Doğal gazın kalorifik değeri kcal m3. Gaz yakıtı

Gaz yakıtı Doğal ve yapay olarak ikiye ayrılır ve belli miktarda su buharı, bazen de toz ve reçine 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. temel doğal gaz 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.

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 az miktarda su buharı H2O. 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 - oluşturan bileşenler gaz karışımı, 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

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

Yanma ısısı yanıcı maddenin kimyasal bileşimi ile belirlenir. Yanıcı bir maddenin içerdiği kimyasal elementler kabul edilen sembollerle gösterilir. İLE , N , HAKKINDA , N , S kül ve su sembollerdir A Ve K sırasıyla.

Ansiklopedik YouTube

• 1 / 5

  Yanma ısısı yanıcı maddenin çalışma kütlesi ile ilişkili olabilir. Q P (\displaystyle Q^(P)) yani yanıcı maddenin tüketiciye ulaştığı formdaki; maddenin kuru ağırlığına Q C (\displaystyle Q^(C)); yanıcı bir madde kütlesine Q Γ (\displaystyle Q^(\Gama )) yani nem ve kül içermeyen yanıcı bir maddeye.

  Daha yüksek var ( Q B (\displaystyle Q_(B))) ve daha aşağıda ( QH (\displaystyle Q_(H))) yanma ısısı.

  Altında daha yüksek kalorifik değer Yanma ürünlerini soğuturken su buharının yoğunlaşma ısısı da dahil olmak üzere, bir maddenin tamamen yanması sırasında açığa çıkan ısı miktarını anlayın.

  Net kalorifik değer su buharının yoğunlaşma ısısını hesaba katmadan, tam yanma sırasında açığa çıkan ısı miktarına karşılık gelir. Su buharının yoğunlaşma ısısına da denir. gizli buharlaşma ısısı (yoğuşma).

  Daha düşük ve daha yüksek kalorifik değerler aşağıdaki ilişkiyle ilişkilidir: Q B = Q H + k (W + 9 H) (\displaystyle Q_(B)=Q_(H)+k(W+9H)),

  burada k, 25 kJ/kg'a (6 kcal/kg) eşit bir katsayıdır; W, yanıcı maddedeki su miktarıdır, % (kütlece); H, yanıcı bir maddedeki hidrojen miktarıdır, % (kütlece).

  Kalorifik değerin hesaplanması

  Bu nedenle, daha yüksek kalorifik değer, yanıcı bir maddenin birim kütlesinin veya hacminin (gaz için) tamamen yanması ve yanma ürünlerinin çiğlenme noktası sıcaklığına kadar soğutulması sırasında açığa çıkan ısı miktarıdır. Isı mühendisliği hesaplamalarında yüksek olan ısıl değer %100 olarak alınır. Bir gazın gizli yanma ısısı, yanma ürünlerinde bulunan su buharının yoğunlaşması sırasında açığa çıkan ısıdır. Teorik olarak %11’e ulaşabilir.

  Uygulamada, yanma ürünlerini tamamen yoğunlaşıncaya kadar soğutmak mümkün değildir ve bu nedenle, her ikisinde de bulunan su buharının buharlaşma ısısının daha yüksek kalorifik değerden çıkarılmasıyla elde edilen daha düşük kalorifik değer (QHp) kavramı ortaya atılmıştır. madde ve yanması sırasında oluşanlar. 1 kg su buharının buharlaşması için 2514 kJ/kg (600 kcal/kg) gerekir. Düşük kalorifik değer aşağıdaki formüllerle belirlenir (kJ/kg veya kcal/kg):

  Q H P = Q B P − 2514 ⋅ ((9 H P + W P) / 100) (\displaystyle Q_(H)^(P)=Q_(B)^(P)-2514\cdot ((9H^(P)+W^ (P))/100))(katı madde için)

  Q H P = Q B P − 600 ⋅ ((9 H P + W P) / 100) (\displaystyle Q_(H)^(P)=Q_(B)^(P)-600\cdot ((9H^(P)+W^ (P))/100))(sıvı bir madde için), burada:

  2514 - 0 °C'de buharlaşma ısısı ve atmosferik basınç, kJ/kg;

  HP (\displaystyle H^(P)) Ve W P (\displaystyle W^(P))- çalışma yakıtındaki hidrojen ve su buharı içeriği, %;

  9, 1 kg hidrojenin oksijenle birlikte yanması sonucu 9 kg su oluştuğunu gösteren katsayıdır.

