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Brennwert des zugehörigen Gases. Gaskraftstoff

Die Tabellen zeigen die Masse spezifische Wärme Verbrennung von Brennstoffen (flüssig, fest und gasförmig) und einigen anderen brennbaren Materialien. Berücksichtigt wurden folgende Brennstoffe: Kohle, Brennholz, Koks, Torf, Kerosin, Öl, Alkohol, Benzin, Erdgas usw.

Liste der Tabellen:

Bei der exothermen Reaktion der Kraftstoffoxidation wird dessen chemische Energie unter Freisetzung einer bestimmten Wärmemenge in Wärmeenergie umgewandelt. Das Ergebnis Wärmeenergie wird üblicherweise als Verbrennungswärme von Kraftstoff bezeichnet. Es hängt von seiner chemischen Zusammensetzung und der Luftfeuchtigkeit ab und ist die wichtigste. Die Verbrennungswärme des Brennstoffs pro 1 kg Masse bzw. 1 m 3 Volumen bildet die Masse bzw. volumetrische spezifische Verbrennungswärme.

Die spezifische Verbrennungswärme eines Brennstoffs ist die Wärmemenge, die bei der vollständigen Verbrennung einer Massen- oder Volumeneinheit eines Feststoffs, einer Flüssigkeit oder eines Brennstoffs freigesetzt wird gasförmiger Brennstoff. IN Internationales System Einheiten, dieser Wert wird in J/kg oder J/m 3 gemessen.

Die spezifische Verbrennungswärme eines Brennstoffs kann experimentell ermittelt oder analytisch berechnet werden. Experimentelle Bestimmungsmethoden Heizwert basieren auf der praktischen Messung der bei der Verbrennung von Kraftstoff freigesetzten Wärmemenge, beispielsweise in einem Kalorimeter mit Thermostat und einer Verbrennungsbombe. Für Kraftstoffe mit bekannter chemischer Zusammensetzung kann die spezifische Verbrennungswärme mithilfe der Periodenformel ermittelt werden.

Es gibt höhere und niedrigere spezifische Verbrennungswärmen. Der höhere Brennwert ist Maximale Anzahl die bei der vollständigen Verbrennung des Brennstoffs freigesetzte Wärme unter Berücksichtigung der Wärme, die bei der Verdampfung der im Brennstoff enthaltenen Feuchtigkeit aufgewendet wird. Nettobrennwert geringer als der Wert höher um die Menge an Kondensationswärme, die aus der Feuchtigkeit des Brennstoffs und dem Wasserstoff der organischen Masse entsteht, der bei der Verbrennung zu Wasser wird.

Zur Bestimmung von Kraftstoffqualitätsindikatoren sowie bei thermischen Berechnungen Verwenden Sie normalerweise eine niedrigere spezifische Verbrennungswärme Dies ist die wichtigste Wärme- und Leistungseigenschaft des Kraftstoffs und wird in den folgenden Tabellen aufgeführt.

Spezifische Verbrennungswärme fester Brennstoffe (Kohle, Brennholz, Torf, Koks)

Die Tabelle zeigt die spezifische Verbrennungswärme von trockenem fester Brennstoff in der Dimension MJ/kg. Die Kraftstoffe sind in der Tabelle nach Namen und in alphabetischer Reihenfolge sortiert.

Von den betrachteten festen Brennstoffen hat Kokskohle den höchsten Heizwert – ihre spezifische Verbrennungswärme beträgt 36,3 MJ/kg (oder in SI-Einheiten 36,3·10 6 J/kg). Darüber hinaus zeichnen sich Steinkohle, Anthrazit, Holzkohle und Braunkohle durch einen hohen Heizwert aus.

Zu den Brennstoffen mit geringer Energieeffizienz gehören Holz, Brennholz, Schießpulver, Torf und Ölschiefer. Beispielsweise beträgt die spezifische Verbrennungswärme von Brennholz 8,4...12,5 und die von Schießpulver nur 3,8 MJ/kg.

Spezifische Verbrennungswärme fester Brennstoffe (Kohle, Brennholz, Torf, Koks)

Kraftstoff
Anthrazit	26,8…34,8
Holzpellets (Pellets)	18,5
Trockenes Brennholz	8,4…11
Trockenes Birkenbrennholz	12,5
Gaskoks	26,9
Knallkoks	30,4
Halbkoks	27,3
Pulver	3,8
Schiefer	4,6…9
Ölschiefer	5,9…15
Fester Raketentreibstoff	4,2…10,5
Torf	16,3
Faseriger Torf	21,8
Gemahlener Torf	8,1…10,5
Torfkrümel	10,8
Braunkohle	13…25
Braunkohle (Briketts)	20,2
Braunkohle (Staub)	25
Donezker Kohle	19,7…24
Holzkohle	31,5…34,4
Kohle	27
Kokskohle	36,3
Kusnezker Kohle	22,8…25,1
Tscheljabinsker Kohle	12,8
Ekibastus-Kohle	16,7
Frestorf	8,1
Schlacke	27,5

Spezifische Verbrennungswärme flüssiger Brennstoffe (Alkohol, Benzin, Kerosin, Öl)

Es wird eine Tabelle mit der spezifischen Verbrennungswärme von flüssigem Kraftstoff und einigen anderen organischen Flüssigkeiten gegeben. Es ist zu beachten, dass Kraftstoffe wie Benzin, Dieselkraftstoff und Öl bei der Verbrennung eine hohe Wärmefreisetzung aufweisen.

