Tabiiy gazning o'rtacha kaloriyali qiymati. Yoqilg'i va yonuvchan materiallarning o'ziga xos yonish issiqligi

TABIY GAZLARNING FIZIKK-KIMYOVIY XUSUSIYATLARI

U tabiiy gazlar rangi, hidi, ta'mi yo'q.

Tabiiy gazlarning asosiy ko'rsatkichlariga quyidagilar kiradi: tarkibi, kalorifik qiymati, zichligi, yonish va yonish harorati, portlash chegaralari va portlash bosimi.

Toza gaz konlaridan olinadigan tabiiy gazlar asosan metan (82-98%) va boshqa uglevodorodlardan iborat.

Yonuvchan gaz yonuvchan va o'z ichiga oladi yonmaydigan moddalar. Yonuvchan gazlarga quyidagilar kiradi: uglevodorodlar, vodorod, vodorod sulfidi. Yonuvchan bo'lmagan gazlarga quyidagilar kiradi: karbonat angidrid, kislorod, azot va suv bug'lari. Ularning tarkibi past va 0,1-0,3% C0 2 va 1-14% N 2 ni tashkil qiladi. Ekstraksiyadan so'ng zaharli gaz vodorod sulfidi gazdan chiqariladi, uning tarkibi 0,02 g / m3 dan oshmasligi kerak.

Yonish issiqligi - bu qachon ajralib chiqadigan issiqlik miqdori to'liq yonish 1 m3 gaz. Yonish issiqligi kkal/m3, kJ/m3 gaz bilan o'lchanadi. Quruq tabiiy gazning kaloriyali qiymati 8000-8500 kkal/m3 ni tashkil qiladi.

Moddaning massasining uning hajmiga nisbati bilan hisoblangan qiymat moddaning zichligi deyiladi. Zichlik kg/m3 da o'lchanadi. Tabiiy gazning zichligi butunlay uning tarkibiga bog'liq va c = 0,73-0,85 kg / m3 oralig'ida.

Eng muhim xususiyat har qanday yonuvchan gazning issiqlik chiqishi, ya'ni. maksimal harorat gazning to'liq yonishi bilan erishiladi, agar kerakli miqdor yonish uchun havo yonishning kimyoviy formulalariga to'liq mos keladi va gaz va havoning dastlabki harorati nolga teng.

Tabiiy gazlarning issiqlik chiqishi taxminan 2000 -2100 ° S, metan - 2043 ° S. Pechlardagi haqiqiy yonish harorati issiqlik chiqishidan sezilarli darajada past bo'ladi va yonish sharoitlariga bog'liq.

Olovlanish harorati havo-yonilg'i aralashmasining harorati bo'lib, unda aralashmaning olov manbai bo'lmasdan yonishi sodir bo'ladi. Tabiiy gaz uchun u 645-700 ° S oralig'ida.

Barcha yonuvchi gazlar portlovchidir va ochiq olov yoki uchqun ta'sirida yonishi mumkin. Farqlash pastki va yuqori konsentratsiya chegarasi olov tarqalishi , ya'ni. aralashmaning portlashi mumkin bo'lgan pastki va yuqori konsentratsiya. Pastki chegara gazlarning portlash qobiliyati 3÷6%, yuqorisi 12÷16%.

Portlash chegaralari.

Quyidagi gaz miqdorini o'z ichiga olgan gaz-havo aralashmasi:

5% gacha - yonmaydi;

5 dan 15% gacha - portlaydi;

15% dan ortiq - havo berilganda yonadi.

Tabiiy gaz portlashi paytida bosim 0,8-1,0 MPa ni tashkil qiladi.

Barcha yonuvchi gazlar inson tanasining zaharlanishiga olib kelishi mumkin. Asosiy zaharli moddalar: uglerod oksidi (CO), vodorod sulfidi (H 2 S), ammiak (NH 3).

Tabiiy gazning hidi yo'q. Oqishni aniqlash uchun gaz hidlanadi (ya'ni, berilgan o'ziga xos hid). Odorizatsiya etil merkaptan yordamida amalga oshiriladi. Odorizatsiya gaz taqsimlash stansiyalarida (GDS) amalga oshiriladi. 1% tabiiy gaz havoga kirsa, u hidlana boshlaydi. Amaliyot shuni ko'rsatadiki, shahar tarmoqlariga kiradigan tabiiy gazni hidlash uchun etil merkaptanning o'rtacha darajasi 1000 m3 gaz uchun 16 g bo'lishi kerak.

Qattiq va bilan solishtirganda suyuq yoqilg'i Tabiiy gaz ko'p jihatdan g'alaba qozonadi:

Nisbatan arzonlik, bu ko'proq tushuntiriladi oson yo'l konchilik va transport;

Atmosferaga kul yoki qattiq zarrachalar chiqmaydi;

Yuqori kaloriya qiymati;

Yonish uchun yoqilg'ini tayyorlash talab qilinmaydi;

Xizmat ko‘rsatuvchi xodimlarning mehnati yengillashtiriladi va ular mehnatining sanitariya-gigiyena sharoitlari yaxshilanadi;

Ish jarayonlarini avtomatlashtirish shartlari soddalashtirilgan.

Gaz quvurlari ulanishlari va armaturalaridagi qochqinlar orqali yuzaga kelishi mumkin bo'lgan qochqinlar tufayli tabiiy gazdan foydalanish alohida e'tibor va ehtiyotkorlikni talab qiladi. Xonaga 20% dan ortiq gazning kirib borishi bo'g'ilishga olib kelishi mumkin, agar u yopiq hajmda bo'lsa, 5 dan 15% gacha gaz-havo aralashmasining portlashiga olib kelishi mumkin. To'liq bo'lmagan yonish zaharli moddalarni hosil qiladi uglerod oksidi CO, hatto kichik konsentratsiyalarda ham xizmat ko'rsatuvchi xodimlarning zaharlanishiga olib keladi.

Tabiiy gazlar kelib chiqishiga ko'ra ikki guruhga bo'linadi: quruq va yog'li.

Quruq gazlar mineral kelib chiqishi bo'lgan gazlar bo'lib, hozirgi yoki o'tmishdagi vulqon faolligi bilan bog'liq hududlarda joylashgan. Quruq gazlar deyarli faqat metandan iborat bo'lib, tarkibida arzimas balast komponentlari (azot, karbonat angidrid) va issiqlik qiymati Qn=7000÷9000 kkal/nm3 ga ega.

Yog ' gazlar neft konlari bilan birga keladi va odatda yuqori qatlamlarda to'planadi. O'zining kelib chiqishiga ko'ra, nam gazlar neftga yaqin bo'lib, ko'plab oson kondensatsiyalanadigan uglevodorodlarni o'z ichiga oladi. Kaloriya qiymati suyuq gazlar Qn=8000-15000 kkal/nm3

Gazsimon yoqilg'ining afzalliklari orasida tashish va yonish qulayligi, kul va namlikning yo'qligi, qozon uskunasining sezilarli soddaligi kiradi.

Bilan birga tabiiy gazlar qayta ishlash jarayonida olingan sun'iy yonuvchi gazlar ham qo'llaniladi qattiq yoqilg'i, yoki ish natijasida sanoat inshootlari chiqindi gazlar sifatida. Sun'iy gazlar yoqilg'ining to'liq yonmaydigan yonuvchi gazlari, balast gazlari va suv bug'laridan iborat bo'lib, o'rtacha kaloriyali qiymati mos ravishda 4500 kkal / m3 va 1300 kkal / m3 bo'lgan boy va kambag'allarga bo'linadi. Gazlar tarkibi: vodorod, metan, boshqa uglevodorod birikmalari CmHn, vodorod sulfidi H 2 S, yonmaydigan gazlar, karbonat angidrid, kislorod, azot va oz miqdorda suv bug'lari. Balast - azot va karbonat angidrid.

Shunday qilib, quruq gaz yoqilg'isining tarkibi quyidagi elementlar aralashmasi sifatida ifodalanishi mumkin:

CO + H 2 + ∑CmHn + H 2 S + CO 2 + O 2 + N 2 =100%.

