दहन की गर्मी है क्यू जी=882.6 .
· परिभाषित करें आणविक वजनइसके अनुसार मीथेन रासायनिक सूत्र(सीएच 4):
एम = 1 12 + 4 ∙ 1 = 16 ग्राम / मोल।
आइए 1 किलो मीथेन का ऊष्मीय मान निर्धारित करें:
आइए सामान्य परिस्थितियों में इसके घनत्व ρ = 0.717 किग्रा / मी 3 को जानकर, 1 किग्रा मीथेन का आयतन ज्ञात करें:
.
आइए मीथेन के 1 मीटर 3 का ऊष्मीय मान ज्ञात करें:
किसी भी ज्वलनशील गैसों का ऊष्मीय मान इसी प्रकार निर्धारित किया जाता है। कई सामान्य पदार्थों के लिए, कैलोरी मान और कैलोरी मान को उच्च परिशुद्धता के साथ मापा गया है और प्रासंगिक संदर्भ साहित्य में सूचीबद्ध किया गया है। यहाँ कुछ के ऊष्मीय मान की तालिका दी गई है गैसीय पदार्थ(सारणी 5.1)। महत्व क्यूइस तालिका में एमजे / एम 3 और केकेसी / एम 3 में दिया गया है, क्योंकि अक्सर 1 किलो कैलोरी = 4.1868 केजे गर्मी की इकाई के रूप में प्रयोग किया जाता है।
तालिका 5.1
कैलोरी मान गैसीय ईंधन
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पदार्थ |
एसिटिलीन |
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क्यू |
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ज्वलनशील पदार्थ - तरल या ठोस
उदाहरण के तौर पर, आइए हम एथिल अल्कोहल सी 2 एच 5 ओएच के कैलोरी मान की गणना करें, जिसके लिए दहन की गर्मी है क्यू जी= 1373.3 केजे / मोल।
हम एथिल अल्कोहल के आणविक भार को इसके रासायनिक सूत्र (सी 2 एच 5 ओएच) के अनुसार निर्धारित करते हैं:
एम = 2 12 + 5 ∙ 1 + 1 ∙ 16 + 1 ∙ 1 = 46 ग्राम / मोल।
1 किलो एथिल अल्कोहल का ऊष्मीय मान निर्धारित करें:
किसी भी तरल और ठोस ईंधन का ऊष्मीय मान एक समान तरीके से निर्धारित किया जाता है। टेबल 5.2 और 5.3 ऊष्मीय मान दिखाते हैं क्यू(MJ/kg और kcal/kg) कुछ तरल और ठोस पदार्थों के लिए।
तालिका 5.2
तरल ईंधन का ऊष्मीय मान
|
पदार्थ |
मिथाइल अल्कोहल |
ईंधन तेल, तेल |
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क्यू |
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तालिका 5.3
ठोस ईंधन का ऊष्मीय मान
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पदार्थ |
पेड़ ताजा है |
सूखी लकड़ी |
लिग्नाइट कोयला |
पीट सूखी |
एन्थ्रेसाइट, कोक |
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क्यू |
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मेंडलीफ का सूत्र
यदि ईंधन का ऊष्मीय मान अज्ञात है, तो इसकी गणना डी.आई. द्वारा प्रस्तावित अनुभवजन्य सूत्र का उपयोग करके की जा सकती है। मेंडेलीव। ऐसा करने के लिए, आपको ईंधन की मौलिक संरचना (समतुल्य ईंधन सूत्र) जानने की जरूरत है, अर्थात इसमें निम्नलिखित तत्वों का प्रतिशत:
ऑक्सीजन (ओ);
हाइड्रोजन (एच);
कार्बन (सी);
सल्फर (एस);
ऐश (ए);
पानी (डब्ल्यू)।