Die spezifische Verbrennungswärme von Alkohol und Aceton ist deutlich niedriger als bei herkömmlichen Kraftstoffen. Darüber hinaus relativ niedriger Wert Flüssiger Raketentreibstoff hat einen Heizwert und – bei vollständiger Verbrennung von 1 kg dieser Kohlenwasserstoffe wird eine Wärmemenge von 9,2 bzw. 13,3 MJ freigesetzt.

Spezifische Verbrennungswärme flüssiger Brennstoffe (Alkohol, Benzin, Kerosin, Öl)

Kraftstoff	Spezifische Verbrennungswärme, MJ/kg
Aceton	31,4
Benzin A-72 (GOST 2084-67)	44,2
Flugbenzin B-70 (GOST 1012-72)	44,1
Benzin AI-93 (GOST 2084-67)	43,6
Benzol	40,6
Winterdieselkraftstoff (GOST 305-73)	43,6
Sommerdieselkraftstoff (GOST 305-73)	43,4
Flüssiger Raketentreibstoff (Kerosin + flüssiger Sauerstoff)	9,2
Flugkerosin	42,9
Kerosin für Beleuchtung (GOST 4753-68)	43,7
Xylol	43,2
Heizöl mit hohem Schwefelgehalt	39
Heizöl mit niedrigem Schwefelgehalt	40,5
Heizöl mit niedrigem Schwefelgehalt	41,7
Schwefelhaltiges Heizöl	39,6
Methylalkohol (Methanol)	21,1
n-Butylalkohol	36,8
Öl	43,5…46
Methanöl	21,5
Toluol	40,9
Testbenzin (GOST 313452)	44
Ethylenglykol	13,3
Ethylalkohol (Ethanol)	30,6

Spezifische Verbrennungswärme gasförmiger Brennstoffe und brennbarer Gase

Es wird eine Tabelle der spezifischen Verbrennungswärme von gasförmigen Brennstoffen und einigen anderen brennbaren Gasen in der Dimension MJ/kg vorgelegt. Von den betrachteten Gasen weist es die höchste massenspezifische Verbrennungswärme auf. Bei der vollständigen Verbrennung eines Kilogramms dieses Gases werden 119,83 MJ Wärme freigesetzt. Außerdem haben Brennstoffe wie Erdgas einen hohen Heizwert – die spezifische Verbrennungswärme von Erdgas beträgt 41...49 MJ/kg (für reines Gas sind es 50 MJ/kg).

Spezifische Verbrennungswärme von gasförmigen Brennstoffen und brennbaren Gasen (Wasserstoff, Erdgas, Methan)

Kraftstoff	Spezifische Verbrennungswärme, MJ/kg
1-Buten	45,3
Ammoniak	18,6
Acetylen	48,3
Wasserstoff	119,83
Wasserstoff, Mischung mit Methan (50 % H 2 und 50 % CH 4 nach Gewicht)	85
Wasserstoff, Gemisch mit Methan und Kohlenmonoxid (33-33-33 Gew.-%)	60
Wasserstoff, Gemisch mit Kohlenmonoxid (50 % H 2 50 % CO 2 nach Gewicht)	65
Hochofengas	3
Koksofengas	38,5
Flüssiges Kohlenwasserstoffgas LPG (Propan-Butan)	43,8
Isobutan	45,6
Methan	50
n-Butan	45,7
n-Hexan	45,1
n-Pentan	45,4
Begleitgas	40,6…43
Erdgas	41…49
Propadien	46,3
Propan	46,3
Propylen	45,8
Propylen, Gemisch mit Wasserstoff und Kohlenmonoxid (90–9–1 % Gewichtsanteil)	52
Ethan	47,5
Ethylen	47,2

Spezifische Verbrennungswärme einiger brennbarer Materialien

Es wird eine Tabelle mit der spezifischen Verbrennungswärme einiger brennbarer Materialien (Holz, Papier, Kunststoff, Stroh, Gummi usw.) bereitgestellt. Zu beachten sind Materialien mit hoher Wärmefreisetzung bei der Verbrennung. Zu diesen Materialien gehören: Gummi verschiedener Art, expandiertes Polystyrol (Schaum), Polypropylen und Polyethylen.

