gaasiline kütus. Gaaside kütteväärtus

Ühiku kütusekoguse täielikul põlemisel eralduvat soojushulka nimetatakse kütteväärtuseks (Q) või, nagu mõnikord nimetatakse, kütteväärtuseks ehk kütteväärtuseks, mis on kütuse üks põhiomadusi.

Gaaside kütteväärtust nimetatakse tavaliselt 1-ks m 3, võetud kell normaalsetes tingimustes.

Tehnilistes arvutustes mõistetakse normaaltingimuste all gaasi olekut temperatuuril 0 °C ja rõhul 760 °C. mmHg Art. Gaasi maht nendes tingimustes on tähistatud nm 3(tavaline kuupmeeter).

Tööstusliku gaasi mõõtmiseks vastavalt standardile GOST 2923-45 võetakse tavatingimustena temperatuur 20 ° C ja rõhk 760 mmHg Art. Gaasi maht viitas nendele tingimustele, erinevalt nm 3 me helistame m 3 (kuupmeeter).

Gaaside kütteväärtus (Q)) keeles väljendatud kcal/nm e või sisse kcal / m3.

Veeldatud gaaside puhul on kütteväärtus 1 kg.

On kõrgem (Q in) ja madalam (Q n) kütteväärtus. Kõrge kütteväärtus võtab arvesse kütuse põlemisel tekkiva veeauru kondenseerumissoojust. Alakütteväärtus ei võta arvesse põlemisproduktide veeaurus sisalduvat soojust, kuna veeaur ei kondenseeru, vaid kantakse koos põlemisproduktidega minema.

Q in ja Q n mõisted kehtivad ainult nende gaaside kohta, mille põlemisel eraldub veeauru (need mõisted ei kehti vingugaasi kohta, mis põlemisel veeauru ei anna).

Veeauru kondenseerumisel eraldub soojust 539 kcal/kg. Lisaks eraldub kondensaadi jahutamisel temperatuurini 0°C (või 20°C) soojust vastavalt 100 või 80 kcal/kg.

Kokku eraldub veeauru kondenseerumise tõttu soojust üle 600 kcal/kg, mis on gaasi bruto- ja alakütteväärtuse vahe. Enamiku linna gaasivarustuses kasutatavate gaaside puhul on see erinevus 8-10%.

Mõnede gaaside kütteväärtuse väärtused on toodud tabelis. 3.

Linna gaasivarustuseks kasutatakse praegu gaase, mille kütteväärtus on reeglina vähemalt 3500 kcal / nm 3. Seda seletatakse asjaoluga, et linnatingimustes tarnitakse gaasi torude kaudu märkimisväärsete vahemaade tagant. Madala kütteväärtuse korral on vaja anda suur kogus. See toob paratamatult kaasa gaasitorude läbimõõtude suurenemise ja sellest tulenevalt metalliinvesteeringute ja gaasivõrkude ehitamiseks vajalike vahendite suurenemise ning sellest tulenevalt ka tegevuskulude suurenemise. Madala kalorsusega gaaside oluline puudus on see, et enamikul juhtudel sisaldavad need märkimisväärses koguses vingugaasi, mis suurendab ohtu gaasi kasutamisel, samuti võrkude ja seadmete teenindamisel.

Gaas kütteväärtusega alla 3500 kcal/nm 3 kasutatakse kõige sagedamini tööstuses, kus seda ei ole vaja pikkade vahemaade taha transportida ja kus on lihtsam korraldada põletamist. Linna gaasivarustuse puhul on soovitav, et gaasi kütteväärtus oleks konstantne. Kõikumised, nagu oleme juba kindlaks teinud, on lubatud mitte rohkem kui 10%. Gaasi kütteväärtuse suurem muutus nõuab uut reguleerimist ja mõnikord ka muutmist suur hulk kodumasinate standardiseeritud põletid, mis on seotud märkimisväärsete raskustega.

Iga päev, lülitades pliidi põleti sisse, mõtlevad vähesed inimesed, kui kaua nad hakkasid gaasi tootma. Meie riigis algas selle väljatöötamine kahekümnendal sajandil. Enne seda leiti see lihtsalt naftasaaduste kaevandamisel. Maagaasi kütteväärtus on nii kõrge, et tänapäeval on see tooraine lihtsalt asendamatu ja selle kvaliteetseid analooge pole veel välja töötatud.