ईंधन के दहन उत्पादों में हमेशा होता है भाप, ईंधन में नमी की उपस्थिति और हाइड्रोजन के दहन के दौरान दोनों का गठन किया। दहन के अपशिष्ट उत्पाद औद्योगिक संयंत्र को ओस बिंदु तापमान से ऊपर के तापमान पर छोड़ते हैं। इसलिए, जल वाष्प के संघनन के दौरान निकलने वाली गर्मी का उपयोगी उपयोग नहीं किया जा सकता है और थर्मल गणना में इसे ध्यान में नहीं रखा जाना चाहिए।
गणना के लिए आमतौर पर शुद्ध कैलोरी मान का उपयोग किया जाता है। क्यू नहींईंधन, जो जल वाष्प के साथ गर्मी के नुकसान को ध्यान में रखता है। ठोस और तरल ईंधन के लिए, मान क्यू नहीं(एमजे / किग्रा) लगभग मेंडेलीव के सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है:
क्यू नहीं=0.339+1.025+0.1085 – 0.1085 – 0.025, (5.1)
जहां ईंधन संरचना में संबंधित तत्वों का प्रतिशत (wt%) कोष्ठकों में दर्शाया गया है।
यह सूत्र कार्बन, हाइड्रोजन और सल्फर (एक प्लस चिह्न के साथ) के दहन की एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रियाओं की गर्मी को ध्यान में रखता है। ऑक्सीजन, जो ईंधन का हिस्सा है, हवा में ऑक्सीजन को आंशिक रूप से बदल देती है, इसलिए सूत्र (5.1) में संबंधित शब्द को ऋण चिह्न के साथ लिया जाता है। जब नमी वाष्पित हो जाती है, तो गर्मी की खपत होती है, इसलिए W युक्त संबंधित शब्द को भी ऋणात्मक चिह्न के साथ लिया जाता है।
विभिन्न ईंधनों (लकड़ी, पीट, कोयला, तेल) के ऊष्मीय मान पर परिकलित और प्रायोगिक आंकड़ों की तुलना से पता चला है कि मेंडेलीव सूत्र (5.1) द्वारा गणना 10% से अधिक नहीं त्रुटि देती है।
शुद्ध कैलोरी मान क्यू नहीं(एमजे / एम 3) पर्याप्त सटीकता के साथ शुष्क दहनशील गैसों की गणना व्यक्तिगत घटकों के कैलोरी मान के उत्पादों के योग और गैसीय ईंधन के 1 मीटर 3 में उनके प्रतिशत के रूप में की जा सकती है।
क्यू नहीं= 0.108 [Н 2] + 0.126 [СО] + 0.358 [СН 4] + 0.5 [С 2 2] + 0.234 [Н 2 एस] ..., (5.2)
जहां मिश्रण में संबंधित गैसों का प्रतिशत (मात्रा%) कोष्ठकों में दर्शाया गया है।
प्राकृतिक गैस का औसत ऊष्मीय मान लगभग 53.6 MJ/m3 है। कृत्रिम रूप से उत्पादित दहनशील गैसों में, सीएच 4 मीथेन की सामग्री नगण्य है। मुख्य दहनशील घटक हाइड्रोजन एच 2 और कार्बन मोनोऑक्साइड सीओ हैं। कोक ओवन गैस में, उदाहरण के लिए, एच 2 सामग्री (55 60)% तक पहुंच जाती है, और ऐसी गैस का शुद्ध कैलोरी मान 17.6 एमजे / एम 3 तक पहुंच जाता है। जनरेटर गैस में, CO की सामग्री ~ 30% और H2 ~ 15% है, जबकि जनरेटर गैस का निम्न कैलोरी मान है क्यू नहीं= (5.2 6.5) एमजे / एम 3। ब्लास्ट फर्नेस गैस में CO और H2 की मात्रा कम होती है; आकार क्यू नहीं= (4.0 4.2) एमजे / एम 3।
आइए मेंडेलीफ के सूत्र के अनुसार पदार्थों के ऊष्मीय मान की गणना के उदाहरणों पर विचार करें।
आइए कोयले का ऊष्मीय मान निर्धारित करें, जिसकी मूल संरचना तालिका में दी गई है। 5.4.