Spezifische Verbrennungswärme einiger brennbarer Materialien

Kraftstoff	Spezifische Verbrennungswärme, MJ/kg
Papier	17,6
Kunstleder	21,5
Holz (Stäbe mit 14 % Feuchtigkeitsgehalt)	13,8
Holz in Stapeln	16,6
Eichenholz	19,9
Fichtenholz	20,3
Holz grün	6,3
Kiefernholz	20,9
Kapron	31,1
Carbolite-Produkte	26,9
Karton	16,5
Styrol-Butadien-Kautschuk SKS-30AR	43,9
Natürliches Gummi	44,8
Synthesekautschuk	40,2
Gummi SKS	43,9
Chloroprenkautschuk	28
Polyvinylchlorid-Linoleum	14,3
Doppelschichtiges Polyvinylchlorid-Linoleum	17,9
Polyvinylchlorid-Linoleum auf Filzbasis	16,6
Warmbasiertes Polyvinylchlorid-Linoleum	17,6
Polyvinylchlorid-Linoleum auf Stoffbasis	20,3
Gummilinoleum (Relin)	27,2
Paraffin-Paraffin	11,2
Polystyrolschaum PVC-1	19,5
Schaumstoff FS-7	24,4
Schaumstoff FF	31,4
Expandiertes Polystyrol PSB-S	41,6
Polyurethanschaum	24,3
Faserplatte	20,9
Polyvinylchlorid (PVC)	20,7
Polycarbonat	31
Polypropylen	45,7
Polystyrol	39
Hochdruck-Polyethylen	47
Niederdruck-Polyethylen	46,7
Gummi	33,5
Ruberoid	29,5
Kanalruß	28,3
Heu	16,7
Stroh	17
Organisches Glas (Plexiglas)	27,7
Textolith	20,9
Tol	16
TNT	15
Baumwolle	17,5
Zellulose	16,4
Wolle und Wollfasern	23,1

Quellen:

GOST 147-2013 Fester Mineralbrennstoff. Ermittlung des höheren Heizwertes und Berechnung des unteren Heizwertes.
GOST 21261-91 Erdölprodukte. Methode zur Bestimmung des höheren Heizwertes und Berechnung des unteren Heizwertes.
GOST 22667-82 Natürliche brennbare Gase. Berechnungsmethode zur Bestimmung des Brennwerts, der relativen Dichte und der Wobbe-Zahl.
GOST 31369-2008 Erdgas. Berechnung von Heizwert, Dichte, relativer Dichte und Wobbe-Zahl anhand der Komponentenzusammensetzung.
Zemsky G. T. Brennbare Eigenschaften anorganischer und organischer Materialien: Nachschlagewerk M.: VNIIPO, 2016 - 970 S.

Die Verbrennungswärme wird durch die chemische Zusammensetzung des brennbaren Stoffes bestimmt. Die in einem brennbaren Stoff enthaltenen chemischen Elemente werden durch anerkannte Symbole gekennzeichnet MIT , N , UM , N , S, und Asche und Wasser sind Symbole A Und W jeweils.

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Die Verbrennungswärme kann auf die Arbeitsmasse des brennbaren Stoffes bezogen werden Q P (\displaystyle Q^(P)), also auf den brennbaren Stoff in der Form, in der er zum Verbraucher gelangt; auf das Trockengewicht der Substanz Q C (\displaystyle Q^(C)); zu einer brennbaren Stoffmasse Q Γ (\displaystyle Q^(\Gamma )), also zu einem brennbaren Stoff, der weder Feuchtigkeit noch Asche enthält.

Es gibt höhere ( Q B (\displaystyle Q_(B))) Und niedriger ( Q. H. (\displaystyle Q_(H))) Verbrennungswärme.

Unter höherer Brennwert Verstehen Sie die Wärmemenge, die bei der vollständigen Verbrennung eines Stoffes freigesetzt wird, einschließlich der Kondensationswärme von Wasserdampf beim Abkühlen der Verbrennungsprodukte.

Nettobrennwert entspricht der Wärmemenge, die bei vollständiger Verbrennung freigesetzt wird, ohne Berücksichtigung der Kondensationswärme von Wasserdampf. Die Kondensationswärme von Wasserdampf wird auch als Kondensationswärme bezeichnet latente Verdampfungswärme (Kondensation).

Der niedrigere und der höhere Heizwert hängen durch die Beziehung zusammen: Q B = Q H + k (W + 9 H) (\displaystyle Q_(B)=Q_(H)+k(W+9H)),

wobei k ein Koeffizient von 25 kJ/kg (6 kcal/kg) ist; W ist die Wassermenge in der brennbaren Substanz, % (Massenanteil); H ist die Menge an Wasserstoff in einem brennbaren Stoff, % (nach Masse).

Berechnung des Brennwerts

Somit ist der höhere Heizwert die Wärmemenge, die bei der vollständigen Verbrennung einer Massen- oder Volumeneinheit (bei Gas) eines brennbaren Stoffes und der Abkühlung der Verbrennungsprodukte auf die Taupunkttemperatur freigesetzt wird. Bei wärmetechnischen Berechnungen wird der höhere Heizwert mit 100 % angenommen. Die latente Verbrennungswärme eines Gases ist die Wärme, die bei der Kondensation des in den Verbrennungsprodukten enthaltenen Wasserdampfs freigesetzt wird. Theoretisch kann es 11 % erreichen.

