Топливо и его свойства

Сентябрь 9, 2022

Главная
Химия
Топливо и его свойства

Содержание

2. Что такое топливо Топливом называют химические вещества или смеси веществ, способные в результате физико-химических преобразований выделять
3. Газообразное топливо (природный, попутный и искусственный газы) углеводороды: метана СН4; этана С2Н6; пропана С3Н8; бутана С4Н10;
4. Характеристики газообразных топлив
5. Характеристики газообразных топлив (продолжение) Плотность газообразных топлив меньше, чем плотность воздуха. Это способствует быстрому перемешиванию его
6. Жидкие топлива Жидкие топлива - бензин, керосин, солярка, мазут и другие сжиженные горючие вещества. Все они
7. Энергетические жидкие топлива В энергетике в качестве жидкого топлива используется мазут. Мазут это остаток после перегонки
8. Характеристика мазутов
9. Горение жидких топлив Жидкое топливо всегда воспламеняется и горит в паровой фазе. Этому способствует низкая температура
10. Твердые топлива Твердые топлива это угли (каменные, бурые, тощие, антрациты), древесина, торф, горючие сланцы. Угли делятся
11. Состав и характеристика твердых топлив
12. Характеристика ископаемых углей
13. Физико-химический состав топлива
14. Особенности твердого топлива, поступающего на ТЭС Твердое топливо, поступающее на российские ТЭС, не всегда соответствует своему
15. Физико-химические характеристики топлива Основными характеристиками любого топлива - удельная теплота сгорания, плотность, взрывоопасность, содержание токсичных веществ
16. Удельная теплота сгорания топлива Это количество тепла, которое может выделить 1 кг твердого или жидкого топлива
17. Плотность Массовая содержание вещества в единице объема Плотность также характеризует массовый (или объемный) расход топлива Твердое
18. Взрывоопасность топлива Взрывоопасность это возможность быстрого почти мгновенного воспламенения и сгорания горючих веществ. Взрывоопасность определяется содержанием
19. Вязкость топлива Вязкость характеризует силы внутреннего трения, действующие между слоями жидкости при ее движении и зависит
20. Температура вспышки и воспламенения жидких топлив Температура вспышки и воспламенения жидких топлив характеризует взрывоопасность и, связанную
21. Содержание токсичных веществ и Температура застывания Содержание токсичных веществ в топливе влияет на загрязнение окружающей среды.
22. Органическая часть твердых топлив Органическая часть твердых топлив в зависимости от стадии углефикации выстраиваются в ряд:
23. Минеральная часть твердых топлив Минеральная часть твердых топлив, поступающих на ТЭС, состоит из: глинистых материалов (алюмосиликаты
24. Зольность твердого топлива Зольность определяется его минеральной частью. Существуют технологии, позволяющие обогащать топливо органической частью, т.е.
25. Влажность топлива Влажность топлива снижает тепловую экономичность котла. При горении топлива часть выделяющейся теплоты затрачивается на
26. Содержание горючих летучих газов в твердом топливе Содержание горючих летучих газов в твердом топливе определяет возможность
27. Абразивность Абразивность - способность частиц при движении истирать конструктивные материалы трубопроводов и другие детали. В наибольшей
28. Размолоспособность топлив Размолоспособность характеризуются энергозатратами при размоле топлива, и зависят от прочности топлива и от необходимой
30. Скачать презентацию

Слайд 2

Что такое топливо
Топливом называют химические вещества или смеси веществ, способные в

результате физико-химических преобразований выделять тепловую энергию
В зависимости от происхождения и вида реакции энергетические топлива подразделяются на:
органическое природное (естественное),
органическое искусственное и
ядерное
Органическое, естественное и искусственное топливо при горении выделяет тепловую энергию за счет химических реакций окисления
Ядерное топливо – это химическое вещество, способное выделять тепловую энергию в результате ядерных преобразований - цепной реакции деления ядер радиоактивных веществ (урана-235 и др.)

Слайд 3

Газообразное топливо (природный, попутный и искусственный газы)
углеводороды: метана СН4; этана С2Н6;

пропана С3Н8; бутана С4Н10; пентана С5Н12; этилена С2Н4; бутилена С4Н8, бензола С6Н6; гексана С6Н14 и др.;
оксиды углерода: угарного газа СО; углекислого газа СО2;
азот N2;
сероводород Н2S;
водород Н2;
кислород О2.
В природном газе больше всего метана (80÷98 %) и нет угарного газа, кислорода, водорода, сероводорода
В искусственных газах чаще всего находится угарный газ, водород, азот, но совсем мало углеводородов

Слайд 4

Характеристики газообразных топлив

Слайд 5

Характеристики газообразных топлив (продолжение)
Плотность газообразных топлив меньше, чем плотность воздуха.
Это