Kütteväärtuse tabel aitab teil valida küttematerjali kodu kütmiseks

Fossiilkütuste omadus

Maagaas on oluline fossiilkütus, mis on paljude riikide kütuse- ja energiabilansis liidripositsioonil. Kütuse tarnimiseks tarbivad linnad ja kõikvõimalikud tehnikaettevõtted mitmesuguseid põlevaid gaase, kuna maagaasi peetakse ohtlikuks.

Ökoloogid usuvad, et gaas on puhtaim kütus, põletamisel eraldub seda palju vähem mürgised ained kui küttepuud, kivisüsi, õli. Seda kütust kasutavad inimesed igapäevaselt ja see sisaldab lisandit, näiteks lõhnaainet, mida lisatakse varustatud seadmetes vahekorras 16 milligrammi 1000 kuupmeetri gaasi kohta.

Aine oluliseks komponendiks on metaan (ligikaudu 88-96%), ülejäänu on muud kemikaalid:

• butaan;
• vesiniksulfiid;
• propaan;
• lämmastik;
• hapnikku.

Selles videos käsitleme kivisöe rolli:

Metaani hulk looduslikus kütuses sõltub otseselt selle väljast.

Kirjeldatud kütusetüüp koosneb süsivesinikest ja mittesüsivesinikest. Looduslik fossiilkütus on peamiselt metaan, mis sisaldab butaani ja propaani. Lisaks süsivesinikkomponentidele on kirjeldatud fossiilkütuses lämmastik, väävel, heelium ja argoon. Samuti leidub vedelaid aure, kuid ainult gaasi- ja naftaväljadel.

Hoiuste liigid

Märgitakse mitut tüüpi gaasimaardlaid. Need on jagatud järgmisteks tüüpideks:

• gaas;
• õli.

Nende tunnusmärk on süsivesinike sisaldus. Gaasimaardlad sisaldavad ligikaudu 85–90% esitatud ainest, naftamaardlad ei sisalda rohkem kui 50%. Ülejäänud protsendid hõivavad sellised ained nagu butaan, propaan ja õli.

Õli tootmise tohutuks puuduseks on selle loputamine mitmesugustest lisanditest. Väävlit lisandina kasutatakse tehnikaettevõtetes.

Maagaasi tarbimine

Butaani tarbitakse kütusena autode tanklates ja orgaaniline aine, mida nimetatakse "propaaniks", kasutatakse tulemasinate tankimiseks. Atsetüleen on väga tuleohtlik ning seda kasutatakse metalli keevitamisel ja lõikamisel.

Fossiilkütust kasutatakse igapäevaelus:

• veerud;
• gaasipliit;

Seda tüüpi kütust peetakse kõige eelarvelisemaks ja kahjutumaks, ainsaks puuduseks on süsinikdioksiidi eraldumine põlemisel atmosfääri. Teadlased üle kogu planeedi otsivad soojusenergiale asendust.

Kütteväärtus

Maagaasi kütteväärtus on soojushulk, mis tekib kütuseühiku piisava läbipõlemisega. Põlemisel vabanenud soojushulgale viidatakse ühele kuupmeeter võetud looduslikes tingimustes.

Maagaasi soojusmahtuvust mõõdetakse järgmistel tingimustel:

• kcal / nm 3;
• kcal / m3.

Seal on kõrge ja madal kütteväärtus:

1. Kõrge. Arvestab veeauru soojust, mis tekib kütuse põlemisel.
2. Madal. See ei võta arvesse veeaurus sisalduvat soojust, kuna sellised aurud ei kondenseeru, vaid lahkuvad koos põlemisproduktidega. Veeauru kogunemise tõttu moodustab see soojushulga, mis on võrdne 540 kcal / kg. Lisaks eraldub kondensaadi jahtumisel soojust 80 kuni sada kcal / kg. Üldiselt moodustub veeauru kogunemise tõttu üle 600 kcal / kg, mis eristab kõrget ja madalat soojusvõimsust.

Enamiku linna kütusejaotussüsteemis tarbitavate gaaside puhul võrdub erinevus 10%. Linnade gaasiga varustamiseks peab selle kütteväärtus olema üle 3500 kcal/Nm 3 . Seda seletatakse asjaoluga, et tarnimine toimub torujuhtme kaudu pikkade vahemaade tagant. Kui kütteväärtus on madal, suureneb selle pakkumine.

Kui maagaasi kütteväärtus on alla 3500 kcal / Nm 3, kasutatakse seda sagedamini tööstuses. Seda ei ole vaja pikki vahemaid transportida ja seda on palju lihtsam põletada. Suured muudatused Gaasi kütteväärtus vajab sagedast reguleerimist ja mõnikord ka suure hulga kodumajapidamises kasutatavate andurite standardiseeritud põletite väljavahetamist, mis põhjustab raskusi.

