Содержание
- 2. Топливо и его виды Топливо – химическое вещество, способное при горении (окислении) выделять значительное количество теплоты.
- 3. Элементарный состав топлива Топливо в том виде, в каком оно поступает для сжигания в топки или
- 4. Сухая и горючая масса топлива Влажность и зольность твёрдого топлива в пределах одного сорта и месторождения
- 5. Зольность, влажность, летучие Зольность – количество золы (твердый негорючий остаток), образующийся после полного сгорания топлива и
- 6. Состав твердого топлива Примерный состав и теплотехнические характеристики горючей массы твердого топлива Горючая масса – это
- 7. Состав жидких топлив Характеристики жидких топлив, получаемых из нефти Жидкие топлива получают путем переработки нефти. Мазут
- 8. Состав горючих газов Состав и теплота сгорания горючих газов Газообразное топливо – естественное и искусственное. Имеет
- 9. Теплота сгорания топлива Основная характеристика топлива – теплота сгорания Q – количество теплоты, выделяемое 1 кг
- 11. Скачать презентацию
Топливо и его виды
Топливо – химическое вещество, способное при горении (окислении)
Топливо и его виды
Топливо – химическое вещество, способное при горении (окислении)
Практическая целесообразность топлива определяется: количественным запасом, удобством добычи, скоростью горения, теплотворной способностью, возможностью длительного хранения и безопасностью продуктов сгорания.
Существуют естественные (природные) виды топлив и искусственные.
По агрегатному состоянию топливо бывает:
твердое: антрацит, каменный и бурый уголь, торф, дрова, сланцы, отходы деревообработки, сельхоз отходы (солома, костра, лузга, чинголак и др.)
жидкое: нефть и продукты ее переработки (бензин, керосин, лигроин, масла, дизельное топливо, мазут)
газообразное: природный газ, попутный нефтяной газ, коксовый и доменный газ, крекинговый газ, генераторный газ (искусственный).
Твердое, газообразное топливо и мазут в основном сжигают на ТЭС для получения электрической и тепловой энергии, а также используют для технологических нужд промышленности. Жидкое (до 70%) используется на транспорте (авиация, трактора …).
Элементарный состав топлива
Топливо в том виде, в каком оно поступает для
Элементарный состав топлива
Топливо в том виде, в каком оно поступает для
В общем случае в состав рабочего (твердого или жидкого) топлива входят: углерод С, водород Н, кислород О, азот N и летучая сера S, а также негорючие минеральные примеси – зола А и влага W.
Для рабочей массы топлива справедливо равенство:
Ср + Нр + Ор + Nр + Sр + Ар + Wр = 100%
где Ср, Нр, Ор и т.д. – элементы рабочего топлива в процентах от общей массы топлива
Влага W и зола А, содержащиеся в топливе, составляют балласт топлива. Он снижает теплоту сгорания топлива и затрудняет процесс горения в топке.
Сера S в естественных видах твердых топлив бывает трех видов:
органическая Sо, связанная с другими элементами топлива (С, Н, N, О) в виде сложных органических соединений;
колчеданная Sк в виде пирита, колчедана FeS2;
сульфатная Sсульф в виде солей серной кислоты (гипс, FeSO4 и др.)
Сера, содержащаяся в сульфатах, гореть не может и относится к балласту (зола). Органическая и колчеданная сера образуют летучую горючую серу Sл (при горении образует токсичный сернистый ангидрид SO2). Sобщ = Sо + Sк + Sсульф = Sл + Sсульф
Сухая и горючая масса топлива
Влажность и зольность твёрдого топлива в пределах
Сухая и горючая масса топлива
Влажность и зольность твёрдого топлива в пределах
Для сухой массы топлива справедливо равенство:
Сс + Нс + Ос + Nс + Sс + Ас = 100%
где Сс, Нс, Ос и т.д. – элементы рабочего топлива в процентах от сухой массы топлива
Для горючей массы топлива (не содержащего золу и в абсолютно сухом состоянии):
Сг + Нг + Ог + Nг + Sгл = 100%
где Сс, Нс, Ос и т.д. – элементы рабочего топлива в процентах от сухой массы топлива
Формулы для пересчета процентного состава топлива
Зольность, влажность, летучие
Зольность – количество золы (твердый негорючий остаток), образующийся
Зольность, влажность, летучие
Зольность – количество золы (твердый негорючий остаток), образующийся
Зола может быть в виде сыпучей массы плотностью 600 кг/м3 и шлака (сплавленных кусков) – 800 кг/м3. Процесс отделения золы называется обогащением топлива.