  Yanma ısısı en çok önemli karakteristik yakıt, 1 kg katı veya sıvı yakıtın veya 1 m³ gaz yakıtın yakılmasıyla elde edilen ısı miktarını kJ/kg (kcal/kg) cinsinden belirlediğinden. 1 kcal = 4,1868 veya 4,19 kJ.

  Alt kalorifik değer her madde için deneysel olarak belirlenir ve referans değerdir. Ayrıca, bilinen bir element bileşimine sahip katı ve sıvı malzemeler için, D.I. Mendeleev'in kJ/kg veya kcal/kg formülüne göre hesaplama yapılarak belirlenebilir:

  Q H P = 339 ⋅ C P + 1256 ⋅ H P − 109 ⋅ (O P − S L P) − 25,14 ⋅ (9 ⋅ H P + W P) (\displaystyle Q_(H)^(P)=339\cdot C^(P)+1256\ cdot H^(P)-109\cdot (O^(P)-S_(L)^(P))-25.14\cdot (9\cdot H^(P)+W^(P)))

  Q H P = 81 ⋅ C P + 246 ⋅ H P − 26 ⋅ (O P + S L P) − 6 ⋅ W P (\displaystyle Q_(H)^(P)=81\cdot C^(P)+246\cdot H^(P) -26\cdot (O^(P)+S_(L)^(P))-6\cdot W^(P)), Nerede:

  C P (\displaystyle C_(P)), H P (\displaystyle H_(P)), O P (\displaystyle O_(P)), S L P (\displaystyle S_(L)^(P)), W P (\displaystyle W_(P))- yakıtın çalışma kütlesindeki karbon, hidrojen, oksijen, uçucu kükürt ve nem içeriği% olarak (ağırlıkça).

  Karşılaştırmalı hesaplamalar için, özgül yanma ısısı 29308 kJ/kg'a (7000 kcal/kg) eşit olan geleneksel yakıt adı verilen yakıt kullanılır.

  Rusya'da termal hesaplamalar (örneğin, bir odanın patlama ve yangın tehlikesi açısından kategorisini belirlemek için ısı yükünün hesaplanması), ABD, İngiltere ve Fransa'da genellikle en düşük kalorifik değer kullanılarak yapılıyor. en yüksek. Birleşik Krallık ve ABD'de metrik ölçü sisteminin tanıtılmasından önce özısı yanma, pound (lb) başına İngiliz termal birimi (BTU) cinsinden ölçülmüştür (1Btu/lb = 2,326 kJ/kg).

  Maddeler ve malzemeler	Net kalorifik değer Q H P (\displaystyle Q_(H)^(P)), MJ/kg
  Benzin	41,87
  Gazyağı	43,54
  Kağıt: kitaplar, dergiler	13,4
  Ahşap (bloklar W = %14)	13,8
  Doğal kauçuk	44,73
  Polivinil klorür linolyum	14,31
  Lastik	33,52
  Kesikli elyaf	13,8
  Polietilen	47,14
  Genişletilmiş polistiren	41,6
  Pamuk gevşetildi	15,7
  Plastik	41,87

  Her gün mutfak ocağındaki brülörü çalıştıran çok az kişi gaz üretiminin ne kadar zaman önce başladığını düşünüyor. Ülkemizde gelişimi yirminci yüzyılda başladı. Bundan önce, petrol ürünlerinin çıkarılması sırasında basitçe bulunuyordu. Doğal gazın kalorifik değeri o kadar yüksektir ki, bugün bu hammaddenin yeri doldurulamaz ve yüksek kaliteli analogları henüz geliştirilmemiştir.

  Kalori değeri tablosu evinizi ısıtmak için yakıt seçmenize yardımcı olacaktır

  Fosil yakıtların özellikleri

  Doğal gaz, birçok ülkenin yakıt ve enerji dengelerinde lider konumda olan önemli bir fosil yakıttır. Şehirlere ve çeşitli teknik işletmelere yakıt sağlamak için doğal gaz tehlikeli kabul edildiğinden çeşitli yanıcı gazlar tüketiyorlar.

  Çevreciler gazın en temiz yakıt olduğuna inanıyor; yakıldığında çok daha az emisyon yayıyor zehirli maddeler yakacak odun, kömür ve petrolden daha fazla. İnsanlar tarafından günlük olarak kullanılan ve koku verici gibi bir katkı maddesi içeren bu yakıt, donanımlı tesislerde 1 bin metreküp gaza 16 miligram oranında ilave ediliyor.

