EingangVerbrennungswärme von Erdgas kJ kg. Gasförmiger Kraftstoff
Gaskraftstoff wird in natürliche und künstliche Kraftstoffe unterteilt und ist eine Mischung aus brennbaren und nicht brennbaren Gasen, die eine bestimmte Menge Wasserdampf und manchmal Staub und Teer enthalten. Die Menge an Gaskraftstoff wird in Kubikmetern angegeben normale Bedingungen(760 mmHg und 0 °C) und die Zusammensetzung wird als Volumenprozent ausgedrückt. Unter der Zusammensetzung des Kraftstoffs versteht man die Zusammensetzung seines trockenen gasförmigen Teils.
Erdgasbrennstoff
Der gebräuchlichste Gasbrennstoff ist Erdgas, das einen hohen Heizwert hat. Die Basis von Erdgas ist Methan, dessen Gehalt 76,7-98 % beträgt. Andere gasförmige Kohlenwasserstoffverbindungen enthalten Erdgas von 0,1 bis 4,5 %.
Flüssiggas ist ein Produkt der Erdölraffinierung – es besteht hauptsächlich aus einer Mischung von Propan und Butan.
Erdgas (CNG, NG): Methan CH4 mehr als 90 %, Ethan C2 H5 weniger als 4 %, Propan C3 H8 weniger als 1 %
Flüssiggas (LPG): Propan C3 H8 mehr als 65 %, Butan C4 H10 weniger als 35 %
Die Zusammensetzung brennbarer Gase umfasst: Wasserstoff H 2, Methan CH 4, andere Kohlenwasserstoffverbindungen C m H n, Schwefelwasserstoff H 2 S und nicht brennbare Gase, Kohlendioxid CO2, Sauerstoff O 2, Stickstoff N 2 und nicht signifikante Menge Wasserdampf H 2 O. Indizes M Und P an C und H charakterisieren Verbindungen verschiedener Kohlenwasserstoffe, beispielsweise für Methan CH 4 t = 1 und N= 4, für Ethan C 2 N b t = 2 Und N= b usw.
Zusammensetzung des trockenen gasförmigen Brennstoffs (Volumenprozent):
CO + H 2 + 2 C m H n + H 2 S + CO 2 + O 2 + N 2 = 100 %.
Der nicht brennbare Teil des trockenen Gasbrennstoffs – Ballast – besteht aus Stickstoff N und Kohlendioxid CO 2.
Die Zusammensetzung feuchter gasförmiger Brennstoffe wird wie folgt ausgedrückt:
CO + H 2 + Σ C m H n + H 2 S + CO 2 + O 2 + N 2 + H 2 O = 100 %.
Die Verbrennungswärme, kJ/m (kcal/m3), 1 m3 reines trockenes Gas unter normalen Bedingungen wird wie folgt bestimmt:
Q n s = 0,01,
wo Qso, Q n 2, Q c m n n Q n 2 S. - Verbrennungswärme der einzelnen im Gemisch enthaltenen Gase, kJ/m 3 (kcal/m 3); CO, H 2, Cm H n, H 2 S - Komponenten, aus denen das Gasgemisch besteht, Volumenprozent.
Der Heizwert von 1 m3 trockenem Erdgas beträgt unter normalen Bedingungen für die meisten heimischen Felder 33,29 – 35,87 MJ/m3 (7946 – 8560 kcal/m3). Die Eigenschaften gasförmiger Brennstoffe sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Beispiel. Bestimmen Sie den unteren Heizwert von Erdgas (unter normalen Bedingungen) mit der folgenden Zusammensetzung:
H 2 S = 1 %; CH4 = 76,7 %; C 2 H 6 = 4,5 %; C 3 H 8 = 1,7 %; C 4 H 10 = 0,8 %; C 5 H 12 = 0,6 %.
Wenn wir die Eigenschaften von Gasen aus Tabelle 1 in Formel (26) einsetzen, erhalten wir:
Q ns = 0,01 = 33981 kJ/m 3 oder
Q ns = 0,01 (5585,1 + 8555 76,7 + 15 226 4,5 + 21 795 1,7 + 28 338 0,8 + 34 890 0,6) = 8109 kcal/m3.