तालिका 5.4
मौलिक रचनाकोयला
तालिका में दिया गया विकल्प। मेंडेलीव के सूत्र (5.1) में 5.4 डेटा (नाइट्रोजन एन और राख ए इस सूत्र में शामिल नहीं हैं, क्योंकि वे निष्क्रिय पदार्थ हैं और दहन प्रतिक्रिया में भाग नहीं लेते हैं):
क्यू नहीं= 0.339 ∙ 37.2 + 1.025 2.6 + 0.1085 ∙ 0.6–0.1085 12–0.025 ∙ 40 = 13.04 एमजे / किग्रा।
50 लीटर पानी को 10 डिग्री सेल्सियस से 100 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करने के लिए आवश्यक जलाऊ लकड़ी की मात्रा निर्धारित करें, अगर हीटिंग दहन के दौरान जारी गर्मी का 5% और पानी की गर्मी क्षमता का उपभोग करता है साथ= 1 किलो कैलोरी / (किलो ∙ डिग्री) या 4.1868 केजे / (किलो ∙ डिग्री)। जलाऊ लकड़ी की मौलिक संरचना तालिका में दी गई है। 5.5:
तालिका 5.5
जलाऊ लकड़ी की मौलिक संरचना
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आइए मेंडेलीफ के सूत्र (5.1) के अनुसार जलाऊ लकड़ी का ऊष्मीय मान ज्ञात करें: क्यू नहीं= 0.339 43 + 1.025 ∙ 7–0.1085 ∙ 41–0.025 ∙ 7 = 17.12 एमजे / किग्रा। 1 किलो जलाऊ लकड़ी जलाने पर पानी गर्म करने पर खर्च की गई ऊष्मा की मात्रा निर्धारित करें (इस बात को ध्यान में रखते हुए कि इसे गर्म करने के लिए दहन के दौरान निकलने वाली ऊष्मा का 5% (a = 0.05) लगता है): क्यू 2 = ए क्यू नहीं= 0.05 17.12 = 0.86 एमजे / किग्रा। 50 लीटर पानी को 10 डिग्री सेल्सियस से 100 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करने के लिए आवश्यक जलाऊ लकड़ी की मात्रा निर्धारित करें:
इस प्रकार, पानी को गर्म करने में लगभग 22 किलो लकड़ी लगती है। |
किलोग्राम।दहनशील गैस वर्गीकरण
शहरों में गैस की आपूर्ति के लिए और औद्योगिक उद्यमविभिन्न दहनशील गैसों का उपयोग किया जाता है, जो मूल, रासायनिक संरचना और भौतिक गुणों में भिन्न होते हैं।
मूल रूप से, दहनशील गैसों को ठोस और तरल ईंधन से उत्पादित प्राकृतिक, या प्राकृतिक और कृत्रिम में विभाजित किया जाता है।
प्राकृतिक गैसेंतेल के साथ रास्ते में विशुद्ध रूप से गैस क्षेत्रों या तेल क्षेत्रों के कुओं से निकाले जाते हैं। तेल क्षेत्रों से निकलने वाली गैसों को संबद्ध गैसें कहा जाता है।
शुद्ध गैस क्षेत्रों की गैसें मुख्य रूप से भारी हाइड्रोकार्बन की एक छोटी सामग्री के साथ मीथेन होती हैं। उन्हें एक निरंतर संरचना और कैलोरी मान की विशेषता है।
मीथेन के साथ संबद्ध गैसों में भारी मात्रा में हाइड्रोकार्बन (प्रोपेन और ब्यूटेन) होते हैं। इन गैसों की संरचना और ऊष्मीय मान व्यापक रूप से भिन्न होते हैं।
विशेष पर कृत्रिम गैसों का उत्पादन किया जाता है गैस कारखाने-या धातुकर्म संयंत्रों के साथ-साथ तेल रिफाइनरियों में कोयले के दहन के उप-उत्पाद के रूप में प्राप्त किया जाता है।
हमारे देश में कोयले से उत्पादित गैसों का उपयोग शहरी गैस आपूर्ति के लिए बहुत सीमित मात्रा में किया जाता है, और उनका अनुपात लगातार घट रहा है। इसी समय, तेल शोधन के दौरान गैस-पेट्रोल संयंत्रों और तेल रिफाइनरियों में संबद्ध पेट्रोलियम गैसों से प्राप्त तरलीकृत हाइड्रोकार्बन गैसों का उत्पादन और खपत बढ़ रही है। शहरी गैस आपूर्ति के लिए उपयोग की जाने वाली तरलीकृत पेट्रोलियम गैसें मुख्य रूप से प्रोपेन और ब्यूटेन से बनी होती हैं।
गैस संरचना
गैस का प्रकार और इसकी संरचना काफी हद तक गैस अनुप्रयोग के क्षेत्र, गैस नेटवर्क की योजना और व्यास, गैस बर्नर के डिजाइन समाधान और व्यक्तिगत गैस पाइपलाइन इकाइयों को निर्धारित करती है।
गैस की खपत कैलोरी मान पर निर्भर करती है, और इसलिए गैस पाइपलाइनों के व्यास और गैस दहन की स्थिति पर निर्भर करती है। जब औद्योगिक प्रतिष्ठानों में गैस का उपयोग किया जाता है, तो दहन तापमान और लौ प्रसार गति और गैस ईंधन संरचना की स्थिरता बहुत महत्वपूर्ण होती है। गैसों की संरचना, साथ ही साथ भौतिक रासायनिक विशेषताएंवे मुख्य रूप से गैसों को प्राप्त करने के प्रकार और विधि पर निर्भर करते हैं।
दहनशील गैसें विभिन्न गैसों के यांत्रिक मिश्रण हैं।<как горючих, так и негорючих.
