горючее энергия газообразный водянистый

Дрова — единственный источник энергии, который на сто процентов поглощает собственные газообразные продукты горения и не приводит к появлению парникового эффекта.

Торф — это ценный природный био материал. Это самое юное из всех видов горючего отложение, которое образовалось естественным образом: разложением отмерших частей деревьев, кустарников, травок. Это происходит при завышенной влажности и ограниченном доступе кислорода.

Торф как биотопливо применяется в большинстве случаев в сельском хозяйстве, животноводстве, медицине, биохимии и энергетике. Благодаря современным технологиям развития производства стали получать высокопродуктивные земли, как для выкармливания товаров питания, так и для удобрений, изоляционных и упаковочных материалов, углеродного восстановителя металла и др.

Торф в качестве горючего употребляется благодаря его составу. Сюда входят огромное содержание углерода (50-60%), маленькое содержание серы, вредные негорючие остатки и примеси. На самом деле, торф и есть юный уголь.

Но также у торфа есть и недочеты. Это более низкая, чем у угля энергетическая калорийность и трудности сжигания из-за высочайшего содержания воды (до 65%). Зато достоинства торфа это не что другое как экологическая чистота сгорания и низкая себестоимость производства.

Торф содержит:

— растительные волокна, улучшающие водно-воздушное состояние земли;

— гуминовые кислоты, активирующие рост растений;

— микроэлементы — азот, калий, фосфор, кальций, железо, магний.

Важной чертой является зольность, определяемая при его сжигании и показывающая процент содержания минеральных компонент. Чем выше их содержание, тем плодороднее торф. Зольность может варьироваться от 1% в верховом торфе и до 50% — в низинном.

По происхождению торф бывает:

— низинный и переходной. Они состоят из перепревших остатков древесной травянистой растительности. Характеризуются высочайшей зольностью, малой теплотворной способностью, средне и слабокислой реакцией среды, высочайшим содержанием питательных веществ, богатством микроэлементов;

— верховой. Состоит из остатков сфагновых мхов, пушицы, багульников. Характеризуется низкой зольностью, высочайшей теплотворной способностью, высочайшей влагоёмкостью (от 600 до 1200%), завышенной кислотностью, низкой степенью разложения.

Теплота сгорания торфа 24 МДж/кг.

Каменный уголь имеет наилучшие теплоэнергетические свойства, потому является победителем потребительского спроса. Каменный уголь содержит: углерода 75-95%, водорода 1,5-5,7%, кислорода 1,5-15%, азота до1,5%, серы 0,5-4%, золы 3-4,5%, воды до 12%, также до 32% летучих веществ. Теплотворная способность добивается 7000 ккал/кг, а 1кг каменного угля позволяет получить 6,67 кВт/час термический энергии.

Каменный уголь относится к менее экологичным видам горючего, потому что при его сжигании в атмосферу выбрасывается огромное количество вредных выбросов.

Применение угля очень многообразно и обширно. Его употребляют для выработки электроэнергии на термических электрических станциях, также сжигают и для других энергетических целей; из него получают кокс для металлургического производства, а при хим переработке делают ещё около 300 разных товаров индустрии.

Теплота сгорания 29,3 МДж/кг.

Антрацит — это самый старый ископаемый уголь. По своим чертам и свойствам он более похож на каменный уголь. Их разница состоит в том, что в составе антрацита больше углерода (более 90%). Другими словами, это означает, что антрацит более горючее вещество, чем применяемый обычно уголь.

Пылает антрацит только при сильной тяге воздуха. Причём пылает или практически без пламени, или вообщем без пламени. Также без аромата и без дыма.

Антрацит твёрже каменного угля и имеет последующую характеристику: плотность 1500-1700 кг/мІ, теплота сгорания 33,8-35,2 МДж/кг, в составе в горючей массе 9% летучих веществ.