В состав золы входят: глинозем Al2O3, кремниевая кислота SiO2, известь CaO, магнезия MgO, щелочи Na2O и K2O, окислы железа FeO и Fe2O3.
Влажность – количество воды (влаги), присутствующее в топливе, и выраженное в процентах от массы топлива.
Влага бывает внешняя (капиллярная) и внутренняя (гигроскопическая и коллоидная). Для твердых топлив используют приведенную влажность (%, кг/МДж), отнесенную к Qрн – низшей рабочей теплоте сгорания топлива [МДж/кг]:
Wп = 1000Wр / Qрн
Влажность определяют высушиванием навески при 105 … 110 °С. Если Wп < 3% – топливо маловлажное, Wп = 3,89 … 8 % – топливо высоковлажное.
Летучие вещества – газы, водяные и смоляные пары, образующиеся в результате разлагания органической массы твердого топлива при нагревании без доступа воздуха.
Выход летучих веществ Vг в % на горючую массу, определяют путем прокаливания 1 г топлива в закрытом тигле при температуре (850 ± 10) °С в течение 7 мин.
Основной горючей составляющей частью является углерод С и водород Н.
Состав твердого топлива
Примерный состав и теплотехнические характеристики горючей массы твердого топлива
Горючая
Состав твердого топлива
Примерный состав и теплотехнические характеристики горючей массы твердого топлива
Горючая
Состав жидких топлив
Характеристики жидких топлив, получаемых из нефти
Жидкие топлива получают путем
Состав жидких топлив
Характеристики жидких топлив, получаемых из нефти
Жидкие топлива получают путем
Состав горючих газов
Состав и теплота сгорания горючих газов
Газообразное топливо – естественное
Состав горючих газов
Состав и теплота сгорания горючих газов
Газообразное топливо – естественное
Природный газ – из недр земли под давлением до 100 ат. Основной компонент – метан CH4, имеются водород Н2, азот N2, высшие углеводороды CnHm, оксиды углерода CO и CO2. очищается от сернистых соединений.
Попутный газ содержит меньше метана, но больше высших углеводородов.
Доменный и коксовый газы – продукты металлургического производства.
Сжиженный газ содержит пропан (не менее 93% C3H8) и бутан (не менее 93% C4H10).
Теплота сгорания топлива
Основная характеристика топлива – теплота сгорания Q – количество
Теплота сгорания топлива
Основная характеристика топлива – теплота сгорания Q – количество
Теплоту сгорания газообразного топлива относят к 1 м3 при нормальных условиях (температура 0 °С, давление 760 мм рт. ст.) – [кДж/м3].
Теплота сгорания зависит от химического состава топлива и может быть отнесена к органической, горючей и рабочей массе топлива. Влага (H2O), содержащаяся в продуктах сгорания, обладает энтальпией, равной примерно 2510 кДж/кг.
Высшая теплота сгорания рабочего топлива Qрв – теплота, выделяемая при полном сгорании 1 кг топлива, считая, что образующиеся при сгорании водяные пары конденсируются.
Низшая теплота сгорания рабочего топлива Qрн – теплота, выделяемая при полном сгорании 1 кг топлива, за вычетом теплоты, затраченной на испарение как влаги, содержащейся в топливе, так и влаги, образующейся от сгорания водорода.
Теплоту сгорания определяют 2-мя методами: калориметрическим и аналитическим.
Чаще – по формулам (Д.И. Менделеева):
для твердых и жидких топлив: Qрн = 338 Ср + 1025 Нр – 108,5 (Ор – Sрл) – 25 Wр
для сухого газообразного топлива:
Qсн = 127 СО + 108 Н2 + 358 CH4 + 591 C2H4 + 638 C2H6 + 911 C3H8 + 234 H2S