गैसीय ईंधन के दहनशील भाग में शामिल हैं: हाइड्रोजन (एच 2) - बिना रंग, स्वाद या गंध के गैस, इसका शुद्ध कैलोरी मान 2579 है किलो कैलोरी / एनएम 3 \मीथेन (सीएच 4) एक रंगहीन, स्वादहीन और गंधहीन गैस है जो प्राकृतिक गैसों का मुख्य दहनशील हिस्सा है, इसका शुद्ध कैलोरी मान 8555 है किलो कैलोरी / एनएम 3;कार्बन मोनोऑक्साइड (CO) रंग, स्वाद या गंध के बिना एक गैस है, यह किसी भी ईंधन के अधूरे दहन के कारण निकलती है, यह बहुत जहरीली होती है, शुद्ध कैलोरी मान 3018 किलो कैलोरी / एनएम 3;भारी-हाइड्रोकार्बन (सी पी एच टी),इस नाम से<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 किलो कैलोरी / एनएम *।
गैसीय ईंधन के गैर-दहनशील भाग में शामिल हैं: कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ 2), ऑक्सीजन (ओ 2) और नाइट्रोजन (एन 2)।
गैसों के गैर-दहनशील भाग को आमतौर पर गिट्टी कहा जाता है। प्राकृतिक गैसों को उच्च ताप मान और कार्बन मोनोऑक्साइड की पूर्ण अनुपस्थिति की विशेषता है। एक ही समय में (कई क्षेत्रों, मुख्य रूप से गैस-तेल क्षेत्रों में, एक बहुत जहरीली (और संक्षारक रूप से संक्षारक गैस - हाइड्रोजन सल्फाइड (एच 2 एस) होती है। अधिकांश कृत्रिम कोयला गैसों में अत्यधिक जहरीली गैस होती है - कार्बन मोनोऑक्साइड ( सीओ। गैस में ऑक्साइड की उपस्थिति) कार्बन और अन्य जहरीले पदार्थ अत्यधिक अवांछनीय हैं, क्योंकि वे परिचालन कार्य के उत्पादन को जटिल करते हैं और गैस का उपयोग करते समय खतरे को बढ़ाते हैं। मुख्य घटकों के अलावा, गैसों की संरचना में विभिन्न अशुद्धियां शामिल हैं , जिसका विशिष्ट मूल्य नगण्य है। लाखों घन मीटर गैस भी, अशुद्धियों की कुल मात्रा एक महत्वपूर्ण मूल्य तक पहुँच जाती है। , और ऑपरेशन के दौरान।
अशुद्धियों की मात्रा और संरचना गैस के उत्पादन या निष्कर्षण की विधि और उसके शुद्धिकरण की मात्रा पर निर्भर करती है। सबसे हानिकारक अशुद्धियाँ धूल, टार, नेफ़थलीन, नमी और सल्फर यौगिक हैं।
उत्पादन (निष्कर्षण) के दौरान या पाइपलाइनों के माध्यम से गैस का परिवहन करते समय गैस में धूल दिखाई देती है। टार ईंधन के ऊष्मीय अपघटन का एक उत्पाद है और कई कृत्रिम गैसों से जुड़ा है। गैस में धूल की उपस्थिति में, राल टार-कीचड़ प्लग और गैस पाइपलाइनों के अवरोधों के निर्माण में योगदान देता है।
नेफ़थलीन आमतौर पर कृत्रिम कोयला गैसों में पाया जाता है। कम तापमान पर, नेफ़थलीन पाइपों में अवक्षेपित हो जाता है और अन्य ठोस और तरल अशुद्धियों के साथ, गैस पाइपलाइनों के प्रवाह क्षेत्र को कम कर देता है।
वाष्प के रूप में नमी लगभग सभी प्राकृतिक और कृत्रिम गैसों में पाई जाती है। यह पानी की सतह के साथ गैस के संपर्क के परिणामस्वरूप गैस क्षेत्र में ही प्राकृतिक गैसों में प्रवेश करता है, और उत्पादन प्रक्रिया के दौरान कृत्रिम गैसों को पानी से संतृप्त किया जाता है। गैस में नमी की महत्वपूर्ण मात्रा में उपस्थिति अवांछनीय है, क्योंकि यह कैलोरी को कम करती है गैस का मूल्य। , गैस के दहन के दौरान नमी दहन उत्पादों के साथ-साथ वातावरण में एक महत्वपूर्ण मात्रा में गर्मी को दूर करती है। अंक) को हटाया जाना है। इसके लिए विशेष घनीभूत जाल की स्थापना और उनकी निकासी की आवश्यकता होती है।