In der Praxis ist es nicht möglich, Verbrennungsprodukte bis zur vollständigen Kondensation abzukühlen. Aus diesem Grund wurde das Konzept des unteren Heizwerts (QHp) eingeführt, der durch Abzug der Verdampfungswärme des in beiden enthaltenen Wasserdampfs vom höheren Heizwert erhalten wird die Substanz und diejenigen, die bei ihrer Verbrennung entstehen. Die Verdampfung von 1 kg Wasserdampf erfordert 2514 kJ/kg (600 kcal/kg). Der untere Heizwert wird durch die Formeln (kJ/kg oder kcal/kg) ermittelt:

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))(für feste Materie)

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))(für eine flüssige Substanz), wobei:

2514 - Verdampfungswärme bei 0 °C und Luftdruck, kJ/kg;

H P (\displaystyle H^(P)) Und W P (\displaystyle W^(P))- Gehalt an Wasserstoff und Wasserdampf im Arbeitsbrennstoff, %;

9 ist ein Koeffizient, der zeigt, dass bei der Verbrennung von 1 kg Wasserstoff in Verbindung mit Sauerstoff 9 kg Wasser entstehen.

Die Verbrennungswärme ist das wichtigste Merkmal eines Brennstoffs, da sie die Wärmemenge bestimmt, die bei der Verbrennung von 1 kg festem oder flüssigem Brennstoff oder 1 m³ gasförmigem Brennstoff in kJ/kg (kcal/kg) entsteht. 1 kcal = 4,1868 oder 4,19 kJ.

Der untere Heizwert wird für jeden Stoff experimentell ermittelt und ist ein Referenzwert. Sie kann auch für feste und flüssige Stoffe mit bekannter Elementzusammensetzung durch Berechnung nach der Formel von D. I. Mendelejew, kJ/kg oder kcal/kg, ermittelt werden:

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)+1256\ 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\cdot (O^(P)+S_(L)^(P))-6\cdot W^(P)), Wo:

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))- Gehalt an Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, flüchtigem Schwefel und Feuchtigkeit in der Arbeitsmasse des Kraftstoffs in % (nach Gewicht).

Für Vergleichsrechnungen wird der sogenannte konventionelle Kraftstoff verwendet, der eine spezifische Verbrennungswärme von 29308 kJ/kg (7000 kcal/kg) aufweist.

In Russland werden thermische Berechnungen (z. B. Berechnung der thermischen Belastung zur Bestimmung der Kategorie eines Raumes hinsichtlich Explosions- und Brandgefahr) üblicherweise nach durchgeführt geringere Hitze Verbrennung, in den USA, Großbritannien, Frankreich - auf höchstem Niveau. Im Vereinigten Königreich und in den USA wurde die spezifische Verbrennungswärme vor der Einführung des metrischen Systems in britischen thermischen Einheiten (BTU) pro Pfund (lb) gemessen (1 Btu/lb = 2,326 kJ/kg).

Stoffe und Materialien	Nettobrennwert Q H P (\displaystyle Q_(H)^(P)), MJ/kg
Benzin	41,87
Kerosin	43,54
Papier: Bücher, Zeitschriften	13,4
Holz (Blöcke W = 14 %)	13,8
Natürliches Gummi	44,73
Polyvinylchlorid-Linoleum	14,31
Gummi	33,52
Stapelfaser	13,8
Polyethylen	47,14
Expandiertes Polystyrol	41,6
Baumwolle gelockert	15,7
Plastik	41,87

Zu den Stoffen organischen Ursprungs zählen Brennstoffe, die bei der Verbrennung eine bestimmte Menge Wärmeenergie freisetzen. Die Wärmeerzeugung muss sich durch eine hohe Effizienz und das Fehlen von Nebenwirkungen, insbesondere gesundheits- und umweltschädlichen Stoffen, auszeichnen.

Um das Einlegen in den Feuerraum zu erleichtern, wird das Holzmaterial in einzelne bis zu 30 cm lange Elemente geschnitten. Um die Effizienz ihrer Nutzung zu erhöhen, muss das Brennholz möglichst trocken sein und der Verbrennungsprozess muss relativ langsam sein. In vielerlei Hinsicht eignet sich Holz aus Harthölzern wie Eiche und Birke, Haselnuss und Esche sowie Weißdorn zum Heizen von Räumen. Aufgrund des hohen Harzanteils erhöhte Geschwindigkeit Verbrennung und niedriger Heizwert Nadelbäume in dieser Hinsicht sind sie deutlich unterlegen.

Es versteht sich, dass die Dichte des Holzes den Brennwert beeinflusst.

Es ist ein natürliches Material pflanzlichen Ursprungs, das aus Sedimentgestein gewonnen wird.

Diese Art von Festbrennstoff enthält Kohlenstoff und andere chemische Elemente. Je nach Alter gibt es eine Einteilung des Materials in Typen. Braunkohle gilt als die jüngste, gefolgt von Steinkohle, und Anthrazit ist älter als alle anderen Arten. Das Alter eines brennbaren Stoffes bestimmt auch seinen Feuchtigkeitsgehalt, der in jungem Material häufiger vorhanden ist.

Bei der Verbrennung von Kohle kommt es zu Umweltverschmutzung und es bildet sich Schlacke auf den Kesselrosten, die eine normale Verbrennung gewissermaßen behindert. Auch für die Atmosphäre ist das Vorhandensein von Schwefel im Material ein ungünstiger Faktor, da dieses Element im Luftraum in Schwefelsäure umgewandelt wird.