Древесный уголь — твёрдый, пористый, высокоуглеродистый продукт ( 84% углерода), образующийся при нагревании древесной породы без доступа (либо при малозначительном доступе) воздуха в печах и ретортах (время от времени даже в кострах). Зависимо от вида древесной породы из 1мі получают 140-180 кг угля, 280-400 кг водянистых товаров и около 80 кг горючих газов. Теплота сгорания 31 МДж/кг (7000-8100 ккал/кг). Плотность берёзового угля 380 кг/мі, наименее плотные угли дают сосна (300 кг/мі) и ель (260 кг/мі). Большая пористость древесного угля обуславливает его высочайшие адсорбционные характеристики. Древесный уголь обладает способностью при обыкновенной температуре соединяться с кислородом воздуха; этим объясняются случаи его самовозгорания. При выгрузке из печей и реторт его влажность составляет 2-4%, при хранении она увеличивается до 7-15%. Зольность угля должна быть менее 3%, содержание летучих веществ — менее 20%. Особенность древесного угля — низкое содержание таких примесей, как фосфор и сера, что делает его нужным для неких металлургических процессов.

Кокс — искусственное твёрдое горючее завышенной прочности; выходит при нагревании до больших температур без доступа воздуха природных топлив либо товаров их переработки. Зависимо от вида сырья различают каменноугольный, электродный пековый и нефтяной кокс. Основное количество кокса делается из каменного угля.

Каменноугольный кокс представляет собой удлинённые кусочки сероватого цвета.

Относительная плотность 1,8-1,95 г/мі, пористость в среднем около 50%. Насыпная масса кокса 400-500 кг/мі. теплота сгорания около 29МДж/кг ( около 7000 ккал/кг), а его горючей массы около 33МДж/кг (около 8000 ккал/кг).

Содержание углерода в горючей массе кокса выше 96%, выход летучих веществ 0,8-1%. Содержание воды при сухом тушении не превосходит 0,5%, а при влажном — обычно 2-4%; серы 0,4-1,9%. Зольность должна быть не выше 9-10,5%.

Пылевидное горючее. В текущее время всё обширнее применяется для отопления нагревательных, а именно кузнечных печей, пылеугольное отопление. Его в особенности прибыльно использовать на тех заводах, где нет газа, а имеется местное горючее (угли), которое нельзя газифицировать.

Уголь, сжигаемый в кузнечных печах в виде пыли, обязан иметь золы менее 15-20%, летучих более 20%. Чем меньше уголь имеет золы, тем его пыль пылает лучше. Принципиальным фактором, который нужно учесть при использовании пылеугольного горючего, является температура плавления золы. Лучший уголь тот, у которого зола тугоплавкая (выше 1300°С).

Чем больше летучих содержит уголь, тем лучше зажигается пыль, приготовляемая из него; факел горения пыли выходит короче. При содержании летучих наименее 17% пыль сжигается нестабильно, происходит затухание факела, печь работает с перебоями. Потому пыль из кокса и антрацита неприменима для нагревательных печей.

ЖИДКОЕ Горючее

Технологические характеристики водянистого горючего, так же, как и природного газа, значительно лучше, чем твёрдого горючего: в нём отсутствуют зола и шлаки, не требуются особые устройства для подготовки его к сжиганию, оно имеет высшую теплоту сгорания и позволяет получить высшую температуру в топке.

Жидкое горючее практически полностью состоит из углеводородов (96-98%), причём общее содержание углевода составляет 80-90%, а водорода 8-14%. Также жидкое горючее нередко содержит свободную и связанную серу 0,5-3%, маленькое количество связанного кислорода и азота, воду.

Нефть — это природная маслянистая горючая жидкость, состоящая из сложной консистенции углеводорода и других органических соединений. Сейчас нефть является одним из важных для населения земли нужных ископаемых.

Плотность нефти составляет 0,65-1,05 г/смі и находится в зависимости от температуры и давления. Она содержит огромное число различных органических веществ и потому характеризуется не температурой кипения, а температурой начала кипения водянистых углеводородов (обычно > 28°С, пореже ? 100°С) и фракционным составом — выходом отдельных фракций, перегоняющихся поначалу при атмосферном давлении, а позже под вакуумом в определённых температурных границах.

Удельная теплоёмкость 1,7-2,1 кДж/кг.

Удельная теплота сгорания 43,7-46,2 МДж/кг.