Nam gazsimon yoqilg'ining tarkibi quyidagicha ifodalanadi:

CO + H 2 + ∑CmHn + H 2 S + CO 2 + O 2 + N 2 + H 2 O = 100%.

Yonish issiqligi quruq 1 m3 gaz uchun normal sharoitda gazsimon yoqilg'i kJ/m3 (kkal/m3) quyidagicha aniqlanadi:

Qn= 0,01,

Bu erda Qi - mos keladigan gazning yonish issiqligi.

Gazsimon yoqilg'ining kalorifik qiymati 3-jadvalda keltirilgan.

Portlash gazi domna pechlarida quyma temirni eritish jarayonida hosil bo'ladi. Uning unumdorligi va kimyoviy tarkibi zaryad va yoqilg'ining xususiyatlariga, pechning ishlash rejimiga, jarayonni kuchaytirish usullariga va boshqa omillarga bog'liq. Gaz chiqishi bir tonna quyma temir uchun 1500-2500 m 3 gacha. Yuqori o'choq gazida yonmaydigan komponentlarning (N 2 va CO 2) ulushi taxminan 70% ni tashkil qiladi, bu uning past issiqlik ko'rsatkichlarini belgilaydi (gazning past kalorifik qiymati 3-5 MJ / m 3).

Yuqori o'choq gazini yoqish paytida yonish mahsulotlarining maksimal harorati (issiqlik yo'qotishlari va CO 2 va H 2 O dissotsiatsiyasi uchun issiqlik sarfini hisobga olmagan holda) 400-1500 0 S. Agar gaz va havo yonishdan oldin qizdirilsa. , yonish mahsulotlarining harorati sezilarli darajada oshishi mumkin.

Ferroqotishma gaz rudani qaytaruvchi pechlarda ferroqotishmalarni eritish jarayonida hosil bo'ladi. Gaz keladi yopiq pechlar, yoqilg'i SER (ikkilamchi energiya resurslari) sifatida ishlatilishi mumkin. Ochiq pechlarda havoning erkin kirishi tufayli gaz yuqori qismida yonadi. Ferroqotishma gazining chiqishi va tarkibi eritilgan naviga bog'liq

qotishma, zaryad tarkibi, pechning ishlash tartibi, uning quvvati va boshqalar. Gaz tarkibi: 50-90% CO, 2-8% H2, 0,3-1% CH4, O2<1%, 2-5% CO 2 , остальное N 2 . Максимальная температура продуктов сгорания равна 2080 ^0 C. Запылённость газа составляет 30-40 г/м^3 .

Gaz konvertori kislorod konvertorlarida po'lat eritish jarayonida hosil bo'ladi. Gaz asosan uglerod oksididan iborat bo'lib, uning chiqishi va tarkibi eritish jarayonida sezilarli darajada farqlanadi. Tozalashdan keyin gaz tarkibi taxminan quyidagicha: 70-80% CO; 15-20% CO 2; 0,5-0,8% O 2; 3-12% N 2. Gazning yonish issiqligi 8,4-9,2 MJ/m 3 ni tashkil qiladi. Maksimal yonish harorati 2000 0 S ga etadi.

Koks gazi ko'mir aralashmasini kokslash jarayonida hosil bo'ladi. Qora metallurgiyada u kimyoviy mahsulotlarni ajratib olishdan keyin qo'llaniladi. Koks gazining tarkibi ko'mir zaryadining xususiyatlariga va kokslanish sharoitlariga bog'liq. Gaz tarkibidagi komponentlarning hajm ulushlari quyidagi chegaralarda,%: 52-62H 2; 0,3-0,6 O 2; 23,5-26,5 CH 4; 5,5-7,7 CO; 1,8-2,6 CO 2. Yonish issiqligi 17-17,6 MJ/m^3, yonish mahsulotlarining maksimal harorati 2070 0 S.

Gaz yoqilg'isi tabiiy va sun'iy bo'linadi va ma'lum miqdorda suv bug'lari va ba'zan chang va smolani o'z ichiga olgan yonuvchan va yonmaydigan gazlar aralashmasidir. Gaz yoqilg'isi miqdori normal sharoitda (760 mm Hg va 0 ° S) kubometrlarda, tarkibi esa hajm bo'yicha foizlarda ifodalanadi. Yoqilg'i tarkibi deganda uning quruq gazsimon qismining tarkibi tushuniladi.

Tabiiy gaz yoqilg'isi

Eng keng tarqalgan gaz yoqilg'isi - bu yuqori kaloriya qiymatiga ega bo'lgan tabiiy gaz. Tabiiy gazning asosini metan tashkil etadi, uning miqdori 76,7-98% ni tashkil qiladi. Boshqa gazsimon uglevodorod birikmalari 0,1 dan 4,5% gacha tabiiy gazni o'z ichiga oladi.

Suyultirilgan gaz - neftni qayta ishlash mahsuloti - u asosan propan va butan aralashmasidan iborat.

Tabiiy gaz (CNG, NG): metan CH4 90% dan ortiq, etan C2 H5 4% dan kam, propan C3 H8 1% dan kam

Suyultirilgan gaz (LPG): propan C3 H8 65% dan ortiq, butan C4 H10 35% dan kam

Yonuvchan gazlar tarkibiga quyidagilar kiradi: vodorod H2, metan CH4, Boshqa uglevodorod birikmalari CmHn, vodorod sulfidi H2S va yonmaydigan gazlar, karbonat angidrid CO2, kislorod O2, azot N2 va oz miqdorda suv bug'lari H2O indekslari m Va n C va H da turli uglevodorodlarning birikmalarini xarakterlaydi, masalan, metan CH 4 uchun t = 1 va n= 4, etan uchun C 2 N b t = 2 Va n= b va boshqalar.

Quruq gazsimon yoqilg'ining tarkibi (hajm bo'yicha foiz):

CO + H 2 + 2 C m H n + H 2 S + CO 2 + O 2 + N 2 = 100%.

Quruq gaz yoqilg'isining yonmaydigan qismi - balast - azot N va karbonat angidrid CO 2 dan iborat.

Nam gazsimon yoqilg'ining tarkibi quyidagicha ifodalanadi:

CO + H 2 + S C m H n + H 2 S + CO 2 + O 2 + N 2 + H 2 O = 100%.

Oddiy sharoitda 1 m3 toza quruq gazning yonish issiqligi, kJ/m (kkal/m3) quyidagicha aniqlanadi:

Q n s = 0,01,

Bu yerda Qso, Q n 2, Q c m n n Q n 2 s. - aralashmaga kiritilgan alohida gazlarning yonish issiqligi, kJ/m 3 (kkal/m 3); CO, H 2, Cm H n, H 2 S - gaz aralashmasini tashkil etuvchi komponentlar, hajm bo'yicha %.

1 m3 quruq tabiiy gazning normal sharoitda ko'p maishiy konlar uchun kaloriyali qiymati 33,29 - 35,87 MJ/m3 (7946 - 8560 kkal/m3). Gazsimon yoqilg'ining xarakteristikalari 1-jadvalda keltirilgan.

Misol. Quyidagi tarkibdagi tabiiy gazning past kalorifik qiymatini (normal sharoitda) aniqlang:

H 2 S = 1%; CH 4 = 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%.

1-jadvaldagi gazlarning xarakteristikalarini (26) formulaga almashtirib, biz quyidagilarni olamiz:

Q ns = 0,01 = 33981 kJ/m 3 yoki

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 kkal/m3.

1-jadval. Gazsimon yoqilg'ining xususiyatlari

Gaz	Belgilash	Yonish issiqligi Q n s
		KJ/m3	Kkal/m3
Vodorod	N,	10820	2579
Uglerod oksidi	CO	12640	3018
Vodorod sulfidi	H 2 S	23450	5585
Metan	CH 4	35850	8555
Etan	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
Etilen	C 2 H 4	59200	14107
Propilen	C 3 H 6	85980	20541
Butilen	C 4 H 8	113 400	27111
Benzol	C 6 H 6	140400	33528

DE tipidagi qozonlarda bir tonna bug 'ishlab chiqarish uchun 71 dan 75 m3 gacha tabiiy gaz sarflanadi. 2008 yil sentyabr holatiga ko'ra Rossiyada gaz narxi. kubometr uchun 2,44 rublni tashkil qiladi. Shuning uchun, bir tonna bug '71 × 2,44 = 173 rubl 24 tiyin turadi. Zavodlarda bir tonna bug'ning haqiqiy narxi DE qozonlari uchun bug'ning bir tonnasi uchun kamida 189 rublni tashkil qiladi.

