Shtëpi Manaferrat Vlera kalorifike e metanit kcal m3. karburant i gaztë

Manaferrat

Vlera kalorifike e metanit kcal m3. karburant i gaztë

Çdo ditë, duke ndezur djegësin në sobë, pak njerëz mendojnë se sa kohë më parë filluan të prodhonin gaz. Në vendin tonë, zhvillimi i saj filloi në shek. Para kësaj, ajo u gjet thjesht gjatë nxjerrjes së produkteve të naftës. Vlera kalorifike e gazit natyror është aq e lartë sa që sot kjo lëndë e parë është thjesht e pazëvendësueshme, dhe homologët e saj me cilësi të lartë ende nuk janë zhvilluar.

Tabela e vlerave kalorifike do t'ju ndihmojë të zgjidhni karburantin për ngrohjen e shtëpisë tuaj

Veçori e karburantit fosil

Gazi natyror është një lëndë djegëse e rëndësishme fosile që zë një pozitë udhëheqëse në bilancet e karburantit dhe energjisë së shumë shteteve. Për të furnizuar me karburant qytetin dhe të gjitha llojet e ndërmarrjet teknike konsumoni gaz të ndryshëm të djegshëm, pasi natyral konsiderohet i rrezikshëm.

Ekologët besojnë se gazi është karburanti më i pastër; kur digjet, ai çliron shumë më pak substancave toksike se dru zjarri, qymyri, nafta. Ky karburant përdoret çdo ditë nga njerëzit dhe përmban një aditiv të tillë si një aromë, ai shtohet në instalimet e pajisura në një raport prej 16 miligramë për 1000 metra kub gaz.

Një përbërës i rëndësishëm i substancës është metani (afërsisht 88-96%), pjesa tjetër janë kimikate të tjera:

butan;
sulfide hidrogjenit;
propan;
nitrogjen;
oksigjen.

Në këtë video, ne do të shqyrtojmë rolin e qymyrit:

Sasia e metanit në karburant natyror varet drejtpërdrejt nga fusha e saj.

Lloji i përshkruar i karburantit përbëhet nga përbërës hidrokarbure dhe jo hidrokarbure. Lënda djegëse fosile natyrore është kryesisht metani, i cili përfshin butan dhe propan. Përveç përbërësve të hidrokarbureve, azoti, squfuri, heliumi dhe argoni janë të pranishëm në lëndën djegëse fosile të përshkruar. Avujt e lëngshëm gjenden gjithashtu, por vetëm në fushat e gazit dhe naftës.

Llojet e depozitave

Vihen re disa lloje të depozitave të gazit. Ato ndahen në llojet e mëposhtme:

gaz;
vaj.

Ata shenjë dallueseështë përmbajtja e hidrokarbureve. Depozitat e gazit përmbajnë afërsisht 85-90% të substancës së paraqitur, fushat e naftës përmbajnë jo më shumë se 50%. Përqindjet e mbetura janë zënë nga substanca të tilla si butani, propani dhe vaji.

Një disavantazh i madh i prodhimit të naftës është nxjerrja e tij nga lloj te ndryshme aditivëve. Squfuri si papastërti shfrytëzohet në ndërmarrjet teknike.

Konsumi i gazit natyror

Butani konsumohet si lëndë djegëse në pikat e karburantit për makinat dhe një substancë organike e quajtur "propan" përdoret për karburantin e çakmakëve. Acetileni është shumë i ndezshëm dhe përdoret në saldimin dhe prerjen e metaleve.

Lëndët djegëse fosile përdoren në jetën e përditshme:

kolona;
stufë me gaz;

Ky lloj karburanti konsiderohet më buxhetor dhe i padëmshëm, e vetmja pengesë është emetimi dioksid karboni kur digjen në atmosferë. Shkencëtarët në të gjithë planetin po kërkojnë një zëvendësim për energjinë termike.

Vlera kalorifike

Vlera kalorifike e gazit natyror është sasia e nxehtësisë së gjeneruar me djegie të mjaftueshme të një njësie karburanti. Sasia e nxehtësisë së çliruar gjatë djegies referohet në një metër kub, të marrë në kushte natyrore.

Kapaciteti termik i gazit natyror matet në termat e mëposhtëm:

kcal / nm 3;
kcal / m 3.

Ka një vlerë kalori të lartë dhe të ulët:

Lartë. Konsideron nxehtësinë e avullit të ujit që ndodh gjatë djegies së karburantit.
E ulët. Ai nuk merr parasysh nxehtësinë që përmban avulli i ujit, pasi avujt e tillë nuk i nënshtrohen kondensimit, por largohen me produkte të djegies. Për shkak të akumulimit të avullit të ujit, ai formon një sasi nxehtësie të barabartë me 540 kcal / kg. Përveç kësaj, kur kondensata ftohet, lëshohet nxehtësia nga 80 në njëqind kcal / kg. Në përgjithësi, për shkak të akumulimit të avullit të ujit, formohen më shumë se 600 kcal / kg, kjo është veçoria dalluese midis prodhimit të nxehtësisë së lartë dhe të ulët.

Për shumicën dërrmuese të gazrave të konsumuar në një sistem të shpërndarjes së karburantit urban, diferenca është e barabartë me 10%. Për të furnizuar qytetet me gaz, vlera e tij kalorifike duhet të jetë më shumë se 3500 kcal/Nm 3 . Kjo shpjegohet me faktin se furnizimi kryhet përmes tubacionit në distanca të gjata. Nëse vlera kalorifike është e ulët, atëherë furnizimi i tij rritet.

Nëse vlera kalorifike e gazit natyror është më pak se 3500 kcal / Nm 3, ai përdoret më shpesh në industri. Nuk ka nevojë të transportohet për distanca të gjata, dhe bëhet shumë më e lehtë për të kryer djegien. Ndryshime të mëdha vlera kalorifike gazi ka nevojë për rregullim të shpeshtë, dhe ndonjëherë zëvendësim një numër i madh djegës të standardizuar të sensorëve shtëpiake, gjë që çon në vështirësi.