  Maddenin önemli bir bileşeni metandır (yaklaşık %88-96), geri kalanı diğer kimyasallardır:

  • bütan;
  • hidrojen sülfit;
  • propan;
  • azot;
  • oksijen.

  Bu videoda kömürün rolüne bakacağız:

  İçindeki metan miktarı doğal yakıt doğrudan mevduatına bağlıdır.

  Tanımlanan yakıt türü hidrokarbon ve hidrokarbon olmayan bileşenlerden oluşur. Doğal fosil yakıtlar öncelikle bütan ve propanı içeren metandır. Tanımlanan fosil yakıt, hidrokarbon bileşenlerinin yanı sıra nitrojen, kükürt, helyum ve argon içerir. Sıvı buharlar da bulunur, ancak yalnızca gaz halinde petrol yatakları.

  Mevduat türleri

  Birkaç çeşit gaz birikintisi vardır. Aşağıdaki türlere ayrılırlar:

  • gaz;
  • yağ.

  Onların ayırt edici özellik hidrokarbon içeriğidir. Gaz yatakları mevcut maddenin yaklaşık %85-90'ını içerir, petrol sahaları ise %50'den fazlasını içermez. Geri kalan yüzdeler bütan, propan ve yağ gibi maddeler tarafından işgal edilir.

  Petrol üretiminin büyük bir dezavantajı, dışarı atılmasıdır. Çeşitli türler katkı maddeleri Kükürt teknik işletmelerde yabancı madde olarak kullanılır.

  Doğal gaz tüketimi

  Bütan, otomobiller için benzin istasyonlarında yakıt olarak tüketilir ve organik madde“Propan” adı verilen çakmakların doldurulmasında kullanılır. Asetilen son derece yanıcı bir maddedir ve kaynak ve metal kesmede kullanılır.

  Fosil yakıtlar günlük hayatta kullanılmaktadır:

  • sütunlar;
  • gaz sobası;

  Bu yakıt türü en ucuz ve zararsız olarak kabul edilir, tek dezavantajı yandığında atmosfere karbondioksit salınmasıdır. Gezegenin her yerindeki bilim adamları termal enerjinin yerini alacak bir şey arıyorlar.

  Kalorifik değer

  Doğal gazın kalorifik değeri, bir birim yakıtın yeterince yanması durumunda ortaya çıkan ısı miktarıdır. Yanma sırasında açığa çıkan ısı miktarı, doğal koşullar altında alınan bir metreküptür.

  Doğal gazın termal kapasitesi aşağıdaki göstergelerle ölçülür:

  • kcal/nm3;
  • kcal/m3.

  Yüksek ve düşük kalorifik değer vardır:

  1. Yüksek. Yakıtın yanması sırasında oluşan su buharının ısısını dikkate alır.
  2. Düşük. Su buharında bulunan ısı dikkate alınmaz çünkü bu tür buharlar yoğunlaşamaz, ancak yanma ürünleriyle birlikte ayrılır. Su buharının birikmesi nedeniyle 540 kcal/kg'a eşit miktarda ısı oluşur. Ayrıca yoğuşma suyu soğuduğunda 80'den yüz kcal/kg'a kadar ısı ortaya çıkar. Genel olarak su buharının birikmesi nedeniyle 600 kcal/kg'dan fazlası oluşur, bu yüksek ve düşük ısı çıkışı arasındaki ayırt edici özelliktir.

  Şehir içi yakıt dağıtım sisteminde tüketilen gazların büyük çoğunluğu için fark %10'a eşdeğerdir. Şehirlere gaz sağlamak için kalorifik değerinin 3500 kcal/Nm3'ten fazla olması gerekir. Bu, tedarikin uzun mesafelerde bir boru hattı üzerinden gerçekleştirilmesiyle açıklanmaktadır. Kalorifik değeri düşükse arzı artar.

  Doğal gazın kalorifik değeri 3500 kcal/Nm3'ün altında ise sanayide daha çok kullanılır. Uzun mesafelerde taşınmasına gerek kalmaz ve yanması çok daha kolay hale gelir. Gazın kalorifik değerindeki ciddi değişiklikler, sık sık ayarlama ve bazen değiştirme gerektirir. büyük miktar Ev tipi sensörlerin standart brülörleri zorluklara yol açmaktadır.