DKVR tipidagi qozonlarda bir tonna bug 'ishlab chiqarish uchun 103 dan 118 m3 gacha tabiiy gaz sarflanadi. Ushbu qozonlar uchun bir tonna bug'ning minimal taxminiy qiymati 103 × 2,44 = 251 rubl 32 tiyin. Zavodlarda bug'ning haqiqiy narxi bir tonna uchun 290 rubldan kam emas.

DE-25 bug 'qozonining maksimal tabiiy gaz sarfini qanday hisoblash mumkin? Bu qozonning texnik xususiyatlari. Soatiga 1840 kub. Lekin siz ham hisoblashingiz mumkin. 25 tonna (25 ming kg) bug 'va suvning entalpiyalari (666,9-105) o'rtasidagi farqga ko'paytirilishi kerak va bularning barchasi qozon samaradorligi 92,8% va gazning yonish issiqligiga bo'linadi. 8300. va tamom

Sun'iy gaz yoqilg'isi

Sun'iy yonuvchi gazlar mahalliy ahamiyatga ega yoqilg'i hisoblanadi, chunki ular sezilarli darajada past kaloriya qiymatiga ega. Ularning asosiy yonuvchan elementlari karbon monoksit CO va vodorod H2 dir. Ushbu gazlar texnologik va elektr stantsiyalari uchun yoqilg'i sifatida olinadigan ishlab chiqarish maydonida ishlatiladi.

Barcha tabiiy va sun'iy yonuvchi gazlar portlovchi bo'lib, ochiq olov yoki uchqun bilan alangalanishi mumkin. Gazning pastki va yuqori portlovchi chegaralari mavjud, ya'ni. uning havodagi eng yuqori va eng past foizli konsentratsiyasi. Tabiiy gazlarning pastki portlash chegarasi 3% dan 6% gacha, yuqori chegarasi esa 12% dan 16% gacha. Barcha yonuvchi gazlar inson tanasining zaharlanishiga olib kelishi mumkin. Yonuvchan gazlarning asosiy zaharli moddalari: karbon monoksit CO, vodorod sulfid H2S, ammiak NH3.

Tabiiy yonuvchan gazlar va sun'iy gazlar rangsiz (ko'rinmas) va hidsizdir, bu ular gaz quvurlari armaturalaridagi oqish orqali qozonxonaning ichki qismiga kirsa, ularni xavfli qiladi. Zaharlanishni oldini olish uchun yonuvchan gazlarni odorant bilan davolash kerak - yoqimsiz hidli modda.

Qattiq yoqilg'ini gazlashtirish yo'li bilan sanoatda karbon monoksit CO ishlab chiqarish

Sanoat maqsadlarida uglerod oksidi qattiq yoqilg'ini gazlash, ya'ni uni gazsimon yoqilg'iga aylantirish orqali olinadi. Shu tarzda siz har qanday qattiq yoqilg'idan uglerod oksidini olishingiz mumkin - qazib olinadigan ko'mir, torf, o'tin va boshqalar.

Qattiq yoqilg'ini gazlashtirish jarayoni laboratoriya tajribasida ko'rsatilgan (1-rasm).

Olovga chidamli trubkani ko'mir bo'laklari bilan to'ldirib, biz uni kuchli qizdiramiz va kislorodni gazometrdan o'tkazamiz. Naychadan chiqadigan gazlarni ohak suvi bilan yuvish vositasidan o'tkazamiz va keyin uni olovga qo'yamiz. Ohak suvi bulutli bo'lib, gaz mavimsi olov bilan yonadi. Bu reaksiya mahsulotlarida CO2 dioksidi va karbon monoksit CO mavjudligini ko'rsatadi. Ushbu moddalarning hosil bo'lishini kislorod issiq ko'mir bilan aloqa qilganda, birinchi navbatda karbonat angidridga oksidlanishi bilan izohlash mumkin:

C + O 2 = CO 2 Keyin issiq ko'mirdan o'tib, karbonat angidrid qisman uglerod oksidiga aylanadi:

Guruch. 1. Uglerod oksidi ishlab chiqarish (laboratoriya tajribasi).

Sanoat sharoitida qattiq yoqilg'ining gazlanishi gaz generatorlari deb ataladigan pechlarda amalga oshiriladi.

Olingan gazlar aralashmasi generator gazi deb ataladi.

Gaz generatori qurilmasi rasmda ko'rsatilgan. Bu balandligi taxminan 5 bo'lgan po'lat silindr m va diametri taxminan 3,5 ga teng m, ichida o'tga chidamli g'isht bilan qoplangan. Gaz generatori yuqoridan yoqilg'i bilan yuklanadi; Pastdan havo yoki suv bug'i panjara orqali fan tomonidan beriladi.

Havodagi kislorod yoqilg'idagi uglerod bilan reaksiyaga kirishib, karbonat angidridni hosil qiladi, u issiq yoqilg'i qatlami orqali ko'tarilib, uglerod oksidi bilan uglerod oksidiga aylanadi.

Agar generatorga faqat havo puflansa, natijada uglerod oksidi va havo azotini (shuningdek, ma'lum miqdorda CO 2 va boshqa aralashmalar) o'z ichiga olgan gaz hosil bo'ladi. Bu generator gaziga havo gazi deyiladi.

Agar suv bug'i issiq ko'mir bilan generatorga puflansa, reaktsiya natijasida uglerod oksidi va vodorod hosil bo'ladi: C + H 2 O = CO + H 2

Gazlarning bu aralashmasi suv gazi deb ataladi. Suv gazi havo gaziga qaraganda yuqori issiqlik qiymatiga ega, chunki uning tarkibiga uglerod oksidi bilan birga ikkinchi yonuvchan gaz - vodorod ham kiradi.

Suv gazi (sintez gazi), yoqilg'ilarni gazlashtirish mahsulotlaridan biri. Suv gazi asosan CO (40%) va H2 (50%) dan iborat.

Suv gazi yoqilg'i (yonish issiqligi 10500 kJ/m3, yoki 2730 kkal/mg) va ayni paytda metil spirtini sintez qilish uchun xom ashyo hisoblanadi. Biroq, suv gazini uzoq vaqt davomida ishlab chiqarish mumkin emas, chunki uning hosil bo'lish reaktsiyasi endotermik (issiqlik yutilishi bilan) va shuning uchun generatordagi yoqilg'i soviydi. Ko'mirni issiq ushlab turish uchun generatorga suv bug'ini quyish havoni quyish bilan almashtiriladi, uning kislorodi issiqlikni chiqarish uchun yoqilg'i bilan reaksiyaga kirishishi ma'lum.

Yonilg'i gaz generatoriga yoqilg'i bilan ta'minlanganda, yonuvchi va zaharli gazlarning atmosferaga kirib borishiga yo'l qo'ymaslik uchun, yuklash barabani ikki marta amalga oshiriladi. Yoqilg'i barabanning bir bo'linmasiga kirganda, yoqilg'i boshqa bo'linmadan generatorga quyiladi; baraban aylanganda, bu jarayonlar takrorlanadi, lekin generator doimo atmosferadan ajratilgan holda qoladi. Generatorda yoqilg'ining bir xil taqsimlanishi turli balandliklarda o'rnatilishi mumkin bo'lgan konus yordamida amalga oshiriladi. U tushirilganda, konus ko'tarilganda, ko'mir generatorning markaziga yaqinroq tushadi, ko'mir generatorning devorlariga yaqinroq tashlanadi.

Gaz generatoridan kulni olib tashlash mexanizatsiyalashgan. Konus shaklidagi panjara asta-sekin elektr motor bilan aylanadi. Bunday holda, kul generatorning devorlari tomon siljiydi va maxsus qurilmalar yordamida kul qutisiga tashlanadi, u erdan vaqti-vaqti bilan chiqariladi.

