Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Балластом снижающим теплотворную способность углей является

Снижение - теплотворная способность - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Снижение - теплотворная способность

Cтраница 2

Наличие больших количеств балластных примесей в горючих газах ведет к снижению теплотворной способности газов, увеличивает его удельный вес, все это вызывает при проектировании завышение диаметров трубопроводов и как следствие увеличение капитальных затрат. [16]

Наличие значительных количеств балластных примесей в горючем газе приводит к снижению теплотворной способности газа и увеличению его удельного веса. Эти факторы, приводят к увеличению диаметра газопроводов и к увеличению металловложений и капитальных затрат на сооружение газопроводов. [17]

Так, при содержании в топливе негорючей минеральной массы, кроме снижения теплотворной способности, осложняется использование топлива из-за необходимости удаления образующейся при сжигании золы. При этом большое значение имеет не только количество золы, но и ее свой7 ства, в особенности температура плавления. [18]

Следует обратить внимание и на тот факт, что даже неполное извлечение этилена приведет к снижению теплотворной способности бытового газа на 12 - 13 %, что обусловит также и дополнительные затраты электроэнергии на дальнюю перекачку 1000 ккал, содержащихся в менее калорийном газе. [19]

Расчеты показали, что использование экибастузского угля с зольностью Ар выше 44 % требует дополнительного сжигания мазута, который компенсирует снижение теплотворной способности угля. В этом случае в формуле ( 5) учитываются дополнительные объемы выбросов окислов серы из-за использования дополнительного количества мазута. [20]

При выветривании углей происходит образование растворимых в водной щелочи веществ ( оксигуминовых кислот), повышение гигроскопичности угля, падение содержания углерода и водорода при параллельном увеличении содержания кислорода, снижение теплотворной способности и снижение у спекающихся углей качества кокса; выход летучвх веществ в случае углей низкой степени метаморфизма падает, а в случае высокометаморфизованных углей-возрастает. [21]

Сера не вызывает трудностей в самом процессе получения газа, но из рис. 5 видно, что эффективность реактора снижается с ростом содержания серы. Этот результат объясняется снижением теплотворной способности, уменьшением количества углерода и водорода в нефтяном сырье и потерями водорода, связанными с образованием сероводорода в процессе газификации. [22]

При тщательном контроле технологического режима процесса такое снижение теплотворной способности может быть достигнуто без заметного уменьшения производительности. При любой заданной температуре щелочноземельный катализатор менее активен, чем металлический, но лабораторные исследования показывают, что контроль процесса легче осуществить при использовании щелочноземельного катализатора. [23]

В самом деле, для каменных углей, теплотворной способностью 6000 ккал / кг, каждый процент влаги снижает теплотворную способность топлива на 60 ккал вследствие уменьшения горючей массы и только на 6 ккал вследствие расхода тепла на испарение влаги. Таким образом, расход тепла на испарение влаги составляет лишь 10 % от снижения теплотворной способности топлива вследствие того, что влага, как балласт топлива, понижает содержание в нем горючей массы. [24]

Снижение содержания ценного компонента в руде или иное ухудшение потребительских качеств добываемого сырья за счет технологически неизбежного смешивания полезного ископаемого с пустой породой называют разубоживанием. Для твердых горючих полезных ископаемых ( угли, сланцы) разубоживание выражается повышением их зольности и снижением теплотворной способности. На железорудных предприятиях принято говорить о засорении добываемой руды. [25]

Так, при переводе двигателя с природного газа на биогаз, а затем и на светильный газ, что соответствует снижению теплотворной способности газа с 35 500 до 17 000 кДж / м3, теплотворная способность газовоздушной смеси сохранилась на уровне приблизительно 3 300 кДж / м3, а цилиндровая мощность двигателя уменьшилась всего с 82 до 78 кВт / цил. При использовании в качестве топлива генераторного газа с Ни 5 000 кДж / м3 эти характеристики снижаются соответственно до 2 300 кДж / м3 и 52 кВт / цил. Поэтому работа двигателя на низкокалорийных газах крайне нежелательна. [26]

При подогреве пар подается в разогреваемую жидкость через перфорированные штанги, вводимые в нефтепродукт через люки вагонов-цистерн или люки отсеков нефтяных барж. Перемешиваясь с разогреваемой жидкостью и конденсируясь в ней, водяной пар отдает свое тепло, увеличивая одновременно содержание воды в разогреваемой среде. Обводнение приводит к снижению теплотворной способности нефтепродукта при использовании его в качестве топлива, ухудшает условия его хранения и транспортирование. [27]

При подогреве пар подается в разогреваемую жидкость через перфорированные штанги, вводимые в нефтепродукт через люки вагонов-цнстерн или люки отсеков нефтяных барж. Перемешиваясь с разогреваемой жидкостью и конденсируясь в ней, водяной пар отдает свое тепло, увеличивая одновременно содержание воды в разогреваемой среде. Обводнение приводит к снижению теплотворной способности нефтепродукта при использовании его в качестве топлива, ухудшает условия его хранения и транспортирования. [28]

С другой стороны, при слишком низкой вязкости топлива представляет значительные трудности обеспечить плотность всей топливной аппаратуры и отсутствие утечек топлива, а кроме того обеспечить достаточную смазку движущихся деталей топливных насосов. Более вязкие топлива требуют соответствующего подогрева для обеспечения указанной вязкости перед насосами двигателя. Содержание воды и прочих механич. Кроме бесполезного снижения теплотворной способности топлива вода, с одной стороны, вызывает ухудшение процессов сгорания, а с другой, - растворенные в воде соли отлагаются в цилиндре двигателя и вызывают усиленный износ деталей. Наличие к-т и щелочей может вызвать коррозию и разрушение деталей топливной системы и поэтому совершенно недопустимо. Температура вспышки кроме отмеченного выше значения как показателя пожарной опасности топлива может до нек-рой степени характеризовать наличие в топливе особенно легких фракций, крайне нежелательное при одновременном наличии также и тяжелых. С другой стороны, сероводород, растворенный в топливе, оказывает сильное корродирующее действие на детали топливной аппаратуры, и поэтому его присутствие в топливе недопустимо. [29]

Таким образом, состав, а вместе с ним и теплотворная способность стехиометрической смеси меняются по высоте пламени. Это обстоятельство ведет к тому, что и температура в различных местах зоны горения неодинакова. Вступающие в зону горения кислород и азот имеют низкую температуру, и на нагрев их затрачивается значительное количество тепла. По мере удаления от основания пламени температура зоны горения повышается, хотя теплотворная способность образующейся смеси уменьшается. Здесь снижение теплотворной способности смеси компенсируется теплом, вносимым кислородом и азотом, поступающими в зону горения нагретыми. [30]

Страницы: 1 2

www.ngpedia.ru

Важнейшие свойства топлива — МегаЛекции

Основные характеристики топлива, определяющие его ценность, удобство использования, эффективность и др., приведены ниже:

Теплотворная способность, или теплота сгорания. Представляет собой количество теплоты, которое выделяется при сгорании либо 1 кг, либо 1м3 топлива. Эта характеристика определяет расход топлива и транспортные расходы на единицу энергии.

Жаропроизводительность. Представляет собой максимальную температуру, которой можно достигнуть при сжигании топлива в адиабатических условиях. Определяет эффективность топлива в высокотемпературных процессах.

Содержание балласта, т.е. минеральной несгораемой массы, а также влаги в твердом и жидком топливе, а азота и углекислого газа – в газообразном топливе. Чем выше содержание балласта, тем ниже теплотворная способность и жаропроизводительность.

Содержание вредных примесей, снижающих ценность топлива и обуславливающих загрязнение окружающей среды (например, серы).

Выход летучих веществ и обуглероженных остатков (например, кокса), определяющий легкость его зажигания и целесообразность применения в данном технологическом процессе.

Удобство сжигания топлива (простота устройств для сжигания, легкость регулировки процесса горения).

Сложность и затраты подготовки топлива к сжиганию.

Степень сложности разведки, трудности добычи и себестоимость топлива.

Удаленность месторождения от районов потребления и стоимость перевозки, транспортировки.

Важнейшие компоненты топлива

Углерод. Имеет наибольшее значение. Его содержание в горючей массе (массе за вычетом воды и минеральных примесей) находится обычно в пределах от 50 до 99%.

Далее в тексте содержание какого-либо компонента в горючей массе обозначается верхним индексом "г".

В таблице 5 приведено содержание углерода и других важных компонентов в некоторых твердых видах топлива.

Т а б л и ц а 5

Содержание важных компонентов в некоторых твердых видах топлива

(в горючей массе), %

Топливо	Сг	Sг	Hг	Ог	Выход летучих
Дрова		-	6,1	42,3
Торф	50 - 60	0,1 – 1,5	5 – 6,5	30 - 40
Сланцы	60-75	4-13	7-10	12-17	80-90
Бурый уголь	64-78	0,3-6	3,8-6,3	15-26	40-60
Каменный уголь	75-90	0,5-6	4-6	2-13	9-50
Антрацит	93-94	2-3		1-2	3-4

В природном газе содержится 75-90% углерода, в бензине 85%, в керосине – 86%.