सल्फर यौगिकों, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, में हाइड्रोजन सल्फाइड, साथ ही कार्बन डाइसल्फ़ाइड, मर्कैप्टन आदि शामिल हैं। इन यौगिकों का न केवल मानव स्वास्थ्य पर हानिकारक प्रभाव पड़ता है, बल्कि पाइपों के महत्वपूर्ण क्षरण का भी कारण बनता है।
अन्य हानिकारक अशुद्धियों में, अमोनिया और साइनाइड यौगिकों पर ध्यान दिया जाना चाहिए, जो मुख्य रूप से कोयला गैसों में पाए जाते हैं। अमोनिया और साइनाइड यौगिकों की उपस्थिति से पाइप धातु का क्षरण बढ़ जाता है।
दहनशील गैसों में कार्बन डाइऑक्साइड और नाइट्रोजन की उपस्थिति भी अवांछनीय है। ये गैसें दहन प्रक्रिया में भाग नहीं लेती हैं, गिट्टी होने के कारण जो कैलोरी मान को कम करती है, जिससे गैस पाइपलाइनों के व्यास में वृद्धि होती है और गैसीय ईंधन का उपयोग करने की आर्थिक दक्षता में कमी आती है।
शहरी गैस आपूर्ति के लिए उपयोग की जाने वाली गैसों की संरचना को GOST 6542-50 (तालिका 1) की आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए।
तालिका नंबर एक
देश में सबसे प्रसिद्ध क्षेत्रों की प्राकृतिक गैसों की संरचना का औसत मूल्य तालिका में प्रस्तुत किया गया है। 2.
गैस क्षेत्रों से (सूखा)
| पश्चिमी यूक्रेन। ... ... | 81,2 | 7,5 | 4,5 | 3,7 | 2,5 | - . | 0,1 | 0,5 | 0,735 | |
| शेबेलिंस्को ............................... | 92,9 | 4,5 | 0,8 | 0,6 | 0,6 | ____ . | 0,1 | 0,5 | 0,603 | |
| स्टावरोपोल क्षेत्र। ... | 98,6 | 0,4 | 0,14 | 0,06 | - | 0,1 | 0,7 | 0,561 | ||
| क्रास्नोडार क्षेत्र। ... | 92,9 | 0,5 | - | 0,5 | _ | 0,01 | 0,09 | 0,595 | ||
| सेराटोव ………………… | 93,4 | 2,1 | 0,8 | 0,4 | 0,3 | पैरों के निशान | 0,3 | 2,7 | 0,576 | |
| गज़ली, बुखारा क्षेत्र | 96,7 | 0,35 | 0,4" | 0,1 | 0,45 | 0,575 | ||||
| गैस और तेल क्षेत्रों से (संबद्ध) | ||||||||||
| रोमाश्किनो ………………… | 18,5 | 6,2 | 4,7 | 0,1 | 11,5 | 1,07 | ||||
| 7,4 | 4,6 | ____ | पैरों के निशान | 1,112 | __ . | |||||
| तुयमाज़ी …………………………… | 18,4 | 6,8 | 4,6 | ____ | 0,1 | 7,1 | 1,062 | - | ||
| राख ....... | 23,5 | 9,3 | 3,5 | ____ | 0,2 | 4,5 | 1,132 | - | ||
| मोटा .......... ............................. | 2,5 | . ___ . | 1,5 | 0,721 | - | |||||
| सिज़रान तेल …………………………… | 31,9 | 23,9 - | 5,9 | 2,7 | 0,8 | 1,7 | 1,6 | 31,5 | 0,932 | - |
| ईशिम्बे …………………………… | 42,4 | 20,5 | 7,2 | 3,1 | 2,8 | 1,040 | _ | |||
| अंदिजान। ............................... | 66,5 | 16,6 | 9,4 | 3,1 | 3,1 | 0,03 | 0,2 | 4,17 | 0,801 ; | |
गैसों का ऊष्मीय मान
ईंधन की मात्रा की एक इकाई के पूर्ण दहन के दौरान जारी गर्मी की मात्रा को कैलोरी मान (क्यू) कहा जाता है या, जैसा कि वे कभी-कभी कहते हैं, कैलोरी मान, या कैलोरी मान, जो ईंधन की मुख्य विशेषताओं में से एक है .