Birinchi gaz lampalari 1819 yilda Aptekarskiy orolida Sankt-Peterburgda yoqilgan. Foydalanilgan gaz ko'mirni gazlashtirish orqali olingan. Uni yorituvchi gaz deb atashgan.

Buyuk rus olimi D.I.Mendeleyev (1834-1907) ko‘mirni ko‘tarmasdan, to‘g‘ridan-to‘g‘ri yer ostida amalga oshirish mumkin degan fikrni ilgari surgan. Mendeleyevning bu taklifini chor hukumati qadrlamadi.

Er osti gazlashtirish g'oyasi V.I. U buni "texnologiyaning buyuk g'alabalaridan biri" deb atadi. Er osti gazlashtirish birinchi marta Sovet davlati tomonidan amalga oshirildi. Ulug 'Vatan urushi oldidan Sovet Ittifoqining Donetsk va Moskva viloyatidagi ko'mir havzalarida er osti generatorlari ishlagan.

Er osti gazlashtirish usullaridan biri haqida g'oya 3-rasmda keltirilgan. Ko'mir qatlamiga ikkita quduq yotqizilgan, ular quyida kanal bilan bog'langan. Quduqlardan birining yonidagi bunday kanalda ko'mir yoqiladi va u erda portlash beriladi. Kanal bo'ylab harakatlanadigan yonish mahsulotlari issiq ko'mir bilan o'zaro ta'sir qiladi, natijada an'anaviy generatorda bo'lgani kabi yonuvchi gaz hosil bo'ladi. Gaz ikkinchi quduq orqali yer yuzasiga chiqadi.

Ishlab chiqaruvchi gaz sanoat pechlarini - metallurgiya, koks pechlarini isitish uchun va avtomobillarda yoqilg'i sifatida keng qo'llaniladi (4-rasm).

Guruch. 3. Ko'mirni yer osti gazlashtirish sxemasi.

Bir qator organik mahsulotlar, masalan, suyuq yoqilg'i, suv gazidagi vodorod va karbon monoksitdan sintezlanadi. Sintetik suyuq yoqilg'i - bu uglerod oksidi va vodoroddan 150-170 daraja Selsiyda va 0,7 - 20 MN/m2 (200 kgf/sm2) bosimda, katalizator (nikel, temir, kobalt). Sintetik suyuq yoqilg'ining birinchi ishlab chiqarilishi Germaniyada 2-jahon urushi davrida neft taqchilligi tufayli tashkil etilgan. Sintetik suyuq yoqilg'i qimmatligi tufayli keng qo'llanilmaydi. Suv gazi vodorod ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Buning uchun suv bug'i bilan aralashtirilgan suv gazi katalizator ishtirokida isitiladi va natijada suv gazida mavjud bo'lgan vodorodga qo'shimcha ravishda vodorod olinadi: CO + H 2 O = CO 2 + H 2

5. YONISHNING TERMAL BALANS

Keling, gazsimon, suyuq va qattiq yoqilg'ining yonish jarayonining issiqlik balansini hisoblash usullarini ko'rib chiqaylik. Hisoblash quyidagi muammolarni hal qilish uchun keladi.

· Yonilg'ining yonish issiqligini (kaloriya qiymatini) aniqlash.

· Nazariy yonish haroratini aniqlash.

5.1. YONISH ISITISHI

Kimyoviy reaksiyalar issiqlikning chiqishi yoki yutilishi bilan kechadi. Issiqlik ajralib chiqqanda reaksiya ekzotermik, issiqlik yutilganda esa endotermik deyiladi. Barcha yonish reaktsiyalari ekzotermik, yonish mahsulotlari esa ekzotermik birikmalardir.

Kimyoviy reaksiya jarayonida ajralib chiqadigan (yoki yutilgan) issiqlik reaksiya issiqligi deyiladi. Ekzotermik reaksiyalarda musbat, endotermik reaksiyalarda manfiy bo`ladi. Yonish reaktsiyasi har doim issiqlikning chiqishi bilan birga keladi. Yonish issiqligi Q g(J/mol) - bir mol moddaning toʻliq yonishi va yonuvchi moddaning toʻliq yonish mahsulotiga aylanishi jarayonida ajralib chiqadigan issiqlik miqdori. Mol - modda miqdorining asosiy SI birligi. Bir mol - uglerod-12 izotopining 12 g tarkibida atomlar bo'lsa, shuncha zarrachalar (atomlar, molekulalar va boshqalar) mavjud bo'lgan moddaning miqdori. 1 mol (molekulyar yoki molyar massa) ga teng modda miqdorining massasi son jihatdan ushbu moddaning nisbiy molekulyar massasiga to'g'ri keladi.

Masalan, kislorodning nisbiy molekulyar og'irligi (O 2) 32, karbonat angidrid (CO 2) 44 va mos keladigan molekulyar og'irliklar M = 32 g / mol va M = 44 g / mol bo'ladi. Shunday qilib, bir mol kislorodda bu moddaning 32 grammi, CO 2 ning bir molida esa 44 gramm karbonat angidrid mavjud.

Texnik hisob-kitoblarda eng ko'p ishlatiladigan yonish issiqligi emas. Q g, va yoqilg'ining kalorifik qiymati Q(J/kg yoki J/m 3). Moddaning kalorifik qiymati - 1 kg yoki 1 m 3 moddaning to'liq yonishi paytida ajralib chiqadigan issiqlik miqdori. Suyuq va qattiq moddalar uchun hisoblash 1 kg uchun, gazsimon moddalar uchun esa 1 m 3 uchun amalga oshiriladi.

Yonish issiqligi va yoqilg'ining kalorifik qiymatini bilish yonish yoki portlash harorati, portlash bosimi, olov tarqalish tezligi va boshqa xususiyatlarni hisoblash uchun zarurdir. Q Yoqilg'ining kalorifik qiymati eksperimental yoki hisoblash yo'li bilan aniqlanadi. Issiqlik qiymatini eksperimental ravishda aniqlashda qattiq yoki suyuq yoqilg'ining berilgan massasi kalorimetrik bombada, gazsimon yoqilg'ida esa gaz kalorimetrida yondiriladi. Ushbu asboblar umumiy issiqlikni o'lchaydi 0 yonilg'i tortish namunasini yoqish paytida chiqariladi m . Kaloriya qiymati Q g

formula orqali topiladi
Yonish issiqligi va o'rtasidagi bog'liqlik

yoqilg'ining kalorifik qiymati

Yonish issiqligi va moddaning kalorifik qiymati o'rtasidagi bog'liqlikni o'rnatish uchun yonishning kimyoviy reaktsiyasi tenglamasini yozish kerak.

Uglerodning to'liq yonishi mahsuloti karbonat angidriddir:

C+O2 →CO2.

Vodorodning to'liq yonishi mahsuloti suvdir:

2H 2 +O 2 →2H 2 O.

Oltingugurtning to'liq yonishi mahsuloti oltingugurt dioksididir:

S +O 2 →SO 2.

Bunda azot, galogenlar va boshqa yonmaydigan elementlar erkin shaklda chiqariladi.

Yonuvchan modda - gaz . Kaloriya qiymati=882.6 .

Misol tariqasida, yonish issiqligi teng bo'lgan metan CH 4 ning issiqlik qiymatini hisoblaylik.

· Metanning molekulyar og'irligini uning kimyoviy formulasiga (CH 4) muvofiq aniqlaymiz:

M=1∙12+4∙1=16 g/mol.

· 1 kg metanning issiqlik qiymatini aniqlaymiz:

.

· Oddiy sharoitda uning zichligini r=0,717 kg/m3 bilgan holda 1 kg metanning hajmi topilsin:

Har qanday yonuvchan gazlarning kalorifik qiymati ham xuddi shunday aniqlanadi. Ko'pgina umumiy moddalar uchun yonish issiqligi va kaloriya qiymatlari yuqori aniqlik bilan o'lchangan va tegishli ma'lumotnomalarda keltirilgan. Bu erda ba'zi gazsimon moddalarning kalorifik qiymatlari jadvali (5.1-jadval). Kattalik Q bu jadvalda MJ/m 3 va kkal/m 3 da berilgan, chunki issiqlik birligi sifatida ko'pincha 1 kkal = 4,1868 kJ ishlatiladi.