Kjo situatë çon në një rritje të diametrit të tubacionit të gazit, si dhe një rritje të kostos së metalit, rrjeteve të shtrimit dhe funksionimit. Disavantazhi i madh i lëndëve djegëse fosile me kalori të ulët është përmbajtja e madhe e monoksidit të karbonit, në lidhje me këtë, niveli i rrezikut rritet gjatë funksionimit të karburantit dhe gjatë mirëmbajtjes së tubacionit, nga ana tjetër, si dhe pajisjeve.

Nxehtësia e lëshuar gjatë djegies, jo më shumë se 3500 kcal / nm 3, përdoret më shpesh në prodhimit industrial, ku nuk është e nevojshme të transferohet në një distancë të gjatë dhe të formohet lehtësisht djegia.

5. BILANCI TERMIK I DJEGJES

Konsideroni metodat për llogaritjen e bilancit të nxehtësisë së procesit të djegies së lëndëve djegëse të gazta, të lëngshme dhe të ngurta. Llogaritja reduktohet në zgjidhjen e problemeve të mëposhtme.

· Përcaktimi i nxehtësisë së djegies (vlera kalorifike) e karburantit.

· Përcaktimi i temperaturës teorike të djegies.

5.1. Nxehtësia e DJEGJES

Reaksionet kimike shoqërohen me çlirimin ose thithjen e nxehtësisë. Kur lëshohet nxehtësia, reaksioni quhet ekzotermik, dhe kur absorbohet, quhet endotermik. Të gjitha reaksionet e djegies janë ekzotermike, dhe produktet e djegies janë komponime ekzotermike.

Lëshohet (ose absorbohet) gjatë kursit reaksion kimik nxehtësia quhet nxehtësia e reaksionit. Në reaksionet ekzotermike është pozitive, në reaksionet endotermike është negative. Reagimi i djegies shoqërohet gjithmonë me çlirimin e nxehtësisë. Nxehtësia e djegies Q g(J / mol) është sasia e nxehtësisë që lirohet gjatë djegies së plotë të një mol të një lënde dhe shndërrimit të një lënde të djegshme në produkte të djegies së plotë. Moli është njësia bazë SI për sasinë e një substance. Një mol është një sasi e tillë e një lënde që përmban po aq grimca (atome, molekula, etj.) sa ka atome në 12 g të izotopit të karbonit-12. Masa e një sasie të një lënde të barabartë me 1 mol (masa molekulare ose molare) numerikisht përkon me peshën molekulare relative të një lënde të caktuar.

Për shembull, pesha molekulare relative e oksigjenit (O 2 ) është 32, dioksidi i karbonit (CO 2 ) është 44, dhe pesha molekulare përkatëse do të ishte M=32 g/mol dhe M=44 g/mol. Kështu, një mol oksigjen përmban 32 gram të kësaj substance, dhe një mol CO 2 përmban 44 gram dioksid karboni.

Në llogaritjet teknike, shpesh nuk përdoret nxehtësia e djegies Q g, dhe vlera kalorifike e karburantit P(J / kg ose J / m 3). Vlera kalorifike e një lënde është sasia e nxehtësisë që lirohet gjatë djegies së plotë të 1 kg ose 1 m 3 të një lënde. Për substancat e lëngshme dhe të ngurta, llogaritja kryhet për 1 kg, dhe për substancat e gazta, për 1 m 3.

Njohja e nxehtësisë së djegies dhe vlerës kalorifike të karburantit është e nevojshme për të llogaritur temperaturën e djegies ose shpërthimit, presionin e shpërthimit, shpejtësinë e përhapjes së flakës dhe karakteristika të tjera. Vlera kalorifike e karburantit përcaktohet ose eksperimentalisht ose me llogaritje. Në përcaktimin eksperimental të vlerës kalorifike, një masë e caktuar e karburantit të ngurtë ose të lëngët digjet në një bombë kalorimetrike, dhe në rastin e karburantit të gaztë, në një kalorimetër gazi. Këto pajisje matin nxehtësinë totale P 0, i lëshuar gjatë djegies së një kampioni të karburantit që peshon m. Vlera kalorifike Q g gjendet sipas formulës

Marrëdhënia ndërmjet nxehtësisë së djegies dhe
vlera kalorifike e karburantit

Për të vendosur një marrëdhënie midis nxehtësisë së djegies dhe vlerës kalorifike të një substance, është e nevojshme të shkruhet ekuacioni për reaksionin kimik të djegies.

Produkti i djegies së plotë të karbonit është dioksidi i karbonit:

C + O 2 → CO 2.

Produkti i djegies së plotë të hidrogjenit është uji:

2H 2 + O 2 → 2H 2 O.

Produkti i djegies së plotë të squfurit është dioksidi i squfurit:

S + O 2 → SO 2.

Në të njëjtën kohë, azoti, halogjenët dhe elementë të tjerë jo të djegshëm lëshohen në një formë të lirë.

gaz i djegshëm

Si shembull, ne do të llogarisim vlerën kalorifike të metanit CH 4, për të cilin nxehtësia e djegies është e barabartë me Q g=882.6 .

Le të përcaktojmë peshë molekulare metani në përputhje me të formula kimike(CH 4):

М=1∙12+4∙1=16 g/mol.