Tabelle 1. Eigenschaften gasförmiger Brennstoffe
|
Gas |
Bezeichnung |
Verbrennungswärme Q n s |
|
|
KJ/m3 |
Kcal/m3 |
||
| Wasserstoff | N, | 10820 | 2579 |
| Kohlenmonoxid | CO | 12640 | 3018 |
| Schwefelwasserstoff | H 2 S | 23450 | 5585 |
| Methan | CH 4 | 35850 | 8555 |
| Ethan | C 2 H 6 | 63 850 | 15226 |
| Propan | C 3 H 8 | 91300 | 21795 |
| Butan | C 4 H 10 | 118700 | 22338 |
| Pentan | C 5 H 12 | 146200 | 34890 |
| Ethylen | C 2 H 4 | 59200 | 14107 |
| Propylen | C 3 H 6 | 85980 | 20541 |
| Butylen | C 4 H 8 | 113 400 | 27111 |
| Benzol | C 6 H 6 | 140400 | 33528 |
Kessel vom Typ DE verbrauchen 71 bis 75 m3 Erdgas, um eine Tonne Dampf zu erzeugen. Die Gaskosten in Russland im September 2008. beträgt 2,44 Rubel pro Kubikmeter. Daher kostet eine Tonne Dampf 71 × 2,44 = 173 Rubel 24 Kopeken. Die tatsächlichen Kosten für eine Tonne Dampf in Fabriken betragen für DE-Kessel nicht weniger als 189 Rubel pro Tonne Dampf.
Kessel vom Typ DKVR verbrauchen 103 bis 118 m3 Erdgas, um eine Tonne Dampf zu erzeugen. Die geschätzten Mindestkosten einer Tonne Dampf für diese Kessel betragen 103 × 2,44 = 251 Rubel 32 Kopeken. Die tatsächlichen Kosten für Dampf in Fabriken betragen nicht weniger als 290 Rubel pro Tonne.
Wie berechnet man den maximalen Erdgasverbrauch für einen DE-25-Dampfkessel? Das technische Spezifikationen Kessel 1840 Würfel pro Stunde. Man kann aber auch rechnen. 25 Tonnen (25.000 kg) müssen mit der Differenz zwischen den Enthalpien von Dampf und Wasser (666,9-105) multipliziert und das Ganze durch den Kesselwirkungsgrad von 92,8 % und die Verbrennungswärme des Gases geteilt werden. 8300. und das war's
Künstlicher Gasbrennstoff
Künstliche Brenngase sind ein Brennstoff von lokaler Bedeutung, da sie einen deutlich geringeren Heizwert haben. Ihre wichtigsten brennbaren Elemente sind Kohlenmonoxid CO und Wasserstoff H2. Diese Gase werden im Produktionsbereich verwendet, wo sie als Brennstoff für Technologie- und Kraftwerke gewonnen werden.
Alle natürlichen und künstlichen brennbaren Gase sind explosiv und können sich in einer offenen Flamme oder einem Funken entzünden. Es gibt untere und obere Explosionsgrenzen für Gas, d. h. seine höchste und niedrigste prozentuale Konzentration in der Luft. Untere Explosionsgrenze Erdgase liegt zwischen 3 % und 6 %, die Spitze liegt zwischen 12 % und 16 %. Alle brennbaren Gase können den menschlichen Körper vergiften. Die wichtigsten giftigen Stoffe brennbarer Gase sind: Kohlenmonoxid CO, Schwefelwasserstoff H2S, Ammoniak NH3.
Natürliche und künstliche brennbare Gase sind farblos (unsichtbar) und geruchlos, was sie gefährlich macht, wenn sie durch Undichtigkeiten in Gasleitungsarmaturen in das Innere des Heizraums eindringen. Um eine Vergiftung zu vermeiden, sollten brennbare Gase mit einem Geruchsstoff behandelt werden – einem Stoff mit unangenehmem Geruch.
Produktion von Kohlenmonoxid CO in der Industrie durch Vergasung fester Brennstoffe
Für industrielle Zwecke wird Kohlenmonoxid durch Vergasung fester Brennstoffe, also deren Umwandlung in gasförmigen Brennstoff, gewonnen. Auf diese Weise können Sie Kohlenmonoxid aus jedem festen Brennstoff gewinnen – fossile Kohle, Torf, Brennholz usw.