5.1-jadval

Gazsimon yoqilg'ining kalorifik qiymati

Modda			Asetilen
Q

Yonuvchan moddalar - suyuq yoki qattiq

Misol tariqasida, yonish issiqligi bo'lgan etil spirtining C 2 H 5 OH kalorifik qiymatini hisoblaylik. . Kaloriya qiymati= 1373,3 kJ/mol.

· Etil spirtining molekulyar massasini uning kimyoviy formulasiga (C 2 H 5 OH) muvofiq aniqlaymiz:

M = 2∙12 + 5∙1 + 1∙16 + 1∙1 = 46 g/mol.

1 kg etil spirtining kalorifik qiymatini aniqlaymiz:

Har qanday suyuq va qattiq yonuvchi moddalarning kalorifik qiymati ham xuddi shunday aniqlanadi. Jadvalda 5.2 va 5.3 kalorifik qiymatlarni ko'rsatadi Q(MJ/kg va kkal/kg) ba'zi suyuqliklar va qattiq moddalar uchun.

5.2-jadval

Suyuq yoqilg'ining kalorifik qiymati

Modda		Metil spirti	etanol			Yoqilg'i moyi, moy
Q

5.3-jadval

Qattiq yoqilg'ining kalorifik qiymati

Modda		Daraxt yangi	Quruq yog'och	Qo'ng'ir ko'mir	Quruq torf	Antrasit, koks
Q

Mendeleyev formulasi

Agar yoqilg'ining kalorifik qiymati noma'lum bo'lsa, u holda uni D.I. tomonidan taklif qilingan empirik formuladan foydalanib hisoblash mumkin.

Mendeleev. Buning uchun siz yoqilg'ining elementar tarkibini (ekvivalent yoqilg'i formulasini), ya'ni undagi quyidagi elementlarning foiz tarkibini bilishingiz kerak:

Kislorod (O);

Vodorod (H);

Uglerod (C);

Oltingugurt (S);

Kul (A);

Suv (Vt).

Yoqilg'i yonish mahsulotlari doimo suv bug'ini o'z ichiga oladi, bu yoqilg'ida namlik mavjudligi tufayli ham, vodorodning yonishi paytida ham hosil bo'ladi. Chiqindilarni yoqish mahsulotlari sanoat korxonasini shudring nuqtasidan yuqori haroratda tark etadi. Shuning uchun suv bug'ining kondensatsiyasi paytida chiqarilgan issiqlikni foydali ishlatish mumkin emas va termal hisob-kitoblarda hisobga olinmasligi kerak. Hisoblash uchun odatda sof kalorifik qiymatdan foydalaniladi Q n yonilg'i, bu suv bug'lari bilan issiqlik yo'qotishlarini hisobga oladi. Qattiq va suyuq yoqilg'i uchun qiymat Q n

yonilg'i, bu suv bug'lari bilan issiqlik yo'qotishlarini hisobga oladi. Qattiq va suyuq yoqilg'i uchun qiymat=0.339+1.025+0.1085 – 0.1085 – 0.025, (5.1)

(MJ/kg) taxminan Mendeleyev formulasi bilan aniqlanadi:

Ushbu formulada uglerod, vodorod va oltingugurtning (ortiqcha belgisi bilan) ekzotermik yonish reaktsiyalarining issiqligi hisobga olinadi. Yoqilg'i tarkibiga kiritilgan kislorod havodagi kislorodni qisman almashtiradi, shuning uchun (5.1) formuladagi tegishli atama minus belgisi bilan olinadi. Namlik bug'langanda issiqlik iste'mol qilinadi, shuning uchun W ni o'z ichiga olgan tegishli atama ham minus belgisi bilan olinadi.

Turli yoqilg'ilarning (yog'och, torf, ko'mir, moy) kaloriyali qiymati bo'yicha hisoblangan va eksperimental ma'lumotlarni taqqoslash shuni ko'rsatdiki, Mendeleyev formulasi (5.1) yordamida hisoblash 10% dan oshmaydigan xato beradi.

Sof kaloriya qiymati yonilg'i, bu suv bug'lari bilan issiqlik yo'qotishlarini hisobga oladi. Qattiq va suyuq yoqilg'i uchun qiymat(MJ/m3) quruq yonuvchi gazlarni alohida komponentlarning kalorifik qiymati mahsulotlari yig'indisi va 1 m3 gazsimon yoqilg'ida ularning foiz miqdori sifatida etarli aniqlik bilan hisoblash mumkin.

yonilg'i, bu suv bug'lari bilan issiqlik yo'qotishlarini hisobga oladi. Qattiq va suyuq yoqilg'i uchun qiymat= 0,108[N 2 ] + 0,126[SO] + 0,358[SN 4 ] + 0,5[S 2 N 2 ] + 0,234[N 2 S ]…, (5,2)

bu erda aralashmadagi tegishli gazlarning foizi (hajmi %) qavs ichida ko'rsatilgan.

O'rtacha, tabiiy gazning kalorifik qiymati taxminan 53,6 MJ / m 3 ni tashkil qiladi. Sun'iy ravishda ishlab chiqarilgan yonuvchan gazlarda metan CH4 ning miqdori ahamiyatsiz. Asosiy yonuvchan komponentlar vodorod H2 va karbon monoksit CO hisoblanadi. Masalan, koks gazida H2 miqdori (55 ÷ 60)% ga etadi va bunday gazning quyi kalorifik qiymati 17,6 MJ / m3 ga etadi. Jeneratör gazi CO ~ 30% va H 2 ~ 15% ni o'z ichiga oladi, generator gazining past kalorifik qiymati esa. yonilg'i, bu suv bug'lari bilan issiqlik yo'qotishlarini hisobga oladi. Qattiq va suyuq yoqilg'i uchun qiymat= (5,2÷6,5) MJ/m3. Yuqori o'choq gazida CO va H 2 ning miqdori past; kattalik yonilg'i, bu suv bug'lari bilan issiqlik yo'qotishlarini hisobga oladi. Qattiq va suyuq yoqilg'i uchun qiymat= (4,0÷4,2) MJ/m 3.

Mendeleyev formulasi yordamida moddalarning issiqlik qiymatini hisoblash misollarini ko'rib chiqamiz.

Keling, ko'mirning issiqlik qiymatini aniqlaymiz, uning elementar tarkibi jadvalda keltirilgan. 5.4.

5.4-jadval

Ko'mirning elementar tarkibi

· Jadvalda berilganlarni almashtiramiz. 5.4 Mendeleyev formulasidagi (5.1) ma'lumotlar (azot N va kul A bu formulaga kiritilmagan, chunki ular inert moddalardir va yonish reaktsiyasida qatnashmaydi):

yonilg'i, bu suv bug'lari bilan issiqlik yo'qotishlarini hisobga oladi. Qattiq va suyuq yoqilg'i uchun qiymat=0,339∙37,2+1,025∙2,6+0,1085∙0,6–0,1085∙12–0,025∙40=13,04 MJ/kg.

50 litr suvni 10°C dan 100°C gacha qizdirish uchun zarur boʻlgan oʻtin miqdori, agar yonish jarayonida ajralib chiqqan issiqlikning 5% isitish uchun sarflansa, suvning issiqlik sigʻimi aniqlansin. Bilan=1 kkal/(kg∙deg) yoki 4,1868 kJ/(kg∙deg). O'tinning elementar tarkibi jadvalda keltirilgan. 5.5:

5.5-jadval

O'tinning elementar tarkibi

	· Mendeleyev formulasi (5.1) yordamida o‘tinning issiqlik qiymatini topamiz: yonilg'i, bu suv bug'lari bilan issiqlik yo'qotishlarini hisobga oladi. Qattiq va suyuq yoqilg'i uchun qiymat=0,339∙43+1,025∙7–0,1085∙41–0,025∙7= 17,12 MJ/kg. · 1 kg o‘tinni yoqishda suvni isitish uchun sarflangan issiqlik miqdorini aniqlaymiz (yonish paytida ajralib chiqadigan issiqlikning 5% (a = 0,05) uni isitishga sarflanishini hisobga olgan holda): Q 2 =a yonilg'i, bu suv bug'lari bilan issiqlik yo'qotishlarini hisobga oladi. Qattiq va suyuq yoqilg'i uchun qiymat=0,05·17,12=0,86 MJ/kg. · 50 litr suvni 10°C dan 100°C gacha qizdirish uchun zarur boʻlgan oʻtin miqdorini aniqlaymiz: kg. Shunday qilib, suvni isitish uchun taxminan 22 kg o'tin kerak bo'ladi.

