Menü
Ücretsiz
Kayıt
Ev  /  Egzama tedavisi/ Doğal gazın yanma ısısı kJ kg. Gazlı yakıt

Doğal gazın yanma ısısı kJ kg. Gazlı yakıt

Gaz yakıtı doğal ve yapay olarak ikiye ayrılır ve belirli miktarda su buharı, bazen de toz ve katran içeren yanıcı ve yanıcı olmayan gazların bir karışımıdır. Gaz yakıt miktarı metreküp cinsinden ifade edilir. normal koşullar(760 mmHg ve 0°C) ve bileşim hacimce yüzde olarak ifade edilir. Yakıtın bileşimi, kuru gazlı kısmının bileşimi olarak anlaşılmaktadır.

Doğal gaz yakıtı

En yaygın gaz yakıtı, yüksek kalorifik değere sahip olan doğal gazdır. Doğal gazın temeli, içeriği% 76,7-98 olan metandır. Diğer gaz halindeki hidrokarbon bileşikleri %0,1 ila %4,5 oranında doğal gaz içerir.

Sıvılaştırılmış gaz, petrol rafinerisinin bir ürünüdür; esas olarak propan ve bütan karışımından oluşur.

Doğal gaz (CNG, NG): metan CH4 %90'dan fazla, etan C2 H5 %4'ten az, propan C3 H8 %1'den az

Sıvılaştırılmış gaz (LPG): propan C3 H8 %65'ten fazla, bütan C4 H10 %35'ten az

Yanıcı gazların bileşimi şunları içerir: hidrojen H2, metan CH4, Diğer hidrokarbon bileşikleri CmHn, hidrojen sülfür H2S ve yanıcı olmayan gazlar, karbondioksit CO2, oksijen O2, nitrojen N2 ve önemli miktar su buharı H 2 O. İndeksler M Ve P C ve H'de çeşitli hidrokarbonların bileşiklerini, örneğin metan CH4'ü karakterize eder t = 1 ve N= 4, etan C2Nb için t = 2 Ve N= b vb.

Kuru gaz yakıtın bileşimi (hacimce yüzde):


CO + H 2 + 2 C m H n + H2S + C02 + O2 + N2 = %100.

Kuru gaz yakıtının yanıcı olmayan kısmı - balast - nitrojen N ve karbondioksit CO2'den oluşur.

Islak gaz yakıtın bileşimi şu şekilde ifade edilir:

CO + H 2 + Σ C m H n + H2S + C02 + O2 + N2 + H2O = %100.

Normal koşullar altında 1 m3 saf kuru gazın yanma ısısı, kJ/m (kcal/m3) aşağıdaki şekilde belirlenir:

Qns = 0,01,

burada Qso, Q n 2, Q cm n n Q n 2 S. - karışıma dahil edilen tek tek gazların yanma ısısı, kJ/m3 (kcal/m3); CO, H2, Cm H n, H 2 S - gaz karışımını oluşturan bileşenler, hacimce %.

1 m3 kuru doğalgazın normal şartlarda çoğu evsel saha için kalorifik değeri 33,29 - 35,87 MJ/m3 (7946 - 8560 kcal/m3)'tür. Gaz yakıtın özellikleri Tablo 1'de verilmiştir.

Örnek. Aşağıdaki bileşime ait doğal gazın (normal koşullar altında) alt kalorifik değerini belirleyin:

H2S = %1; CH4 = %76,7; C2H6 = %4,5; C3H8 = %1,7; C4H10 = %0,8; C5H12 = %0,6.

Tablo 1'deki gazların özelliklerini formül (26)'ya değiştirerek şunu elde ederiz:

Q ns = 0,01 = 33981 kJ/m3 veya

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.

Tablo 1. Gaz halindeki yakıtın özellikleri

Gaz

Tanım

Yanma ısısı Soru-Cevap

KJ/m3

Kcal/m3

Hidrojen N, 10820 2579
Karbonmonoksit CO 12640 3018
Hidrojen sülfit H2S 23450 5585
Metan 4. Bölüm 35850 8555
Etan C 2 H 6 63 850 15226
Propan C 3 H 8 91300 21795
Bütan C 4 H 10 118700 22338
Pentan Ç 5 H 12 146200 34890
Etilen C 2 H 4 59200 14107
Propilen C3H6 85980 20541
butilen C 4 H 8 113 400 27111
Benzen C 6 H 6 140400 33528

DE tipi kazanlar 1 ton buhar üretmek için 71 ila 75 m3 arasında doğalgaz tüketmektedir. Eylül 2008 itibarıyla Rusya'da gazın maliyeti. metreküp başına 2,44 ruble. Bu nedenle bir ton buhar 71 × 2,44 = 173 ruble 24 kopek'e mal olacak. Fabrikalarda bir ton buharın gerçek maliyeti, DE kazanları için ton buhar başına en az 189 rubledir.

DKVR tipi kazanlar 1 ton buhar üretmek için 103 ila 118 m3 doğalgaz tüketmektedir. Bu kazanlar için bir ton buharın minimum tahmini maliyeti 103 × 2,44 = 251 ruble 32 kopektir. Fabrikalarda buharın gerçek maliyeti ton başına 290 rubleden az değil.

DE-25 buhar kazanının maksimum doğalgaz tüketimi nasıl hesaplanır? Bu teknik özellikler Kazan Saatte 1840 küp. Ama aynı zamanda hesaplayabilirsiniz. 25 ton (25 bin kg), buhar ve su entalpileri arasındaki farkla (666,9-105) çarpılmalı ve tüm bunlar% 92,8 kazan verimliliğine ve gazın yanma ısısına bölünmelidir. 8300. ve bu kadar

Yapay gaz yakıtı

Yapay yanıcı gazlar, önemli ölçüde daha düşük kalorifik değere sahip oldukları için yerel öneme sahip bir yakıttır. Ana yanıcı elementleri karbon monoksit CO ve hidrojen H2'dir. Bu gazlar elde edildikleri üretim sahasında teknoloji ve enerji santrallerinde yakıt olarak kullanılmaktadır.