See olukord toob kaasa gaasijuhtme läbimõõdu suurenemise, samuti metalli, võrkude paigaldamise ja töö maksumuse suurenemise. Madala kalorsusega fossiilkütuste suureks miinuseks on tohutu vingugaasi sisaldus, sellega seoses tõuseb ohutase kütuse töötamisel ja torustiku hoolduse käigus omakorda ning seadmete hooldamisel.

Põlemisel eralduvat soojust, mis ei ületa 3500 kcal/nm 3, kasutatakse kõige sagedamini tööstuslikus tootmises, kus ei ole vaja seda pika vahemaa tagant üle kanda ja kergesti tekitada põlemist.

LOODUSGAASIDE FÜÜSIKALISED JA KEEMILISED OMADUSED

Maagaasidel pole värvi, lõhna ega maitset.

Maagaaside peamised näitajad on: koostis, põlemissoojus, tihedus, põlemis- ja süttimistemperatuur, plahvatuspiirid ja plahvatusrõhk.

Puhaste gaasiväljade maagaasid koosnevad peamiselt metaanist (82-98%) ja muudest süsivesinikest.

Põlevgaas sisaldab põlevaid ja mittesüttivaid aineid. Põlevgaaside hulka kuuluvad: süsivesinikud, vesinik, vesiniksulfiid. Mittesüttivate ainete hulka kuuluvad: süsinikdioksiid, hapnik, lämmastik ja veeaur. Nende koostis on madal ja moodustab 0,1-0,3% CO 2 ja 1-14% N 2 . Pärast ekstraheerimist eraldatakse gaasist mürgine vesiniksulfiid, mille sisaldus ei tohiks ületada 0,02 g/m3.

Kütteväärtus on soojushulk, mis vabaneb 1 m3 gaasi täielikul põlemisel. Põlemissoojust mõõdetakse kcal/m3, kJ/m3 gaasi kohta. Kuiva maagaasi kütteväärtus on 8000-8500 kcal/m 3 .

Väärtust, mis arvutatakse aine massi ja ruumala suhte järgi, nimetatakse aine tiheduseks. Tihedust mõõdetakse kg/m3. Maagaasi tihedus sõltub täielikult selle koostisest ja jääb vahemikku c = 0,73-0,85 kg/m3.

Kõige olulisem omadus mis tahes põlevgaasi soojusvõimsus, st maksimaalne temperatuur, mis saavutatakse gaasi täielikul põlemisel, kui nõutav summa põlemisõhk vastab täpselt põlemiskeemilistele valemitele ning gaasi ja õhu algtemperatuur on null.

Maagaaside soojusmahtuvus on umbes 2000 -2100 °C, metaan - 2043 °C. Tegelik põlemistemperatuur ahjudes on palju madalam soojusväljundist ja sõltub põlemistingimustest.

Süttimistemperatuur on õhu-kütuse segu temperatuur, mille juures segu süttib ilma süüteallikata. Maagaasi puhul jääb see vahemikku 645-700 °C.

Kõik põlevad gaasid on plahvatusohtlikud, võivad süttida lahtise leegi või sädemega. Eristama leegi leviku alumine ja ülemine kontsentratsioonipiir , st. alumine ja ülemine kontsentratsioon, mille juures on segu plahvatus võimalik. Gaaside alumine plahvatuspiir on 3÷6%, ülemine piir 12÷16%.

Plahvatuspiirid.

Gaasi-õhu segu, mis sisaldab gaasi kogust:

kuni 5% - ei põle;

5 kuni 15% - plahvatab;

üle 15% - põleb õhu juurdevoolu korral.

Maagaasi plahvatuse ajal on rõhk 0,8-1,0 MPa.

Kõik põlevad gaasid võivad põhjustada inimkeha mürgistust. Peamised mürgised ained on: süsinikoksiid (CO), vesiniksulfiid (H 2 S), ammoniaak (NH 3).

Maagaasil pole lõhna. Lekke tuvastamiseks gaas lõhnastatakse (st nad annavad sellele spetsiifilise lõhna). Lõhnastamine toimub etüülmerkaptaani abil. Teostage lõhnastamine gaasijaotusjaamades (GDS). Kui 1% maagaasist satub õhku, hakkab selle lõhn tunda andma. Praktika näitab, et etüülmerkaptaani keskmine norm linnavõrkudesse tarnitava maagaasi lõhnastamiseks peaks olema 16 g 1000 m3 gaasi kohta.