Jadvallarda yoqilg'ining (suyuq, qattiq va gazsimon) va boshqa yonuvchan materiallarning massa o'ziga xos yonish issiqligi keltirilgan. Quyidagi yoqilg'i turlari ko'rib chiqildi: ko'mir, o'tin, koks, torf, kerosin, neft, spirt, benzin, tabiiy gaz va boshqalar.

Jadvallar ro'yxati:

Yoqilg'i oksidlanishining ekzotermik reaktsiyasi vaqtida uning kimyoviy energiyasi ma'lum miqdorda issiqlik ajralib chiqishi bilan issiqlik energiyasiga aylanadi. Olingan issiqlik energiyasi odatda yoqilg'ining yonish issiqligi deb ataladi. Bu uning kimyoviy tarkibiga, namligiga bog'liq va asosiy hisoblanadi. 1 kg massa yoki 1 m 3 hajmdagi yoqilg'ining yonish issiqligi yonishning massa yoki hajmli solishtirma issiqligini hosil qiladi.

Yoqilg'ining o'ziga xos yonish issiqligi - qattiq, suyuq yoki gazsimon yoqilg'ining massa birligi yoki hajmi to'liq yonishi paytida chiqariladigan issiqlik miqdori. Xalqaro birliklar tizimida bu qiymat J/kg yoki J/m 3 da o‘lchanadi.

Yoqilg'ining o'ziga xos yonish issiqligi eksperimental tarzda aniqlanishi yoki analitik hisoblanishi mumkin. Kaloriyaviy qiymatni aniqlashning eksperimental usullari yoqilg'i yoqilganda, masalan, termostat va yonish bombasi bo'lgan kalorimetrda ajralib chiqadigan issiqlik miqdorini amaliy o'lchashga asoslangan. Kimyoviy tarkibi ma'lum bo'lgan yoqilg'i uchun o'ziga xos yonish issiqligini davriy formuladan foydalanib aniqlash mumkin.

Yonishning yuqori va past o'ziga xos issiqliklari mavjud. Yuqori kaloriya qiymati yoqilg'i tarkibidagi namlikning bug'lanishiga sarflangan issiqlikni hisobga olgan holda yoqilg'ining to'liq yonishi paytida chiqariladigan issiqlikning maksimal miqdoriga tengdir. Yonishning eng past issiqligi yoqilg'ining namligidan va yonish paytida suvga aylanadigan organik massaning vodorodidan hosil bo'lgan kondensatsiya issiqlik miqdori bo'yicha eng yuqori qiymatdan kamroq.

Yoqilg'i sifati ko'rsatkichlarini aniqlash uchun, shuningdek, termal hisob-kitoblarda odatda pastroq o'ziga xos yonish issiqligidan foydalaning, bu yoqilg'ining eng muhim termal va ishlash xarakteristikasi bo'lib, quyidagi jadvallarda ko'rsatilgan.

Qattiq yoqilg'ining o'ziga xos yonish issiqligi (ko'mir, o'tin, torf, koks)

Jadvalda MJ / kg o'lchamdagi quruq qattiq yoqilg'ining o'ziga xos yonish issiqligining qiymatlari keltirilgan. Jadvaldagi yoqilg'i alifbo tartibida nomi bo'yicha joylashtirilgan.

Ko'rib chiqilgan qattiq yoqilg'ilardan kokslanadigan ko'mir eng yuqori kaloriyali qiymatga ega - uning solishtirma yonish issiqligi 36,3 MJ/kg (yoki SI birliklarida 36,3·10 6 J/kg). Bundan tashqari, yuqori kaloriya qiymati ko'mir, antrasit, ko'mir va jigarrang ko'mirga xosdir.

Energiya samaradorligi past bo'lgan yoqilg'ilarga yog'och, o'tin, porox, torf va yog'li slanets kiradi. Masalan, o'tinning solishtirma yonish issiqligi 8,4...12,5, poroxniki esa atigi 3,8 MJ/kg.

Qattiq yoqilg'ining o'ziga xos yonish issiqligi (ko'mir, o'tin, torf, koks)

Yoqilg'i
Antrasit	26,8…34,8
Yog'och granulalari (pelletlar)	18,5
Quruq o'tin	8,4…11
Quruq qayin o'tinlari	12,5
Gaz koks	26,9
Koksni portlatib yuboring	30,4
Yarim koks	27,3
Kukun	3,8
Shifer	4,6…9
Neft slanetsi	5,9…15
Qattiq raketa yoqilg'isi	4,2…10,5
Torf	16,3
Tolali torf	21,8
Maydalangan torf	8,1…10,5
Torf maydalangan	10,8
Qo'ng'ir ko'mir	13…25
Jigarrang ko'mir (briketlar)	20,2
Jigarrang ko'mir (chang)	25
Donetsk ko'mir	19,7…24
Ko'mir	31,5…34,4
Ko'mir	27
Kokslanadigan ko'mir	36,3
Kuznetsk ko'mir	22,8…25,1
Chelyabinsk ko'mir	12,8
Ekibastuz ko'mir	16,7
Frestorf	8,1
Shlak	27,5

Suyuq yoqilg'ining (alkogol, benzin, kerosin, moy) o'ziga xos yonish issiqligi

Suyuq yoqilg'i va boshqa ba'zi organik suyuqliklarning o'ziga xos yonish issiqligi jadvali berilgan. Shuni ta'kidlash kerakki, benzin, dizel yoqilg'isi va moy kabi yoqilg'ilar yonish vaqtida yuqori issiqlik chiqishiga ega.

Spirtli ichimliklar va asetonning o'ziga xos yonish issiqligi an'anaviy motor yoqilg'ilariga qaraganda ancha past. Bundan tashqari, suyuq raketa yoqilg'isi nisbatan past kaloriya qiymatiga ega va bu uglevodorodlarning 1 kg to'liq yonishi bilan mos ravishda 9,2 va 13,3 MJ ga teng issiqlik miqdori chiqariladi.

Suyuq yoqilg'ining (alkogol, benzin, kerosin, moy) o'ziga xos yonish issiqligi

Yoqilg'i	Yonishning solishtirma issiqligi, MJ/kg
Aseton	31,4
Benzin A-72 (GOST 2084-67)	44,2
Aviatsiya benzini B-70 (GOST 1012-72)	44,1
Benzin AI-93 (GOST 2084-67)	43,6
Benzol	40,6
Qishki dizel yoqilg'isi (GOST 305-73)	43,6
Yozgi dizel yoqilg'isi (GOST 305-73)	43,4
Suyuq raketa yoqilg'isi (kerosin + suyuq kislorod)	9,2
Aviatsiya kerosini	42,9
Yoritish uchun kerosin (GOST 4753-68)	43,7
Ksilol	43,2
Yuqori oltingugurtli mazut	39
Kam oltingugurtli mazut	40,5
Kam oltingugurtli mazut	41,7
Oltingugurtli mazut	39,6
Metil spirti (metanol)	21,1
n-butil spirti	36,8
Yog '	43,5…46
Metan yog'i	21,5
Toluol	40,9
Oq ruh (GOST 313452)	44
Etilen glikol	13,3
Etil spirti (etanol)	30,6

Gazsimon yoqilg'i va yonuvchi gazlarning o'ziga xos yonish issiqligi

MJ/kg o'lchamdagi gazsimon yoqilg'i va boshqa ba'zi yonuvchi gazlarning o'ziga xos yonish issiqligi jadvali keltirilgan. Ko'rib chiqilgan gazlar ichida u eng yuqori massa o'ziga xos yonish issiqligiga ega. Ushbu gazning bir kilogrammi to'liq yonishi 119,83 MJ issiqlik chiqaradi. Shuningdek, tabiiy gaz kabi yoqilg'i yuqori kaloriyali qiymatga ega - tabiiy gazning solishtirma yonish issiqligi 41...49 MJ/kg (toza gaz uchun 50 MJ/kg).