Përcaktoni vlerën kalorifike të 1 kg metan:

Le të gjejmë vëllimin e 1 kg metan, duke ditur densitetin e tij ρ=0,717 kg/m 3 në kushte normale:

Përcaktoni vlerën kalorifike të 1 m 3 metan:

Vlera kalorifike e çdo gazi të djegshëm përcaktohet në mënyrë të ngjashme. Për shumë substanca të zakonshme, vlerat kalorifike dhe vlerat kalorifike janë matur me saktësi të lartë dhe janë dhënë në literaturën përkatëse të referencës. Këtu është një tabelë e vlerave kalorifike të disa substanca të gazta(Tabela 5.1). Vlera P në këtë tabelë është dhënë në MJ / m 3 dhe në kcal / m 3, pasi 1 kcal = 4,1868 kJ përdoret shpesh si njësi e nxehtësisë.

Tabela 5.1

Vlera kalorifike e lëndëve djegëse të gazta

Substanca			Acetilen
P
P

lëng i djegshëm ose të ngurta

Si shembull, do të llogarisim vlerën kalorifike të alkoolit etilik C 2 H 5 OH, për të cilin nxehtësia e djegies Q g= 1373,3 kJ/mol.

Përcaktoni peshën molekulare të alkoolit etilik në përputhje me formulën e tij kimike (C2H5OH):

М = 2∙12 + 5∙1 + 1∙16 + 1∙1 = 46 g/mol.

Përcaktoni vlerën kalorifike të 1 kg alkool etilik:

Vlera kalorifike e çdo lëndë djegëse të lëngshme dhe të ngurtë përcaktohet në mënyrë të ngjashme. Në tabelë. 5.2 dhe 5.3 tregojnë vlerat kalorifike P(MJ/kg dhe kcal/kg) për disa substanca të lëngshme dhe të ngurta.

Tabela 5.2

Vlera kalorifike e lëndëve djegëse të lëngëta

Substanca	Alkool metil	Etanol	Naftë, naftë
P
P

Tabela 5.3

Vlera kalorifike e lëndëve djegëse të ngurta

Substanca	dru i freskët	dru i thatë	Qymyr kafe	Torfe e thatë	Antracit, koks
P
P

formula e Mendelejevit

Nëse vlera kalorifike e karburantit është e panjohur, atëherë ajo mund të llogaritet duke përdorur formulën empirike të propozuar nga D.I. Mendelejevi. Për ta bërë këtë, duhet të dini përbërjen elementare të karburantit (formula ekuivalente e karburantit), domethënë përqindja e elementëve të mëposhtëm në të:

Oksigjen (O);

Hidrogjen (H);

karboni (C);

Squfuri (S);

Hiri (A);

Uji (W).

Produktet e djegies së karburanteve përmbajnë gjithmonë avujt e ujit, i formuar si për shkak të pranisë së lagështisë në karburant, ashtu edhe gjatë djegies së hidrogjenit. Mbetjet e djegies largohen nga impianti industrial në një temperaturë mbi temperaturën e pikës së vesës. Prandaj, nxehtësia që lirohet gjatë kondensimit të avullit të ujit nuk mund të përdoret në mënyrë të dobishme dhe nuk duhet të merret parasysh në llogaritjet termike.

Për llogaritjen zakonisht përdoret vlera kalorifike neto. Q n karburanti, i cili merr parasysh humbjet e nxehtësisë me avujt e ujit. Për lëndët djegëse të ngurta dhe të lëngëta, vlera Q n(MJ / kg) përcaktohet afërsisht nga formula e Mendeleev:

Q n=0.339+1.025+0.1085 – 0.1085 – 0.025, (5.1)

ku në kllapa tregohet përmbajtja e përqindjes (në masë %) e elementeve përkatës në përbërjen e karburantit.

Kjo formulë merr parasysh nxehtësinë e reaksioneve të djegies ekzotermike të karbonit, hidrogjenit dhe squfurit (me një shenjë plus). Oksigjeni, i cili është pjesë e karburantit, zëvendëson pjesërisht oksigjenin në ajër, kështu që termi përkatës në formulën (5.1) merret me një shenjë minus. Kur lagështia avullohet, nxehtësia konsumohet, kështu që termi përkatës që përmban W merret gjithashtu me një shenjë minus.

Krahasimi i të dhënave të llogaritura dhe eksperimentale mbi vlerën kalorifike të lëndëve djegëse të ndryshme (dru, torfe, qymyr, vaj) tregoi se llogaritja sipas formulës së Mendelejevit (5.1) jep një gabim jo më shumë se 10%.

Vlera kalorifike neto Q n(MJ / m 3) e gazrave të djegshëm të thatë mund të llogariten me saktësi të mjaftueshme si shuma e produkteve të vlerës kalorifike të përbërësve individualë dhe përqindja e tyre në 1 m 3 karburant të gaztë.

Q n= 0,108[Н2] + 0,126[СО] + 0,358[CH 4] + 0,5[С 2 Н 2 ] + 0,234[Н 2 S ]…, (5,2)

ku në kllapa tregohet përmbajtja e përqindjes (vol.%) e gazeve përkatëse në përzierje.

Vlera mesatare kalorifike e gazit natyror është afërsisht 53.6 MJ/m3. Në gazrat e djegshëm të prodhuar artificialisht, përmbajtja e metanit CH 4 është e papërfillshme. Përbërësit kryesorë të djegshëm janë hidrogjeni H 2 dhe monoksidi i karbonit CO. Në gazin e furrës së koksit, për shembull, përmbajtja e H2 arrin (55 ÷ 60)%, dhe vlera kalorifike neto e një gazi të tillë arrin 17,6 MJ/m3. Në gazin e gjeneratorit, përmbajtja e CO ~ 30% dhe H 2 ~ 15%, ndërsa vlera kalorifike neto e gazit të gjeneratorit Q n= (5,2÷6,5) MJ/m 3 . Në gazin e furrës së shpërthimit, përmbajtja e CO dhe H 2 është më e vogël; magnitudë Q n= (4.0÷4.2) MJ/m 3 .

Konsideroni shembuj të llogaritjes së vlerës kalorifike të substancave duke përdorur formulën Mendeleev.

Le të përcaktojmë vlerën kalorifike të qymyrit, përbërja elementare e të cilit është dhënë në tabelë. 5.4.