Нефть представляет собой смесь около 1000 личных веществ, из которых большая часть — водянистые углеводороды (80-90%) и гетероатомные органические соединения (4-5%), в большей степени сернистые (? 250 веществ), азотистые (> 30 веществ) и кислородные (? 85 веществ), также металлоорганические соединения; другие составляющие — растворённые углеводородные газы, вода, минеральные соли, смеси солей органических кислот и другие механические примеси (частички песка, известняка).

Нефть уникальна собственной композицией свойств: высочайшая плотность энергии, просто транспортировать, из неё просто получить массу товаров (моторное горючее, растворитель, сырьё для хим индустрии и т.д.). Истощение ресурсов нефти, рост цен на неё и другие предпосылки вызвали насыщенный поиск заменителей водянистых топлив.

Бензин — горючая смесь лёгких углеводородов с температурой кипения от 30 до 200°С. Плотность ? 0,75 г/смі. Теплотворная способность ? 10500 ккал/кг. Температура замерзания ниже -60°С.

Бензин получают оковём разгонки и отбора фракций нефти, выкипающих в определённых температурных границах.

Пары бензина очень токсичны для человека, и их вдыхание может вызвать как острое, так и хроническое отравление.

Керосин — консистенции углеводородов, выкипающие в интервале температур 150-250°С, прозрачная, немного маслянистая на ощупь, горючая жидкость, получаемая оковём прямой перегонки либо ректификации нефти.

Плотность 0,78-0,85 г/смі (при20°С), вязкость 1,2-4,5 ммІ/с (при 20°С), температура вспышки 28-72°С; теплота сгорания около 43 МДж/кг.

Зависимо от хим состава и метода переработки нефти, из которой получен керосин, в его состав входят:

-предельные алифатические углеводороды 20-60%;

-нафтеновые 20-50%;

-бициклические ароматичные 5-25%;

-непредельные до 2%;

-примеси сернистых, азотистых либо кислородных соединений.

Керосин используют как реактивное горючее, горючий компонент водянистого ракетного горючего, горючее при обжиге стеклянных и фарфоровых изделий, для бытовых нагревательных и осветительных устройств, в аппаратах для резки металлов, как растворитель, сырьё для нефтеперерабатывающей индустрии. Допускается добавление до 20% керосина в летнее дизельное горючее для понижения температуры застывания, при всем этом не ухудшаются эксплуатационные свойства.

Мазут — это водянистый продукт тёмно-коричневого цвета, остаток после выделения из нефти либо товаров её вторичной переработки бензиновых, керосиновых либо газойлевых фракций, выкипающих до 350-360°.

Мазут это смесь углеводородов, нефтяных смол, асфальтенов, карбенов, карбоидов и органических соединений, содержащих металлы (V,Ni,Fe,Mg,Na,Ca). Физико-химические характеристики зависят от хим состава начальной нефти и характеризуются последующими данными:

-вязкость 8-80 ммІ/с (при 100°С);

-плотность 0,89-1 г/смі (при 20°С);

-температура застывания 10-40°С;

-содержание серы 0,5-3,5%;

-содержание золы до 0,5%;

-низшая теплота сгорания 39,4-40,7 МДж/моль.

Мазуты используются в качестве горючего для паровых котлов, котельных установок и промышленных печей, для производства флотского мазута, тяжёлого моторного горючего для крейцкопфных дизелей и бункерного горючего.

Выход мазута составляет около 50% по массе в расчёте на начальную нефть.

ГАЗООБРАЗНОЕ Горючее

Газообразное горючее с каждым годом находит всё более обширное применение в разных отраслях народного хозяйства. В сельскохозяйственном производстве обширно употребляется для технологических (при отоплении теплиц, парников, сушилок, животноводческих и птицеводческих комплексов) и бытовых целей. В ближайшее время его всё больше стали использовать для движков внутреннего сгорания.