Gazsimon yoqilg'i va yonuvchi gazlarning (vodorod, tabiiy gaz, metan) o'ziga xos yonish issiqligi

Yoqilg'i	Yonishning solishtirma issiqligi, MJ/kg
1-buten	45,3
Ammiak	18,6
Asetilen	48,3
Vodorod	119,83
Vodorod, metan bilan aralashmasi (og'irligi bo'yicha 50% H 2 va 50% CH 4)	85
Vodorod, metan va uglerod oksidi aralashmasi (og'irligi bo'yicha 33-33-33%)	60
Vodorod, uglerod oksidi bilan aralashmasi (og'irligi bo'yicha 50% H 2 50% CO 2)	65
Yuqori o'choq gazi	3
Koks gazi	38,5
Suyultirilgan uglevodorod gazi LPG (propan-butan)	43,8
Izobutan	45,6
Metan	50
n-butan	45,7
n-geksan	45,1
n-pentan	45,4
Bog'langan gaz	40,6…43
Tabiiy gaz	41…49
Propadien	46,3
Propan	46,3
Propilen	45,8
Propilen, vodorod va uglerod oksidi aralashmasi (og'irligi bo'yicha 90%-9%-1%)	52
Etan	47,5
Etilen	47,2

Ba'zi yonuvchan materiallarning o'ziga xos yonish issiqligi

Ba'zi yonuvchan materiallarning (yog'och, qog'oz, plastmassa, somon, kauchuk va boshqalar) o'ziga xos yonish issiqligi jadvali keltirilgan. Yonish vaqtida yuqori issiqlik chiqaradigan materiallarga e'tibor berish kerak. Bunday materiallarga quyidagilar kiradi: har xil turdagi kauchuk, kengaytirilgan polistirol (ko'pik), polipropilen va polietilen.

Ba'zi yonuvchan materiallarning o'ziga xos yonish issiqligi

Yoqilg'i	Yonishning solishtirma issiqligi, MJ/kg
Qog'oz	17,6
Teri	21,5
Yog'och (namligi 14% bo'lgan barlar)	13,8
Yig'malardagi yog'och	16,6
Eman daraxti	19,9
Archa daraxti	20,3
Yog'och yashil	6,3
Qarag'ay daraxti	20,9
Kapron	31,1
Karbolit mahsulotlari	26,9
Karton	16,5
Stirol butadien kauchuk SKS-30AR	43,9
Tabiiy kauchuk	44,8
Sintetik kauchuk	40,2
Kauchuk SKS	43,9
Xloropren kauchuk	28
Polivinilxlorid linolyum	14,3
Ikki qavatli polivinilxlorid linolyum	17,9
Kigiz asosidagi polivinilxlorid linolyum	16,6
Issiq asosli polivinilxlorid linolyum	17,6
Mato asosidagi polivinilxlorid linolyum	20,3
Kauchuk linolyum (Relin)	27,2
Parafin parafin	11,2
Ko'pikli plastmassa PVX-1	19,5
Ko'pikli plastmassa FS-7	24,4
Ko'pikli plastmassa FF	31,4
Kengaytirilgan polistirol PSB-S	41,6
Poliuretan ko'pik	24,3
Fiberboard	20,9
Polivinilxlorid (PVX)	20,7
Polikarbonat	31
Polipropilen	45,7
Polistirol	39
Yuqori bosimli polietilen	47
Past bosimli polietilen	46,7
Kauchuk	33,5
Ruberoid	29,5
Kanal kuyishi	28,3
Hay	16,7
Somon	17
Organik shisha (pleksiglas)	27,7
Tekstolit	20,9
Tol	16
TNT	15
Paxta	17,5
Tsellyuloza	16,4
Jun va jun tolalari	23,1

Manbalar:

1. GOST 147-2013 Qattiq mineral yoqilg'i. Yuqori issiqlik qiymatini aniqlash va past kaloriya qiymatini hisoblash.
2. GOST 21261-91 Neft mahsulotlari. Yuqori issiqlik qiymatini aniqlash va past kaloriya qiymatini hisoblash usuli.
3. GOST 22667-82 Tabiiy yonuvchi gazlar. Kaloriyaviy qiymat, nisbiy zichlik va Wobbe sonini aniqlash uchun hisoblash usuli.
4. GOST 31369-2008 Tabiiy gaz. Komponentlar tarkibiga ko'ra kalorifik qiymat, zichlik, nisbiy zichlik va Wobbe sonini hisoblash.
5. Zemskiy G. T. Noorganik va organik materiallarning yonuvchan xususiyatlari: ma'lumotnoma M.: VNIIPO, 2016 - 970 p.

Yoqilg'i nima?

Bu issiqlik chiqishi bilan bog'liq kimyoviy o'zgarishlarga qodir bo'lgan moddalarning bir komponenti yoki aralashmasi. Har xil turdagi yoqilg'i issiqlik energiyasini chiqarish uchun ishlatiladigan oksidlovchining miqdoriy tarkibida farqlanadi.

Keng ma'noda yoqilg'i energiya tashuvchisi, ya'ni potentsial energiya turidir.

Tasniflash

Hozirgi vaqtda yoqilg'i turlari agregatsiya holatiga ko'ra suyuq, qattiq va gaz holatiga bo'linadi.

Tabiiy qattiq materiallarga tosh, o'tin va antrasit kiradi. Briketlar, koks, termoantratsitlar sun'iy qattiq yoqilg'ining turlari.

Suyuqliklarga organik kelib chiqadigan moddalarni o'z ichiga olgan moddalar kiradi. Ularning asosiy komponentlari: kislorod, uglerod, azot, vodorod, oltingugurt. Sun'iy suyuq yoqilg'i turli xil qatronlar va mazut bo'ladi.

Bu turli gazlar aralashmasi: etilen, metan, propan, butan. Ularga qo'shimcha ravishda gazsimon yoqilg'ida karbonat angidrid va karbon monoksit, vodorod sulfidi, azot, suv bug'i va kislorod mavjud.

Yoqilg'i ko'rsatkichlari

Yonishning asosiy ko'rsatkichi. Kaloriyaviy qiymatni aniqlash formulasi termokimyoda ko'rib chiqiladi. "standart yoqilg'i" chiqaradi, bu 1 kilogramm antrasitning kaloriya qiymatini anglatadi.

Maishiy isitish moyi turar-joy binolarida joylashgan kam quvvatli isitish moslamalarida, qishloq xo'jaligida ozuqa quritish, konservalash uchun ishlatiladigan issiqlik generatorlarida yonish uchun mo'ljallangan.

Yoqilg'ining o'ziga xos yonish issiqligi - 1 m 3 hajmli yoki bir kilogramm massali yoqilg'ining to'liq yonishi paytida hosil bo'ladigan issiqlik miqdorini ko'rsatadigan qiymat.

Ushbu qiymatni o'lchash uchun J / kg, J / m3, kaloriya / m3 ishlatiladi. Yonish issiqligini aniqlash uchun kalorimetriya usuli qo'llaniladi.

Yoqilg'ining solishtirma yonish issiqligi oshishi bilan o'ziga xos yoqilg'i sarfi kamayadi va samaradorlik o'zgarishsiz qoladi.

Moddalarning yonish issiqligi qattiq, suyuq yoki gazsimon moddaning oksidlanishida ajralib chiqadigan energiya miqdoridir.

Bu kimyoviy tarkibi, shuningdek, yonuvchan moddaning agregatsiya holati bilan belgilanadi.

Yonish mahsulotlarining xususiyatlari

Yuqori va past kaloriyali qiymatlar yoqilg'i yoqilgandan keyin olingan moddalardagi suvning to'planish holatiga bog'liq.

Yuqori kalorifik qiymat - bu moddaning to'liq yonishi paytida chiqarilgan issiqlik miqdori. Bu qiymat suv bug'ining kondensatsiya issiqligini ham o'z ichiga oladi.

Eng past ish kalorifik qiymati suv bug'ining kondensatsiyasi issiqligini hisobga olmagan holda yonish paytida issiqlikning chiqishiga mos keladigan qiymatdir.