В среднем горение углерода в различных видах топлива, независимо от его состава, дает около 33мДж/кг.

Жаропроизводительность углерода равна 2240°С (средняя по всем видам топлива).

Водород. Второй по значению компонент. Содержание в твердых видах топлива см. табл. 5. В дизельном топливе содержится 13%, в мазуте – 11-12%, в керосине 14%, в бензине 15%, в сжиженном газе 18%, а в природном газе до 25%.

В среднем сгорание 1 кг водорода в составе топлива дает 141,5мДж теплоты, что в 4,2 раза выше теплоты сгорания углерода. Поэтому с увеличение содержания водорода в топливе растет его теплотворная способность и жаропроизводительность. Из углеводородов наибольшая теплотворная способность у метана (50мДж/кг). У мазута, к примеру, она равна 42мДж/кг.

Жаропроизводительность водорода равна 2235°С.

Кислород. Третий важнейший компонент горючей массы. Его практически нет в жидком и газообразном топливе.

Чем моложе твердое топливо, тем больше оно содержит кислорода (см. табл. 5, в которой сверху вниз растет возраст топлива).

Кислород в топливе снижает теплоту сгорания. В этом смысле он является балластом. В основном он находится в составе таких функциональных групп, как -ОН, -СООН, и уже не способен окислять углерод и водород топлива.

С другой стороны, топливо с высоким содержанием кислорода характеризуется высоким выходом летучих веществ и легко зажигается.

Сера. Сера может содержаться в трех состояниях:

Органическая – в составе сложных органических соединений. Встречается в жидком и твердом топливе.

Колчеданная, или пиритная. Содержится в виде железного колчедана FeS2. Содержится только в твердом топливе.

Сульфатная – в составе сульфатов различных металлов (кальция, железа и др.). Содержится только в твердом топливе.

Сера не только снижает теплотворную способность, но и сильно загрязняет окружающую среду, выделяясь в виде оксидов.

Теплотворная способность топлива

Любое топливо представляет собой смесь сложных органических соединений, поэтому для расчета теплотворной способности невозможно применять термодинамические методы расчета, в частности первое следствие закона Гесса. Для этого требуется знание точного состава топлива. Поэтому используется другой подход, основанный на знании элементного состава. Автором расчетной формулы является Д.И.Менделеев.

Д.И.Менделеев вывел формулу на основании изучения теплоты сгорания различных видов твердого топлива. В формулу входит т.н. рабочее содержание компонентов, то есть содержание компонентов в массе топлива с водой и минеральными веществами. Рабочее содержание обозначается с помощью верхнего индекса "р".

Существует два вида теплоты сгорания – высшая и низшая. Низшая теплота характеризует теплоту, выделяющуюся при сгорании топлива с выделением воды в газообразном состоянии, а высшая – с выделение воды в жидком состоянии. Высшая теплота больше низшей на величину энергии испарения воды, содержащейся в топливе, а также воды, образующейся при его сгорании.

Для расчета низшей теплоты сгорания используется формула:

Qнр = 339Cр + 1025Нр – 109 (Op – Sp) -25Wp, кДж/кг, (51)

Где Wp – содержание влаги.

Формула применяется в основном для твердого и жидкого топлива, но дает достаточную точность и для расчета теплоты сгорания и газообразного топлива.

Для примера, низшая теплота сгорания древесины и торфа равна примерно 10,5мДж/кг, бурых углей 6-17, каменных углей 17-28, антрацита 25-27, нефти 42-44, мазута 42, а природного газа 60мДж/кг.

Формула Менделеева, хоть и была создана очень давно, широко применяется по настоящее время.

Для расчета высшей теплоты сгорания из низшей применяется формула (52):

Qвр = Qнр + 25,14(9Нр + Wp) (52)

Твердое топливо

Торф является продуктом отмирания и неполного распада остатков болотных растений под воздействием грибков и бактерий в условиях избыточного увлажнения и недостаточного доступа воздуха. Торфяные болота образуются в условиях влажного климата при плоском рельефе местности и плохом стоке воды. При образовании торфа из органической массы растений выделяются СО2, Н2О и СН4. В результате сложных биохимических процессов образуются сложные темноокрашенные гуминовые кислоты, содержащие ароматические соединения и такие функциональные группы, как –СООН (кислотные), –ОН (спиртовые), –С=О (карбонильные), –ОСН3 (метоксильные). Суммарное содержание гуминовых кислот может достигать 40 – 50%.

В процессе торфообразования увеличивается содержание углерода в топливе за счет снижения содержания кислорода. В зависимости от степени разложения растений соотношение углерода и кислорода в торфе может колебаться в значительных пределах (см. табл. 5). В среднем содержание углерода составляет 58-60%, водорода 6%, кислорода 6%, а серы 0,2 – 0,3%. Сильно меняется и зольность. Для низинных залежей, связанных с грунтовыми водами, зольность может достигать 6 – 18%. Для верховых залежей, снабжаемых атмосферной водой, зольность меньше, и находится в пределах 2 – 4%. В среднем зольность торфа составляет 11%.

Размер площади, занимаемой торфяными месторождениями и болотами, в мире составляет около 350 млн. га, из которых промышленное значение имеет около 100 млн. га. На территории Западной Европы расположено около 50 млн. га, Азии – свыше 100 млн. га, Северной Америки – свыше 18 млн. га. Мировые ресурсы торфа оцениваются величиной более 300 млрд. тонн.

Торф в качестве топлива применяется достаточно давно. В России промышленную добычу торфа начали в 18 веке. Он широко применялся в текстильной промышленности, а позднее и на тепловых электростанциях. В настоящее время торф применяют в котельных установках для коммунально-бытовых нужд, а также для производства торфяных брикетов. Сейчас торф не имеет такого большого промышленного значения, как газообразное или жидкое топливо.

Ископаемые угли, как и торф, имеют растительное происхождение. Они делятся на сапропелевые и гумусовые. Сапропелевые угли в основном образовались из планктона (простейших водорослей) в результате длительного биохимического процесса, называемого углефикацией. Сапропелевые угли отличаются большим содержанием водорода (до 9%) и высоким выходом летучих веществ. Они легко загораются и горят ярким коптящим пламенем.

Гумусовые угли образовались из остатков высших растений - деревьев и гигантских папоротников, произраставших миллионы лет тому назад. В наиболее молодых углях – бурых иногда отчетливо просматривается древесная структура.

Общие геологические запасы углей оцениваются величиной более 1 триллиона тонн.

В зависимости от длительности процесса углефикации различают бурые, каменные угли и антрацит. Образование ископаемых углей проходит следующие стадии: отмершие растения - торф – бурые угли - каменные угли – антрацит. Бурые угли имеют возраст 10-60 млн. лет, каменные – 100-180 млн. лет, а антрацит – 200-250 млн. лет.

В процессе образования бурых углей из древесины выделяются в основном Н2О, СН4 и СО2 и из 1 т. древесины получается около 730 кг бурых углей. При превращении бурых углей в каменные выделяется в основном СО2 и образуется около 530 кг углей на тонну исходной древесины. При превращении каменных углей в антрацит выделяется Н2О, СН4 и СО2. В итоге из 1 т древесины образуется около 370 кг антрацита. В табл. 5 можно наблюдать, что в процессе углефикации снижается содержание летучих веществ, а также водорода и кислорода, и возрастает содержание углерода в ископаемых углях.

Бурые угли.Наиболее молодые угли, представляющие собой переходную форму от торфа к каменным углям. От торфа бурые угли отличаются большей плотностью и меньшим содержанием растительных остатков. От каменных углей они отличаются окраской бурых тонов. На воздухе бурые угли довольно быстро распадаются на мелкие куски. После отгонки летучих веществ распадается в порошок. Для бурых углей характерно довольно высокое содержание гуминовых кислот и высокая влажность, а также высокий выход летучих веществ. Высшая теплота сгорания горючей массы лежит в диапазоне 22,6 – 31,0 мДж/кг.

Наиболее крупные месторождения и бассейны бурых углей характерны для мезозойского и кайнозойского возраста. Встречаются как в виде небольших прослоек, так и в виде мощных пластов – до 100-120 м; большинство из них доступно для открытой добычи (Канско-Ачинский бассейн в Восточной Сибири, Бабаевское месторождение, Южно-Уральский бассейн, Свободенское месторождение Амурской области, Черновское месторждение в Читинской области и др.).

В зависимости от влажности бурые угли делятся на три группы: Б1 с влажностью свыше 40%; Б2 – 30-40% и Б3 – менее 30%.

Бурый уголь используется как энергетическое топливо и химическое сырье для получения жидкого топлива и различных синтетических веществ, газа и удобрений. Из-за высокой влажности и зольности имеет низкую теплотворную способность и жаропроизводительность, поэтому имеет меньшую ценность как топливо по сравнению с каменными углями.