По сопоставлению с другими видами газообразное горючее обладает последующими преимуществами:

-сгорает в теоретическом количестве воздуха, что обеспечивает высочайшие термические кпд и температуру кипения;

-при сгорании не образует ненужных товаров сухой перегонки и сернистых соединений, копоти и дыма;

-сравнительно просто подводится по газопроводам к удалённым объектам употребления и может храниться централизованно;

-легко загорается при хоть какой температуре окружающего воздуха;

-требует существенно маленьких издержек при добыче, а означает, является по сопоставлению с другими более дешёвым видом горючего;

-может быть применено в сжатом и сжиженном виде для движков внутреннего сгорания;

-при сгорании не образует конденсата, что обеспечивает существенное уменьшение износа деталей движков и др.;

Вкупе с тем газообразное горючее имеет также определённые отрицательные характеристики, к которым относятся: отравляющее действие, образование взрывчатых консистенций при смешении с воздухом, лёгкое протекание через неплотности соединений и др. Потому при работе с газообразным топливом требуется тщательное соблюдение соответственных правил техники безопасности.

Природный газ — смесь газов, образовавшаяся в недрах земли при анаэробном разложении органических веществ (метановое брожение).

Природный газ относится к полезным ископаемым. В пластовых критериях (критериях залегания в зелёных недрах) он находится в газообразном состоянии — в виде отдельных скоплений (газовые залежи) либо в виде газовой шапки нефтегазовых месторождений, или в растворённом состоянии в нефти либо воде. Также он может находиться в кристаллическом состоянии в виде естественных газогидратов.

Основную часть природного газа составляет метан — от 92 до 98%. В состав могут также заходить более тяжёлые углеводороды: этан — до 6%, пропан — до 1,5%, бутан — до 1%; также другие неуглеводные вещества: водород, сероводород, диоксид углерода, азот, гелий.

Незапятнанный природный газ не имеет цвета и аромата. Чтоб можно было найти утечку по запаху, в газ добавляют маленькое количество веществ, имеющих сильный противный запах — одорантов. В большинстве случаев в качестве одоранта применяется этилмеркаптан.

Для облегчения транспортировки и хранения природного газа его сжижают, охлаждая при завышенном давлении.

Приблизительные физические свойства:

-плотность — от 0,68 до 0,85 кг/мі относительного воздуха (сухой, газообразный), от 400 кг/мі (водянистый);

-температура самовозгорания 650°С;

-взрывоопасные концентрации консистенции газа с воздухом — от 5 до 15% объёмных;

-удельная теплота сгорания 28-46 МДж/мі;

-октановое число при использовании в движках внутреннего сгорания 120-130;

-легче воздуха в 1,8 раз, потому при утечке не собирается в низинах, а движется вверх.

Генераторный газ — газовая смесь, содержащая окись углерода (СО) и молекулярный водород (Н?).

Получают его оковём пропускания воздуха над раскалённым каменным углём либо коксом в особых печах — газогенераторах. Выход из кокса 4,65 мі/кг. Дальше окись углерода смешивается с водяным паром и выходит водородная составляющая генераторного газа СО+Н?О= =Н?+СО?.

Теплотворная способность составляет 800-1000 ккал/мі, причём подмена воздуха на кислород при его получении ведёт к значительному повышению толики монооксида углерода и, соответственно, к повышению теплотворной возможности.

Генераторный газ применяется как горючее в металлургической, стекольной, глиняной индустрии, для движков внутреннего сгорания.

Коксовый газ — горючий газ, образующийся в процессе коксования каменного угля, другими словами при нагревании его без доступа воздуха до 900-1100°С. Содержит огромное количество ценных веществ. Не считая водорода, метана, оксидов углерода в его состав входят пары каменно — угольной смолы, бензол, аммиак, сероводород и др.

Сырой коксовый газ поочередно очищают от аммиака и сероводорода, промывают поглотительным маслом, серной кислоты. Очищенный газ (14-15% от массы угля) употребляют в качестве горючего для подогрева батареи коксовых печей и для других целей.

Обычные характеристики:

-водород 50%, метан 35%, окись углерода 10%, этилен 5%;

-количество лету3чих товаров до 25% от массы угля;

-теплота сгорания 10000-20000 кДж/мі.

Cписок применяемой литературы

1. Стаскевич Н.Л.Справочник по газоснабжению и использованию газа,- М.,1990г.;

2. Горючее и теория горения. Подготовка и сжигание горючего,- СЗТУ,2007г.;

3. Горючее. Справочник. Книжка 3. Под ред. В.Д. Лисленко, Я.М Щелокова,- Теплотехник,2004г.

Расположено на Allbest.ru