Vergasungsprozess fester Brennstoff in einem Laborexperiment gezeigt (Abb. 1). Nachdem wir das feuerfeste Rohr mit Holzkohlestücken gefüllt haben, erhitzen wir es stark und lassen Sauerstoff aus dem Gasometer durchströmen. Lassen Sie uns die aus dem Rohr austretenden Gase durch einen Wäscher mit Kalkwasser leiten und ihn dann anzünden. Das Kalkwasser wird trüb und das Gas brennt mit bläulicher Flamme. Dies weist auf das Vorhandensein von CO2-Dioxid und Kohlenmonoxid CO in den Reaktionsprodukten hin.
Die Entstehung dieser Stoffe lässt sich dadurch erklären, dass bei Kontakt von Sauerstoff mit heißer Kohle diese zunächst zu Kohlendioxid oxidiert wird: C + O 2 = CO 2
Dann wird Kohlendioxid beim Durchströmen heißer Kohle teilweise zu Kohlenmonoxid reduziert: CO 2 + C = 2CO
Reis. 1. Produktion von Kohlenmonoxid (Laborexperiment).
Unter industriellen Bedingungen erfolgt die Vergasung fester Brennstoffe in Öfen, sogenannten Gasgeneratoren.
Das dabei entstehende Gasgemisch wird Generatorgas genannt.
Das Gasgeneratorgerät ist in der Abbildung dargestellt. Es handelt sich um einen Stahlzylinder mit einer Höhe von etwa 5 M und einem Durchmesser von ca. 3,5 M, innen mit feuerfesten Steinen ausgekleidet. Der Gasgenerator wird von oben mit Kraftstoff beladen; Von unten wird Luft oder Wasserdampf durch einen Ventilator durch den Rost zugeführt.
Sauerstoff in der Luft reagiert mit Kohlenstoff im Kraftstoff zu Kohlendioxid, das durch die heiße Kraftstoffschicht aufsteigt und von Kohlenstoff zu Kohlenmonoxid reduziert wird.
Wird nur Luft in den Generator geblasen, entsteht ein Gas, das Kohlenmonoxid und Luftstickstoff (sowie eine gewisse Menge CO 2 und andere Verunreinigungen) enthält. Dieses Generatorgas wird Luftgas genannt.
Wird Wasserdampf mit heißer Kohle in einen Generator geblasen, kommt es bei der Reaktion zur Bildung von Kohlenmonoxid und Wasserstoff: C + H 2 O = CO + H 2
Dieses Gasgemisch wird Wassergas genannt. Wassergas hat einen höheren Heizwert als Luftgas, da es neben Kohlenmonoxid auch ein zweites brennbares Gas enthält – Wasserstoff. Wassergas (Synthesegas), eines der Produkte der Vergasung von Kraftstoffen. Wassergas besteht hauptsächlich aus CO (40 %) und H2 (50 %). Wassergas ist ein Brennstoff (Verbrennungswärme 10.500 kJ/m3 bzw. 2730 kcal/mg) und gleichzeitig ein Rohstoff für die Synthese von Methylalkohol. Wassergas kann jedoch nicht gewonnen werden lange Zeit, da die Reaktion seiner Bildung endotherm ist (mit Wärmeaufnahme) und daher der Kraftstoff im Generator abkühlt. Um die Kohle in heißem Zustand zu halten, wird abwechselnd Wasserdampf in den Generator eingespritzt und Luft eingespritzt, deren Sauerstoff bekanntermaßen mit dem Brennstoff unter Freisetzung von Wärme reagiert.
IN In letzter Zeit Die Dampf-Sauerstoff-Strahlung wurde zunehmend zur Kraftstoffvergasung eingesetzt. Durch das gleichzeitige Einblasen von Wasserdampf und Sauerstoff durch die Brennstoffschicht kann der Prozess kontinuierlich ablaufen, wodurch die Produktivität des Generators erheblich gesteigert und Gas mit einem hohen Gehalt an Wasserstoff und Kohlenmonoxid erzeugt wird.
Moderne Gasgeneratoren sind leistungsstarke Geräte für den Dauerbetrieb.