Каменные угли.Каменные угли являются разновидностью ископаемых углей с более высоким содержанием углерода и большей плотностью, чем у бурых углей. Представляют собой плотную породу черного, иногда серо-черного цвета с блестящей, полуматовой или матовой поверхностью. Высшая теплота сгорания, рассчитанная на влажную беззольную массу, составляет величину не менее 23,8 мДж/кг. Каменные угли представляют собой важнейший вид твердого топлива. В зависимости от марки используется либо для непосредственного сжигания в топках, либо для получения кокса в металлургии.

Антрацит.Антрацит является наиболее углефицированным видом ископаемых углей. Он отличается металлическим блеском и серовато-черным цветом. Антрацит характеризуется значительной вязкостью и раковистым изломом.

В странах СНГ антрацит в основном добывается с Донецком бассейне (Украина). Общие запасы антрацита не превышают 3% от общих запасов ископаемых углей. Он имеет высокое содержание углерода и низкую влажность. Из-за низкого содержания водорода теплота его сгорания ниже, чем теплота сгорания каменных углей.

Антрацит представляет собой ценный вид топлива для газогенераторов, печей и котлов с топками для слоевого сжигания углей. В измельченном виде применяется в камерных топках. Из-за малой термической стойкости, обуславливающей его растрескивание и образование мелочи, повышающей сопротивление шихты, антрацит неприменим в шахтных печах. Однако после специальной термической обработки при 1200°С термостойкость антрацита возрастает, а также увеличивается его пористость и реакционная способность. Поэтому после такой обработки антрацит способен заменять часть кокса в металлургической промышленности.

Антрацит применяют также для получения карбида кальция (сырье для получения ацетилена), и для получения угольных электродов для электрохимической промышленности.

Горючие сланцы.Этот вид ископаемого твердого топлива имеет возраст более миллиарда лет. Встречаются на Кольском полуострове, на Украине, в Сибири, в Северной и Южной Америке и других регионах мира. Общий запас сланцев оценивается в ~200 млрд. т. В Европейской части основные месторождения – Эстонское и Ленинградское, а также Печоро-Вычегодское.

По своему составу горючие сланцы очень разнообразны. Образуются сланцы в основном из остатков простейших водорослей, а также из водорослей подводных лугов и даже низших представителей животного мира. По генезису они могут быть морскими, лагунными и озерными. По составу балласта - глинистыми, карбонатными, кремнистыми. В некоторых сланцах из-за длительного воздействия высоких температур и давлений органическое вещество имеет графитоподобный характер, и такие сланцы характеризуются повышенным содержанием углерода.

Горючие сланцы отличаются довольно большим содержанием водорода (до 10% в горючей массе), и по этому показателю они приближаются к мазуту. Сланцы отличаются сравнительно низким содержанием кислорода в горючей массе и высоким содержанием углерода. Основной недостаток горючих сланцев – высокое содержание балласта (до 60-75%, иногда до 85%). Поэтому они имеют невысокую теплотворную способность и жаропроизводительность, так как основная часть теплоты их сгорания тратится на нагрев минеральных примесей. По этой же причине они менее экономичны при перевозках на большие расстояния. Поэтому для получения тепловой и электрической энергии сланцы используются в основном как местное топливо (например, в Прибалтике). Теплота сгорания сланцев находится в пределах от 4 до 25 мДж/кг, но преобладают в основном сланцы с теплотой сгорания 4 – 6 мДж/кг.

Большим недостатком горючих сланцев является высокое содержание в них серы (в основном колчеданной). Из-за вредного воздействия на окружающую среду выбросов оксидов серы применение сланцев в энергетике во многих странах запрещено.

Горючие сланцы имеют промышленное применение прежде всего как топливо. Кроме того, с помощью специальных технологий из сланцев получают более 60 наименований химических продуктов: сланцевая смола и получаемые из нее фенолы, топливное масло, масло для пропитки древесины, клеи, моющие средства и др.

Некоторые виды золы являются ценным сырьем для промышленности стройматериалов. Например, золы, имеющие не менее 15% оксида кальция, обладают вяжущими свойствами и пригодны для приготовления бетонов и изделий из них. Карбонатные золы находят применение в сельском хозяйстве для известкования кислых почв. Золы алюмосиликатного состава применяются в промышленности стройматериалов (кирпичи, цементы и изготавливаемые из них блоки и панели), а также в дорожном строительстве.

Искусственное твердое топливо.В домашнем и коммунальном хозяйстве применение несортированного топлива создает проблемы: мелкие частицы проваливаются через колосниковые решетки, что приводит к их потере. Поэтому мелкие фракции твердого топлива подвергают брикетированию, причем торф и бурые угли без применения связующего, а каменные угли, антрацит и отсев кокса брикетируют с использованием связующего, например нефтяных битумов. Битумы представляют собой естественные или искусственные асфальтоподобные продукты, получаемые переработкой остатков от перегонки нефти. Они содержат асфальтены – твердые нелетучие асфальтоподобные органические высокомолекулярные вещества. Битумы используют для производства рубероида, битумных мастик для гидроизоляции, асфальта.

При получении брикетов топливо измельчают, сушат и брикетируют с помощью пресса под давлением 1000 – 1200 кг/см2 в виде призм или других геометрических тел различного размера.

Жидкое топливо

Нефть известна человечеству с незапамятных времен. Уже за 6000 лет до нашей эры люди использовали нефть для отопления и освещения. Наиболее древние промыслы нефти находились на берегах Евфрата и Керчи.

Существуют две теории происхождения нефти: органическая и неорганическая.

Сторонники неорганической нефти считают, что нефть образовалась из минеральных веществ. К приверженцам неорганического происхождения нефти относится и Д.И.Менделеев. Согласно этой теории нефть образуется на больших глубинах при высокой температуре вследствие взаимодействия воды с карбидами металлов. Вода проникает внутрь по трещинам-разломам во время горообразовательных процессов. Схема процесса с образованием этана иллюстрируется на примере карбида железа: 2FeC + 3h3O = Fe2O3 + C2H6. В общем виде реакцию можно представить так: МСm + mh3O = MOm + (Ch3)m. Образующиеся в газообразном состоянии углеводороды, по мнению Менделеева, поднимаются по тем же трещинам в верхнюю холодную часть земной коры, где они конденсируются и накапливаются в пористых осадочных горных породах.

Интересно, что в момент выдвижения Менделеевым этой теории карбиды металлов в глубинных породах еще не были известны. Только в сравнительно недавнее время обнаружены карбиды железа, титана, хрома, вольфрама, кремния и других элементов. Однако они встречаются редко и не образуют крупных скоплений. Поэтому трудно объяснить крупные месторождения нефти с помощью этой теории. Кроме того, в настоящее время считается, что вода с поверхности земли не способна поступать по трещинам на большие глубины. А своей воды глубинные слои земли не содержат. Поэтому можно предполагать, что такой способ образования углеводородов возможен, но он не является основным для образования нефти.

В середине 20 века Н.А.Кудрявцев выдвинул новую гипотезу о минеральном происхождении нефти. Согласно этой гипотезе, в основе механизма образования нефти лежит глубинная высокотемпературная реакция CO и водорода с образованием метана и воды, а также другие реакции между компонентами смеси CO, CO2, h3O и Ch5, которая существует в глубине Земли. По мнению Кудрявцева, при высоких температурах в результате взаимодействия водорода и углерода могут образовываться различные радикалы (СН, СН2 и СН3), которые в результате соединения между собой образуют различные углеводороды. Образующиеся вещества при высоких температурах в глубинных слоях подвергаются деструкции и полимеризации и образуют сложную смесь углеводородов, которую представляет собой нефть.

Сторонники органического происхождения нефти считают, что она произошла вследствие воздействия высоких температур на органические вещества растительного и животного происхождения. Большое влияние на эту гипотезу оказал ученый И.М.Губкин. В пользу теории органического происхождения нефти говорит гораздо большее число фактов.

Мировые запасы нефти

В настоящее время более 15 стран являются производителями нефти. Одна из последних оценок мировых запасов нефти и прогнозов сокращения запасов сделана в 1995г. Ниже приведены данные по сокращению запасов исходя из объемов добычи по состоянию на 1995г (см. табл. 6).

Табл. 6

Мировые запасы нефти на 1996г и темпы их предполагаемых сокращений (млн. тонн).

Страна	Запасы, млн т, на 1995г.	Добыча в 1995г.	Запасы на 1.1.2010г.	Запасы на 1.1.2020г.	Запасы на 1.1.2030г.
Великобритания	588,1
Норвегия	1153,7
Алжир	1260,3
Россия (оценка)					???
Казахстан
Ливия	4041,1
Иран	12082,0
Ирак	13698,6	?
Кувейт	13220,2
ОАЭ	13438,3
Сауд. Аравия	35782,2
США	3076,3
Канада
Нигерия	2853,2
Мексика	6818,5
Венесуэла	8832,7
Китай	3287,7

В настоящее время в мире добывается свыше 3 млрд. тонн нефти, две трети которой потребляется развитыми странами Запада и Японией. Только США потребляет около 1 млрд. тонн.