Kondensatsiyaning yashirin issiqligi - bu suv bug'ining kondensatsiyalanish energiyasining miqdori.

Matematik aloqa

Yuqori va past kaloriya qiymatlari quyidagi munosabatlar bilan bog'liq:

QB = QH + k(W + 9H)

bu erda W - yonuvchi moddadagi suvning og'irligi (%) miqdori;

H - yonuvchi moddadagi vodorod miqdori (massa bo'yicha%);

k - 6 kkal / kg ga teng koeffitsient

Hisob-kitoblarni amalga oshirish usullari

Yuqori va past kaloriya qiymatlari ikkita asosiy usul bilan aniqlanadi: hisoblash va eksperimental.

Kalorimetrlar eksperimental hisob-kitoblarni amalga oshirish uchun ishlatiladi. Birinchidan, unda yoqilg'ining namunasi yoqiladi. Chiqariladigan issiqlik butunlay suv tomonidan so'riladi. Suvning massasi haqida tasavvurga ega bo'lgan holda, siz uning haroratining o'zgarishi bilan yonish issiqligining qiymatini aniqlashingiz mumkin.

Ushbu uslub oddiy va samarali deb hisoblanadi, u faqat texnik tahlil ma'lumotlarini bilishni talab qiladi.

Hisoblash usulida yuqori va past kaloriya qiymatlari Mendeleev formulasi yordamida hisoblanadi.

Q p H = 339C p +1030H p -109(O p -S p) - 25 Vt p (kJ/kg)

U ish tarkibidagi uglerod, kislorod, vodorod, suv bug'lari, oltingugurt miqdorini (foizda) hisobga oladi. Yonish vaqtida issiqlik miqdori ekvivalent yoqilg'ini hisobga olgan holda aniqlanadi.

Gazning yonish issiqligi dastlabki hisob-kitoblarni amalga oshirish va ma'lum turdagi yoqilg'idan foydalanish samaradorligini aniqlash imkonini beradi.

Kelib chiqishi xususiyatlari

Muayyan yoqilg'i yoqilganda qancha issiqlik ajralib chiqishini tushunish uchun uning kelib chiqishi haqida tasavvurga ega bo'lish kerak.

Tabiatda qattiq yoqilg'ining turli xil versiyalari mavjud bo'lib, ular tarkibi va xususiyatlarida farqlanadi.

Uning shakllanishi bir necha bosqichda sodir bo'ladi. Avval torf hosil bo'ladi, keyin jigarrang va toshko'mir olinadi, keyin antrasit hosil bo'ladi. Qattiq yoqilg'ining shakllanishining asosiy manbalari barglar, yog'och va qarag'ay ignalaridir. O'simliklarning qismlari o'lib, havoga ta'sir qilganda, ular zamburug'lar tomonidan yo'q qilinadi va torf hosil qiladi. Uning to'planishi jigarrang massaga aylanadi, keyin jigarrang gaz olinadi.

Yuqori bosim va haroratda jigarrang gaz ko'mirga aylanadi, keyin yoqilg'i antrasit shaklida to'planadi.

Organik moddalardan tashqari, yoqilg'ida qo'shimcha balast mavjud. Organik deb organik moddalardan hosil bo'lgan qism deb hisoblanadi: vodorod, uglerod, azot, kislorod. Ushbu kimyoviy elementlardan tashqari, u balastni o'z ichiga oladi: namlik, kul.

Yonish texnologiyasi yonib turgan yoqilg'ining ishchi, quruq va yonuvchan massasini ajratishni o'z ichiga oladi. Ishchi massa iste'molchiga etkazib beriladigan asl shakldagi yoqilg'idir. Quruq massa - bu suv bo'lmagan kompozitsion.

Murakkab

Eng qimmatli komponentlar uglerod va vodoroddir.

Ushbu elementlar har qanday turdagi yoqilg'ida mavjud. Torf va yog'ochda uglerodning ulushi 58 foizga, qattiq va jigarrang ko'mirda - 80 foizga, antrasitda esa 95 foizga etadi. Ushbu ko'rsatkichga qarab, yoqilg'ining yonishi paytida chiqarilgan issiqlik miqdori o'zgaradi. Vodorod har qanday yoqilg'ining ikkinchi eng muhim elementidir. Kislorod bilan bog'langanda u namlik hosil qiladi, bu esa har qanday yoqilg'ining termal qiymatini sezilarli darajada kamaytiradi.

Uning ulushi neft slanetslarida 3,8 dan mazutda 11 gacha. Yoqilg'i tarkibidagi kislorod balast vazifasini bajaradi.

Bu issiqlik hosil qiluvchi kimyoviy element emas, shuning uchun u yonish issiqligining qiymatiga salbiy ta'sir qiladi. Yonish mahsulotlarida erkin yoki bog'langan holda mavjud bo'lgan azotning yonishi zararli aralashmalar hisoblanadi, shuning uchun uning miqdori aniq cheklangan.

Oltingugurt yoqilg'iga sulfatlar, sulfidlar, shuningdek oltingugurt dioksidi gazlari shaklida kiradi. Hidratlanganda oltingugurt oksidi sulfat kislota hosil qiladi, bu qozon uskunasini buzadi va o'simliklar va tirik organizmlarga salbiy ta'sir qiladi.

Shuning uchun oltingugurt kimyoviy element bo'lib, uning tabiiy yoqilg'ida mavjudligi juda istalmagan. Agar oltingugurt birikmalari ish joyiga kirsa, ular ishlaydigan xodimlarning sezilarli zaharlanishiga olib keladi.

Kelib chiqishiga qarab kulning uch turi mavjud:

• asosiy;
• ikkilamchi;
• uchinchi darajali

Birlamchi tur o'simliklarda joylashgan minerallardan hosil bo'ladi. Ikkilamchi kul hosil bo'lish jarayonida o'simlik qoldiqlarining qum va tuproqqa tushishi natijasida hosil bo'ladi.

Uchinchi darajali kul qazib olish, saqlash va tashish paytida yoqilg'i tarkibida paydo bo'ladi. Kulning sezilarli darajada cho'kishi bilan qozon agregatining isitish yuzasida issiqlik o'tkazuvchanligining pasayishi sodir bo'ladi, bu esa gazlardan suvga issiqlik o'tkazish miqdorini kamaytiradi. Ko'p miqdorda kul qozonning ishlashiga salbiy ta'sir qiladi.

Yakunida

Uchuvchi moddalar har qanday turdagi yoqilg'ining yonish jarayoniga sezilarli ta'sir ko'rsatadi. Ularning chiqishi qanchalik katta bo'lsa, olov jabhasining hajmi shunchalik katta bo'ladi. Misol uchun, ko'mir va torf osongina yonadi, jarayon kichik issiqlik yo'qotishlari bilan birga keladi. Uchuvchi aralashmalarni olib tashlaganidan keyin qolgan koks tarkibida faqat mineral va uglerod birikmalari mavjud. Yoqilg'ining xususiyatlariga qarab, issiqlik miqdori sezilarli darajada o'zgaradi.

Kimyoviy tarkibiga qarab, qattiq yoqilg'ining hosil bo'lishining uch bosqichi mavjud: torf, qo'ng'ir tosh va ko'mir.

Kichik qozonxonalarda tabiiy yog'och ishlatiladi. Ular asosan yog'och chiplari, talaşlar, plitalar, qobiqlardan foydalanadilar va o'tinning o'zi oz miqdorda ishlatiladi. Yog'och turiga qarab, hosil bo'ladigan issiqlik miqdori sezilarli darajada farq qiladi.

Yonish issiqligining pasayishi bilan o'tin ma'lum afzalliklarga ega bo'ladi: tez yonuvchanlik, minimal kul miqdori va oltingugurt izlari yo'qligi.

Tabiiy yoki sintetik yoqilg'ining tarkibi, uning kalorifik qiymati haqidagi ishonchli ma'lumotlar termokimyoviy hisob-kitoblarni amalga oshirishning ajoyib usuli hisoblanadi.

Hozirgi vaqtda ma'lum bir vaziyatda foydalanish uchun eng samarali va arzon bo'lgan qattiq, gazsimon, suyuq yoqilg'ining asosiy variantlarini aniqlashning haqiqiy imkoniyati mavjud.