Võrreldes tahkete ja vedelkütustega võidab maagaas mitmel viisil:

Suhteline odavus, mida seletatakse enamaga lihtne viis kaevandamine ja transport;

Tuhk puudub ja tahkete osakeste eemaldamine atmosfääri;

kõrge põlemissoojus;

Kütuse põletamiseks ettevalmistamine pole vajalik;

Soodustatakse teenindustöötajate tööd ning parandatakse nende töö sanitaar- ja hügieenitingimusi;

Hõlbustab tööprotsesside automatiseerimist.

Võimalike lekete tõttu gaasitorude ühenduste ja liitmike lekete tõttu nõuab maagaasi kasutamine erilist hoolt ja ettevaatust. Rohkem kui 20% gaasi tungimine ruumi võib põhjustada lämbumist ja kui seda on suletud mahus 5–15%, võib see põhjustada gaasi-õhu segu plahvatuse. Mittetäielikul põlemisel tekib mürgine vingugaas CO, mis isegi madalates kontsentratsioonides põhjustab teeninduspersonali mürgistust.

Päritolu järgi jagunevad maagaasid kahte rühma: kuivad ja rasvased.

Kuiv gaasid on mineraalse päritoluga gaasid ja neid leidub piirkondades, mis on seotud praeguse või varasema vulkaanilise tegevusega. Kuivad gaasid koosnevad peaaegu eranditult ainult metaanist, mille ballastikomponentide (lämmastik, süsinikdioksiid) sisaldus on tühine ja nende kütteväärtus on Qн=7000÷9000 kcal/nm3.

paksuke gaasid käivad kaasas naftaväljadega ja kogunevad tavaliselt ülemistesse kihtidesse. Oma päritolult on rasvgaasid naftalähedased ja sisaldavad palju kergesti kondenseeruvaid süsivesinikke. Vedelgaaside kütteväärtus Qн=8000-15000 kcal/nm3

Kasudele gaasiline kütus peaks hõlmama transportimise ja põlemise lihtsust, tuha niiskuse puudumist, katla varustuse olulist lihtsust.

Koos maagaasidega kasutatakse ka kunstlikke põlevaid gaase, mis on saadud tahkete kütuste töötlemisel või tööstusettevõtete tegevuse tulemusena heitgaasidena. Tehisgaasid koosnevad kütuse mittetäieliku põlemisega põlevatest gaasidest, ballastgaasidest ja veeaurudest ning jagunevad rikasteks ja vaesteks, mille keskmine kütteväärtus on vastavalt 4500 kcal/m3 ja 1300 kkam3. Gaaside koostis: vesinik, metaan, muud süsivesinike ühendid CmHn, vesiniksulfiid H 2 S, mittesüttivad gaasid, süsihappegaas, hapnik, lämmastik ja väike kogus veeauru. Ballast - lämmastik ja süsinikdioksiid.

Seega võib kuiva gaaskütuse koostist kujutada järgmise elementide seguna:

CO + H 2 + ∑CmHn + H 2 S + CO 2 + O 2 + N 2 \u003d 100%.

Märggaaskütuse koostist väljendatakse järgmiselt:

CO + H 2 + ∑CmHn + H 2 S + CO 2 + O 2 + N 2 + H 2 O \u003d 100%.

Põlemissoojus kuiv gaaskütus kJ / m3 (kcal / m3) 1 m3 gaasi kohta tavatingimustes määratakse järgmiselt:

Qn \u003d 0,01,

Kus Qi on vastava gaasi kütteväärtus.

Gaaskütuse põlemissoojus on toodud tabelis 3.

Kõrgahjugaas tekivad kõrgahjudes raua sulatamisel. Selle saagis ja keemiline koostis sõltuvad laengu ja kütuse omadustest, ahju töörežiimist, protsessi intensiivistamise meetoditest ja muudest teguritest. Gaasi väljund jääb vahemikku 1500-2500 m 3 tonni malmi kohta. Mittepõlevate komponentide (N 2 ja CO 2) osakaal kõrgahjugaasis on ligikaudu 70%, mis tingib selle madala soojustõhususe (gaasi madalaim kütteväärtus on 3-5 MJ/m 3).