गैसों का ऊष्मीय मान आमतौर पर 1 . के रूप में संदर्भित किया जाता है एम 3,सामान्य परिस्थितियों में लिया गया।
तकनीकी गणना में, सामान्य परिस्थितियों का अर्थ है 0 डिग्री सेल्सियस के बराबर तापमान पर और 760 के दबाव पर गैस की स्थिति एमएमएचजी कला।इन शर्तों के तहत गैस की मात्रा को निरूपित किया जाता है एनएम 3(सामान्य घन मीटर)।
GOST 2923-45 के अनुसार औद्योगिक गैस माप के लिए, सामान्य परिस्थितियों को 20 डिग्री सेल्सियस के तापमान और 760 के दबाव के रूप में लिया जाता है। एमएमएचजी कला।इन स्थितियों के लिए जिम्मेदार गैस की मात्रा, इसके विपरीत एनएम 3कॉल करेंगे एम 3 (घन मीटर)।
गैसों का ऊष्मीय मान (क्यू))में व्यक्त किया किलो कैलोरी / एनएम ईया में किलो कैलोरी / एम 3।
तरलीकृत गैसों के लिए, ऊष्मीय मान को 1 . के रूप में संदर्भित किया जाता है किलोग्राम।
उच्च (क्यू इंच) और निम्न (क्यू एन) कैलोरी मान के बीच अंतर करें। सकल ऊष्मीय मान ईंधन के दहन के दौरान उत्पन्न जल वाष्प के संघनन की गर्मी को ध्यान में रखता है। शुद्ध कैलोरी मान दहन उत्पादों के जल वाष्प में निहित गर्मी को ध्यान में नहीं रखता है, क्योंकि पानी की छाती घनीभूत नहीं होती है, लेकिन दहन उत्पादों से दूर हो जाती है।
क्यू इन और क्यू एन की अवधारणाएं केवल उन गैसों को संदर्भित करती हैं, जिनके दहन से जल वाष्प निकलता है (ये अवधारणाएं कार्बन मोनोऑक्साइड पर लागू नहीं होती हैं, जो दहन के दौरान जल वाष्प का उत्पादन नहीं करती हैं)।
जलवाष्प के संघनन के दौरान 539 . के बराबर ऊष्मा निकलती है किलो कैलोरी / किग्रा।इसके अलावा, जब कंडेनसेट को क्रमशः 0 डिग्री सेल्सियस (या 20 डिग्री सेल्सियस) तक ठंडा किया जाता है, तो 100 या 80 की मात्रा में गर्मी निकलती है। किलो कैलोरी / किग्रा।
कुल मिलाकर, जल वाष्प के संघनन के कारण 600 से अधिक ऊष्मा निकलती है। किलो कैलोरी / किग्रा,जो गैस के सकल और शुद्ध ऊष्मीय मान के बीच का अंतर है। शहरी गैस आपूर्ति में उपयोग होने वाली अधिकांश गैसों के लिए यह अंतर 8-10% है।
कुछ गैसों के ऊष्मीय मान तालिका में दिए गए हैं। 3.