Um zu verhindern, dass bei der Brennstoffzufuhr zum Gasgenerator brennbare und giftige Gase in die Atmosphäre gelangen, ist die Ladetrommel doppelt ausgeführt. Während Kraftstoff in eine Kammer der Trommel gelangt, wird Kraftstoff aus einer anderen Kammer in den Generator gefüllt. Wenn sich die Trommel dreht, wiederholen sich diese Vorgänge, der Generator bleibt jedoch die ganze Zeit über von der Atmosphäre isoliert. Die gleichmäßige Kraftstoffverteilung im Generator erfolgt über einen Kegel, der in unterschiedlichen Höhen angebracht werden kann. Beim Absenken fällt die Kohle näher an die Mitte des Generators; beim Anheben des Kegels wird die Kohle näher an die Wände des Generators geschleudert.
Die Entfernung der Asche aus dem Gasgenerator erfolgt mechanisiert. Der kegelförmige Rost wird von einem Elektromotor langsam gedreht. In diesem Fall wird die Asche in Richtung der Wände des Generators verdrängt und mit speziellen Vorrichtungen in den Aschekasten gekippt, von wo aus sie regelmäßig entfernt wird.
Die ersten Gaslaternen wurden 1819 in St. Petersburg auf der Insel Aptekarsky angezündet. Das verwendete Gas wurde durch Vergasung gewonnen Kohle. Es wurde Leuchtgas genannt.
Der große russische Wissenschaftler D. I. Mendeleev (1834-1907) äußerte als erster die Idee, dass die Vergasung von Kohle direkt unter der Erde erfolgen kann, ohne sie herauszuheben. Die zaristische Regierung schätzte diesen Vorschlag Mendelejews nicht.
Die Idee der unterirdischen Vergasung wurde von W. I. Lenin wärmstens unterstützt. Er nannte es „einen der großen Siege der Technologie“. Erstmals wurde eine unterirdische Vergasung durchgeführt Sowjetischer Staat. Bereits vor dem Großen Vaterländischen Krieg waren in den Kohlebecken der Region Donezk und Moskau in der Sowjetunion unterirdische Generatoren in Betrieb.
Eine Vorstellung von einer der Methoden der unterirdischen Vergasung gibt Abbildung 3. In das Kohleflöz werden zwei Brunnen gelegt, die unten durch einen Kanal verbunden sind. In einem solchen Kanal in der Nähe eines der Brunnen wird Kohle gezündet und dort Windenergie zugeführt. Verbrennungsprodukte, die sich entlang des Kanals bewegen, interagieren mit heißer Kohle, wodurch wie bei einem herkömmlichen Generator brennbares Gas entsteht. Durch den zweiten Brunnen gelangt Gas an die Oberfläche.
Erzeugergas wird häufig zum Beheizen von Industrieöfen – Hüttenöfen, Koksöfen und als Kraftstoff in Autos (Abb. 4) verwendet.
Reis. 3. Schema der unterirdischen Kohlevergasung.
Eine Reihe organischer Produkte, beispielsweise flüssiger Kraftstoff, werden aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid in Wassergas synthetisiert. Synthetischer Flüssigkraftstoff ist ein Kraftstoff (hauptsächlich Benzin), der durch Synthese aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff bei 150–170 Grad Celsius und einem Druck von 0,7–20 MN/m2 (200 kgf/cm2) in Gegenwart eines Katalysators (Nickel, Eisen, Kobalt). Aufgrund der Ölknappheit wurde im Zweiten Weltkrieg in Deutschland die erste Produktion von synthetischem Flüssigkraftstoff organisiert. Synthetischer Flüssigkraftstoff wird aufgrund seiner hohen Kosten nicht häufig verwendet. Zur Herstellung von Wasserstoff wird Wassergas verwendet. Dazu wird mit Wasserdampf vermischtes Wassergas in Gegenwart eines Katalysators erhitzt und dadurch zusätzlich zu dem bereits im Wassergas vorhandenen Wasserstoff gewonnen: CO + H 2 O = CO 2 + H 2
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 Tabellen zeigen die massenspezifische Verbrennungswärme 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 festen, flüssigen oder gasförmigen Brennstoffs freigesetzt wird. 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 Werte der spezifischen Verbrennungswärme von trockenem Festbrennstoff 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.
| 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.
| 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).
| 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.
| 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.
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 Neben Methan enthalten sie 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.
In unserem Land werden aus Kohle erzeugte Gase 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
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 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.
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 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.
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 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.
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 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.