Tüm doğal ve yapay yanıcı gazlar patlayıcıdır ve açık alev veya kıvılcımla tutuşabilir. Gazın alt ve üst patlama limitleri vardır; havadaki en yüksek ve en düşük yüzde konsantrasyonu. Alt patlama sınırı doğal gazlar%3 ila %6 arasında değişir ve en yüksek aralıklar %12 ila %16 arasındadır. Tüm yanıcı gazlar insan vücudunda zehirlenmelere neden olabilir. Yanıcı gazların ana toksik maddeleri şunlardır: karbon monoksit CO, hidrojen sülfür H2S, amonyak NH3.

Doğal yanıcı gazlar ve yapay olanlar renksiz (görünmez) ve kokusuzdur, bu da gaz boru hattı bağlantılarındaki sızıntılardan kazan dairesinin içine girmeleri halinde onları tehlikeli kılar. Zehirlenmeyi önlemek için, yanıcı gazlar, hoş olmayan bir kokuya sahip bir madde olan bir koku maddesi ile muamele edilmelidir.

Katı yakıtın gazlaştırılmasıyla endüstride karbon monoksit CO üretimi

Endüstriyel amaçlar için karbon monoksit, katı yakıtın gazlaştırılmasıyla, yani gaz yakıta dönüştürülmesiyle elde edilir. Bu şekilde herhangi bir katı yakıttan (fosil kömür, turba, yakacak odun vb.) karbon monoksit elde edebilirsiniz.

Gazlaştırma süreci katı yakıt bir laboratuvar deneyinde gösterilmiştir (Şekil 1). Refrakter tüpü kömür parçalarıyla doldurduktan sonra kuvvetlice ısıtıyoruz ve gazometreden oksijenin geçmesine izin veriyoruz. Tüpten çıkan gazları kireçli suyla yıkayıcıdan geçirip ateşe verelim. Kireç suyu bulanıklaşır ve gaz mavimsi bir alevle yanar. Bu, reaksiyon ürünlerinde CO2 dioksit ve karbon monoksit CO'nun varlığını gösterir.

Bu maddelerin oluşumu, oksijenin sıcak kömürle temasa geçtiğinde, ikincisinin önce karbondioksite oksitlenmesiyle açıklanabilir: C + O2 = C02

Daha sonra sıcak kömürden geçerek karbondioksit kısmen karbon monoksite indirgenir: C02 + C = 2CO

Pirinç. 1. Karbon monoksit üretimi (laboratuvar deneyi).

Endüstriyel şartlarda katı yakıtın gazlaştırılması, gaz jeneratörü adı verilen fırınlarda gerçekleştirilir.

Ortaya çıkan gaz karışımına jeneratör gazı denir.

Gaz jeneratörü cihazı şekilde gösterilmiştir. Yaklaşık 5 yüksekliğinde çelik bir silindirdir. M ve çapı yaklaşık 3,5 M, içi refrakter tuğlalarla kaplanmıştır. Gaz jeneratörü yukarıdan yakıtla yüklenir; Alttan hava veya su buharı bir fan aracılığıyla ızgara aracılığıyla sağlanır.

Havadaki oksijen, yakıttaki karbonla reaksiyona girerek karbondioksit oluşturur ve bu, sıcak yakıt tabakasından geçerek karbon tarafından karbon monoksite indirgenir.

Jeneratöre yalnızca hava üflenirse, sonuçta karbon monoksit ve hava nitrojeni (aynı zamanda belirli miktarda CO2 ve diğer yabancı maddeler) içeren bir gaz elde edilir. Bu jeneratör gazına hava gazı denir.

Sıcak kömürlü bir jeneratöre su buharı üflenirse reaksiyon, karbon monoksit ve hidrojen oluşumuyla sonuçlanır: C + H2O = CO + H2

Bu gaz karışımına su gazı denir. Su gazının kalorifik değeri hava gazından daha yüksektir, çünkü bileşimi karbon monoksitle birlikte ikinci bir yanıcı gaz olan hidrojeni de içerir. Yakıtların gazlaştırılması ürünlerinden biri olan su gazı (sentez gazı). Su gazı esas olarak CO (%40) ve H2 (%50)'den oluşur. Su gazı bir yakıttır (yanma ısısı 10.500 kJ/m3 veya 2730 kcal/mg) ve aynı zamanda metil alkol sentezi için bir hammaddedir. Ancak su gazı elde edilemiyor uzun zaman, oluşumunun reaksiyonu endotermik olduğundan (ısı emilimi ile) ve bu nedenle jeneratördeki yakıt soğur. Kömürü sıcak durumda tutmak için, jeneratöre su buharının enjeksiyonu, oksijenin yakıtla reaksiyona girerek ısıyı açığa çıkardığı bilinen havanın enjeksiyonu ile dönüşümlü olarak gerçekleştirilir.

İÇİNDE Son zamanlarda Yakıtın gazlaştırılması için buhar-oksijen püskürtme yaygın olarak kullanılmaya başlandı. Su buharının ve oksijenin yakıt katmanından eş zamanlı olarak üflenmesi, sürecin sürekli çalışmasına olanak tanır, jeneratörün üretkenliğini önemli ölçüde artırır ve yüksek miktarda hidrojen ve karbon monoksit içeren gaz üretir.

Modern gaz jeneratörleri sürekli çalışan güçlü cihazlardır.

Gaz jeneratörüne yakıt beslendiğinde yanıcı ve zehirli gazların atmosfere girmesini önlemek için yükleme tamburu çift yapılmıştır. Yakıt tamburun bir bölmesine girerken, diğer bölmeden jeneratöre yakıt dökülür; tambur döndüğünde bu işlemler tekrarlanır ancak jeneratör her zaman atmosferden izole kalır. Jeneratördeki yakıtın düzgün dağıtımı, farklı yüksekliklere monte edilebilen bir koni kullanılarak gerçekleştirilir. İndirildiğinde kömür jeneratörün merkezine daha yakın düşer; koni kaldırıldığında ise kömür jeneratörün duvarlarına daha yakın fırlatılır.