  Bu durum gaz boru hattı çaplarının artmasına neden olduğu gibi metal, şebeke kurulumu ve işletme maliyetlerinde de artışa yol açmaktadır. Düşük kalorili fosil yakıtların büyük bir dezavantajı, yakıtın çalıştırılması ve boru hattı bakımının yanı sıra ekipman sırasında da tehdit düzeyini artıran büyük miktarda karbon monoksit içeriğidir.

  Yanma sırasında açığa çıkan ve 3500 kcal/Nm3'ü aşmayan ısı çoğunlukla endüstriyel üretimde kullanılır, burada uzun mesafeye aktarılmasının gerekli olmadığı ve kolayca yanma oluşturması gerekir.

  5. YANMA ISI DENGESİ

  Gaz, sıvı ve katı yakıtların yanma sürecinin ısı dengesini hesaplama yöntemlerini ele alalım. Hesaplama aşağıdaki problemlerin çözümüne indirgenir.

  · Yakıtın yanma ısısının (kalorifik değer) belirlenmesi.

  · Teorik yanma sıcaklığının belirlenmesi.

  5.1. YANMA ISI

  Kimyasal reaksiyonlara ısının salınması veya emilmesi eşlik eder. Isı açığa çıktığında reaksiyona ekzotermik, ısı emildiğinde ise endotermik denir. Tüm yanma reaksiyonları ekzotermiktir ve yanma ürünleri ekzotermik bileşiklerdir.

  Akış sırasında serbest bırakılır (veya emilir) Kimyasal reaksiyonısıya reaksiyon ısısı denir. Ekzotermik reaksiyonlarda pozitif, endotermik reaksiyonlarda negatiftir. Yanma reaksiyonuna her zaman ısı salınımı eşlik eder. Yanma ısısı Qg(J/mol), bir mol maddenin tamamen yanması ve yanıcı bir maddenin tam yanma ürünlerine dönüşümü sırasında açığa çıkan ısı miktarıdır. Mol, bir maddenin miktarının temel SI birimidir. Bir mol, 12 g karbon-12 izotopunda bulunan atom sayısıyla aynı sayıda parçacık (atom, molekül vb.) içeren madde miktarıdır. 1 mol'e (moleküler veya molar kütle) eşit bir madde miktarının kütlesi, bu maddenin bağıl moleküler kütlesi ile sayısal olarak çakışır.

  Örneğin, oksijenin (O2) bağıl molekül ağırlığı 32, karbon dioksitin (CO2) 44'tür ve karşılık gelen molekül ağırlıkları M = 32 g/mol ve M = 44 g/mol olacaktır. Böylece, bir mol oksijen bu maddeden 32 gram içerir ve bir mol C02, 44 gram karbondioksit içerir.

  Teknik hesaplamalarda en sık kullanılan yanma ısısı değildir. Qg ve yakıtın kalorifik değeri Q(J/kg veya J/m3). Bir maddenin kalorifik değeri, 1 kg veya 1 m3 maddenin tamamen yanması sırasında açığa çıkan ısı miktarıdır. Sıvı ve katı maddeler için hesaplama 1 kg başına, gaz halindeki maddeler için ise 1 m3 başına yapılır.

  Yanma ısısı ve yakıtın kalorifik değeri bilgisi, yanma veya patlama sıcaklığını, patlama basıncını, alev yayılma hızını ve diğer özellikleri hesaplamak için gereklidir. Yakıtın kalorifik değeri deneysel olarak veya hesaplama yoluyla belirlenir. Kalorifik değeri deneysel olarak belirlerken, belirli bir katı veya sıvı yakıt kütlesi kalorimetrik bir bombada ve gaz yakıt durumunda bir gaz kalorimetresinde yakılır. Bu aletler toplam ısıyı ölçer Q 0 tartım yakıt numunesinin yanması sırasında salınır M. Kalorifik değer Qg formülle bulunur

  Yanma ısısı ile ısı arasındaki ilişki
  yakıtın kalorifik değeri

  Yanma ısısı ile bir maddenin kalorifik değeri arasında bir bağlantı kurmak için yanmanın kimyasal reaksiyonunun denklemini yazmak gerekir.

  Karbonun tamamen yanması sonucu ortaya çıkan ürün karbondioksittir:

  C+O2 →CO2.

  Hidrojenin tamamen yanmasının ürünü sudur:

  2H2+O2 →2H2O.

  Kükürtün tamamen yanmasının ürünü kükürt dioksittir:

  S +O 2 →S02.