Allerdings sollten Verbraucher keine Angst um ihre Gesundheit haben. Hersteller dieses Materials, die sich um Privatkunden kümmern, sind bestrebt, den darin enthaltenen Schwefelgehalt zu reduzieren. Der Heizwert von Kohle kann sogar innerhalb derselben Sorte variieren. Der Unterschied hängt von den Eigenschaften der Unterart und ihrem Mineralgehalt sowie der Produktionsgeographie ab. Als fester Brennstoff findet sich nicht nur reine Kohle, sondern auch gering angereicherte Kohleschlacke, gepresst zu Briketts.

Pellets (Brennstoffgranulat) sind feste Brennstoffe, die industriell aus Holz und Pflanzenabfällen hergestellt werden: Hobelspäne, Rinde, Pappe, Stroh.

Das zu Staub zerkleinerte Rohmaterial wird getrocknet und in einen Granulator gegossen, von wo aus es in Form von Granulat einer bestimmten Form austritt. Um der Masse Viskosität zu verleihen, wird ein pflanzliches Polymer, Lignin, verwendet. Komplexität Fertigungsprozess und hohe Nachfrage bestimmen den Preis für Pellets. Das Material wird in speziell ausgestatteten Kesseln verwendet.

Die Brennstoffarten werden je nach Material, aus dem sie verarbeitet werden, bestimmt:

Rundholz von Bäumen jeglicher Art;
Stroh;
Torf;
Sonnenblumenschale.

Unter den Vorteilen von Brennstoffpellets sind folgende Eigenschaften hervorzuheben:

Umweltfreundlichkeit;
Unfähigkeit zur Verformung und Resistenz gegen Pilze;
einfache Lagerung auch im Freien;
Gleichmäßigkeit und Dauer der Verbrennung;
relativ niedrige Kosten;
Einsatzmöglichkeit für verschiedene Heizgeräte;
geeignete Granulatgröße für die automatische Beladung in einen speziell ausgestatteten Kessel.

Briketts

Briketts sind feste Brennstoffe, die Pellets in vielerlei Hinsicht ähneln. Für ihre Herstellung werden identische Materialien verwendet: Hackschnitzel, Hobelspäne, Torf, Spelzen und Stroh. Im Produktionsprozess werden die Rohstoffe zerkleinert und durch Kompression zu Briketts geformt. Dieses Material ist auch ein umweltfreundlicher Kraftstoff. Es ist auch im Freien bequem zu lagern. Eine gleichmäßige, gleichmäßige und langsame Verbrennung dieses Brennstoffs kann sowohl in Kaminen und Öfen als auch in Heizkesseln beobachtet werden.

Die oben diskutierten Arten umweltfreundlicher Festbrennstoffe sind eine gute Alternative zur Wärmeerzeugung. Im Vergleich zu fossilen Wärmeenergiequellen, die sich ungünstig auf die Verbrennung auswirken Umfeld Da alternative Kraftstoffe nicht erneuerbar sind, haben sie darüber hinaus klare Vorteile und sind relativ kostengünstig, was für bestimmte Verbrauchergruppen wichtig ist.

Gleichzeitig ist die Brandgefahr solcher Brennstoffe deutlich höher. Daher ist es notwendig, einige Sicherheitsmaßnahmen hinsichtlich ihrer Lagerung und der Verwendung feuerbeständiger Materialien für Wände zu ergreifen.

Flüssige und gasförmige Brennstoffe

Bei flüssigen und gasförmigen brennbaren Stoffen stellt sich die Situation wie folgt dar.

Die bei der vollständigen Verbrennung einer Einheitsmenge Kraftstoff freigesetzte Wärmemenge wird als Heizwert (Q) oder, wie manchmal gesagt, Heizwert oder Heizwert bezeichnet, der eines der Hauptmerkmale von Kraftstoff ist.

Der Heizwert von Gasen wird üblicherweise mit 1 bezeichnet m 3, unter normalen Bedingungen eingenommen.

Unter Normalbedingungen versteht man in technischen Berechnungen den Zustand des Gases bei einer Temperatur von 0 °C und einem Druck von 760 °C mmHg Kunst. Bezeichnet wird das Gasvolumen unter diesen Bedingungen nm 3(normaler Kubikmeter).

Für Industriegasmessungen nach GOST 2923-45 für normale Bedingungen Es werden eine Temperatur von 20 °C und ein Druck von 760 °C angenommen mmHg Kunst. Das diesen Bedingungen zugeordnete Gasvolumen im Gegensatz dazu nm 3 wir rufen an M 3 (Kubikmeter).

Brennwert von Gasen (Q)) ausgedrückt kcal/nm e oder in kcal/m3.

Bei verflüssigten Gasen wird der Heizwert mit 1 bezeichnet kg.

Es gibt höhere (Qc) und niedrigere (Qn) Heizwerte. Der Bruttoheizwert berücksichtigt die Kondensationswärme von Wasserdampf, die bei der Kraftstoffverbrennung entsteht. Der untere Heizwert berücksichtigt nicht die im Wasserdampf der Verbrennungsprodukte enthaltene Wärme, da der Wasserdampf nicht kondensiert, sondern mit den Verbrennungsprodukten mitgerissen wird.

Die Konzepte Q in und Q n beziehen sich nur auf Gase, deren Verbrennung Wasserdampf freisetzt (diese Konzepte gelten nicht für Kohlenmonoxid, das bei der Verbrennung keinen Wasserdampf erzeugt).