В западном полушарии наиболее богаты нефтью Венесуэла, Мексика и США. В восточном полушарии основные запасы нефти находятся в Саудовской Аравии (25% от общих запасов) и в странах Персидского залива (Иране, Ираке, Кувейте и ОАЭ). В ближайшие 20-30 лет эти страны окажутся едва ли не единственными нефтедобывающими странами (до 90% запасов). Неплохие запасы имеет и Россия, но по прогнозам ее запасы закончатся также через 30 лет.

Состав нефти

Если говорить об элементном составе, то основными ее элементами являются углерод (83-87%) и водород (11-14%). Наиболее часто встречающаяся примесь - сера. Ее содержание может доходить до 7%, но во многих нефтях ее гораздо меньше или практически нет. Сера может содержаться в чистом виде, в виде сероводорода и меркаптанов. Сера усиливает коррозию металлов и обуславливает загрязнение окружающей среды, так как она окисляется в диоксид серы – один из наиболее вредных выбросов от сжигания топлива. Нефть считается малосернистой, если содержит менее 0,5% серы и высокосернистой, если содержит более 2% серы.

Азот встречается в количестве не более 1,7%.

Кислород встречается в виде соединений (кислоты, эфиры, фенолы) и его в нефти не более 3,6%.

Групповой состав нефти – это содержание в ней различных углеводородов. Нефть представляет собой очень сложную смесь различных углеводородов – несколько сотен видов. Она содержит такие группы углеводородов, как парафиновые (алканы), нафтеновые и ароматические. Ненасыщенные углеводороды (алкены) в нефти отсутствуют.

Парафиновые углеводороды. Это линейные (нормальные) насыщенные углеводороды общей формулы Cnh3n+2. При n от 1 до 4 это газы. При n от 5 до 16 это жидкости с температурой кипения от 36 до 287°С, остальные – твердые вещества при обычных температурах. Твердые углеводороды называют парафинами. При снижении температуры они могут выделиться в кристаллическом состоянии и создать проблемы с транспортировкой нефти по нефтепроводам.

Максимальное количество углеродных атомов в алканах нефти достигает 60. Температура плавления твердых алканов равна меняется от 22°С до 102°С.

Нафтены. Кроме нормальных углеводородов в нефти содержатся циклические алканы, начиная с циклопентана С5Н10, и его гомологи. Общая формула нафтенов Cnh3n. Это важнейшие компоненты топлив и смазочных масел (улучшают эксплуатационные свойства бензинов), а также сырье для получения ароматических углеводородов.

Ароматические углеводороды (арены). К ним относится бензол С6Н6 и его более высокомолекулярные гомологи, состоящие из двух колец (нафталин) и более. Ароматические углеводороды являются важнейшими компонентами моторных топлив, и их концентрация увеличивается при риформинге нефти.

Кроме углеводородов в нефти встречается большое количество кислородных, серных и азотистых соединений. К числу основных кислородных соединений относятся нафтеновые кислоты и асфальто-смолистые вещества. Нафтеновые кислоты имеют общую формулу Сnh3n-1COOH. Они вызывают коррозию металлов. Асфальто-смолистые вещества – это сложные высокомолекулярные соединения, содержащие кроме, углерода и водорода, серу (до 7%) и азот (до 1%). При обычных температурах они представляют собой малотекущее или твердое вещество. Часть, растворимая в воде, называется смолами, а нерастворимая – асфальтами, или асфальтенами. Молекулярная масса асфальтенов находится в диапазоне 1500-3000.

Азотистые соединения представлены порфиринами, которые, как считается, образовались из хлорофилла растений и гемоглобина животных.

Переработка нефти

При переработке нефти от нее отделяют газ, очищают от механических примесей, удаляют соли, влагу и сероводород, и подвергают фракционной перегонке.

При перегонке нефть разделяется на следующие фракции:

Бензиновая с температурой кипения углеводородов 40 - 180°С. Основные углеводороды С5 – С12.

Керосиновая с температурой кипения углеводородов 180 -240°С. Основные углеводороды С9 – С16.

Дизельная (газойль) с температурой кипения углеводородов 180-350°С. Основные углеводороды С12 – С20.

Мазут с температурой кипения более 350°С.

Мазут также может перегоняться, но только под вакуумом. Он делится на топливный мазут (350-500°С), гудрон (более 500°С) и различные масла.

Одной перегонки нефти недостаточно для получения бензинов. Важную роль в бензинах играют ароматические углеводороды, которых в нефти мало, а также разветвленные углеводороды (алканы), и ненасыщенные углеводороды (алкены), которых в нефти нет совсем. Эти углеводороды улучшают детонационные свойства бензинов, и от их концентрации зависит октановое число (марка) бензина. Поэтому после ректификации нефтяные фракции подвергаются крекингу и риформингу.

Крекинг

Это слово означает расщепление. Крекинг является каталитическим высокотемпературным процессом. В качестве катализатора используют смесь глинозема и кремнезема, оксиды хрома и молибдена. При крекинге происходит распад углеводородов на более маленькие молекулы, при этом одновременно образуются алканы и алкены. Например, расщепление С24Н50:

С24Н50 = С12Н24 (алкен)+ С12Н26(алкан) (53)

В свою очередь, образующийся алкан также распадается по аналогичной схеме:

С12Н26 = С6Н12(алкен)+ С6Н14(алкан) (54)

Одновременно происходит изомеризация линейных углеводородов в разветвленные и дегидрогенизация насыщенных углеводородов с образованием алкенов.

Таким образом, в результате крекинга в нефтяной фракции возрастает количество разветвленных алканов и ненасыщенных углеводородов.

Основным сырьем для крекинга является мазут, но можно использовать и другие нефтяные фракции от перегонки нефти.

Риформинг

Риформинг представляет собой процесс превращения циклических и линейных углеводородов в ароматические. Ароматические углеводороды имеют высокое октановое число и должны содержаться в высокооктановых марках бензина.

Риформинг, также как и крекинг, является каталитическим процессом, протекающим при высоких температурах (до 540°С). Обычно его применяют к парафиновым фракциям, кипящих в диапазоне 95-105°С.

Наиболее широко для получения бензинов применяют платиновые катализаторы, нанесенные на алюминийоксидные или алюмосиликатные носители. Применяется также алюмомолибденовый катализатор (оксид молибдена на оксиде алюминия), а также парные катализаторы платина-иридий или платина-рений на оксиде алюминия.

Большинство установок риформинга – это установки с неподвижным слоем катализатора. Такой вариант риформинга называется платформингом.

В основе риформинга лежат три типа реакций:

Дегидрирование шестичленных нафтенов:

С6Н12(циклогексан) = С6Н6(бензол)+ 3Н2 (55)

Ароматизация (дегидроциклизация) парафинов. В этом процессе происходит отщепление водорода от насыщенных углеводородов и превращение их в ненасыщенные. При циклизации последних и продолжении дегидрирования образуются ароматические углеводороды (бензол, толуол и др.).

Дегидроизомеризация пятичленных нафтенов. Происходит дегидрирование насыщенных циклических углеводородов и каталитическая изомеризация продуктов их дегидрирования в ароматические углеводороды (бензол, толуол и др.).

В таблице 7 приведены октановые числа некоторых углеводородов.

Т а б л и ц а 7

megalektsii.ru

Снижение - теплотворная способность - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Снижение - теплотворная способность

Cтраница 1

Снижения теплотворной способности и улучшения характеристик горения, которых добиваются при смешении нефтезаводе кого газа с газами других типов, можно достигнуть также частичной или полной конверсией нефтезавод-ского газа путем термического или каталитического преобразования. [1]

Снижение теплотворной способности коксовбго газа по сравнению с газом полукоксования объясняется повышением содержания в коксовом газе водорода ( обычно 55 - 60 % против 15 - 20 % в газе полукоксования) и уменьшением содержания углеводородов. На процесс коксования и выход продуктов влияют состав исходной шихты, степень измельчения угля, плотность загрузки, скорость коксования и некоторые другие факторы. [2]

Снижение теплотворной способности коксового газа по сравнению с газом полукоксования объясняется повышением содержания в коксовом газе водорода ( обычно 55 - 60 % против 15 - 20 % в газе полукоксования) и уменьшением содержания углеводородов. [3]

Снижение теплотворной способности различных видов топлива вследствие того, что водород и углерод находятся в химическом соединении с кислородом, входящим в горючую массу топлива, было изучено Д. И. Менделеевым, установившим, что каждый процент кислорода, содержащегося в горючей массе топлива, снижает его теплотворную способность на 26 ккал / кг. [4]

Для снижения теплотворной способности газа к нему перед подачей в печь подмешивается холодный дымовой газ. [6]

Таким образом, основная причина снижения теплотворной способности забалластированного топлива - уменьшение процентного содержания горючей массы - не сказывается на его жаропроизводительности. [7]