  Bu durumda nitrojen, halojenler ve diğer yanıcı olmayan elementler serbest halde açığa çıkar.

  Yanıcı madde - gaz

  Örnek olarak, yanma ısısının eşit olduğu metan CH4'ün kalorifik değerini hesaplayalım. Qg=882.6 .

  · Metanın moleküler ağırlığını kimyasal formülüne (CH 4) göre belirleyelim:

  M=1∙12+4∙1=16 g/mol.

  · Belirleyelim kalorifik değer 1 kg metan:

  · Normal şartlarda yoğunluğunun ρ=0,717 kg/m3 olduğunu bilerek 1 kg metanın hacmini bulalım:

  .

  · 1 m3 metanın kalorifik değerini belirleyelim:

  Herhangi bir yanıcı gazın kalorifik değeri de benzer şekilde belirlenir. Pek çok yaygın madde için yanma ısısı ve kalorifik değerler yüksek doğrulukla ölçülmüştür ve ilgili referans literatüründe verilmiştir. İşte bazı gaz halindeki maddelerin kalorifik değerlerinin bir tablosu (Tablo 5.1). Büyüklük Q Bu tabloda MJ/m3 ve kcal/m3 cinsinden verilmiştir, çünkü ısı birimi olarak sıklıkla 1 kcal = 4,1868 kJ kullanılır.

  Tablo 5.1

  Gazlı yakıtların kalorifik değeri

  Madde			Asetilen
  Q

  Yanıcı bir madde sıvı veya sağlam

  Örnek olarak, yanma ısısı olan etil alkol C 2 H 5 OH'nin kalorifik değerini hesaplayalım. Qg= 1373,3 kJ/mol.

  · Etil alkolün molekül ağırlığını kimyasal formülüne (C 2 H 5 OH) göre belirleyelim:

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

  1 kg etil alkolün kalorifik değerini belirleyelim:

  Herhangi bir sıvı ve katı yanıcı maddenin kalorifik değeri benzer şekilde belirlenir. Masada 5.2 ve 5.3 kalorifik değerleri göstermektedir Q(MJ/kg ve kcal/kg) bazı sıvılar ve katılar için.

  Tablo 5.2

  Kalorifik değer sıvı yakıtlar

  Madde		Metil alkol	Etanol			Akaryakıt, yağ
  Q

  Tablo 5.3

  Katı yakıtların kalorifik değeri

  Madde		Ağaç taze	Kuru ahşap	kahverengi kömür	Kuru turba	Antrasit, kok
  Q

  Mendeleev'in formülü

  Yakıtın kalorifik değeri bilinmiyorsa, D.I. tarafından önerilen ampirik formül kullanılarak hesaplanabilir. Mendeleev. Bunu yapmak için yakıtın elementel bileşimini (eşdeğer yakıt formülü), yani içindeki içeriğin yüzdesini bilmeniz gerekir. aşağıdaki unsurlar:

  Oksijen (O);

  Hidrojen (H);

  Karbon (C);

  Kükürt (S);

  Küller (A);

  Su (W).

  Yakıt yanma ürünleri her zaman şunları içerir: su buharı hem yakıttaki nemin varlığı nedeniyle hem de hidrojenin yanması sırasında oluşmuştur. Atık yanma ürünleri endüstriyel tesisten çiğlenme noktasının üzerindeki bir sıcaklıkta çıkar. Bu nedenle su buharının yoğunlaşması sırasında açığa çıkan ısı, yararlı bir şekilde kullanılamaz ve ısıl hesaplamalarda dikkate alınmamalıdır.

  Net kalorifik değer genellikle hesaplama için kullanılır Qn su buharı ile ısı kayıplarını dikkate alan yakıt. Katı ve sıvı yakıtlar için değer Qn(MJ/kg) yaklaşık olarak Mendeleev formülüyle belirlenir:

  Qn=0.339+1.025+0.1085 – 0.1085 – 0.025, (5.1)

  burada yakıt bileşimindeki karşılık gelen elementlerin yüzdesi (ağırlıkça %) parantez içinde gösterilir.

  Bu formül, karbon, hidrojen ve kükürtün (artı işaretli) ekzotermik yanma reaksiyonlarının ısısını dikkate alır. Yakıtın içerdiği oksijen kısmen havadaki oksijenin yerini alır, dolayısıyla formül (5.1)'deki karşılık gelen terim eksi işaretiyle alınır. Nem buharlaştığında ısı tüketilir, dolayısıyla W içeren karşılık gelen terim de eksi işaretiyle alınır.