शहरी गैस आपूर्ति के लिए, वर्तमान में गैसों का उपयोग किया जाता है, जो एक नियम के रूप में, कम से कम 3500 का कैलोरी मान होता है। किलो कैलोरी / एनएम 3.यह इस तथ्य से समझाया गया है कि शहरी परिस्थितियों में गैस की आपूर्ति पाइप के माध्यम से काफी दूरी पर की जाती है। यदि कैलोरी मान कम है, तो इसे बड़ी मात्रा में खिलाने की आवश्यकता है। यह अनिवार्य रूप से गैस पाइपलाइनों के व्यास में वृद्धि की ओर जाता है और, परिणामस्वरूप, धातु निवेश और गैस नेटवर्क के निर्माण के लिए धन में वृद्धि, और निम्नलिखित में: और परिचालन लागत में वृद्धि के लिए। कम-कैलोरी गैसों का एक महत्वपूर्ण नुकसान यह है कि ज्यादातर मामलों में उनमें कार्बन मोनोऑक्साइड की एक महत्वपूर्ण मात्रा होती है, जो गैस का उपयोग करने के साथ-साथ नेटवर्क और इंस्टॉलेशन की सर्विसिंग के दौरान खतरे को बढ़ाती है।
3500 . से कम ताप मान वाली गैस किलो कैलोरी / एनएम 3सबसे अधिक बार उद्योग में उपयोग किया जाता है, जहां इसे लंबी दूरी तक ले जाने की आवश्यकता नहीं होती है और भस्म को व्यवस्थित करना आसान होता है। शहरी गैस आपूर्ति के लिए, निरंतर कैलोरी मान होना वांछनीय है। उतार-चढ़ाव, जैसा कि हम पहले ही स्थापित कर चुके हैं, 10% से अधिक की अनुमति नहीं है। गैस के ऊष्मीय मान में बड़े परिवर्तन के लिए एक नए समायोजन की आवश्यकता होती है, और कभी-कभी घरेलू उपकरणों के मानकीकृत बर्नर की एक बड़ी संख्या में परिवर्तन, जो महत्वपूर्ण कठिनाइयों से जुड़ा होता है।
प्राकृतिक गैसों के भौतिक और रासायनिक गुण
प्राकृतिक गैसों में रंग, गंध, स्वाद का अभाव होता 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।
ज्वलनशील गैस में ज्वलनशील और गैर ज्वलनशील पदार्थ होते हैं। दहनशील गैसों में शामिल हैं: हाइड्रोकार्बन, हाइड्रोजन, हाइड्रोजन सल्फाइड। गैर-ज्वलनशील में शामिल हैं: कार्बन डाइऑक्साइड, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और जल वाष्प। उनकी संरचना कम है और मात्रा 0.1-0.3% C0 2 और 1-14% N 2 है। निष्कर्षण के बाद, गैस से जहरीली गैस, हाइड्रोजन सल्फाइड निकाला जाता है, जिसकी सामग्री 0.02 ग्राम / एम 3 से अधिक नहीं होनी चाहिए।
ऊष्मीय मान 1 m3 गैस के पूर्ण दहन के दौरान निकलने वाली ऊष्मा की मात्रा है। दहन की गर्मी kcal/m3, kJ/m3 गैस में मापी जाती है। शुष्क प्राकृतिक गैस का ऊष्मीय मान 8000-8500 किलो कैलोरी / मी 3 है।
किसी पदार्थ के द्रव्यमान और उसके आयतन के अनुपात से परिकलित मान पदार्थ का घनत्व कहलाता है। घनत्व किलो / एम 3 में मापा जाता है। प्राकृतिक गैस का घनत्व पूरी तरह से इसकी संरचना पर निर्भर करता है और c = 0.73-0.85 kg/m3 की सीमा में होता है।
किसी भी ज्वलनशील गैस की सबसे महत्वपूर्ण विशेषता इसका ताप उत्पादन है, अर्थात गैस के पूर्ण दहन के साथ प्राप्त अधिकतम तापमान, यदि दहन हवा की आवश्यक मात्रा दहन के रासायनिक सूत्रों से बिल्कुल मेल खाती है, और गैस का प्रारंभिक तापमान और हवा शून्य है।
प्राकृतिक गैसों की ताप क्षमता लगभग 2000 -2100 ° C, मीथेन - 2043 ° C होती है। भट्टियों में वास्तविक दहन तापमान ताप क्षमता से काफी कम होता है और दहन की स्थिति पर निर्भर करता है।
प्रज्वलन तापमान वायु-ईंधन मिश्रण का वह तापमान है जिस पर मिश्रण प्रज्वलन के स्रोत के बिना प्रज्वलित होता है। प्राकृतिक गैस के लिए, यह 645-700 डिग्री सेल्सियस की सीमा में है।
सभी ज्वलनशील गैसें विस्फोटक होती हैं, जो खुली आग या चिंगारी से प्रज्वलित होने में सक्षम होती हैं। अंतर करना लौ प्रसार की निचली और ऊपरी एकाग्रता सीमा , अर्थात। निचली और ऊपरी सांद्रता जिस पर मिश्रण का विस्फोट संभव है। गैसों की विस्फोटकता की निचली सीमा 3 6% है, ऊपरी सीमा 12 16% है।
विस्फोटक सीमा.