Наличие этих примесей приводит к снижению теплотворной способности, жаропроизводительности и скорости распространения пламени в газовоздушной смеси и ведет к повышению удельного веса газа. [8]

Излишне высокая влажность кокса приводит к снижению теплотворной способности его, однако содержание влаги в коксе в пределах до 5 - 7 % не вызывает дополнительного расхода тепла в домне, так как влага удаляется за счет теряющегося тепла отходящих колошниковых газов. [9]

Однако и в этом случае основной причиной снижения теплотворной способности топлива является понижение содержания горючих элементов - водорода и углерода. [10]

Излишне высокая влажность кокса также приводит к снижению теплотворной способности кокса со всеми дальнейшими последствиями; однако следует отметить, что содержание влаги в коксе в пределах до 5 - 7 % не вызывает дополнительного расхода тепла в домне, так как влага удаляется за счет теряющегося тепла отходящих колошниковых газов. Таким образом требование о пониженной влаге для металлургического кокса определяется, главным образом, транспортными расходами. Снижение содержания влаги до необходимых пределов может быть достигнуто правильной организацией тушения кокса. [11]

Однако нетрудно усмотреть, что из указанных двух причин снижения теплотворной способности топлива вследствие наличия в нем влаги первая является решающей. [12]

Наличие значительных количеств балластных примесей в горючем газе приводит к снижению теплотворной способности газа и к увеличению его удельного веса. Оба эти фактора приводят к увеличению диаметра газопроводов и к увеличению металло-вложений и капитальных затрат на сооружение городской системы распределения газа. [13]

Наличие значительных количеств балластных примесей в горючем газе приводит к снижению теплотворной способности газа и к увеличению его удельного веса. Оба эти фактора приводят к увеличению диаметра газопроводов и, как следствие, к увеличению металловложений и капитальных затрат на сооружение городской системы распределения газа. [14]

Страницы: 1 2

www.ngpedia.ru

Теплотворная способность - угль - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Теплотворная способность - угль

Cтраница 3

Обсуждается вопрос об использовании в качестве носителей таких жидкостей, как нефть, метанол, сжиженный нефтяной газ и водо-нефтяные смеси. Теплотворная способность угля, транспортируемого в потоке нефти существенно увеличивается, а устойчивость пульпы вследствие более высокой вязкости носителя возрастает. Отметим, что метанол может быть получен непосредственно из самого же угля. [31]

Обсуждается вопрос об использовании в качестве носителей таких жидкостей, как нефть, метанол, сжиженный нефтяной газ и водонефтяные смеси. Теплотворная способность угля, транспортируемого в потоке нефти, существенно увеличивается, а устойчивость пульпы вследствие более высокой вязкости носителя возрастает. Отметим, что метанол может быть получен непосредственно из самого же угля. [32]

При сгорании углерода выделяется примерно 8140 ккал / кг, водорода - 34200 ккал / кг. Кислород и азот понижают теплотворную способность угля. Элементарная сера при сгорании выделяет 2220 ккал / кг. [33]

Чтобы не пользоваться для сжигания газообразным кислородом под высоким давле - нием, Парр смешивает с сжигаемым веществом избыток сильно действующего окислителя - перекиси натрия ( Naa02) в порошке. Этот метод применяется главным образом для определения теплотворной способности углей. Горючая смесьпомещается прямо на дно цилиндрич. Воспламенение смеси совершается раскаленным железным стерженьком, вводимым в бомбу через специальный клапан. Водяной эквивалент одинаков для всех выпускаемых в продажу приборов: К0 123 5 cal / grad. Для определения теплоты горения ( теплотворной способности) горючих газов обычно применяется к а л о р и м е т р Ю и к е р с а. [34]

Через полученные точки проводится прямая, которая продолжается до пересечения с осями координат. Точка пересечения прямой с осью ординат показывает величину теплотворной способности чистого беззольного угля. [35]

Разница в этих значениях не превышает 3 - 5 % и объясняется тем, что теплотворная способность угля является функцией не только элементного состава, но и строения и зависит от характера связей между атомами в молекулах органической массы. Следовательно, для точного вычисления теплоты сгорания по результатам элементного анализа необходимо знать не только количество углерода и водорода, но и природу связей между ними, а также с другими элементами, входящими в состав топлива. [36]

Организация и координация совместной работы этих отдельных контуров регулирования производятся путем выдачи для них задающих значений параметров в процессе парообразования в соответствии с общей постановкой задачи. В стабильном номинальном режиме работы изменение заданных параметров производится лишь время от времени, чтобы компенсировать возможный дрейф рабочих точек или переменные значения теплотворной способности угля. [38]

Средняя теплотворная способность 1 м3 природного газа - около 40 000 кДж; энергии, содержащейся в 1 м3 природного газа, достаточно, чтобы выплавить 30 кг чугуна. Замена газом других видов топлива, в частности угля, дает боль - Шую экономию, поскольку добыча угля дороже, чем газа, и теплотворная способность угля ниже. [39]

Юго-восточный угольный район охватывает несколько угольных месторождений. На месторождении Мариа Дренова эксплуатируются два угольных пласта. Теплотворная способность угля 5225 - 6240 ккал / кг. [40]

Увеличивается также зольность угля, в связи с чем понижается эффективность его использования. Выветривание, будучи окислительным процессом, понижает содержание углерода и водорода в угле за счет увеличения содержания кислорода и разрушения некоторой части органического вещества. В результате этого понижается теплотворная способность угля и по отдельным маркам это снижение составляет 30 - 40 кал в месяц. Понижается также спекающаяся способность угля. [41]

Мом и E7La e, то мы получим потерю массы 0 210 атомной единицы. Она легко переводится в энергию по уравнению Е тс2 и эквивалентна 200 Мж. Сравнение этих количеств энергии с теплотворной способностью угля, равной 5000 кал / г, показывает, что при полном сгорании 1 г урана выделяется тепло в количестве не менее, чем при сжигании 4 т угля. [42]

Международная классификация ( табл. 6) представляет собой кодовую систему, в которой каждый вид каменного угля обозначается трехзначным кодовым номером в соответствии с принятыми классификационными параметрами. Первая цифра кода - класс угля - характеризует степень его метаморфизма. Классы углей различаются по выходу летучих веществ и теплотворной способности угля. Вторая цифра - группа угля - характеризует его спекаемость. Всего выделяются четыре группы: неспекающийся, слабо спекающийся, умеренно спекающийся и сильно спекающийся. Группы углей могут различаться либо путем сравнения высоты королька, полученного методом свободного вспучивания в тигле, с эталонным корольком, либо методом Рога, заключающимся в определении механической прочности коксового королька, полученного после коксования в тигле смеси угля и антрацита при определенном их соотношении и измельчении. [44]

Подмосковные бурые угли подразделяются на курные, богхеды и сажистые. Из них курные угли являются основными. В подмосковных углях содержится до 33 % влаги, до 35 % золы и до 7 2 % серы ( SJ), теплотворная способность углей ( Q) 2500 - 3000 ккал / кг. [45]

Страницы: 1 2 3 4

www.ngpedia.ru

Угли теплотворная способность - Справочник химика 21

Для гидрогазификации угля в псевдоожиженном слое уголь предварительно нагревают при 250— 310 °С в атмосфере СОг или паров Н О для предотвращения агломерации. Получаемый газ содержит 70— 80% метана и этана, его теплотворная способность 6950—7750 ккал/мз [c.19]

Теплотворная способность сложных горючих веществ или смесей непостоянна и зависит от их состава. К таким веществам относятся древесина, каменный уголь, торф, нефтепродукты. Для каждого вещества теплотворная способность может быть определена калориметрическим методом или найдена по формулам, если известен элементарный химический состав вещества. [c.34]

Испытуемый уголь, в отличие от проектного, характеризовался большей влажностью (W p= 13-4-19%) при несколько меньшей зольности (Лр = 6,7-4-11,3%). Содержание летучих было 33,3н-39,3%. Из-за повышенной влажности угля его теплотворная способность была, как правило, ниже расчетной и составляла 4 850-ь 5 880 ккал/кг (на рабочую массу). Зола этого угля оказалась более тугоплавкой, чем у проектного тоилива. [c.66]

Следовательно, содержание серы на тысячу калорий теплотворной способности, илп так называемая приведенная сернистость, у подмосковного угля очень высока. Поэтому использовать подмосковный уголь для сжигания в городе нельзя, чтобы не загрязнять воздушный бассейн столицы сернистыми соединениями. [c.64]

Одним из путей снижения вредного воздействия угля является его обогащение, т.е. получение качественного сырья и высококалорийного топлива. В большинстве стран в теплоэнергетике используют уголь высокого качества (табл. 9.2). Повышение качества угля и его теплотворной способности достигается, в первую очередь, за счет удаления балласта — минеральных включений и влаги. [c.202]

Основные виды энергоресурсов — уголь, нефть, природный газ, гидроэлектроэнергия и ядерная энергия. Структура мировой добычи энергоресурсов приводится ниже (в расчете на условное топливо теплотворной способностью 29,5 тыс. кДж/т),. млрд т [c.6]