  Farklı yakıtların (odun, turba, kömür, petrol) kalorifik değerlerine ilişkin hesaplanan ve deneysel verilerin karşılaştırılması, Mendeleev formülü (5.1) kullanılarak yapılan hesaplamanın% 10'u aşmayan bir hata verdiğini gösterdi.

  Net kalorifik değer Qn Kuru yanıcı gazların (MJ/m3) miktarı, tek tek bileşenlerin kalorifik değerlerinin çarpımlarının toplamı ve bunların 1 m3 gazlı yakıt içindeki yüzde içeriği olarak yeterli doğrulukla hesaplanabilir.

  Qn= 0,108[Н 2 ] + 0,126[СО] + 0,358[СН 4 ] + 0,5[С 2 Н 2 ] + 0,234[Н 2 S]…, (5,2)

  karışımdaki karşılık gelen gazların yüzdesi (% hacim) parantez içinde gösterilir.

  Doğal gazın kalorifik değeri ortalama 53,6 MJ/m3 civarındadır. Yapay olarak üretilen yanıcı gazlarda metan CH4 içeriği önemsizdir. Ana yanıcı bileşenler hidrojen H2 ve karbon monoksit CO'dur. Örneğin kok fırını gazında H2 içeriği %(55 ÷ 60)'e ulaşır ve bu gazın alt kalorifik değeri 17,6 MJ/m3'e ulaşır. Jeneratör gazı CO ~%30 ve H2~%15 içerirken, jeneratör gazının alt kalorifik değeri Qn= (5,2÷6,5) MJ/m3. Yüksek fırın gazındaki CO ve H2 içeriği daha düşüktür; büyüklük Qn= (4,0÷4,2) MJ/m3.

  Mendeleev formülünü kullanarak maddelerin kalorifik değerini hesaplama örneklerine bakalım.

  Elementel bileşimi tabloda verilen kömürün kalorifik değerini belirleyelim. 5.4.

  Tablo 5.4

  Kömürün elementel bileşimi

  · Tabloda verilenleri yerine yazalım. Mendeleev formülündeki (5.1) 5.4 verileri (azot N ve kül A, inert maddeler oldukları ve yanma reaksiyonuna katılmadıkları için bu formüle dahil edilmemiştir):

  Qn=0,339∙37,2+1,025∙2,6+0,1085∙0,6–0,1085∙12–0,025∙40=13,04 MJ/kg.

  Yanma sırasında açığa çıkan ısının %5'i ısıtma için harcanıyorsa, 50 litre suyu 10°C'den 100°C'ye ısıtmak için gereken yakacak odun miktarını ve suyun ısı kapasitesini hesaplayalım. İle=1 kcal/(kg∙derece) veya 4,1868 kJ/(kg∙derece). Yakacak odunun elementel bileşimi tabloda verilmiştir. 5.5:

  Tablo 5.5

  Yakacak odunun elementel bileşimi

  	· Yakacak odunun kalorifik değerini Mendeleev formülünü (5.1) kullanarak bulalım: Qn=0,339∙43+1,025∙7–0,1085∙41–0,025∙7= 17,12 MJ/kg. · 1 kg yakacak odun yakarken suyu ısıtmak için harcanan ısı miktarını belirleyelim (yanma sırasında açığa çıkan ısının (a = 0,05) %5'inin onu ısıtmak için harcandığını dikkate alarak): Q 2 =a Qn=0,05·17,12=0,86 MJ/kg. · 50 litre suyu 10°C'den 100°C'ye ısıtmak için gereken odun miktarını hesaplayalım: kilogram. Bu nedenle suyu ısıtmak için yaklaşık 22 kg yakacak odun gerekir.

  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.

  Ocak kutusuna 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 işlemi 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 içeriği, artan yanma hızı ve düşük kalorifik değeri nedeniyle 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 ve içindeki içeriğe bağlıdır. mineraller ve üretim coğrafyası. Katı yakıt olarak sadece saf kömür değil aynı zamanda briketler halinde preslenmiş düşük zenginleştirilmiş kömür cürufu da bulunur.

  Peletler (yakıt granülleri), endüstriyel olarak odundan üretilen katı yakıtlardır ve bitki atığı: 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. Üretim sürecinin karmaşıklığı ve yüksek talep, peletlerin maliyetini belirler. 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;
  • için uygun granül boyutu otomatik indirmeözel donanımlı bir kazana.

  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.