Külün gaz jeneratöründen çıkarılması mekanizedir. Koni şeklindeki ızgara, bir elektrik motoru tarafından yavaşça döndürülür. Bu durumda kül, jeneratörün duvarlarına doğru kaydırılır ve özel cihazlar kullanılarak periyodik olarak çıkarıldığı kül kutusuna boşaltılır.

İlk gaz lambaları 1819'da St. Petersburg'da Aptekarsky Adası'nda yakıldı. Kullanılan gaz gazlaştırma yoluyla elde edildi kömür. Buna aydınlatıcı gaz deniyordu.


Büyük Rus bilim adamı D.I. Mendeleev (1834-1907), kömürün gazlaştırılmasının dışarı çıkarılmadan doğrudan yeraltında gerçekleştirilebileceği fikrini ilk kez dile getirdi. Çarlık hükümeti Mendeleev'in bu teklifini beğenmedi.

Yeraltı gazlaştırma fikri V.I. Lenin tarafından sıcak bir şekilde desteklendi. Bunu "teknolojinin en büyük zaferlerinden biri" olarak nitelendirdi. İlk kez yer altı gazlaştırması yapıldı Sovyet devleti. Büyük Vatanseverlik Savaşı'ndan önce, Sovyetler Birliği'ndeki Donetsk ve Moskova Bölgesi kömür havzalarında yer altı jeneratörleri çalışıyordu.

Yeraltı gazlaştırma yöntemlerinden biri hakkında bir fikir Şekil 3'te verilmiştir. Kömür damarına, aşağıya bir kanalla bağlanan iki kuyu açılmıştır. Kuyulardan birinin yakınındaki böyle bir kanalda kömür ateşlenir ve oraya patlama sağlanır. Kanal boyunca hareket eden yanma ürünleri sıcak kömürle etkileşime girerek geleneksel bir jeneratörde olduğu gibi yanıcı gaz oluşumuna neden olur. Gaz ikinci kuyudan yüzeye çıkıyor.

Üretici gaz, endüstriyel fırınların (metalurji, kok fırınları) ısıtılmasında ve arabalarda yakıt olarak yaygın olarak kullanılmaktadır (Şekil 4).


Pirinç. 3. Kömürün yer altı gazlaştırma şeması.

Su gazındaki hidrojen ve karbon monoksitten sıvı yakıt gibi bir takım organik ürünler sentezlenir. Sentetik sıvı yakıt, karbon monoksit ve hidrojenden 150-170 santigrat derecede ve 0,7 - 20 MN/m2 (200 kgf/cm2) basınçta, bir katalizör (nikel, demir, kobalt). Sentetik sıvı yakıtın ilk üretimi, 2. Dünya Savaşı sırasında petrol kıtlığı nedeniyle Almanya'da düzenlendi. Sentetik sıvı yakıt, yüksek maliyeti nedeniyle yaygın olarak kullanılmamaktadır. Hidrojen üretmek için su gazı kullanılır. Bunun için su buharıyla karıştırılan su gazı bir katalizör eşliğinde ısıtılır ve bunun sonucunda su gazında halihazırda bulunan hidrojene ek olarak hidrojen elde edilir: CO + H2O = CO2 + H2

Organik kökenli maddeler, yandığında belirli miktarda termal enerji açığa çıkaran yakıtları içerir. Isı üretimi, yüksek verimlilik ve özellikle insan sağlığına ve çevreye zararlı maddeler olmak üzere yan etkilerin bulunmaması ile karakterize edilmelidir.

Şömineye yükleme kolaylığı için ahşap malzeme 30 cm uzunluğa kadar tek tek elemanlar halinde kesilir, kullanım verimliliğini artırmak için yakacak odun mümkün olduğu kadar kuru olmalı ve yanma süreci nispeten yavaş olmalıdır. Birçok bakımdan meşe ve huş ağacı, ela ve dişbudak gibi sert ağaçlardan ve alıçtan elde edilen ahşaplar tesislerin ısıtılması için uygundur. Yüksek reçine içeriğinden dolayı artan hız yanma ve düşük kalorifik değer iğne yapraklı ağaçlar bu bakımdan önemli ölçüde yetersizdirler.

Isıl değerin değerinin ahşabın yoğunluğundan etkilendiği anlaşılmalıdır.

Tortul kayalardan elde edilen bitki kökenli doğal bir malzemedir.

Bu tip katı yakıt karbon ve diğerlerini içerir. kimyasal elementler. Malzemenin yaşına bağlı olarak türlere ayrılması vardır. Kahverengi kömür en genç tür olarak kabul edilir, bunu taşkömürü takip eder ve antrasit diğer tüm türlerden daha yaşlıdır. Yanıcı maddenin yaşı aynı zamanda genç malzemede daha fazla bulunan nem içeriğini de belirler.

Kömürün yanması sırasında çevre kirliliği meydana gelir ve kazan ızgaralarında cüruf oluşur ve bu da normal yanmaya bir dereceye kadar engel oluşturur. Malzemede kükürt bulunması da atmosfer için olumsuz bir faktördür, çünkü hava boşluğunda bu element sülfürik asite dönüştürülür.

Ancak tüketicilerin sağlıklarından endişe etmemesi gerekiyor. Özel müşterilerle ilgilenen bu malzemenin üreticileri, içindeki kükürt içeriğini azaltmaya çalışıyor. Kömürün ısıl değeri aynı tür içerisinde dahi farklılık gösterebilmektedir. Fark, alt türün özelliklerine, mineral içeriğine ve üretim coğrafyasına bağlıdır. Katı yakıt olarak sadece saf kömür değil aynı zamanda briketler halinde preslenmiş düşük zenginleştirilmiş kömür cürufu da bulunur.

Peletler (yakıt granülleri), endüstriyel olarak odun ve bitki atıklarından üretilen katı yakıtlardır: talaş, ağaç kabuğu, karton, saman.

Toz haline getirilen hammadde kurutulur ve belirli bir şekle sahip granüller halinde çıktığı bir granülatöre dökülür. Kütleye viskozite eklemek için bir bitki polimeri olan lignin kullanılır. Karmaşıklık üretim süreci ve yüksek talep pelet maliyetini belirliyor. Malzeme özel donanımlı kazanlarda kullanılır.