Возможность утилизации изношенных шин в качестве топлива обусловлена тем, что в состав изношенной шины, после удаления бортовых колец, входят около 50% каучука, 30% наполнителей, а также корд и химикаты-добавки. Всё вместе это образует горючий материал с теплотворной способностью порядка 35500 кДж/кг, превосходящий каменный уголь и несколько уступающий нефти. [c.530]

Древесноугольные брикеты имеют то же применение, что и уголь в сероуглеродном производстве, в металлургической промышленности, для бытовых целей и в других производствах. Теплотворная способность брикета не уменьшается по сравнению с углем и остается равной 7000—7600 кал кг. [c.164]

Однако В настоящее время ферментативные процессы находят ограниченное применение, поскольку обычно в них используются водные растворы с низкой концентрацией реагентов и продуктов реакции. Последнее затрудняет выделение и очистку образовавшегося продукта. Существование мощной угледобывающей промышленности и многотоннажного производства кокса, необходимого для получения стали и других стратегических материалов, в которых нуждались основные страны — участники первой мировой войны, послужило базой для создания промышленности углехимического синтеза. В то же время нефть в полтора раза превосходит каменный уголь по теплотворной способности, не дает при сгорании золы и обладает более высокой плотностью и лучшими характеристиками горения. По этим причинам многие отрасли промышленности, а также транспорт позднее перешли в значительной степени на использование продуктов переработки нефти. В результате исследований, проведенных в США в 1916—1918 гг., и развития нефтяной промышленности, обусловленного в основном ростом числа автомобилей в этой стране, были созданы необходимые предпосылки для возникновения нефтехимической промышленности. Процесс перехода химической промышленности США на нефтяное сырье непрерывно набирал силу, а другие страны следовали в этом отношении за США. К настоящему времени нефть вследствие своей относительной дешевизны, которая объясняется низкой стоимостью ее транспортировки на далекие расстояния большими танкерами и по нефтепроводам, стала основным источником сырья для промышленности органического синтеза. К тому же по мере повышения жизненного уровня цены на каменный уголь, подобно ценам на сельскохозяйственное сырье, увеличиваются по сравнению с ценой на нефть, так как его добыча более трудоемка. Кроме того, нефтехимическая промышленность извлекает большую выгоду из технических и научных достижений нефтедобывающей промышленности и из повышения экономических показателей своих собственных предприятий при переходе их на использование непрерывных процессов и более крупных установок. [c.20]

Виды топлива. Топливо бывает твердое, жидкое и газообразное. К твердым видам относятся ископаемые угли, которые, в основном, подразделяются на три главные категории антрацит (содержит около 95% С), каменный уголь(около 80% С) и бурый уголь (около 65% С). К твердым видам топлива относятся также кокс, торф и дрова. Кок с—искусственный продукт, получаемый при прокаливании без доступа воздуха некоторых видов каменного угля. Торф образуется в огромных количествах из отмирающих болотных растений. Основным недостатком торфа как топлива является его невысокая теплотворная способность и большая зольность (около 10%). В настоящее время торф применяют также для получения газообразного топлива и аммиака, а также как удобрение. [c.282]

Примечание. При подготовке номограммы приняты следующие теплотворные способности по видам топлива уголь — 7000 ккал/кг у.т. газ — 8100 ккал/м мазут — 9500 ккал/кг дизельное топливо (котельно-печное) — 9900 ккал/кг. [c.457]

Топливом называют горючие органические вещества, имеющиеся в природе (каменный и бурый уголь, торф, дрова, нефть, природный газ и др.) или получаемые искусственно (кокс, полукокс, бензин, керосин, мазут, генераторные и другие горючие газы) и служащие источником тепловой энергии. О ценности топлива су- дят по его теплотворной способности (теплоте сгорания), т. е. по количеству тепла, выделяющемуся при сгорании. [c.37]

Месторождения бурого угля на Украине расположены около Александрии, Тернополя, а также в Закарпатской Украине. Александрийские месторождения содержат влажный и зольный уголь с низкой теплотворной способностью, разрабатываемый открытым способом (табл. 112). В 1950 г. плановая добыча украинских угледобывающих предприятий составляла около 6 млн. т. Общие промышленные запасы бурых углей на Украине достигают 520 млн. т. 1 [c.130]

На первом этапе в качестве твердого пористого носителя была исследована коксовая мелочь с установки замедленного коксования АО НУНПЗ. Лдя исследования были приготовлены добавки с различным содержанием асфальта (5, 10, 15, 20 2 мае.) и смеси уголь-добавка с различным содержанием добавки (5, 10, 15, 10, 25 мае,). В результате проведенных экспериментов выяснено, что для всех вариантов добавок наблюдается четкая тенденция к увеличению теплотворной способности пропорционально количеству вводимой добавки. Изменение соотношения кокс/асфальт в добавке не оказывает существенного влияния на теплотворную способность, что позволяет варьировать дитгн добавок исходя лишь из требований по физико-механическим характеристикам получаемых брикетов, так как содержание асфальта в добавке влияет на общее содержание смол в брикете. [c.22]

Пользуясь понятием об условном топливе, легко сравнить по запасу тепла топливо различных видов, теплотвор. ная способность которых известна. Так, например, килограмм бензина с теплотворной способностью 10 500 ккал1кг соответствует 1,5 кг условного тонлива, а бурый уголь с теплотворной споообностью 3500 ккал1кг — 0,5 кг условного топлива. Следовательно, 1 кг бензина по запасу тепла соответствует 3 кг бурого угля с данной теплотворной способностью. [c.26]

Необходимо считаться также с высокой зольностью подмосковного угля. Содержание золы в нем примерно в полтора раза больше, чем в донецком камепном угле, а теплотворная способность в 2—2,5 раза ниже. Вот и выходит, что приведенная зольность подмосковного угля, т. е. количество золы, ирихО Дяш еесга на 1000 ккал теплотворной способности топлива, в 3—4 раза выше, чем у донецкого угля. А ведь и донецкий уголь нельзя назвать малозольным топливом. [c.64]

Каменного угля на Земле гораздо больше, чем нефти и газа, и его запасов может хватить на сотни лет. Однако каменный уголь - экологически грязное топливо, в нем много золы и серы, тяжелых металлов. В Китае, например, где основной вид топлива именно каменный уголь, из-за высокого содержания в нем серы зимой трудно дышать. Из каменного угля можно вырабатывать жидкое топливо для транспорта (так делали в Германии во время Второй мировой войны), но оно обходится очень дорого (450 долл./т) и сейчас его не выпускают. В России заводы по производству жидкого топлива из угля (в Ангарске, Салавате, Новочеркасске) закрыты из-за нерентабельности. Теплотворная способность угля ниже, чем нефти и газа, и его добыча значительно дороже. Во многих странах, в том числе и в России, угольные шахты закрываются, а в большинстве стран легкодобываемый уголь уже исчерпан. [c.9]

Для кальцинации 1карбоната натрия в содовых печах применяют любые виды топлива жидкое (мазут), твердое (каменный уголь), газообразное (природный газ). Мазут, остающийся после отгонки из нефти легко кипящих фракций, имеет высокую теплотворную способность 42 ООО кДж/кг (10 ООО ккал/кг). Горение мазута легко регулируется, транспортировка и подвод горючего к печам проще и условия труда легче, чем при работе на твердом топливе. Газ как топливо для содовых печей наиболее перспективен. Замена мазута природным газом экономически выгодна, и газ используют сейчас на ряде содовых заводов. [c.21]

С 80-х гг. 20 в. получило развитие применение коммунальных осадков и ила в качестве добавки к пылеугольному топливу. В частности, в г. Люнене (Германия) построена энергетическая установка, на которой предусмотрено введение коммунального шлама в уголь, обезвоживание и сушка полученной смеси с ее применением в качестве топлива (теплотворная способность 4400кДж/кг). При годовом расходе последнего 240 тыс. т получают 37 МВ энергии перегретого пара, которая используется в паровых турбинах. На собственные нужды установки расходуется 25% получаемой электроэнергии, остальное передается соседним предприятиям (Low- ost...). [c.346]

Большая часть больничных отходов вследствие низкой теплотворной способности (менее 8 кДж/кг) и высокой влажности (30%) авто-генно не сгорает. Для их нагрева и сжигания в малых больничных мусоросжигательных печах испольэуется дополнительное топливо (дрова, уголь). Очень часто процесс сжигания в них затягивается из-за низкой температуры (600-900°С). Это приводит к недожогу материала и загрязнению атмосферы, так как очистка отходящих газов малых печей обычно не предусматривается. [c.386]

В генераторах газифицировался верхнесилезский длинно-пламенный уголь, содержащий 8% влаги, 14,1% золы, 63,8% углерода, 3,94% водорода и 8,02% кислорода теплотворная способность топлива составляла 6072 ккал/кг. Уголь размалывали в пыль (до содержания не более 10% фракции крупнее 0,085 мм), при раз.моле пыль подсушивалась до влажности менее 1%. Пыль хранилась в бункере, откуда ее транспортировали В дв з сборника, питаюшие каждый генератор путем дозирования пыли (при помощи винтовых шнеков) в поток кислорода. Высушенная угольная пыль смешивалась с определенным [c.97]