способствует быстрому перемешиванию его в воздухе.
При повышении температуры плотность газов уменьшается, поэтому более холодные струи воздуха легко проникают в увеличивающиеся объемы газообразных топлив.
Все это способствует лучшему воспламенению и горению газообразных топлив
В попутном газе метана меньше 40÷80 %, иногда до 93 %, однако в нем встречается сероводород

Слайд 6

Жидкие топлива
Жидкие топлива - бензин, керосин, солярка, мазут и другие сжиженные

горючие вещества.
Все они являются продуктами переработки нефти.
Нефть состоит из смеси парафиновых (метановых), нафтеновых и реже ароматических углеводородов с общим содержанием углерода 82÷87 % и водорода – 11,5÷14,5 %.
Помимо этого в нефти содержится 4÷5 % примесей: кислород в составе нафтеновой кислоты, сера, азот, смолистые и асфальтовые вещества.
Спутниками нефти являются нефтяной газ и вода.
Парафиновая нефть содержит 62 % и более твердых углеводородов

Слайд 7

Энергетические жидкие топлива
В энергетике в качестве жидкого топлива используется мазут.
Мазут

это остаток после перегонки нефти, т.е. после отгонки из нее бензина, керосина и дизельного топлива.
Мазут, в зависимости от предельной вязкости жидкости при 800С, применяется двух марок: 40 (80ВУ) и 100 (160ВУ), где ВУ – условная вязкость жидкости в градусах.
По содержанию серы мазут разделяют на низкосернистый (серы до 0,5 %) малосернистый (серы 0,5÷1,0 %), сернистый (серы 1,0÷2,0 %) и высокосернистый (более 2,0 %).
Плотность мазута 890÷1000 кг/м3.

Слайд 8

Характеристика мазутов

Слайд 9

Горение жидких топлив
Жидкое топливо всегда воспламеняется и горит в паровой фазе.

Этому способствует низкая температура испарения и вспышки углеводородов, как основных составляющих мазутов, а также распыливание жидкого топлива через форсунки в виде мелких капель.
В остальном процесс горения парообразной смеси с окислителем во многом похож на горение газообразного топлива.

Слайд 10

Твердые топлива
Твердые топлива это угли (каменные, бурые, тощие, антрациты), древесина, торф,

горючие сланцы.
Угли делятся на три вида в зависимости от основных генетических признаков (табл.), которые в свою очередь объединяются в технологические марки, группы и подгруппы.
На выбор способа сжигания твердого топлива влияют следующие физико-химические свойства:
состав органической и минеральной массы сырого топлива,
количество и химический состав золы,
влажность,
содержание летучих в топливе,
теплота сгорания и др..

Слайд 11

Состав и характеристика твердых топлив

Слайд 12

Характеристика ископаемых углей

Слайд 13

Физико-химический состав топлива

Слайд 14

Особенности твердого топлива, поступающего на ТЭС
Твердое топливо, поступающее на российские ТЭС,

не всегда соответствует своему названию.
Оно содержит 30÷50 % и более минерального балласта (золы) и поэтому его скорее можно назвать просто минералом, который в равной мере может быть использован как для получения тепловой энергии, так и других продуктов производства.

Слайд 15

Физико-химические характеристики топлива
Основными характеристиками любого топлива - удельная теплота сгорания, плотность,

взрывоопасность, содержание токсичных веществ (сера, ванадий и др.), а также теплофизические свойства (теплоемкость, теплопроводность).
Дополнительно:
для газообразных топлив - предельную концентрацию газа в воздухе при взрыве.
для жидких топлив - вязкость, температуры: вспышки, воспламенения и самовоспламенения, застывания.
для твердых топлив - состав органической и минеральной частей, зольность, влажность, содержание горючих летучих, абразивность и размолоспособность

Слайд 16

Удельная теплота сгорания топлива
Это количество тепла, которое может выделить 1 кг

твердого или жидкого топлива или 1 м3 природного газа
Оценка происходит по низшей теплоте сгорания на рабочую массу топлива
Теплота сгорания обычно определяется экспериментально на основе испытаний в калориметрической бомбе.
Однако приближенно удельная теплота сгорания может быть определена с помощью эмпирических формул Д.И.Менделеева
По величине удельной теплоты сгорания определяется расход топлива необходимый для производства энергетической нагрузки.