Yakıt türleri, işlendikleri malzemeye bağlı olarak belirlenir:

  • her türden ağacın yuvarlak kerestesi;
  • pipet;
  • turba;
  • ayçiçeği kabuğu.

Yakıt peletlerinin sahip olduğu avantajlar arasında aşağıdaki niteliklere dikkat etmek önemlidir:

  • Çevre dostu;
  • deforme olmama ve mantarlara karşı direnç;
  • açık havada bile kolay saklama;
  • yanmanın tekdüzeliği ve süresi;
  • nispeten düşük maliyet;
  • Çeşitli ısıtma cihazları için kullanım imkanı;
  • özel donanımlı bir kazana otomatik yükleme için uygun granül boyutu.

Briketler

Briketler birçok yönden peletlere benzeyen katı yakıtlardır. Üretimleri için aynı malzemeler kullanılır: talaş, talaş, turba, kabuk ve saman. Üretim sürecinde ham maddeler ezilir ve sıkıştırılarak briket haline getirilir. Bu malzeme aynı zamanda çevre dostu bir yakıttır. Açık havada bile saklanması uygundur. Bu yakıtın düzgün, düzgün ve yavaş yanması hem şöminelerde, sobalarda hem de kalorifer kazanlarında gözlemlenebilir.

Yukarıda tartışılan çevre dostu katı yakıt türleri, ısı üretimi için iyi bir alternatiftir. Yanma üzerinde olumsuz etkisi olan fosil termal enerji kaynaklarıyla karşılaştırıldığında çevre ve ayrıca yenilenemeyen alternatif yakıtlar, belirli tüketici kategorileri için önemli olan belirgin avantajlara ve nispeten düşük maliyetlere sahiptir.

Aynı zamanda bu tür yakıtların yangın tehlikesi de çok daha yüksektir. Bu nedenle bunların depolanması ve duvarlarda yangına dayanıklı malzeme kullanılması konusunda bazı güvenlik tedbirlerinin alınması gerekmektedir.

Sıvı ve gaz yakıtlar

Sıvı ve gaz halindeki yanıcı maddelerde ise durum şu şekildedir.

Tablolar, yakıtın (sıvı, katı ve gaz) ve diğer bazı yanıcı maddelerin kütlesel yanma ısısını göstermektedir. Aşağıdaki yakıtlar dikkate alınmıştır: kömür, yakacak odun, kok, turba, gazyağı, yağ, alkol, benzin, doğal gaz vb.

Tablo listesi:

Yakıt oksidasyonunun ekzotermik reaksiyonu sırasında, kimyasal enerjisi belirli bir miktarda ısının açığa çıkmasıyla termal enerjiye dönüştürülür. Sonuç Termal enerji genellikle yakıtın yanma ısısı denir. Kimyasal bileşimine, nemine bağlıdır ve asıl olanıdır. 1 kg kütle veya 1 m3 hacim başına yakıtın yanma ısısı, kütle veya hacimsel özgül yanma ısısını oluşturur.

Bir yakıtın özgül yanma ısısı, katı, sıvı veya gaz yakıtın birim kütlesinin veya hacminin tamamen yanması sırasında açığa çıkan ısı miktarıdır. İÇİNDE Uluslararası sistem birimlerinde bu değer J/kg veya J/m3 cinsinden ölçülür.

Bir yakıtın özgül yanma ısısı deneysel olarak belirlenebilir veya analitik olarak hesaplanabilir. Deneysel belirleme yöntemleri kalorifik değer yakıt yandığında açığa çıkan ısı miktarının, örneğin termostatlı ve yanma bombalı bir kalorimetrede pratik ölçümüne dayanır. Bilinen kimyasal bileşime sahip yakıt için spesifik yanma ısısı, periyodik formül kullanılarak belirlenebilir.

Daha yüksek ve daha düşük özgül yanma ısıları vardır. Daha yüksek kalorifik değer azami sayı Yakıtta bulunan nemin buharlaşması için harcanan ısı dikkate alınarak, yakıtın tamamen yanması sırasında açığa çıkan ısı. Net kalorifik değer değerden az yakıtın nemi ve yanma sırasında suya dönüşen organik kütlenin hidrojeninden oluşan yoğuşma ısısı miktarı daha yüksektir.

Yakıt kalitesi göstergelerini ve termal hesaplamaları belirlemek genellikle daha düşük özgül yanma ısısı kullanırlar Yakıtın en önemli termal ve performans özelliği olan ve aşağıdaki tablolarda gösterilmektedir.

Katı yakıtların (kömür, yakacak odun, turba, kok) yanma özgül ısısı

Tablo, kuru katı yakıtın özgül yanma ısısının değerlerini MJ/kg boyutunda göstermektedir. Tablodaki yakıtlar ada göre alfabetik sıraya göre düzenlenmiştir.

Dikkate alınan katı yakıtlar arasında koklaşabilir taş kömürü en yüksek kalorifik değere sahiptir - özgül yanma ısısı 36,3 MJ/kg'dır (veya SI birimlerinde 36,3·10 6 J/kg). Ayrıca yüksek kalorifik değer taşkömürü, antrasit, odun kömürü ve kahverengi kömürün karakteristik özelliğidir.

Enerji verimliliği düşük yakıtlar arasında odun, yakacak odun, barut, öğütülmüş turba ve bitümlü şist yer alır. Örneğin yakacak odunun özgül yanma ısısı 8,4...12,5, barutunki ise yalnızca 3,8 MJ/kg'dır.