Kõrgahjugaasi põletamisel on põlemisproduktide maksimaalne temperatuur (v.a soojuskaod ja soojuskulu CO 2 ja H 2 O dissotsiatsiooniks) 400-1500 0 C. Kui gaasi ja õhku enne põlemist kuumutatakse, on põlemisproduktide temperatuuri saab oluliselt tõsta.

ferrosulamist gaas tekkinud ferrosulamite sulatamisel maagi redutseerimisahjudes. Suletud ahjude heitgaase saab kasutada kütusena SER (sekundaarsed energiaallikad). Avatud ahjudes põleb gaas õhu vaba juurdepääsu tõttu pealt. Raudsulamigaasi saagis ja koostis sõltub sulatatud materjali kvaliteedist

sulam, laengu koostis, ahju töörežiim, selle võimsus jne. Gaasi koostis: 50-90% CO, 2-8% H 2, 0,3-1% CH 4, O 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 .

muundurgaas tekkinud terase sulatamisel hapnikukonverterites. Gaas koosneb peamiselt süsinikmonooksiidist, selle saagis ja koostis sulamisel muutuvad oluliselt. Pärast puhastamist on gaasi koostis ligikaudu järgmine: 70-80% CO; 15-20% CO2; 0,5-0,8% O2; 3-12% N 2. Gaasi põlemissoojus on 8,4-9,2 MJ/m 3 . Maksimaalne põlemistemperatuur ulatub 2000 0 C-ni.

koksiahju gaas tekkis kivisöelaengu koksimisel. Mustmetallurgias kasutatakse seda pärast keemiatoodete ekstraheerimist. Koksiahju gaasi koostis sõltub söelaengu omadustest ja koksimise tingimustest. Komponentide mahuosad gaasis on järgmistes piirides, %: 52-62H 2 ; 0,3-0,6 O2; 23,5-26,5 CH4; 5,5-7,7 CO; 1,8-2,6 CO 2. Põlemissoojus on 17-17,6 MJ / m ^ 3, põlemisproduktide maksimaalne temperatuur on 2070 0 С.

Põlemissoojus määratakse põleva aine keemilise koostise järgi. Põlevaines sisalduvad keemilised elemendid on tähistatud aktsepteeritud sümbolitega KOOS , H , KOHTA , N , S, ning tuhk ja vesi on sümbolid A Ja W vastavalt.

Entsüklopeediline YouTube

• 1 / 5

  Põlemissoojust võib seostada põlevmaterjali töömassiga Q P (\displaystyle Q^(P)) st süttivale ainele sellisel kujul, nagu see tarbijani jõuab; kuivainetele Q C (\displaystyle Q^(C)); põleva aine massini Q Γ (\displaystyle Q^(\Gamma )) st põlevainele, mis ei sisalda niiskust ja tuhka.

  Eristada kõrgemat ( Q B (\displaystyle Q_(B))) ja madalam ( Q H (\displaystyle Q_(H))) põlemissoojus.

  Under kõrgem kütteväärtus mõista soojushulka, mis eraldub aine täielikul põlemisel, sealhulgas veeauru kondenseerumissoojust põlemisproduktide jahutamisel.

  Puhaskütteväärtus vastab soojushulgale, mis eraldub täielikul põlemisel, arvestamata veeauru kondenseerumissoojust. Samuti nimetatakse veeauru kondenseerumissoojust latentne aurustumissoojus (kondensatsioon).

  Madalam ja kõrgem kütteväärtus on seotud suhtega: Q B = Q H + k (W + 9 H) (\kuvastiil Q_(B) = Q_(K)+k(W+9H)),

  kus k on koefitsient 25 kJ/kg (6 kcal/kg); W - vee kogus põlevas aines,% (massi järgi); H on vesiniku hulk põlevas aines, % (massi järgi).

  Põlemissoojuse arvutamine

  Seega on kõrgem kütteväärtus põlevaine massi- või ruumalaühiku (gaasi puhul) täielikul põlemisel ja põlemisproduktide jahutamisel kastepunkti temperatuurini eralduv soojushulk. Soojustehnilistes arvutustes võetakse brutokütteväärtuseks 100%. Gaasi varjatud põlemissoojus on soojus, mis eraldub põlemisproduktides sisalduva veeauru kondenseerumisel. Teoreetiliselt võib see ulatuda 11% -ni.