Tabela 5.4

Përbërja elementare qymyr

Le të zëvendësojmë të dhënë në skedën. 5.4 të dhënat në formulën Mendeleev (5.1) (azoti N dhe hiri A nuk përfshihen në këtë formulë, pasi ato janë substanca inerte dhe nuk marrin pjesë në reaksionin e djegies):

Q n=0,339∙37,2+1,025∙2,6+0,1085∙0,6–0,1085∙12–0,025∙40=13,04 MJ/kg.

Le të përcaktojmë sasinë e druve të zjarrit të nevojshëm për të ngrohur 50 litra ujë nga 10 ° C në 100 ° C, nëse 5% e nxehtësisë së lëshuar gjatë djegies shpenzohet për ngrohje, dhe kapaciteti i nxehtësisë së ujit. nga\u003d 1 kcal / (kg ∙ deg) ose 4,1868 kJ / (kg ∙ deg). Përbërja elementare e druve të zjarrit është dhënë në tabelë. 5.5:

Tabela 5.5

Përbërja elementare e druve të zjarrit

Le të gjejmë vlerën kalorifike të druve të zjarrit sipas formulës së Mendelejevit (5.1):

Q n=0,339∙43+1,025∙7–0,1085∙41–0,025∙7= 17,12 MJ/kg.

Përcaktoni sasinë e nxehtësisë së shpenzuar për ngrohjen e ujit kur digjen 1 kg dru zjarri (duke marrë parasysh faktin se 5% e nxehtësisë (a = 0,05) e lëshuar gjatë djegies shpenzohet për ngrohjen e tij):

P 2=a Q n=0,05 17,12=0,86 MJ/kg.

Përcaktoni sasinë e druve të zjarrit që nevojiten për të ngrohur 50 litra ujë nga 10°C në 100°C:

kg.

Kështu, për ngrohjen e ujit nevojiten rreth 22 kg dru zjarri.

Çfarë është karburanti?

Ky është një komponent ose një përzierje e substancave që janë të afta për transformime kimike të lidhura me lëshimin e nxehtësisë. Tipe te ndryshme Lëndët djegëse ndryshojnë në përmbajtjen sasiore të agjentit oksidues në to, i cili përdoret për çlirimin e energjisë termike.

NË kuptimi i gjerë karburanti është një bartës energjie, domethënë një lloj potencial i energjisë potenciale.

Klasifikimi

Aktualisht, lëndët djegëse ndahen sipas gjendjes së tyre të grumbullimit në të lëngshme, të ngurta, të gazta.

Te veshtira pamje natyrale përfshijnë gurin dhe dru zjarri, antracit. Briketat, koksi, termoantraciti janë lloje artificiale lëndë djegëse e ngurtë.

Lëngjet përfshijnë substanca që përmbajnë substanca me origjinë organike. Përbërësit kryesorë të tyre janë: oksigjeni, karboni, azoti, hidrogjeni, squfuri. Karburanti i lëngshëm artificial do të jetë një shumëllojshmëri rrëshirash, nafte.

Është një përzierje e gazrave të ndryshëm: etilen, metan, propan, butan. Përveç tyre, lëndët djegëse të gazta përmbajnë dioksid karboni dhe oksid karboni, sulfur hidrogjeni, azoti, avujt e ujit, oksigjeni.

Treguesit e karburantit

Treguesi kryesor i djegies. Formula për përcaktimin e vlerës kalorifike konsiderohet në termokimi. ndaj" karburant referencë”, që nënkupton vlerën kalorifike të 1 kilogram antracit.

Vaji i ngrohjes shtëpiake është i destinuar për djegie në pajisjet e ngrohjes me fuqi të ulët, të cilat ndodhen në ambiente banimi, gjeneratorë të nxehtësisë që përdoren në bujqësia për tharjen e foragjereve, konservimin.

Nxehtësia specifike e djegies së karburantit është një vlerë e tillë që tregon sasinë e nxehtësisë që formohet gjatë djegies së plotë të karburantit me një vëllim prej 1 m 3 ose një masë prej një kilogrami.

Për të matur këtë vlerë, përdoren J / kg, J / m 3, kalori / m 3. Për të përcaktuar nxehtësinë e djegies, përdorni metodën e kalorimetrisë.

Me një rritje ngrohje specifike djegia e karburantit, konsumi specifik i karburantit zvogëlohet dhe koeficienti veprim i dobishëm mbetet e njëjta vlerë.

Nxehtësia e djegies së substancave është sasia e energjisë së çliruar gjatë oksidimit të një lënde të ngurtë, të lëngët, të gaztë.

Përcaktohet nga përbërja kimike, si dhe nga gjendja e grumbullimit të substancës së djegshme.

Karakteristikat e produkteve të djegies

Vlera kalorifike më e lartë dhe më e ulët shoqërohet me gjendjen e grumbullimit të ujit në substancat e marra pas djegies së karburantit.

Vlera bruto kalorifike është sasia e nxehtësisë që çlirohet gjatë djegies së plotë të një substance. Kjo vlerë përfshin nxehtësinë e kondensimit të avullit të ujit.

Vlera më e ulët kalorifike e punës është vlera që korrespondon me çlirimin e nxehtësisë gjatë djegies pa marrë parasysh nxehtësinë e kondensimit të avullit të ujit.

Nxehtësia latente e kondensimit është vlera e energjisë së kondensimit të avullit të ujit.

Marrëdhënia matematikore

Vlera kalorifike më e lartë dhe më e ulët lidhen nga marrëdhënia e mëposhtme:

Q B = Q H + k(W + 9H)

ku W është sasia ndaj peshës (në %) e ujit në substancën e djegshme;

H është sasia e hidrogjenit (% në masë) në substancën e djegshme;

k - koeficienti prej 6 kcal/kg

Metodat e llogaritjes

Vlera kalorifike më e lartë dhe më e ulët përcaktohet me dy metoda kryesore: të llogaritura dhe eksperimentale.