Özısı katı yakıtların yanması (kömür, yakacak odun, turba, kok)
Yakıt
Antrasit 26,8…34,8
Odun peletleri (peletler) 18,5
Kuru yakacak odun 8,4…11
Kuru huş yakacak odun 12,5
Gaz kok 26,9
kokain patlat 30,4
Yarı kok 27,3
Pudra 3,8
Arduvaz 4,6…9
Yağlı şist 5,9…15
Katı roket yakıtı 4,2…10,5
Turba 16,3
Lifli turba 21,8
Öğütülmüş turba 8,1…10,5
Turba kırıntısı 10,8
kahverengi kömür 13…25
Kahverengi kömür (briket) 20,2
Kahverengi kömür (toz) 25
Donetsk kömürü 19,7…24
Odun kömürü 31,5…34,4
Kömür 27
Koklaşabilir taş kömürü 36,3
Kuznetsk kömürü 22,8…25,1
Çelyabinsk kömürü 12,8
Ekibastuz kömürü 16,7
Frestorf 8,1
Cüruf 27,5

Sıvı yakıtların (alkol, benzin, gazyağı, yağ) özgül yanma ısısı

Sıvı yakıtın ve diğer bazı organik sıvıların özgül yanma ısısını gösteren bir tablo verilmiştir. Benzin, dizel yakıt ve yağ gibi yakıtların yanma sırasında yüksek ısı salınımına sahip olduğunu belirtmek gerekir.

Alkol ve asetonun özgül yanma ısısı, geleneksel motor yakıtlarından önemli ölçüde daha düşüktür. Üstelik göreceli olarak Düşük değer Sıvı roket yakıtının kalorifik değeri vardır ve bu hidrokarbonların 1 kg'ının tamamen yanması durumunda sırasıyla 9,2 ve 13,3 MJ'ye eşit miktarda ısı açığa çıkacaktır.

Sıvı yakıtların (alkol, benzin, gazyağı, yağ) özgül yanma ısısı
Yakıt Özgül yanma ısısı, MJ/kg
Aseton 31,4
Benzin A-72 (GOST 2084-67) 44,2
Havacılık benzini B-70 (GOST 1012-72) 44,1
Benzin AI-93 (GOST 2084-67) 43,6
Benzen 40,6
Kış dizel yakıtı (GOST 305-73) 43,6
Yaz dizel yakıtı (GOST 305-73) 43,4
Sıvı roket yakıtı (gazyağı + sıvı oksijen) 9,2
Havacılık gazyağı 42,9
Aydınlatma için gazyağı (GOST 4753-68) 43,7
Ksilen 43,2
Yüksek kükürtlü akaryakıt 39
Düşük kükürtlü akaryakıt 40,5
Düşük kükürtlü akaryakıt 41,7
Kükürtlü akaryakıt 39,6
Metil alkol (metanol) 21,1
n-Bütil alkol 36,8
Yağ 43,5…46
Metan yağı 21,5
Toluen 40,9
Beyaz ruh (GOST 313452) 44
EtilenGlikol 13,3
Etil alkol (etanol) 30,6

Gazlı yakıtların ve yanıcı gazların özgül yanma ısısı

Gaz halindeki yakıtın ve diğer bazı yanıcı gazların MJ/kg boyutunda özgül yanma ısısını gösteren bir tablo sunulmaktadır. Dikkate alınan gazlar arasında, kütlesel özgül yanma ısısı en yüksek olanıdır. Bu gazın bir kilogramının tamamen yanması 119,83 MJ ısı açığa çıkaracaktır. Ayrıca, doğal gaz gibi yakıtın kalorifik değeri yüksektir; doğal gazın özgül yanma ısısı 41...49 MJ/kg'dır (saf gaz için 50 MJ/kg'dır).

Gaz halindeki yakıt ve yanıcı gazların (hidrojen, doğal gaz, metan) özgül yanma ısısı
Yakıt Özgül yanma ısısı, MJ/kg
1-Buten 45,3
Amonyak 18,6
Asetilen 48,3
Hidrojen 119,83
Hidrojen, metan karışımı (ağırlıkça %50 H2 ve %50 CH4) 85
Hidrojen, metan ve karbon monoksit karışımı (ağırlıkça %33-33-33) 60
Hidrojen, karbon monoksit karışımı (ağırlıkça %50 H2 %50 CO2) 65
Yüksek fırın gazı 3
Kok Fırını Gazı 38,5
Sıvılaştırılmış hidrokarbon gazı LPG (propan-bütan) 43,8
İzobütan 45,6
Metan 50
n-Bütan 45,7
n-Heksan 45,1
n-Pentan 45,4
İlgili gaz 40,6…43
Doğal gaz 41…49
Propadien 46,3
Propan 46,3
Propilen 45,8
Propilen, hidrojen ve karbon monoksit karışımı (ağırlıkça %90-%9-%1) 52
Etan 47,5
Etilen 47,2

Bazı yanıcı maddelerin özgül yanma ısısı

Bazı yanıcı malzemelerin (ahşap, kağıt, plastik, saman, kauçuk vb.) özgül yanma ısısını gösteren bir tablo verilmiştir. Yanma sırasında yüksek ısı açığa çıkan malzemelere dikkat edilmelidir. Bu tür malzemeler şunları içerir: çeşitli tiplerde kauçuk, genişletilmiş polistiren (köpük), polipropilen ve polietilen.

Bazı yanıcı maddelerin özgül yanma ısısı
Yakıt Özgül yanma ısısı, MJ/kg
Kağıt 17,6
Suni deri 21,5
Ahşap (%14 nem içeriğine sahip çubuklar) 13,8
Yığın halinde ahşap 16,6
Meşe ağacı 19,9
Ladin ağacı 20,3
Ahşap yeşili 6,3
Çam ağacı 20,9
kapron 31,1
Karbolit ürünleri 26,9
Karton 16,5
Stiren bütadien kauçuk SKS-30AR 43,9
Doğal kauçuk 44,8
Sentetik kauçuk 40,2
Kauçuk SKS 43,9
Kloropren kauçuk 28
Polivinil klorür linolyum 14,3
Çift katmanlı polivinil klorür linolyum 17,9
Keçe bazlı polivinil klorür linolyum 16,6
Sıcak bazlı polivinil klorür muşamba 17,6
Kumaş bazlı polivinil klorür muşamba 20,3
Kauçuk muşamba (Relin) 27,2
Parafin parafin 11,2
Polistiren köpük PVC-1 19,5
Köpük plastik FS-7 24,4
Köpük plastik FF 31,4
Genişletilmiş polistiren PSB-S 41,6
Poliüretan köpük 24,3
Sunta 20,9
Polivinil klorür (PVC) 20,7
Polikarbonat 31
Polipropilen 45,7
Polistiren 39
Yüksek basınçlı polietilen 47
Düşük basınçlı polietilen 46,7
Lastik 33,5
Rüberoit 29,5
Kanal kurumu 28,3
Saman 16,7
Pipet 17
Organik cam (pleksiglas) 27,7
Tektolit 20,9
Tol 16
TNT 15
Pamuk 17,5
Selüloz 16,4
Yün ve yün lifleri 23,1