Слайд 17

Плотность
Массовая содержание вещества в единице объема
Плотность также характеризует массовый (или объемный)

расход топлива
Твердое топливо - неоднородная структура, состоящая из твердого материала, пронизанного порами, трещинами и пространством между кусками топлива. Поэтому для них имеет значение несколько величин плотности
Действительная плотность - масса одного куска топлива без объема пор и трещин
Кажущаяся это плотность одного куска с учетом объемов пор и трещин внутри куска
Насыпная плотность учитывает массу и объем, занимаемый твердым телом, порами, трещинами и пространством между кусками и частицами

Слайд 18

Взрывоопасность топлива
Взрывоопасность это возможность быстрого почти мгновенного воспламенения и сгорания горючих

веществ.
Взрывоопасность определяется содержанием в топливе газовой составляющей.
Для газообразных топлив большое значение имеет концентрационный предел взрываемости горючих газов с воздухом.
Углеводородные топлива (природный газ и нефтепродукты) тем более взрывоопасны, чем больше атомов углерода находится в молекуле углеводорода.
У твердых топлив взрывоопасность определяется содержанием горючих летучих в топливе. Считается, что при Vr >10 % твердое топливо взрывоопасно

Слайд 19

Вязкость топлива
Вязкость характеризует силы внутреннего трения, действующие между слоями жидкости при

ее движении и зависит от скорости движения одного слоя относительно другого, а также от размеров частиц или молекул, из которых и состоит жидкое топливо.
При прокачке вязких жидких топлив затрачиваются большие усилия, что увеличивает затраты на собственные нужды.
Жидкие топлива с большей вязкостью распыляются из форсунок крупными каплями, которые хуже горят и до конца не догорают (увеличиваются потери с недожегом топлива).
В расчетах используется динамическая μ, Па с, и кинематическая , м2/с, вязкости, связь между которыми описывается выражением μ= ρ.

Слайд 20

Температура вспышки и воспламенения жидких топлив
Температура вспышки и воспламенения жидких топлив

характеризует взрывоопасность и, связанную с ней, пожароопасность топлив.
Температура вспышки это температура, при достижении которой из топлива выделяется столько паров, что смесь их с воздухом создает взрывоопасную концентрацию.
Температура вспышки для мазутов колеблется в пределах от 600С до 2400С.
Температура воспламенения выше температуры вспышки на 60-700С.
При температуре самовоспламенения мазут начинает гореть самопроизвольно, без розжига пламенем. Для мазутов такая температура находится в пределах 500-6000С.

Слайд 21

Содержание токсичных веществ и Температура застывания
Содержание токсичных веществ в топливе

влияет на загрязнение окружающей среды.
При массовых выбросах дымовых газов на тепловых электростанциях предельно допустимые выбросы вредных веществ зависят от содержания токсичных веществ в топливе.
Температура застывания это температура, при которой мазут теряет свою текучесть.
Температура застывания зависит от содержания в мазутах асфальтосмолистых веществ и высокомолекулярных углеводородов

Слайд 22

Органическая часть твердых топлив
Органическая часть твердых топлив в зависимости от

стадии углефикации выстраиваются в ряд: древесина, торф, бурый уголь, каменный уголь и антрацит.
Элементарный состав видов топлива этого ряда характеризуется увеличением содержания углерода и уменьшением кислорода.
Содержание водорода и, особенно, азота практически не изменяется

Слайд 23

Минеральная часть твердых топлив
Минеральная часть твердых топлив, поступающих на ТЭС, состоит

из:
глинистых материалов (алюмосиликаты Al2O3 2SiO2 2H2O и др.);
кремнезема (кварц) SiO2;
карбонатов СаСО3, МgСО3, FеСО3;
сульфидов FeS2, СаS;
сульфатов СаSО4, МgSО4, FеSО4;
оксидов железа FеО, Fе2О3, Fе3О4;
солей калия и натрия KCl, NaCl, фосфаты и др.;
шпатов (например, К2О Al2O3 6SiO2);
доломита СаМg(СО3)2 ;
так называемых малых отходов и др.
При всем многообразии состава минеральных веществ, для большей части топлива 95…98% из их балласта составляют алюмосиликаты, карбонаты и сульфаты.

Слайд 24

Зольность твердого топлива
Зольность определяется его минеральной частью.
Существуют технологии, позволяющие обогащать

топливо органической частью, т.е. снижать до минимума (до 2÷5 %) зольность, что повышает качество твердого топлива и улучшает условия эксплуатации оборудования ТЭС.
В процессе горения минеральная примесь балластирует горючую массу, образуя твердую или жидкую золу А, которая снижает теплотворную способность топлива. Участвуя в химических преобразованиях, она в то же время не создает теплового эффекта.
Тем не менее, зольность топлива, поступающего на ТЭС России достаточно высокая до 30 % и более.