Kalorimetrat përdoren për llogaritjet eksperimentale. Së pari, një mostër e karburantit digjet në të. Nxehtësia që do të çlirohet në këtë rast absorbohet plotësisht nga uji. Duke pasur një ide për masën e ujit, është e mundur të përcaktohet vlera e nxehtësisë së tij të djegies duke ndryshuar temperaturën e tij.

Kjo teknikë konsiderohet e thjeshtë dhe efektive, ajo supozon vetëm njohjen e të dhënave të analizës teknike.

Në metodën e llogaritjes, vlera kalorifike më e lartë dhe më e ulët llogaritet sipas formulës së Mendelejevit.

Q p H \u003d 339C p + 1030H p -109 (O p -S p) - 25 W p (kJ / kg)

Ai merr parasysh përmbajtjen e karbonit, oksigjenit, hidrogjenit, avullit të ujit, squfurit në përbërjen e punës (në përqindje). Sasia e nxehtësisë gjatë djegies përcaktohet duke marrë parasysh karburantin e referencës.

Nxehtësia e djegies së gazit ju lejon të bëni llogaritjet paraprake, për të identifikuar efikasitetin e përdorimit të një lloji të caktuar të karburantit.

Karakteristikat e origjinës

Për të kuptuar se sa nxehtësi lirohet gjatë djegies së një karburanti të caktuar, është e nevojshme të kemi një ide për origjinën e tij.

Në natyrë ka variante të ndryshme lëndë djegëse të ngurta, të cilat ndryshojnë në përbërje dhe veti.

Formimi i tij kryhet në disa faza. Fillimisht formohet torfe, pastaj fitohet qymyr kafe dhe i fortë, më pas formohet antraciti. Burimet kryesore të formimit të lëndëve djegëse të ngurta janë gjethet, druri dhe gjilpërat. Duke vdekur, pjesët e bimëve, kur ekspozohen ndaj ajrit, shkatërrohen nga kërpudhat, duke formuar torfe. Grumbullimi i tij kthehet në një masë kafe, pastaj përftohet gaz kafe.

Në shtypje e lartë dhe temperatura, gazi kafe kthehet në qymyr, pastaj karburanti grumbullohet në formën e antracitit.

Përveç lëndës organike, në karburant ka çakëll shtesë. Një pjesë organike është ajo pjesë që është formuar nga çështje organike: hidrogjeni, karboni, azoti, oksigjeni. Përveç këtyre elementeve kimike, ai përmban çakëll: lagështi, hi.

Teknologjia e furrës përfshin ndarjen e masës së punës, të thatë, si dhe të djegshme të karburantit të djegur. Masa e punës quhet karburanti në formën e tij origjinale, i furnizuar për konsumatorin. Pesha e thatë është një përbërje në të cilën nuk ka ujë.

Përbërja

Komponentët më të vlefshëm janë karboni dhe hidrogjeni.

Këta elementë gjenden në çdo lloj karburanti. Në torfe dhe dru, përqindja e karbonit arrin 58 përqind, në qymyrin e fortë dhe kafe - 80%, dhe në antracit arrin 95 përqind të peshës. Në varësi të këtij treguesi, sasia e nxehtësisë së lëshuar gjatë djegies së karburantit ndryshon. Hidrogjeni është elementi i dytë më i rëndësishëm i çdo karburanti. Duke kontaktuar me oksigjenin, ajo formon lagështi, e cila redukton ndjeshëm vlerën termike të çdo karburanti.

Përqindja e tij varion nga 3.8 në argjilë nafte deri në 11 në naftë. Oksigjeni, i cili është pjesë e karburantit, vepron si çakëll.

Nuk prodhon nxehtësi element kimik, pra, ndikon negativisht në vlerën e nxehtësisë së djegies. Djegia e azotit që përmbahet në të lirë ose formë e lidhur në produktet e djegies, konsiderohet papastërti e dëmshme, kështu që sasia e tij është qartësisht e kufizuar.

Squfuri përfshihet në përbërjen e lëndës djegëse në formën e sulfateve, sulfideve dhe gjithashtu si gazra të dioksidit të squfurit. Kur hidratohet, oksidet e squfurit formojnë acid sulfurik, i cili shkatërron pajisjet e bojlerit, ndikon negativisht në vegjetacionin dhe organizmat e gjallë.

Kjo është arsyeja pse squfuri është elementi kimik, prania e të cilit në karburantin natyror është shumë e padëshirueshme. Kur futeni në dhomën e punës, përbërjet e squfurit shkaktojnë helmim të konsiderueshëm të personelit operativ.

Ekzistojnë tre lloje të hirit në varësi të origjinës së tij:

fillore;
dytësore;
terciare.

Forma primare formohet nga substancat minerale që përmbahen në bimë. Hiri dytësor formohet si rezultat i gëlltitjes së mbetjeve bimore nga rëra dhe toka gjatë formimit të formimit.

Hiri terciar rezulton të jetë pjesë e karburantit në procesin e nxjerrjes, ruajtjes, si dhe transportimit të tij. Me një depozitim të konsiderueshëm të hirit, ka një ulje të transferimit të nxehtësisë në sipërfaqen e ngrohjes të njësisë së bojlerit, zvogëlon sasinë e transferimit të nxehtësisë në ujë nga gazrat. Sasi e madhe hiri ndikon negativisht në funksionimin e bojlerit.

Së fundi

Një ndikim të rëndësishëm në procesin e djegies së çdo lloj karburanti ushtrohet nga të paqëndrueshme. Sa më i madh prodhimi i tyre, aq më i madh do të jetë vëllimi i pjesës së përparme të flakës. Për shembull, qymyri, torfe, bie lehtësisht nga zjarri, procesi shoqërohet me humbje të parëndësishme të nxehtësisë. Koksi që mbetet pas heqjes së papastërtive të avullueshme përmban vetëm përbërje minerale dhe karboni. Në varësi të karakteristikave të karburantit, sasia e nxehtësisë ndryshon ndjeshëm.