  Praktikas ei ole võimalik põlemisprodukte jahutada kuni täieliku kondenseerumiseni ja seetõttu võetakse kasutusele madala kütteväärtuse (QHp) mõiste, mis saadakse, lahutades kõrgemast kütteväärtusest veeauru aurustumissoojus, mis mõlemad sisalduvad ainet ja moodustub selle põlemisel. 1 kg veeauru aurustamiseks kulub 2514 kJ/kg (600 kcal/kg). Netokütteväärtus määratakse valemitega (kJ / kg või kcal / kg):

  Q H P = Q B P − 2514 ⋅ ((9 H P + W P) / 100) (\displaystyle Q_(H)^(P)=Q_(B)^(P)-2514\cdot ((9H^(P)+W^) (P))/100))(tahke jaoks)

  Q H P = Q B P − 600 ⋅ ((9 H P + W P) / 100) (\displaystyle Q_(H)^(P)=Q_(B)^(P)-600\cdot ((9H^(P)+W^ (P))/100))(vedela aine puhul), kus:

  2514 - aurustumissoojus 0 °C ja atmosfäärirõhu juures, kJ/kg;

  H P (\displaystyle H^(P)) Ja W P (\displaystyle W^(P))- vesiniku ja veeauru sisaldus töökütuses,%;

  9 on koefitsient, mis näitab, et 1 kg vesiniku põletamisel koos hapnikuga moodustub 9 kg vett.

  Kütteväärtus on kütuse kõige olulisem omadus, kuna see määrab soojushulga, mis saadakse 1 kg tahke või vedelkütuse või 1 m³ gaaskütuse põletamisel kJ/kg (kcal/kg). 1 kcal = 4,1868 või 4,19 kJ.

  Alakütteväärtus määratakse iga aine jaoks katseliselt ja see on kontrollväärtus. Seda saab määrata ka teadaoleva elementaarse koostisega tahkete ja vedelate materjalide jaoks, arvutades vastavalt D. I. Mendelejevi valemile, kJ / kg või kcal / kg:

  Q H P = 339 ⋅ C P + 1256 ⋅ H P − 109 ⋅ (O P − S L P) − 25,14 ⋅ (9 ⋅ H P + W P) (\displaystyle Q_(H)^(P)=339\cdot C^(P)+12 cdot H^(P)-109\cdot (O^(P)-S_(L)^(P))-25,14\cdot (9\cdot H^(P)+W^(P)))

  Q H P = 81 ⋅ C P + 246 ⋅ H P − 26 ⋅ (O P + S L P) − 6 ⋅ W P (\displaystyle Q_(H)^(P)=81\cdot C^(P)+246\cdot H^(P) -26\cpunkt (O^(P)+S_(L)^(P))-6\cpunkt W^(P)), Kus:

  C P (\displaystyle C_(P)), H P (\displaystyle H_(P)), O P (\displaystyle O_(P)), S L P (\displaystyle S_(L)^(P)), W P (\displaystyle W_(P))- süsiniku, vesiniku, hapniku, lenduva väävli ja niiskuse sisaldus kütuse töömassis massiprotsentides.

  Võrdlevateks arvutusteks kasutatakse nn tavalist kütust, mille eripõlemissoojus on 29308 kJ/kg (7000 kcal/kg).

  Venemaal tehakse soojusarvutused (näiteks soojuskoormuse arvutamine ruumi plahvatus- ja tuleohu kategooria määramiseks) tavaliselt madalaima kütteväärtuse järgi, USA-s, Suurbritannias, Prantsusmaal - kõrgeima kütteväärtuse järgi. . Ühendkuningriigis ja Ameerika Ühendriikides mõõdeti enne meetermõõdustiku kasutuselevõttu erikütteväärtusi Briti soojusühikutes (BTU) naela (naela) kohta (1 Btu/lb = 2,326 kJ/kg).

  Ained ja materjalid	Puhaskütteväärtus Q H P (\displaystyle Q_(H)^(P)), MJ/kg
  Bensiin	41,87
  Petrooleum	43,54
  Paber: raamatud, ajakirjad	13,4
  Puit (vardad W = 14%)	13,8
  Looduslik kumm	44,73
  Polüvinüülkloriidist linoleum	14,31
  Kumm	33,52
  Staapelkiud	13,8
  Polüetüleen	47,14
  Vahtpolüstürool	41,6
  Puuvill lahti	15,7
  Plastikust	41,87

  Mis on kütus?

  See on üks komponent või ainete segu, mis on võimelised soojuse eraldumisega seotud keemiliseks muundamiseks. Erinevad kütuseliigid erinevad neis sisalduva oksüdeerija kvantitatiivse sisalduse poolest, mida kasutatakse soojusenergia vabastamiseks.

  Laias laastus on kütus energiakandja, see tähendab potentsiaalse energia tüüp.

  Klassifikatsioon

  Praegu jaotatakse kütused agregatsiooniastme järgi vedelateks, tahketeks ja gaasilisteks.

  Tahkeks looduslikuks liigiks peetakse kivi- ja küttepuitu, antratsiiti. Brikett, koks, termoantratsiit on kunstliku tahke kütuse sordid.