Kaynaklar:

  1. GOST 147-2013 Katı mineral yakıt. Yüksek kalorifik değerin belirlenmesi ve alt kalorifik değerin hesaplanması.
  2. GOST 21261-91 Petrol ürünleri. Daha yüksek kalorifik değeri belirleme ve daha düşük kalorifik değeri hesaplama yöntemi.
  3. GOST 22667-82 Doğal yanıcı gazlar. Kalorifik değeri, bağıl yoğunluğu ve Wobbe sayısını belirlemek için hesaplama yöntemi.
  4. GOST 31369-2008 Doğal gaz. Bileşen bileşimine göre kalorifik değer, yoğunluk, bağıl yoğunluk ve Wobbe sayısının hesaplanması.
  5. Zemsky G. T. İnorganik ve organik malzemelerin yanıcı özellikleri: referans kitabı M.: VNIIPO, 2016 - 970 s.

Yanıcı gazların sınıflandırılması

Şehirlere ve sanayi işletmelerine gaz sağlamak için menşei, kimyasal bileşimi ve fiziksel özellikleri farklı olan çeşitli yanıcı gazlar kullanılır.

Yanıcı gazlar, kökenlerine göre katı ve sıvı yakıtlardan üretilen doğal veya doğal ve yapay olarak ayrılır.

Doğal gazlar, petrolle birlikte saf gaz sahalarındaki veya petrol sahalarındaki kuyulardan çıkarılır. Petrol sahalarından çıkan gazlara ilişkili gazlar denir.

Saf gaz sahalarından çıkan gazlar çoğunlukla az miktarda ağır hidrokarbon içeren metandan oluşur. Sabit bir bileşim ve kalorifik değer ile karakterize edilirler.

İlgili gazlar Metanın yanı sıra önemli miktarda ağır hidrokarbonlar (propan ve bütan) içerirler. Bu gazların bileşimi ve kalorifik değeri büyük farklılıklar gösterir.

Yapay gazlar özel gaz tesislerinde üretilir veya metalurji tesislerinde ve petrol arıtma tesislerinde kömür yakılırken yan ürün olarak elde edilir.

Ülkemizde kömürden üretilen gazlar şehir gazı temininde çok sınırlı miktarlarda kullanılmakta olup özgül ağırlıkları sürekli azalmaktadır. Aynı zamanda, gaz-benzin tesislerinde ve petrol rafinerilerinde petrol rafinasyonu sırasında ilgili petrol gazlarından elde edilen sıvılaştırılmış hidrokarbon gazlarının üretimi ve tüketimi artmaktadır. Sıvı hidrokarbon gazları Kentsel gaz temini için kullanılan gazlar esas olarak propan ve bütandan oluşur.

Gazların bileşimi

Gazın türü ve bileşimi büyük ölçüde gaz uygulamasının kapsamını, gaz şebekesinin düzenini ve çaplarını, gaz brülör cihazlarının tasarım çözümlerini ve bireysel gaz boru hattı bileşenlerini belirler.

Gaz tüketimi kalorifik değere ve dolayısıyla gaz boru hatlarının çaplarına ve gaz yanma koşullarına bağlıdır. Endüstriyel tesislerde gaz kullanıldığında yanma sıcaklığı, alevin yayılma hızı ve gaz yakıt bileşiminin sabitliği çok önemlidir. fizikokimyasal özellikler Bunlar öncelikle gaz elde etme türüne ve yöntemine bağlıdır.

Yanıcı gazlar çeşitli gazların mekanik karışımlarıdır.<как го­рючих, так и негорючих.

Gazlı yakıtın yanıcı kısmı şunları içerir: hidrojen (H2) - renksiz, tadı ve kokusuz bir gaz, düşük kalorifik değeri 2579'dur. kcal/nm3\ metan (CH 4) - rengi, tadı ve kokusu olmayan bir gaz, doğal gazların ana yanıcı kısmıdır, alt kalorifik değeri 8555'tir. kcal/nm3; karbon monoksit (CO) - herhangi bir yakıtın eksik yanması sonucu oluşan renksiz, tatsız ve kokusuz bir gaz, çok toksik, düşük kalorifik değeri 3018 kcal/nm3; ağır hidrokarbonlar (S p N t), Bu isim<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*.

Gaz halindeki yakıtın yanıcı olmayan kısmı şunları içerir: karbondioksit (CO2), oksijen (O2) ve nitrojen (N2).

Gazların yanıcı olmayan kısmına genellikle balast denir. Doğal gazlar, yüksek kalorifik değere ve tamamen karbon monoksit yokluğuna sahiptir. Aynı zamanda, başta gaz ve petrol olmak üzere bir dizi birikinti, çok toksik (ve aşındırıcı) bir gaz - hidrojen sülfit (H2S) içerir.Yapay kömür gazlarının çoğu, önemli miktarda yüksek derecede toksik gaz - karbon monoksit (CO) içerir. ) Gaz karbonunda oksitlerin ve diğer toksik maddelerin varlığı, operasyonel çalışmayı zorlaştırdıkları ve gaz kullanırken tehlikeyi arttırdıkları için oldukça istenmeyen bir durumdur.Ana bileşenlere ek olarak, gazların bileşimi çeşitli safsızlıklar içerir, belirli bir değer yüzde olarak ihmal edilebilir. Bununla birlikte, gaz boru hatlarının binlerce hatta milyonlarca metreküp gaz sağladığını düşünürsek, toplam yabancı madde miktarı önemli bir değere ulaşır. Gaz boru hatlarında birçok yabancı madde düşer ve bu da sonuçta bir azalmaya yol açar. bunların veriminde ve bazen gaz geçişinin tamamen durmasına kadar.Bu nedenle, gaz boru hatları tasarlanırken ve işletme sırasında gazdaki yabancı maddelerin varlığı dikkate alınmalıdır.