Në varësi të përbërjes kimike, dallohen tre faza të formimit të lëndëve djegëse të ngurta: torfe, linjit, qymyr.

Druri natyral përdoret në impiantet e vogla të kaldajave. Kryesisht përdoren patate të skuqura druri, tallash, pllaka, lëvore, vetë drutë e zjarrit përdoren në sasi të vogla. Në varësi të llojit të drurit, sasia e nxehtësisë së lëshuar ndryshon ndjeshëm.

Ndërsa vlera kalorifike zvogëlohet, dru zjarri fiton disa avantazhe: ndezshmëri e shpejtë, përmbajtje minimale e hirit dhe mungesë e gjurmëve të squfurit.

Informacioni i besueshëm në lidhje me përbërjen e lëndëve djegëse natyrore ose sintetike, vlerën e tyre kalorifike, është një mënyrë e shkëlqyer për të kryer llogaritjet termokimike.

Aktualisht, ekziston një mundësi reale për të identifikuar ato opsione kryesore për lëndët djegëse të ngurta, të gazta, të lëngshme që do të bëhen më efikaset dhe më të lira për t'u përdorur në një situatë të veçantë.

Sasia e nxehtësisë që çlirohet gjatë djegies së plotë të një sasie njësi të karburantit quhet vlera kalorifike (Q) ose, siç quhet ndonjëherë, vlera kalorifike ose vlera kalorifike, e cila është një nga karakteristikat kryesore të karburantit.

Vlera kalorifike e gazeve zakonisht quhet 1 m 3, merret në kushte normale.

Në llogaritjet teknike, kushtet normale kuptohen si gjendja e gazit në një temperaturë të barabartë me 0 ° C dhe në një presion prej 760 mmHg Art. Vëllimi i gazit në këto kushte shënohet nm 3(metër kub normal).

Për matjet e gazit industrial në përputhje me GOST 2923-45, temperatura prej 20 ° C dhe presioni prej 760 merren si kushte normale mmHg Art. Vëllimi i gazit referuar këtyre kushteve, në kontrast me nm 3 ne do të thërrasim m 3 (metër kub).

Vlera kalorifike e gazeve (P)) shprehur në kcal/nm e ose në kcal / m 3.

Për gazrat e lëngshëm, vlera kalorifike i referohet 1 kg.

Ka vlerë kalorifike më të lartë (Q in) dhe më të ulët (Q n). Vlera kalorifike bruto merr parasysh nxehtësinë e kondensimit të avullit të ujit të formuar gjatë djegies së karburantit. Vlera kalorifike neto nuk merr parasysh nxehtësinë që përmbahet në avujt e ujit të produkteve të djegies, pasi avulli i ujit nuk kondensohet, por bartet me produktet e djegies.

Konceptet Q in dhe Q n vlejnë vetëm për ato gaze, gjatë djegies së të cilëve lirohet avulli i ujit (këto koncepte nuk vlejnë për monoksidin e karbonit, i cili nuk jep avull uji gjatë djegies).

Kur avulli i ujit kondensohet, nxehtësia lëshohet e barabartë me 539 kcal/kg. Përveç kësaj, kur kondensata ftohet në 0 ° C (ose 20 ° C), nxehtësia lirohet, përkatësisht, në sasinë 100 ose 80 kcal/kg.

Në total, për shkak të kondensimit të avullit të ujit, nxehtësia lëshohet më shumë se 600 kcal/kg, që është diferenca ndërmjet vlerës kalorifike bruto dhe neto të gazit. Për shumicën e gazrave të përdorur në furnizimin me gaz urban, kjo diferencë është 8-10%.

Vlerat e vlerës kalorifike të disa gazeve janë dhënë në tabelë. 3.

Për furnizimin me gaz urban, aktualisht përdoren gazra, të cilët, si rregull, kanë një vlerë kalorifike të paktën 3500 kcal / nm 3. Kjo shpjegohet me faktin se në kushtet e qyteteve gazi furnizohet përmes tubacioneve në distanca të konsiderueshme. Me një vlerë të ulët kalori, kërkohet të furnizohet një sasi e madhe. Kjo çon në mënyrë të pashmangshme në një rritje të diametrave të tubacioneve të gazit dhe, si rezultat, në një rritje të investimeve metalike dhe fondeve për ndërtimin e rrjeteve të gazit, dhe, më pas, në një rritje të kostove operative. Një disavantazh i rëndësishëm i gazrave me kalori të ulët është se në shumicën e rasteve ato përmbajnë sasi të konsiderueshme monoksidi i karbonit, i cili rrit rrezikun gjatë përdorimit të gazit, si dhe gjatë servisimit të rrjeteve dhe instalimeve.

Gaz me vlerë kalorifike më të vogël se 3500 kcal/nm 3 më shpesh përdoret në industri, ku nuk kërkohet transportimi i tij në distanca të gjata dhe është më e lehtë të organizohet djegia. Për furnizimin me gaz urban, është e dëshirueshme që të ketë një vlerë kalorifike konstante të gazit. Luhatjet, siç kemi përcaktuar tashmë, lejohen jo më shumë se 10%. Ndryshimi i madh Vlera kalorifike e gazit kërkon një rregullim të ri, dhe nganjëherë një ndryshim të një numri të madh ndezësve të unifikuar për pajisjet shtëpiake, gjë që shoqërohet me vështirësi të konsiderueshme.

Klasifikimi i gazrave të djegshëm

Për furnizimin me gaz të qyteteve dhe ndërmarrjet industriale përdoren gazra të ndryshëm të djegshëm, të ndryshëm në origjinë, përbërje kimike dhe veti fizike.