  Vedelikud hõlmavad aineid, mis sisaldavad orgaanilist päritolu aineid. Nende põhikomponendid on: hapnik, süsinik, lämmastik, vesinik, väävel. Kunstlik vedelkütus on mitmesugused vaigud, kütteõli.

  See on erinevate gaaside segu: etüleen, metaan, propaan, butaan. Lisaks neile sisaldab gaaskütus süsinikdioksiidi ja süsinikmonooksiidi, vesiniksulfiidi, lämmastikku, veeauru ja hapnikku.

  

  Kütuse näidikud

  Põlemise peamine näitaja. Kütteväärtuse määramise valemit käsitletakse termokeemias. eraldavad "võrdluskütust", mis tähendab 1 kilogrammi antratsiidi kütteväärtust.

  Kodune kütteõli on ette nähtud põletamiseks väikese võimsusega kütteseadmetes, mis asuvad eluruumides, põllumajanduses sööda kuivatamiseks kasutatavates soojusgeneraatorites, konserveerimisel.

  Kütuse eripõlemissoojus on selline väärtus, mis näitab soojushulka, mis tekib 1 m 3 või ühe kilogrammi massiga kütuse täielikul põlemisel.

  Selle väärtuse mõõtmiseks kasutatakse J / kg, J / m 3, kaloreid / m 3. Põlemissoojuse määramiseks kasutage kalorimeetria meetodit.

  Kütuse eripõlemissoojuse suurenemisega väheneb kütuse erikulu ja kasutegur jääb muutumatuks.

  Ainete põlemissoojus on tahke, vedela, gaasilise aine oksüdeerumisel vabanev energia hulk.

  Selle määrab keemiline koostis, samuti põleva aine agregatsiooni olek.

  

  Põlemissaaduste omadused

  Kõrgem ja madalam kütteväärtus on seotud vee agregatsiooni olekuga pärast kütuse põlemist saadud ainetes.

  Kõrge kütteväärtus on soojushulk, mis vabaneb aine täielikul põlemisel. See väärtus sisaldab veeauru kondenseerumissoojust.

  Madalam töökütteväärtus on väärtus, mis vastab soojuse eraldumisele põlemisel, arvestamata veeauru kondenseerumissoojust.

  Varjatud kondensatsioonisoojus on veeauru kondenseerumisenergia väärtus.

  

  Matemaatiline seos

  Kõrgem ja madalam kütteväärtus on seotud järgmise seosega:

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

  kus W on vee kogus (massi järgi) põlevas aines;

  H on vesiniku hulk (massiprotsentides) põlevas aines;

  k - koefitsient 6 kcal / kg

  

  Arvutusmeetodid

  Kõrgem ja madalam kütteväärtus määratakse kahe peamise meetodiga: arvutatud ja katseline.

  Eksperimentaalseteks arvutusteks kasutatakse kalorimeetreid. Esiteks põletatakse selles kütuseproov. Sel juhul eralduv soojus neeldub täielikult vees. Omades ettekujutust vee massist, on võimalik temperatuuri muutes määrata selle põlemissoojuse väärtust.

  Seda tehnikat peetakse lihtsaks ja tõhusaks, see eeldab ainult tehnilise analüüsi andmete tundmist.

  Arvutusmeetodis arvutatakse kõrgeim ja madalaim kütteväärtus Mendelejevi valemi järgi.

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

  See võtab arvesse süsiniku, hapniku, vesiniku, veeauru, väävli sisaldust töökompositsioonis (protsentides). Põlemisel tekkiva soojushulga määramisel võetakse arvesse võrdluskütust.

  Gaasi põlemissoojus võimaldab teil teha esialgseid arvutusi, tuvastada konkreetse kütuseliigi kasutamise efektiivsus.

  

  Päritolu tunnused

  Selleks, et mõista, kui palju soojust eraldub teatud kütuse põlemisel, on vaja ettekujutust selle päritolust.

  Looduses on erinevat tüüpi tahkeid kütuseid, mis erinevad koostise ja omaduste poolest.

  Selle moodustamine toimub mitmel etapil. Kõigepealt tekib turvas, seejärel saadakse pruun ja kivisüsi, seejärel tekib antratsiit. Tahkekütuse moodustumise peamised allikad on lehed, puit ja nõelad. Surres hävivad taimeosad õhuga kokkupuutel seente poolt, moodustades turba. Selle kogunemine muutub pruuniks massiks, seejärel saadakse pruun gaas.