Wenn Wasserdampf kondensiert, wird Wärme in Höhe von 539 freigesetzt kcal/kg. Darüber hinaus wird beim Abkühlen des Kondensats auf 0 °C (bzw. 20 °C) Wärme in Höhe von 100 bzw. 80 % freigesetzt. kcal/kg.

Insgesamt werden durch die Kondensation von Wasserdampf mehr als 600 % Wärme freigesetzt. kcal/kg, Das ist die Differenz zwischen dem höheren und dem niedrigeren Heizwert des Gases. Bei den meisten Gasen, die in der städtischen Gasversorgung eingesetzt werden, beträgt dieser Unterschied 8-10 %.

Die Heizwerte einiger Gase sind in der Tabelle angegeben. 3.

Für die städtische Gasversorgung werden derzeit Gase eingesetzt, die in der Regel einen Heizwert von mindestens 3500 haben kcal/nm 3 . Dies erklärt sich aus der Tatsache, dass in städtischen Gebieten die Gasversorgung über weite Strecken über Rohre erfolgt. Bei niedrigem Heizwert muss eine große Menge zugeführt werden. Dies führt zwangsläufig zu einer Vergrößerung der Durchmesser von Gasleitungen und damit zu einer Erhöhung der Metallinvestitionen und Mittel für den Bau von Gasnetzen und in der Folge zu einer Erhöhung der Betriebskosten. Ein wesentlicher Nachteil kalorienarmer Gase besteht darin, dass sie in den meisten Fällen enthalten signifikante Menge Kohlenmonoxid, das die Gefahr bei der Verwendung von Gas sowie bei der Wartung von Netzen und Anlagen erhöht.

Brennwert des Gases unter 3500 kcal/nm 3 Am häufigsten wird es in der Industrie eingesetzt, wo es nicht über weite Strecken transportiert werden muss und die Verbrennung einfacher zu organisieren ist. Für die städtische Gasversorgung ist ein konstanter Brennwert des Gases wünschenswert. Schwankungen sind, wie wir bereits festgestellt haben, nicht mehr als 10 % zulässig. Eine größere Änderung des Brennwerts des Gases erfordert eine erneute Anpassung und manchmal auch eine Änderung große Menge einheitliche Brenner von Haushaltsgeräten, was mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden ist.

Klassifizierung brennbarer Gase

Zur Gasversorgung von Städten und Industriebetrieben werden verschiedene brennbare Gase eingesetzt, die sich in Herkunft, chemischer Zusammensetzung und physikalischen Eigenschaften unterscheiden.

Brennbare Gase werden je nach Herkunft in natürliche oder natürliche und künstliche, aus festen und flüssigen Brennstoffen hergestellte Gase unterteilt.

Erdgas wird zusammen mit Öl aus Bohrlöchern in Reingasfeldern oder Ölfeldern gefördert. Gase aus Ölfeldern werden Begleitgase genannt.

Gase aus reinen Gasfeldern bestehen hauptsächlich aus Methan mit einem geringen Anteil an schweren Kohlenwasserstoffen. Sie zeichnen sich durch eine konstante Zusammensetzung und einen konstanten Brennwert aus.

Begleitgase enthalten neben Methan eine erhebliche Menge schwerer Kohlenwasserstoffe (Propan und Butan). Die Zusammensetzung und der Heizwert dieser Gase variieren stark.

Künstliche Gase werden in speziellen Gasanlagen hergestellt – oder fallen als Nebenprodukt bei der Kohleverbrennung in Hüttenwerken sowie in Ölraffinerien an.

Gase hergestellt aus Kohle In unserem Land werden sie in sehr begrenzten Mengen für die städtische Gasversorgung verwendet und ihr spezifisches Gewicht nimmt ständig ab. Gleichzeitig nimmt die Produktion und der Verbrauch von verflüssigten Kohlenwasserstoffgasen zu, die aus Erdölbegleitgasen in Gas-Benzin-Anlagen und in Ölraffinerien bei der Ölraffinierung gewonnen werden. Flüssig Kohlenwasserstoffgase, die zur städtischen Gasversorgung eingesetzt werden, bestehen hauptsächlich aus Propan und Butan.

Zusammensetzung von Gasen

Die Art des Gases und seine Zusammensetzung bestimmen maßgeblich den Anwendungsbereich des Gases, den Aufbau und die Durchmesser des Gasnetzes, die konstruktiven Lösungen von Gasbrennergeräten und einzelnen Gasleitungskomponenten.

Der Gasverbrauch hängt vom Heizwert und damit von den Durchmessern der Gasleitungen und den Bedingungen der Gasverbrennung ab. Bei der Verwendung von Gas in Industrieanlagen sind die Verbrennungstemperatur und die Geschwindigkeit der Flammenausbreitung sowie die Konstanz der Zusammensetzung des Gasbrennstoffs von großer Bedeutung. Zusammensetzung von Gasen sowie physikalisch-chemische Eigenschaften Sie hängen in erster Linie von der Art und Methode der Gasgewinnung ab.

Brennbare Gase sind mechanische Gemische verschiedener Gase<как горючих, так и негорючих.