Nga origjina, gazrat e djegshëm ndahen në natyrorë, ose natyrorë, dhe artificialë, të prodhuar nga lëndë djegëse të ngurta dhe të lëngshme.

gazeve natyrore nxirret nga puset e fushave të gazit të pastër ose vendburimet e naftës së bashku me naftën. Gazrat e fushave të naftës quhen gaze të shoqëruar.

Gazrat e fushave të gazit të pastër përbëhen kryesisht nga metani me një përmbajtje të vogël të hidrokarbureve të rënda. Ato karakterizohen nga qëndrueshmëria e përbërjes dhe vlera kalorifike.

Gazrat e lidhur, së bashku me metanin, përmbajnë një sasi të konsiderueshme të hidrokarbureve të rënda (propan dhe butan). Përbërja dhe vlera kalorifike e këtyre gazeve ndryshojnë shumë.

Gazrat artificiale prodhohen në speciale impiantet e gazit- ose i marrë si nënprodukt nga djegia e qymyrit në impiantet metalurgjike, si dhe në rafineritë e naftës.

Gazet e prodhuara nga qymyri përdoren në vendin tonë për furnizim me gaz urban në sasi shumë të kufizuara dhe graviteti i tyre specifik është vazhdimisht në rënie. Në të njëjtën kohë, prodhimi dhe konsumi i gazeve të hidrokarbureve të lëngshëm, të marra nga gazet e naftës shoqëruese në fabrikat e gazit-benzinës dhe rafineritë e naftës gjatë përpunimit të naftës, po rritet. E lëngshme gazet hidrokarbure përdoret për furnizimin me gaz urban, përbëhet kryesisht nga propani dhe butani.

Përbërja e gazeve

Lloji i gazit dhe përbërja e tij paracaktojnë kryesisht hapësirën e gazit, skemën dhe diametrat e rrjetit të gazit, zgjidhjet e projektimit për djegësit e gazit dhe njësitë individuale të tubacioneve të gazit.

Konsumi i gazit varet nga vlera kalorifike, dhe rrjedhimisht diametrat e tubacioneve të gazit dhe kushtet për djegien e gazit. Kur përdorni gaz në instalimet industriale, temperatura e djegies dhe shpejtësia e përhapjes së flakës dhe qëndrueshmëria e përbërjes janë shumë domethënëse. karburant me gaz Përbërja e gazeve, si dhe vetitë fiziko-kimike ato në radhë të parë varen nga lloji dhe mënyra e përftimit të gazeve.

Gazrat e djegshëm janë përzierje mekanike të gazrave të ndryshëm<как горючих, так и негорючих.

Pjesa e djegshme e karburantit të gaztë përfshin: hidrogjen (H 2) - një gaz pa ngjyrë, shije dhe erë, vlera e tij më e ulët kalorifike është 2579. kcal / nm 3 \ metani (CH 4) - një gaz pa ngjyrë, pa shije dhe erë, është pjesa kryesore e djegshme e gazeve natyrore, vlera e tij më e ulët kalorifike është 8555 kcal / nm 3; monoksidi i karbonit (CO) - një gaz pa ngjyrë, pa shije dhe erë, i marrë nga djegia jo e plotë e çdo karburanti, shumë toksik, me vlerë kalorifike më të ulët 3018 kcal / nm 3; hidrokarburet e rënda (C p N t), Me këtë emër<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*.

Pjesa jo e djegshme e karburantit të gaztë përfshin: dioksid karboni (CO 2), oksigjen (O 2) dhe azot (N 2).

Pjesa jo e djegshme e gazeve quhet çakëll. Gazrat natyrorë karakterizohen me vlerë të lartë kalorifike dhe mungesë të plotë të monoksidit të karbonit. Në të njëjtën kohë, një numër fushash, kryesisht gazi dhe nafta, përmbajnë një gaz shumë toksik (dhe gërryes) - sulfid hidrogjeni (H 2 S). Shumica e gazeve artificiale të qymyrit përmbajnë një sasi të konsiderueshme gazi shumë toksik - monoksid karboni (CO Prania e oksidit në gaz karbon dhe substanca të tjera toksike është shumë e padëshirueshme, pasi ato ndërlikojnë prodhimin e punës operacionale dhe rrisin rrezikun gjatë përdorimit të gazit. Përveç përbërësve kryesorë, përbërja e gazeve përfshin papastërti të ndryshme, vlera specifike e së cilës është e papërfillshme në përqindje. Megjithatë, duke qenë se mijëra dhe madje miliona metra kub gaz, sasia totale e papastërtive arrin një vlerë të konsiderueshme. Shumë papastërti bien në tubacionet e gazit, gjë që përfundimisht çon në një ulje të xhiros, dhe ndonjëherë deri në një ndërprerje të plotë të rrjedhës së gazit. Prandaj, prania e papastërtive në gaz duhet të merret parasysh si në projektimin e tubacioneve të gazit. si dhe gjatë operimit.

Sasia dhe përbërja e papastërtive varet nga mënyra e prodhimit ose nxjerrjes së gazit dhe shkalla e pastrimit të tij. Papastërtitë më të dëmshme janë pluhuri, katrani, naftalina, lagështia dhe përbërjet e squfurit.

Pluhuri shfaqet në gaz gjatë prodhimit (nxjerrjes) ose gjatë transportit të gazit përmes tubacioneve. Rrëshira është një produkt i dekompozimit termik të karburantit dhe shoqëron shumë gazra artificialë. Në prani të pluhurit në gaz, rrëshira kontribuon në formimin e prizave të baltës së katranit dhe bllokimeve në tubacionet e gazit.

Naftalina zakonisht gjendet në gazrat artificiale të qymyrit. Në temperatura të ulëta, naftalina precipiton në tuba dhe, së bashku me papastërtitë e tjera të ngurta dhe të lëngshme, zvogëlon zonën e rrjedhës së tubacioneve të gazit.