Слайд 25

Влажность топлива
Влажность топлива снижает тепловую экономичность котла.
При горении топлива часть

выделяющейся теплоты затрачивается на испарение влаги и разложение ее на водород и кислород.
Эта теплота расходуется сразу же, как только топливо попадает в зону горения. Поэтому влага особенно неблагоприятно влияет на воспламенение горючих веществ.
В процессе горения водород и кислород реагируют с образованием водяных паров, создавая теплоту. Однако полные потери тепла в начальной стадии (на испарение воды) это не компенсирует.
Влаги в дымовых газах создает условия для появления коррозии. Поэтому температура уходящих газов на выходе из котельной установки должна быть выше температуры точки росы (конденсации).
Влажность топлива создает проблемы и в системах топливо- и пылеприготовления, когда из-за влаги теряется подвижность топлива, происходит налипание на внутренних частях оборудование и замазывание различных каналов.

Слайд 26

Содержание горючих летучих газов в твердом топливе
Содержание горючих летучих газов в

твердом топливе определяет возможность быстрого воспламенения топлив.
По интенсивности воспламенения топлива различают на низкореакционные, средне- и высокореакционные.
Низкореакционными считаются топлива с содержанием летучих менее 7÷10 %. К таким топливам относится антрацитовый штыб (АШ), у которого Vr ≤ 5 %.
Такое топливо приходится сжигать с добавкой другого топлива мазута или природного газа.

Слайд 27

Абразивность
Абразивность - способность частиц при движении истирать конструктивные материалы трубопроводов

и другие детали.
В наибольшей степени от абразивности страдают элементы мельниц. Поэтому и параметром абразивности выбрана зависимость, учитывающая потерю массы мелющих элементов отнесенную к работе А, затраченной на привод мельницы.
Коэффициент абразивности, г/кВт ч, принимается выражение:
Коэффициент абразивности изменяется от 0,17 (канско-ачинский БУ) до 3,0 (донецкий АШ).
Абразивность топлив зависит от твердости и прочности его органических и минеральных составляющих.
Абразивность топлив повышается при увеличении содержания в минеральной части пирита, песка, а также при угловатой форме частиц.

Слайд 28

Размолоспособность топлив
Размолоспособность характеризуются энергозатратами при размоле топлива, и зависят от прочности

топлива и от необходимой степени измельчения пыли.
Коэффициент размолоспособности топлива равен
,
где А, Аэт – работы, затраченные на размол исследуемого и эталонного топлив соответственно при одинаковой тонине помола.
Исходный материал также должен иметь одинаковые условия: крупность кусков топлива при размоле 1,25÷3,2 мм и топливо должно быть одинаково просушено.
Тонина помола определяется при просеивании остатком на сите с ячейкой в 90 мкм (R90)

Топливо и его свойства

Содержание

Что такое топливоТопливом называют химические вещества или смеси веществ, способные в

Газообразное топливо (природный, попутный и искусственный газы)углеводороды: метана СН4; этана С2Н6;

Характеристики газообразных топлив

Характеристики газообразных топлив (продолжение)Плотность газообразных топлив меньше, чем плотность воздуха. Это

Жидкие топливаЖидкие топлива - бензин, керосин, солярка, мазут и другие сжиженные

Энергетические жидкие топливаВ энергетике в качестве жидкого топлива используется мазут. Мазут

Характеристика мазутов

Горение жидких топливЖидкое топливо всегда воспламеняется и горит в паровой фазе.

Твердые топливаТвердые топлива это угли (каменные, бурые, тощие, антрациты), древесина, торф,

Состав и характеристика твердых топлив

Характеристика ископаемых углей

Физико-химический состав топлива

Особенности твердого топлива, поступающего на ТЭСТвердое топливо, поступающее на российские ТЭС,

Физико-химические характеристики топливаОсновными характеристиками любого топлива - удельная теплота сгорания, плотность,

Удельная теплота сгорания топливаЭто количество тепла, которое может выделить 1 кг

ПлотностьМассовая содержание вещества в единице объемаПлотность также характеризует массовый (или объемный)

Взрывоопасность топливаВзрывоопасность это возможность быстрого почти мгновенного воспламенения и сгорания горючих

Вязкость топливаВязкость характеризует силы внутреннего трения, действующие между слоями жидкости при

Температура вспышки и воспламенения жидких топливТемпература вспышки и воспламенения жидких топлив

Содержание токсичных веществ и Температура застывания Содержание токсичных веществ в топливе

Органическая часть твердых топлив Органическая часть твердых топлив в зависимости от

Минеральная часть твердых топливМинеральная часть твердых топлив, поступающих на ТЭС, состоит

Зольность твердого топливаЗольность определяется его минеральной частью. Существуют технологии, позволяющие обогащать

Влажность топливаВлажность топлива снижает тепловую экономичность котла. При горении топлива часть

Содержание горючих летучих газов в твердом топливеСодержание горючих летучих газов в

Абразивность Абразивность - способность частиц при движении истирать конструктивные материалы трубопроводов

Размолоспособность топливРазмолоспособность характеризуются энергозатратами при размоле топлива, и зависят от прочности

Похожие презентации