Der brennbare Teil gasförmiger Brennstoffe umfasst: Wasserstoff (H 2) – ein farbloses, geschmacks- und geruchloses Gas, sein unterer Heizwert beträgt 2579 kcal/nm 3\ Methan (CH 4) – ein Gas ohne Farbe, Geschmack und Geruch, ist der wichtigste brennbare Teil von Erdgasen, sein unterer Heizwert beträgt 8555 kcal/nm 3 ; Kohlenmonoxid (CO) – ein farbloses, geschmacks- und geruchloses Gas, das durch unvollständige Verbrennung von Kraftstoffen entsteht, sehr giftig, niedrigerer Heizwert 3018 kcal/nm 3 ; schwere Kohlenwasserstoffe (S p N t), Dieser Name<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*.

Der nicht brennbare Teil gasförmiger Brennstoffe umfasst: Kohlendioxid (CO 2), Sauerstoff (O 2) und Stickstoff (N 2).

Der nicht brennbare Teil von Gasen wird üblicherweise als Ballast bezeichnet. Erdgase zeichnen sich durch einen hohen Heizwert und die völlige Abwesenheit von Kohlenmonoxid aus. Gleichzeitig enthalten eine Reihe von Lagerstätten, hauptsächlich Gas und Öl, ein sehr giftiges (und ätzendes) Gas – Schwefelwasserstoff (H 2 S). Die meisten künstlichen Kohlegase enthalten eine erhebliche Menge an hochgiftigem Gas – Kohlenmonoxid (CO). ). Das Vorhandensein von Oxiden im Gas, Kohlenstoff und anderen giftigen Substanzen, ist höchst unerwünscht, da sie die Betriebsarbeit erschweren und die Gefahr bei der Verwendung von Gas erhöhen. Neben den Hauptbestandteilen enthält die Zusammensetzung von Gasen verschiedene Verunreinigungen, deren spezifischer Wert von was prozentual vernachlässigbar ist. Wenn man jedoch bedenkt, dass Gaspipelines Tausende und sogar Millionen Kubikmeter Gas liefern, erreicht die Gesamtmenge an Verunreinigungen einen erheblichen Wert. Viele Verunreinigungen fallen in Gaspipelines aus, was letztendlich zu einer Verringerung führt in ihrem Durchsatz und manchmal zu einem völligen Stopp des Gasdurchgangs. Daher muss das Vorhandensein von Verunreinigungen im Gas bei der Auslegung von Gasleitungen und während des Betriebs berücksichtigt werden.

Menge und Zusammensetzung der Verunreinigungen hängen von der Methode der Gasgewinnung bzw. -gewinnung und dem Grad ihrer Reinigung ab. Die schädlichsten Verunreinigungen sind Staub, Teer, Naphthalin, Feuchtigkeit und Schwefelverbindungen.

Staub entsteht im Gas während des Produktionsprozesses (Förderung) oder beim Gastransport durch Pipelines. Harz ist ein Produkt der thermischen Zersetzung von Kraftstoff und begleitet viele künstliche Gase. Befindet sich Staub im Gas, trägt das Harz zur Bildung von Teerschlammpfropfen und zur Verstopfung von Gasleitungen bei.

Naphthalin kommt häufig in künstlichen Kohlegasen vor. Bei niedrigen Temperaturen fällt Naphthalin in Rohren aus und verringert zusammen mit anderen festen und flüssigen Verunreinigungen den Durchflussquerschnitt von Gasleitungen.

Feuchtigkeit in Form von Dampf ist in fast allen natürlichen und künstlichen Gasen enthalten. Durch den Kontakt von Gasen mit der Wasseroberfläche gelangt es im Gasfeld selbst in Erdgase, und künstliche Gase werden während des Produktionsprozesses mit Wasser gesättigt. Das Vorhandensein von Feuchtigkeit in erheblichen Mengen im Gas ist unerwünscht, da es den Heizwert verringert Wert des Gases. Darüber hinaus hat es eine hohe Verdampfungswärmekapazität, Feuchtigkeit während der Gasverbrennung transportiert eine erhebliche Menge Wärme zusammen mit Verbrennungsprodukten in die Atmosphäre. Ein hoher Feuchtigkeitsgehalt im Gas ist auch unerwünscht, da es beim Abkühlen kondensiert Während der Bewegung des Gases durch Rohre kann es zu Wasserpfropfen in der Gasleitung (an den unteren Punkten) kommen, die entfernt werden müssen. Dies erfordert den Einbau spezieller Kondensatsammler und deren Abpumpen.

Zu den Schwefelverbindungen zählen, wie bereits erwähnt, Schwefelwasserstoff sowie Schwefelkohlenstoff, Mercaptan usw. Diese Verbindungen wirken sich nicht nur schädlich auf die menschliche Gesundheit aus, sondern verursachen auch erhebliche Korrosion von Rohren.

Weitere schädliche Verunreinigungen sind Ammoniak und Cyanidverbindungen, die vor allem in Kohlegasen vorkommen. Das Vorhandensein von Ammoniak- und Cyanidverbindungen führt zu einer erhöhten Korrosion des Rohrmetalls.