  Kõrgel rõhul ja temperatuuril muutub pruun gaas kivisöeks, seejärel koguneb kütus antratsiidi kujul.

  Lisaks orgaanilisele ainele on kütuses lisaballast. Orgaaniliseks peetakse seda osa, mis tekkis orgaanilistest ainetest: vesinik, süsinik, lämmastik, hapnik. Lisaks nendele keemilistele elementidele sisaldab see ballasti: niiskust, tuhka.

  Ahjutehnoloogia hõlmab nii töötava, kuiva kui ka põleva kütuse massi eraldamist. Töömassi nimetatakse kütuseks selle algsel kujul, mis tarnitakse tarbijale. Kuivkaal on koostis, milles pole vett.

  

  Ühend

  Kõige väärtuslikumad komponendid on süsinik ja vesinik.

  Neid elemente leidub igat tüüpi kütuses. Turbas ja puidus ulatub süsiniku osakaal 58 protsendini, mustas ja pruunsöes - 80% ning antratsiidis 95 massiprotsendini. Olenevalt sellest indikaatorist muutub kütuse põlemisel eralduv soojushulk. Vesinik on kütuse tähtsuselt teine ​​element. Kokkupuutel hapnikuga moodustab see niiskuse, mis vähendab oluliselt mis tahes kütuse soojuslikku väärtust.

  Selle protsent jääb vahemikku 3,8 põlevkivis kuni 11 kütteõlis. Kütuse osaks olev hapnik toimib ballastina.

  See ei ole soojust tekitav keemiline element, mistõttu see mõjutab negatiivselt selle põlemissoojuse väärtust. Põlemisproduktides sisalduva vaba või seotud lämmastiku põlemist peetakse kahjulikeks lisanditeks, mistõttu on selle kogus selgelt piiratud.

  Väävel sisaldub kütuse koostises sulfaatide, sulfiidide ja ka vääveldioksiidi gaasidena. Hüdrateerituna moodustavad vääveloksiidid väävelhapet, mis hävitab katla seadmed ning mõjutab kahjulikult taimestikku ja elusorganisme.

  Seetõttu on väävel keemiline element, mille olemasolu looduslikus kütuses on väga ebasoovitav. Tööruumi sattudes põhjustavad väävliühendid operatiivpersonali märkimisväärset mürgistust.

  Sõltuvalt selle päritolust on tuhka kolme tüüpi:

  • esmane;
  • sekundaarne;
  • kolmanda taseme.

  Esmane vorm moodustub taimedes sisalduvatest mineraalainetest. Sekundaarne tuhk tekib taimejäänuste allaneelamisel liiva ja mullaga moodustumise käigus.

  Tertsiaarne tuhk osutub kütuse osaks kaevandamisel, ladustamisel ja ka selle transportimisel. Märkimisväärse tuha sadestumise korral väheneb soojusülekanne katlaseadme küttepinnal, väheneb gaasidest veele soojusülekande hulk. Suur hulk tuhka mõjutab katla tööd negatiivselt.

  Lõpuks

  Lenduvatel ainetel on oluline mõju mis tahes tüüpi kütuse põlemisprotsessile. Mida suurem on nende väljund, seda suurem on leegi esiosa maht. Näiteks kivisüsi, turvas süttivad kergesti, protsessiga kaasnevad ebaolulised soojuskaod. Pärast lenduvate lisandite eemaldamist järelejäänud koks sisaldab ainult mineraal- ja süsinikuühendeid. Sõltuvalt kütuse omadustest varieerub soojushulk oluliselt.

  Sõltuvalt keemilisest koostisest eristatakse kolme tahkekütuse moodustumise etappi: turvas, pruunsüsi, kivisüsi.

  Väikestes katlamajades kasutatakse looduslikku puitu. Enamasti kasutatakse hakkepuitu, saepuru, tahvleid, puukoort, küttepuid ennast kasutatakse vähesel määral. Sõltuvalt puidu liigist erineb eralduv soojushulk oluliselt.

  Kütteväärtuse vähenemisel omandavad küttepuud teatud eelised: kiire süttivus, minimaalne tuhasisaldus ja väävlijälgede puudumine.

  Usaldusväärne teave looduslike või sünteetiliste kütuste koostise, nende kütteväärtuse kohta on suurepärane viis termokeemiliste arvutuste tegemiseks.

  Praegu on reaalne võimalus kindlaks teha need tahkete, gaasiliste ja vedelkütuste peamised võimalused, mida on konkreetses olukorras kõige tõhusam ja odavam kasutada.