Матс] Ц 1л Источник образца Сдвоенный угол полпри-пации Показатель преломления Технический анализ и сера в расчете на исходное основание Теплотворная способность [c.96]

Рейнский бурый уголь относится к землистым. Влажность его достигает 60—62%, зольность 1,5—3%, теплотворная способность — 2000 ккал/кг. Уголь беден серой, содержание смолы изменяется от 3 до 4%. На месторождении свыше половины углей (64%) пригодны к брикетированию. Три четверти добываемого угля потребляется электростанциями. Влажность углей на нижних горизонтах впадины Эрфт значительно снижается, а калорийность соответственно повышается. [c.50]

Около 45% всей добычи бассейна составляют газовые и до 40% жирные коксующиеся угли. Уголь склонен к самовозгоранию, а в южной части бассейна — к газовыделению. Уголь чистый и крепкий. Средняя влажность рядового угля составляет 5—8%, содержание золы 7—9%, минимальная теплотворная способность 6600—6800 ккал1к8. В районе Явожно и Стерма уголь по своим качествам приближается к бурому и при наличии большой влажности его теплотворная способность составляет только 5000 ккал1кг. [c.84]

Уголь обоих месторождений газопламенный, влажностью до 17%, с теплотворной способностью 5500—6000 ккал1кг (в Пльзене до 7000 ккал кг) и почти не коксуется. [c.101]

Каменноугольные месторождения этого района расположены западнее Брно и представляют в экономическом отношении некоторую ценность. Здесь в одной из мульд залегают под углом 25—60° три пласта. Пласты содержат уголь, богатый серным колчеданом. Уголь кузнечный и коксующийся. Его теплотворная способность достигает 7200 ккал1кг. [c.102]

Нижняя часть пласта содержит суглинок в районе Хомуто-ва пласт расщепляется на 3 пачки общей мощностью от 4 до 17 м каждая. На окраине Рудных гор пласт круто падает вниз. В результате последующих вулканических влияний месторождение нарушено, уголь местами (например, около г. Осек) облагорожен и здесь теплотворная способность глянцевого бурого угля достигает 7000 ккал1кг. Кровля пласта состоит из глин, мощность которых на оси синклинали равна 400 м. В районе Дух-цова глины содержат плывуны. [c.102]

Угли миоценового периода в Северной Богемии относятся к матовым. Только на месторождении Эгер уголь землистый, а в Мостецком бассейне он облагорожен до глянцевого. В месторождениях олигоценового периода залегают исключительно глянцевые угли. Матовые и глянцевые угли Чехословакии — крепкие, крупнокусковые, с раковистым изломом. По сравнению со среднегерманскими бурыми углями, у которых влажность достигает 46—-60%, а теплотворная способность равна 1800— 2900 ккал1кг, влажность северобогемского угля низкая, а теплотворная способность высокая. Это объясняется большой глубиной залегания и, прежде всего, термическими изменениями, которым подвергался уголь в третичный период. [c.103]

Р1скопаемый уголь на этих месторождениях, ранее известный под названием Арза ,—газопламенный с хорошей спекаемостью. Этот уголь содержит 50—55% летучих веществ, влажность его равна всего 3%, содержание серы — свыше 8% и золы 13%. Теплотворная способность этого угля достигает 5600—6500 ккал/кг. [c.118]

Месторождение в Боснии — Герцоговине простирается с юго-востока на северо-запад, от Сараево до Зеницы на 70 км, по обеим сторонам р. Босна, ширина его простирания равна 26 км. Здесь залегает один основной пласт мощностью до 10 м, который сопровождается снизу и сверху маломощными пластами. Пласт угля состоит из глянцевых и матовых разновидностей. Около Тузлы залегают четыре пласта угля мощностью от 10 до 20 м. Пласты содержат матовые угли с теплотворной способностью 3500 ккал/кг. Северо-западнее Сараево в районе Баня-Лука находится месторождение матовых и глянцевых углей. Встречается уголь также юго-западнее Сараево, например в районеМостара. [c.119]

В западной Черногории открытым способом разрабатываются лигниты. В Далмации и Истрии начинают также разрабатывать бурый уголь, например около Дрниш в Далмации, где залегают пласты глянцевых углей мощностью 5—25 м, с зольностью 6% и теплотворной способностью 4500 ккал/кг. [c.119]

Подмосковный угольный бассейн разделяется на два крыла— Южное и Западное. Угольные месторождения этого бассейна приурочены к нижнему карбону. Угли на них бурые визкокаче-ственные, с зольностью 35% и содержанием серы 6% (табл. 112). При влажности 32,5% их теплотворная способность составляет всего 2540 ккал/кг. Этот уголь пригоден для переработки в химической промышленности, а при добавлении к нему /б коксующихся углей — к коксованию. [c.131]

Кузнецкий бассейн снабжает прекрасным коксующимся углем и коксом металлургические заводы Сталинска и Магнитогорска, а также другие промышленные центры Урала. Теплотворная способность кузнецкого угля достигает 6000— 7000 ккал/кг. Уголь часто склонен к самовозгоранию. [c.134]

На берегу р. Енисея, около Минусинока, расположено слабо нарушенное каменноугольное месторождение, приуроченное к пермскому периоду. Уголь здесь длиннопламенный и богат газом. Разработка месторождения производится в основном около Черногорска. Теплотворная способность угля составляет 5700—7800 ккал/кг. Добываемый уголь используется на энергетические цели и пригоден как сырье для химической промышленности. Запасы месторождения определяются в 21 млрд. т. В промышленном отношении район развит слабо. [c.134]

chem21.info

Уголь « MineralGid.ru

Что же собой представляет ископаемый уголь и каковы его основные свойства? Ископаемый уголь образует одну из главных групп горючих полезных ископаемых – каустобиолиты (каусто – горючий, биос – жизнь, литос – камень). Это твердая горючая осадочная порода растительного происхождения, состоящая из органической массы (продуктов разложения и изменения растительных остатков), минеральных примесей и влаги.

Способность углей гореть определяется количественным содержанием в их составе органической массы. Органическая масса состоит, в основном, из высокомолекулярных химически индивидуальных веществ, очень сложных соединений углеводородов, крайне нестойких к нагреванию. При нагревании угля без доступа воздуха (полукоксование, коксование) происходит разложение твердых углеводородов и образуются газообразные продукты, называемые летучими веществами, и жидкие углеводородные продукты, называемые первичной смолой.

Содержание в углях органической массы изменяется в широких пределах в зависимости от содержания минеральных примесей и влаги. В некоторых высококачественных энергетических углях содержание органического вещества достигает 80-90 процентов. Химический состав органической массы углей весьма сложен. Поэтому для их характеристики пользуются упрощенными методами исследования: определением элементарного состава, теплотворной способности и технического состава.

Наибольшее значение среди химических элементов в угле играет углерод, содержание которого колеблется от 60 до 95 процентов; в меньших количествах содержатся водород (1-12 процентов), кислород (2-20 процентов), азот (1-3 процента), сера и фосфор (до 5 процентов). Минеральная масса углей (песок, глина, ил) состоит из кремния, алюминия, железа, кальция, натрия, магния, калия и других). После сжигания каменного угля в его золе можно найти ценные рассеянные элементы (германий, галлий, иттрий и другие), имеющие иногда промышленное значение.

Основными показателями качества угля, характеризующими его ценность, являются: теплотворная способность, естественная влажность, содержание и состав минеральных примесей, переходящих в золу после сжигания угля. Минеральные примеси и влажность являются балластом в углях и снижают его качество. Для углей, которые используются для производства кокса и полукоксования, дополнительно определяются так называемые пластометрические показатели,то есть пластические свойства и усадка углей при нагревании, выход жидких продуктов и их состав.

Теплотворная способность углей в зависимости от количества углерода в угле, или, как говорят, степени углефикации, содержания минеральных примесей и влаги колеблется в широких пределах, примерно от 5 400 до 8 800 ккал/кг.

В зависимости от физических и химических свойств углей, вторичных изменений, происходящих с углями в недрах (углефикации), а также возможности промышленного использования принято их маркировать.Так, бурые угли, как самые молодые, относятся к марке «Б». Каменные угли начальных стадий углефикации, содержащие много летучих веществ, обозначают маркой «Д» (длинно-пламенные). Обычно угли этих марок используются как топливо и частично для химических производств. Более химически зрелые угли относятся к маркам «Г» (газовые), «Ж» (жирные), «К» (коксовые), «Т» (тощие) и «Л» (антрациты).

Содержание летучих веществ в углях от бурых к антрацитам резко падает, вместе с тем возрастает содержание углерода. Газовые, жирные и частично некоторые разновидности тощих углей используются в качестве добавок при коксовании. Коксовые угли могут коксоваться без добавок. Газовые угли, тощие и антрациты – это высокосортное топливо.