Safsızlıkların miktarı ve bileşimi, gaz üretim veya ekstraksiyon yöntemine ve saflaştırma derecesine bağlıdır. En zararlı yabancı maddeler toz, katran, naftalin, nem ve kükürt bileşikleridir.

Üretim süreci (çıkarma) sırasında veya boru hatları aracılığıyla gazın taşınması sırasında gazda toz ortaya çıkar. Reçine, yakıtın termal ayrışmasının bir ürünüdür ve birçok yapay gaza eşlik eder. Gazda toz varsa, reçine katran çamuru tıkaçlarının oluşmasına ve gaz boru hatlarının tıkanmasına katkıda bulunur.

Naftalin genellikle insan yapımı kömür gazlarında bulunur. Düşük sıcaklıklarda, naftalin borularda çökelir ve diğer katı ve sıvı yabancı maddelerle birlikte gaz boru hatlarının akış alanını azaltır.

Buhar formundaki nem hemen hemen tüm doğal ve yapay gazlarda bulunur. Gazların su yüzeyi ile teması nedeniyle gaz sahasının kendisinde doğal gazlara karışır ve üretim sürecinde yapay gazlar suya doyurulur.Gazda önemli miktarlarda nemin bulunması, kalorifik değeri azalttığı için istenmeyen bir durumdur. gazın değeri.Ayrıca, yüksek bir buharlaşma ısı kapasitesine sahiptir, gazın yanması sırasındaki nem, yanma ürünleriyle birlikte önemli miktarda ısıyı atmosfere taşır.Gazda büyük bir nem içeriği de istenmez çünkü soğutma sırasında yoğuşma olur. Gazın borular içerisinde hareketi sırasında gaz boru hattında (alt noktalarda) silinmesi gereken su tıkaçları oluşturabilir. Bu, özel yoğuşma suyu toplayıcılarının kurulumunu ve bunların dışarı pompalanmasını gerektirir.

Kükürt bileşikleri, daha önce belirtildiği gibi, hidrojen sülfürün yanı sıra karbon disülfür, merkaptan vb. içerir. Bu bileşikler yalnızca insan sağlığı üzerinde zararlı bir etkiye sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda boruların önemli ölçüde korozyonuna da neden olur.

Diğer zararlı yabancı maddeler arasında esas olarak kömür gazlarında bulunan amonyak ve siyanür bileşikleri yer alır. Amonyak ve siyanür bileşiklerinin varlığı boru metalinin korozyonunun artmasına neden olur.

Yanıcı gazlarda karbondioksit ve nitrojenin bulunması da istenmeyen bir durumdur. Bu gazlar yanma sürecine katılmazlar, kalorifik değeri azaltan balastlardır, bu da gaz boru hatlarının çapında bir artışa ve gazlı yakıt kullanımının ekonomik verimliliğinde bir azalmaya yol açar.



Kentsel gaz temini için kullanılan gazların bileşimi GOST 6542-50'nin gerekliliklerini karşılamalıdır (Tablo 1).

tablo 1

Ülkedeki en ünlü alanlardan elde edilen doğal gazların bileşiminin ortalama değerleri Tablo'da sunulmaktadır. 2.

Gaz alanlarından (kuru)

Batı Ukrayna. . . 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
Stavropol bölgesi. . 98,6 0,4 0,14 0,06 - 0,1 0,7 0,561
Krasnodar bölgesi. . 92,9 0,5 - 0,5 _ 0,01 0,09 0,595
Saratovskoe.................................. 93,4 2,1 0,8 0,4 0,3 Ayak izi 0,3 2,7 0,576
Gazlı, Buhara bölgesi 96,7 0,35 0,4" 0,1 0,45 0,575
Gaz ve petrol sahalarından (ilişkili)
Romaşkino.................................. 18,5 6,2 4,7 0,1 11,5 1,07
7,4 4,6 ____ Ayak izi 1,112 __ .
Tüymazy...................... 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 -
Yağ........ ................................ . 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 -
İşimbay...................................... 42,4 20,5 7,2 3,1 2,8 1,040 _
Andican. .................................. 66,5 16,6 9,4 3,1 3,1 0,03 0,2 4,17 0,801 ;

Gazların kalorifik değeri

Birim miktardaki yakıtın tamamen yanması sırasında açığa çıkan ısı miktarına kalorifik değer (Q) veya bazen söylendiği gibi kalorifik değer veya yakıtın temel özelliklerinden biri olan kalorifik değer denir.

Gazların kalorifik değeri genellikle 1 olarak adlandırılır. m3, normal şartlarda alınır.

Teknik hesaplamalarda normal koşullar, gazın 0°C sıcaklıkta ve 760°C basınçtaki durumu anlamına gelir. mmHg Sanat. Bu koşullar altında gazın hacmi gösterilir nm 3(normal metreküp).

GOST 2923-45'e göre endüstriyel gaz ölçümleri için 20°C sıcaklık ve 760 Basınç normal koşullar olarak alınır. mmHg Sanat. Bu koşullara atanan gaz hacmi nm 3 arayacağız M 3 (metreküp).

Gazların kalorifik değeri (Q)) olarak ifade edildi kcal/nm e veya içinde kcal/m3.

Sıvılaştırılmış gazlar için kalorifik değer 1 olarak adlandırılır. kilogram.

Daha yüksek (Qc) ve daha düşük (Qn) kalorifik değerler vardır. Brüt kalorifik değer, yakıtın yanması sırasında oluşan su buharının yoğunlaşma ısısını dikkate alır. Daha düşük kalorifik değer, su buharı yoğunlaşmadığı ve yanma ürünleriyle birlikte taşındığı için yanma ürünlerinin su buharında bulunan ısıyı hesaba katmaz.

Q in ve Q n kavramları yalnızca yanması su buharı açığa çıkaran gazları ifade eder (bu kavramlar yanma sırasında su buharı oluşturmayan karbon monoksit için geçerli değildir).