वायु-गैस 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 का विस्फोट 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 गंधहीन होती है। रिसाव को निर्धारित करने के लिए, गैस की गंध आती है (यानी, इसे एक विशिष्ट गंध दें)। एथिल मर्कैप्टन का उपयोग करके गंधीकरण किया जाता है। गंधक गैस वितरण स्टेशनों (जीडीएस) पर किया जाता है। जब 1% प्राकृतिक गैस हवा में मिल जाती है तो उसकी महक महसूस होने लगती है। अभ्यास से पता चलता है कि शहरी 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 मायनों में बेहतर है:
सापेक्ष सस्तापन, जिसे खनन और परिवहन के आसान तरीके से समझाया गया है;
राख की कमी और वातावरण में ठोस कणों को हटाना;
उच्च कैलोरी मान;
दहन के लिए ईंधन की तैयारी की आवश्यकता नहीं है;
सेवा कर्मियों के काम को सुगम बनाता है और उनके काम की स्वच्छता और स्वास्थ्यकर स्थितियों में सुधार करता है;
कार्य प्रक्रियाओं को स्वचालित करने की शर्तों को सुविधाजनक बनाया गया है।
गैस पाइपलाइन कनेक्शन और वाल्व कनेक्शन में लीक के माध्यम से संभावित रिसाव के कारण, प्राकृतिक गैस के उपयोग के लिए विशेष देखभाल और ध्यान देने की आवश्यकता होती है। कमरे में 20% से अधिक गैस के प्रवेश से श्वासावरोध हो सकता 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 पैदा 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 चिकना।
सूखागैसों को खनिज मूल की गैसों के रूप में वर्गीकृत किया जाता है और वे वर्तमान या पिछले ज्वालामुखी गतिविधि से जुड़े क्षेत्रों में पाई जाती हैं। सूखी गैसों में गिट्टी घटकों (नाइट्रोजन, कार्बन डाइऑक्साइड) की एक नगण्य सामग्री के साथ लगभग विशेष रूप से एक 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। वसा गैसें मूल रूप से तेल के समान होती हैं और इनमें कई आसानी से संघनित हाइड्रोकार्बन होते हैं। तरल गैसों का ऊष्मीय मान Qн = 8000-15000 kcal / nm3
गैसीय ईंधन के फायदों में परिवहन और दहन में आसानी, राख नमी की कमी, 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 अपशिष्ट गैसों के संचालन के परिणामस्वरूप प्राप्त होती हैं। कृत्रिम गैसों में ईंधन, गिट्टी गैसों और जल वाष्प के अधूरे दहन की दहनशील गैसें होती हैं और इन्हें क्रमशः 4500 kcal / m3 और 1300 kcam3 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, अतुलनीय गैसें, कार्बन डाइऑक्साइड, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और जल वाष्प की एक छोटी मात्रा। गिट्टी नाइट्रोजन और कार्बन डाइऑक्साइड है।
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 = 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 = 100%।
ज्वलन की ऊष्मा सूखा सामान्य परिस्थितियों में गैसीय ईंधन kJ / m3 (kcal / m3) प्रति 1 m3 गैस निम्नानुसार निर्धारित की जाती है:
क्यूएन = 0.01,
जहां क्यूई संबंधित गैस के दहन की गर्मी है।
गैसीय ईंधन का ऊष्मीय मान तालिका 3 में दिखाया गया है।
ब्लास्ट फर्नेस गैसब्लास्ट फर्नेस में पिग आयरन 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। पिग आयरन के प्रति टन गैस उत्पादन 1500-2500 मी 3 प्रति टन है। ब्लास्ट फर्नेस गैस में गैर-दहनशील घटकों (एन 2 और सीओ 2) का हिस्सा लगभग 70% है, जो इसके कम तापीय प्रदर्शन को निर्धारित करता 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 का तापमान उत्पादों में उल्लेखनीय वृद्धि की जा सकती है।
लौह मिश्र धातु गैसअयस्क-कमी भट्टियों में लौह मिश्र धातुओं के गलाने के दौरान बनता है। बंद भट्टियों से निकलने वाली गैस का उपयोग ईंधन आरईआर (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, आवेश की संरचना, भट्टी का 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 संरचना गलाने के दौरान महत्वपूर्ण रूप से बदल जाती है। सफाई के बाद, गैस संरचना लगभग इस प्रकार है: 70-80% सीओ; 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 तक पहुंचता है।
कोक ओवन गैसकोल चार्ज के कोकिंग के दौरान बनता है। 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।