Lagështia në formën e avujve gjendet në pothuajse të gjithë gazrat natyrorë dhe artificialë. Ai fut gazrat natyrorë në fushën e gazit për shkak të kontakteve të gazeve me sipërfaqen e ujit dhe gazet artificiale ngopen me ujë gjatë procesit të prodhimit.Prania e lagështisë në gaz në sasi të konsiderueshme është e padëshirueshme, pasi zvogëlon kalori Për më tepër, ai ka një kapacitet të lartë nxehtësie avullimi, lagështia gjatë djegies së gazit bart një sasi të konsiderueshme nxehtësie së bashku me produktet e djegies në atmosferë. Një përmbajtje e madhe lagështie në gaz është gjithashtu e padëshirueshme sepse, kondensimi kur gazi ftohet në "barrën e lëvizjes së tij nëpër tuba, mund të krijojë priza uji në tubacionin e gazit (në pikat më të ulëta) për t'u fshirë. Kjo kërkon instalimin e kolektorëve të veçantë të kondensatës dhe pompimin e tyre.

Komponimet e squfurit, siç u përmend tashmë, përfshijnë sulfid hidrogjeni, si dhe disulfid karboni, merkaptan, etj. Këto përbërje jo vetëm që ndikojnë negativisht në shëndetin e njeriut, por gjithashtu shkaktojnë korrozion të konsiderueshëm të tubave.

Papastërtitë e tjera të dëmshme përfshijnë komponimet e amoniakut dhe cianidit, të cilat gjenden kryesisht në gazrat e qymyrit. Prania e komponimeve të amoniakut dhe cianidit çon në rritjen e korrozionit të metalit të tubit.

Prania e dioksidit të karbonit dhe azotit në gazrat e djegshëm është gjithashtu e padëshirueshme. Këto gazra nuk marrin pjesë në procesin e djegies, duke qenë një çakëll që zvogëlon vlerën kalorifike, gjë që çon në një rritje të diametrit të tubacioneve të gazit dhe në uljen e efikasitetit ekonomik të përdorimit të karburantit të gaztë.

Përbërja e gazrave të përdorur për furnizimin me gaz urban duhet të plotësojë kërkesat e GOST 6542-50 (Tabela 1).

Tabela 1

Vlerat mesatare të përbërjes së gazeve natyrore të vendburimeve më të njohura në vend janë paraqitur në tabelë. 2.

Nga fushat e gazit (të thata)

Ukraina perëndimore. . .	81,2	7,5	4,5	3,7	2,5	- .	0,1	0,5	0,735
Shebelinskoye ................................	92,9	4,5	0,8	0,6	0,6	____ .	0,1	0,5	0,603
Rajoni i Stavropolit. .	98,6	0,4	0,14	0,06		-	0,1	0,7	0,561
Rajoni i Krasnodarit. .	92,9		0,5	-	0,5	_	0,01	0,09	0,595
Saratov ................................	93,4	2,1	0,8	0,4	0,3	Gjurmët e këmbëve	0,3	2,7	0,576
Gazli, rajoni i Buharasë	96,7		0,35	0,4"			0,1	0,45	0,575
Nga fushat e naftës dhe gazit (të lidhura)
Romashkino ................................			18,5	6,2	4,7		0,1	11,5	1,07
				7,4	4,6	____	Gjurmët e këmbëve		1,112	__ .
Tuymazy ................................			18,4	6,8	4,6	____	0,1	7,1	1,062	-
Asi......		23,5		9,3	3,5	____	0,2	4,5	1,132	-
E guximshme.......... ................................ .				2,5		. ___ .		1,5	0,721	-
Syzran-oil ................................	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 ;

Vlera kalorifike e gazeve

Vlera kalorifike e gazeve zakonisht quhet 1 m 3, merret në kushte normale.

Vlera kalorifike e gazeve (P)) shprehur në kcal/nm e ose në kcal / m 3.

Për gazrat e lëngshëm, vlera kalorifike i referohet 1 kg.

Vlerat e vlerës kalorifike të disa gazeve janë dhënë në tabelë. 3.

Për furnizimin me gaz urban, aktualisht përdoren gazra, të cilët, si rregull, kanë një vlerë kalorifike të paktën 3500 kcal / nm 3. Kjo shpjegohet me faktin se në kushtet e qyteteve gazi furnizohet përmes tubacioneve në distanca të konsiderueshme. Me një vlerë të ulët kalori, kërkohet të furnizohet një sasi e madhe. Kjo çon në mënyrë të pashmangshme në një rritje të diametrave të tubacioneve të gazit dhe, si rezultat, në një rritje të investimeve metalike dhe fondeve për ndërtimin e rrjeteve të gazit, dhe, më pas, në një rritje të kostove operative. Një disavantazh i rëndësishëm i gazrave me kalori të ulët është se në shumicën e rasteve ato përmbajnë një sasi të konsiderueshme të monoksidit të karbonit, gjë që rrit rrezikun gjatë përdorimit të gazit, si dhe gjatë servisimit të rrjeteve dhe instalimeve.

Gaz me vlerë kalorifike më të vogël se 3500 kcal/nm 3 më shpesh përdoret në industri, ku nuk kërkohet transportimi i tij në distanca të gjata dhe është më e lehtë të organizohet djegia. Për furnizimin me gaz urban, është e dëshirueshme që të ketë një vlerë kalorifike konstante të gazit. Luhatjet, siç kemi përcaktuar tashmë, lejohen jo më shumë se 10%. Një ndryshim më i madh në vlerën kalorifike të gazit kërkon një rregullim të ri, dhe nganjëherë një ndryshim në një numër të madh djegësish të unifikuara për pajisjet shtëpiake, gjë që shoqërohet me vështirësi të konsiderueshme.