Auch die Anwesenheit von Kohlendioxid und Stickstoff in brennbaren Gasen ist unerwünscht. Diese Gase nehmen nicht am Verbrennungsprozess teil und sind Ballast, der den Heizwert verringert, was zu einer Vergrößerung des Durchmessers von Gasleitungen und einer Verringerung der Wirtschaftlichkeit der Verwendung von gasförmigem Brennstoff führt.

Die Zusammensetzung der für die städtische Gasversorgung verwendeten Gase muss den Anforderungen von GOST 6542-50 (Tabelle 1) entsprechen.

Tabelle 1

Die Durchschnittswerte der Zusammensetzung von Erdgasen aus den bekanntesten Feldern des Landes sind in der Tabelle dargestellt. 2.

Aus Gasfeldern (trocken)

Westukraine. . .	81,2	7,5	4,5	3,7	2,5	- .	0,1	0,5	0,735
Shebelinskoe................................................	92,9	4,5	0,8	0,6	0,6	____ .	0,1	0,5	0,603
Region Stawropol. .	98,6	0,4	0,14	0,06		-	0,1	0,7	0,561
Region Krasnodar. .	92,9		0,5	-	0,5	_	0,01	0,09	0,595
Saratovskoe.................................	93,4	2,1	0,8	0,4	0,3	Fußabdrücke	0,3	2,7	0,576
Gazli, Region Buchara	96,7		0,35	0,4"			0,1	0,45	0,575
Aus Gas- und Ölfeldern (assoziiert)
Romashkino.................................			18,5	6,2	4,7		0,1	11,5	1,07
				7,4	4,6	____	Fußabdrücke		1,112	__ .
Tuymazy.........................			18,4	6,8	4,6	____	0,1	7,1	1,062	-
Ashy......		23,5		9,3	3,5	____	0,2	4,5	1,132	-
Fett........ ................................ .				2,5		. ___ .		1,5	0,721	-
Syzran-neft.................................	31,9	23,9 -	5,9	2,7	0,8	1,7	1,6	31,5	0,932	-
Ischbay.................................	42,4		20,5	7,2	3,1	2,8			1,040	_
Andischan. .................................	66,5	16,6	9,4	3,1	3,1	0,03	0,2	4,17	0,801 ;

Brennwert von Gasen

Der Heizwert von Gasen wird üblicherweise mit 1 bezeichnet m 3, unter normalen Bedingungen eingenommen.

Für Industriegasmessungen nach GOST 2923-45 werden eine Temperatur von 20 °C und ein Druck von 760 als Normalbedingungen angenommen mmHg Kunst. Das diesen Bedingungen zugeordnete Gasvolumen im Gegensatz dazu nm 3 wir rufen an M 3 (Kubikmeter).

Brennwert von Gasen (Q)) ausgedrückt kcal/nm e oder in kcal/m3.

Bei verflüssigten Gasen wird der Heizwert mit 1 bezeichnet kg.

Die Konzepte Q in und Q n beziehen sich nur auf Gase, deren Verbrennung Wasserdampf freisetzt (diese Konzepte gelten nicht für Kohlenmonoxid, das bei der Verbrennung keinen Wasserdampf erzeugt).

Die Heizwerte einiger Gase sind in der Tabelle angegeben. 3.

Für die städtische Gasversorgung werden derzeit Gase eingesetzt, die in der Regel einen Heizwert von mindestens 3500 haben kcal/nm 3 . Dies erklärt sich aus der Tatsache, dass in städtischen Gebieten die Gasversorgung über weite Strecken über Rohre erfolgt. Bei niedrigem Heizwert muss eine große Menge zugeführt werden. Dies führt zwangsläufig zu einer Vergrößerung der Durchmesser von Gasleitungen und damit zu einer Erhöhung der Metallinvestitionen und Mittel für den Bau von Gasnetzen und in der Folge zu einer Erhöhung der Betriebskosten. Ein wesentlicher Nachteil kalorienarmer Gase besteht darin, dass sie in den meisten Fällen einen erheblichen Anteil an Kohlenmonoxid enthalten, was die Gefahr bei der Verwendung von Gas sowie bei der Wartung von Netzen und Anlagen erhöht.

Brennwert des Gases unter 3500 kcal/nm 3 Am häufigsten wird es in der Industrie eingesetzt, wo es nicht über weite Strecken transportiert werden muss und die Verbrennung einfacher zu organisieren ist. Für die städtische Gasversorgung ist ein konstanter Brennwert des Gases wünschenswert. Schwankungen sind, wie wir bereits festgestellt haben, nicht mehr als 10 % zulässig. Eine größere Änderung des Brennwerts von Gas erfordert neue Anpassungen und teilweise den Austausch einer großen Anzahl standardisierter Brenner von Haushaltsgeräten, was mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden ist.

Brennwert des zugehörigen Gases. Gaskraftstoff

Spezifische Verbrennungswärme fester Brennstoffe (Kohle, Brennholz, Torf, Koks)

Spezifische Verbrennungswärme flüssiger Brennstoffe (Alkohol, Benzin, Kerosin, Öl)

Spezifische Verbrennungswärme gasförmiger Brennstoffe und brennbarer Gase

Spezifische Verbrennungswärme einiger brennbarer Materialien

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Berechnung des Brennwerts

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Flüssige und gasförmige Brennstoffe

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