Su buharı yoğunlaştığında 539'a eşit ısı açığa çıkar kcal/kg. Ayrıca yoğuşma suyu 0°C'ye (veya 20°C) soğutulduğunda sırasıyla 100 veya 80 miktarda ısı açığa çıkar. kcal/kg.

Su buharının yoğunlaşması nedeniyle toplamda 600'den fazla ısı açığa çıkar. kcal/kg, bu, gazın yüksek ve düşük kalorifik değeri arasındaki farktır. Kentsel gaz tedariğinde kullanılan çoğu gaz için bu fark %8-10'dur.

Bazı gazların kalorifik değerleri tabloda verilmiştir. 3.

Kentsel gaz temini için, şu anda kural olarak kalorifik değeri en az 3500 olan gazlar kullanılmaktadır. kcal/nm3 . Bu, kentsel alanlarda gazın önemli mesafelerde borular aracılığıyla sağlanmasıyla açıklanmaktadır. Kalorifik değer düşük olduğunda bol miktarda verilmesi gerekir. Bu, kaçınılmaz olarak gaz boru hatlarının çaplarının artmasına ve bunun sonucunda metal yatırımlarında ve gaz ağlarının inşası için fonlarda artışa ve ardından işletme maliyetlerinde artışa yol açmaktadır. Düşük kalorili gazların önemli bir dezavantajı, çoğu durumda önemli miktarda karbon monoksit içermeleridir; bu, gaz kullanırken ve ayrıca ağlara ve tesislere bakım yaparken tehlikeyi artırır.

Gaz kalorifik değeri 3500'den az kcal/nm3çoğunlukla uzun mesafelerde taşınmasının gerekli olmadığı ve yanmayı organize etmenin daha kolay olduğu endüstride kullanılır. Kentsel gaz tedariği için gazın sabit bir kalorifik değerine sahip olması arzu edilir. Daha önce belirlediğimiz gibi dalgalanmalara %10'dan fazla izin verilmez. Gazın kalorifik değerindeki daha büyük bir değişiklik, yeni ayarlamalar ve bazen çok sayıda standartlaştırılmış ev aleti brülörünün değiştirilmesini gerektirir; bu da önemli zorluklarla ilişkilidir.

Birim miktardaki yakıtın tamamen yanması sırasında açığa çıkan ısı miktarına kalorifik değer (Q) veya bazen söylendiği gibi kalorifik değer veya yakıtın temel özelliklerinden biri olan kalorifik değer denir.

Gazların kalorifik değeri genellikle 1 olarak adlandırılır. m3, normal şartlarda alınır.

Teknik hesaplamalarda normal koşullar, gazın 0°C sıcaklıkta ve 760°C basınçtaki durumu anlamına gelir. mmHg Sanat. Bu koşullar altında gazın hacmi gösterilir nm 3(normal metreküp).

GOST 2923-45'e göre endüstriyel gaz ölçümleri için 20°C sıcaklık ve 760 Basınç normal koşullar olarak alınır. mmHg Sanat. Bu koşullara atanan gaz hacmi nm 3 arayacağız M 3 (metreküp).

Gazların kalorifik değeri (Q)) olarak ifade edildi kcal/nm e veya içinde kcal/m3.

Sıvılaştırılmış gazlar için kalorifik değer 1 olarak adlandırılır. kilogram.

Daha yüksek (Qc) ve daha düşük (Qn) kalorifik değerler vardır. Brüt kalorifik değer, yakıtın yanması sırasında oluşan su buharının yoğunlaşma ısısını dikkate alır. Daha düşük kalorifik değer, su buharı yoğunlaşmadığı ve yanma ürünleriyle birlikte taşındığı için yanma ürünlerinin su buharında bulunan ısıyı hesaba katmaz.

Q in ve Q n kavramları yalnızca yanması su buharı açığa çıkaran gazları ifade eder (bu kavramlar yanma sırasında su buharı oluşturmayan karbon monoksit için geçerli değildir).

Su buharı yoğunlaştığında 539'a eşit ısı açığa çıkar kcal/kg. Ayrıca yoğuşma suyu 0°C'ye (veya 20°C) soğutulduğunda sırasıyla 100 veya 80 miktarda ısı açığa çıkar. kcal/kg.

Su buharının yoğunlaşması nedeniyle toplamda 600'den fazla ısı açığa çıkar. kcal/kg, bu, gazın yüksek ve düşük kalorifik değeri arasındaki farktır. Kentsel gaz tedariğinde kullanılan çoğu gaz için bu fark %8-10'dur.

Bazı gazların kalorifik değerleri tabloda verilmiştir. 3.

Kentsel gaz temini için, şu anda kural olarak kalorifik değeri en az 3500 olan gazlar kullanılmaktadır. kcal/nm3 . Bu, kentsel alanlarda gazın önemli mesafelerde borular aracılığıyla sağlanmasıyla açıklanmaktadır. Kalorifik değer düşük olduğunda bol miktarda verilmesi gerekir. Bu, kaçınılmaz olarak gaz boru hatlarının çaplarının artmasına ve bunun sonucunda metal yatırımlarında ve gaz ağlarının inşası için fonlarda artışa ve ardından işletme maliyetlerinde artışa yol açmaktadır. Düşük kalorili gazların önemli bir dezavantajı, çoğu durumda önemli miktarda karbon monoksit içermeleridir; bu, gaz kullanırken ve ayrıca ağlara ve tesislere bakım yaparken tehlikeyi artırır.



Gaz kalorifik değeri 3500'den az kcal/nm3çoğunlukla uzun mesafelerde taşınmasının gerekli olmadığı ve yanmayı organize etmenin daha kolay olduğu endüstride kullanılır. Kentsel gaz tedariği için gazın sabit bir kalorifik değerine sahip olması arzu edilir. Daha önce belirlediğimiz gibi dalgalanmalara %10'dan fazla izin verilmez. Gazın kalorifik değerindeki daha büyük bir değişiklik, yeni ayarlamalar ve bazen çok sayıda standartlaştırılmış ev aleti brülörünün değiştirilmesini gerektirir; bu da önemli zorluklarla ilişkilidir.