В настоящее время вопрос об органическом происхождении углей не вызывает никаких сомнений. О том, что угли являются продуктом изменения когда-то существовавшей растительности, свидетельствуют часто встречающиеся остатки древних наземных растений как непосредственно в пластах углей,так и во вмещающих их породах.

Впервые правильное научное объяснение образования углей из торфа высказал М.В.Ломоносов в своем труде «О слоях земных». Его представления были подтверждены лишь только в XIX веке, когда микроскопическими методами было установлено, что каменный уголь содержит те же, но более измененные составные части, что и торф, образование которого происходит в болотах и некоторых озерах и поддается непосредственному наблюдению.

В зависимости от степени углефикации угли подразделяются на бурые и каменные. Каменные угли характеризуются высокой углефикацией. Они черного и серовато-черного цвета, плотные, блестящие; теплота сгорания их в среднем 7 500- 8 800 ккал/кг, влажность от 1 до 20 процентов, содержат углерода 75-97 процентов. В отличие от каменных бурые угли характеризуются меньшей теплотворной способностью (5 400-7 200 ккал/кг), меньшим содержанием углерода (до 70 процентов) и большим содержанием влаги (до 60 процентов), органических (гуминовых) кислот и выходом летучих веществ.

Ископаемые угли пользуются довольно широким распространением в недрах. Залежи углей встречаются почти во всех странах мира и почти во всех геологических эпохах, начиная с кембрия (примерно 570 миллионов лет) и кончая четвертичным периодом (1 миллион лет). Мощности угольных пластов весьма различны – от десятков сантиметров до нескольких сотен метров. Так, у нас в Челябинском бассейне один из пластов достигает мощности 150 метров, а в Китае известен пласт угля мощностью до 200 метров.

mineralgid.ru

Теплотворная способность топлив углей - Справочник химика 21

Теплотворная способность топлива зависит главным образом от его химического состава. Чем больше,содержание углерода и водорода в топливе, тем выше его теплотворная способность. Высокой теплотворной способностью отличается каменный уголь [c.373]

Вследствие малой теплотворной способности (см. табл. 1, стр. 22) и высокого содержания балласта—-воды и золы—бурый уголь считался раньше менее экономичным топливом, чем каменный уголь. Лишь в конце прошлого столетия, после того как добыча бурого угля на крупных полностью механизированных открытых разработках стала обходиться значительно дешевле, чем шахтная добыча каменного угля, бурый уголь стали во все больших масштабах применять в качестве топлива на паросиловых установках. В настоящее время в результате полной механизации открытых разработок и широкого применения их электроэнергия и пар, получаемые на буроугольном топливе, значительно дешевле получаемых на каменном угле. [c.24]

Твердым топливом называют горючие ископаемые (каменный а бурый уголь, торф, горючие сланцы), продукты их модификации— кокс, полукокс, брикеты, пылевидное топливо, а также дрова. Виды твердого топлива различаются химическим составом, происхождением, содержанием примесей (золы, влаги, пустой породы) и продуктов окисления органической массы, теплотворной способностью и другими показателями. [c.162]

Контролю подвергают также топливо (уголь, мазут или природный газ), определяя зольность, содержание летучих в твердом топливе, температуру вспышки и вязкость жидкого топлива, а также содержание в нем сернистых примесей. Для всех видов топлива определяют влажность и периодически теплотворную способность. [c.177]

Для кальцинации бикарбоната натрия в содовых печах применяют любые виды топлива жидкое — мазут, твердое — каменный уголь и газообразное — природный газ. Мазут, остающийся после отгонки из нефти легко кипящих фракций, имеет высокую теплотворную способность— 10 000 ккал/кг. Горение мазута легко регулируется, транспортировка и подвод горючего к печам проще и условия труда легче, чем при работе на твердом топливе, [c.24]

Древесина почти не применяется как топливо для промышленности, так как используется в качестве строительного материала и сырья для химической переработки. Торф, горючие сланцы и бурый уголь вследствие их низкой теплотворной способности являются топливом местного значения. Каменный уголь (в первую очередь тощий), антрацит и безбалластное жидкое котельное топливо относятся к высококалорийным топливам, и их перевозят на большие расстояния. [c.228]

Получаемый в шахтной топке горючий газ в разные периоды работы топки может иметь неодинаковые состав и теплотворную способность. Это объясняется тем, что после чистки колосников и загрузки свежего топлива затрачивается некоторое время на разогрев топки в этот период образуется мало горючи.ч газов. Постепенно загруженное топливо нагревается и из него выделяются летучие вещества. Когда загруженный уголь разгорается, шахтная топка работает с наибольшей производительностью, и, наконец, незадолго перед очередной загрузкой топлива производительность топки снижается. [c.86]

Полукокс с выходом 50—55%, используемый как котельное топливо теплотворная способность его достигает 5000 ккал/кг, а влажность незначительна, т. е. по своему качеству полукокс должен оцениваться в теплотехническом отношении как котельное топливо значительно выше, чем бурый уголь в естественном виде. [c.106]

Интересен способ, применявшийся Ловицем для оценки качества угля как топлива, заменявший в то время обычное впоследствии определение теплотворной способности угля. Ловиц сжигал уголь, истолченный в порошок и смешанный с селитрой, и по количеству угля, полностью сгоравшего с определенным количеством селитры, судил о его пригодности для целей отопления. [c.487]

Эта формула нашла применение для таких топлив, как нефть и каменный уголь, содержащих мало кислорода. Теплотворная способность тех видов топлива, которые содержат много кислородных соединений, выражается такими уравнениями, где коэфициенты подобраны эмпирически специально для данной группы топлива. [c.40]

Топка (рис. 193). Обычно газовые печи обогреваются генераторным газом, получаемы.м в генераторах, расположенных в самой гильзе (блоке) печи. Сырьем для выработки отопительного генераторного газа является собственный газовый кокс, вырабатывае.мый в ретортах. В тех случаях, когда коксуемое топливо дает мало кокса или совершенно не дает такового (бурый уголь, сланец, торф), печь отапливается простой топкой с плоской колосниковой решеткой, размер которой определяется количеством тепла, требующегося для обогрева печи, и теплотворной способностью сжигаемого топлива. В громадном большинстве случаев газовые лечи отапливаются генераторным газом. [c.336]

В тех случаях, когда коксуемое топливо дает мало кокса или совершенно не дает такового (бурый уголь, сланец, торф), печь отапливается простой топкой с плоской колосниковой решеткой, размер которой определяется количеством тепла, требующегося для обогрева печи, и теплотворной способностью сжигаемого топлива. [c.214]

Топливом при получении клинкера в шахтных печах служат кокс и антрацит. Основные требования к топливу минимальное содержание летучих веществ и высокая теплотворная способность. Ограничение содержания летучих веществ в топливе обусловлено тем, что эта составная часть углей выделяется при более низких температурах, чем температура воспламенения, и, следовательно, непроизводительно теряется. По этой причине каменный уголь, а также полукокс бурого и каменного углей не используются в шахтных печах. Применяемые для обжига топливные мате- [c.309]

Твердое топливо, используемое в цементной промышленности, должно иметь теплотворную способность не ниже 2100 кДж/кг, зольность 10—25%, содержание летучих в пределах 10—30%, влажность не более 2%. На различных заводах применяют каменный уголь, полуантрацит, горючие сланцы, бурые угли, коксовую мелочь. При нагревании твердое топливо разлагается с образованием обогащенного углеродом твердого остатка (кокса) и газооб-раз)ных летучих продуктов СОг, HgO, СО, Нг, СН4 и т. д. Выделяющиеся газы образуют оболочку вокруг твердой частицы и сгорают в первую очередь. Следовательно, процесс горения имеет две стадии горение летучих и кокса. Выгорание летучих протекает весьма быстро, а сгорание твердыд частиц кокса происходит на протяжении отрезка времени, длительность которого определяется тонкО стью помола угольной пыли, видом угля, скоростью перемешивания угольного порошках воздухом и другими факторами. Чем более тонко помолот уголь и чем интенсивнее осуществляется смешивание его с воздухом, тем быстрее он сгорает. Общее время сгорания угля во вращающейся печи составляет 0,1—0,3 с. [c.301]

Топливо характеризуется его происхождением, агрегатным состоя- г нием, химическим составом и теплотворной способностью, т. е. количеством тепла в калориях, которое выделяется при полном сгорании весо-, вой или объемной единицы топлива. По агрегатному состоянию все виды топлива делятся на твердые, V жидкие и газообразные, а по происхождению — на естественные и искусственные. В промышленных печах применяются следующие основные виды топлива каменный уголь, антрацит, кокс, полукокс, дрова, торф, иефтя- Г ной мазут и генераторный газ. I Почти всякое топливо состоит из двух частей — органической массы и балласта, причем в балласт входят зола и вода, а в органиче- скую часть углерод, водород, кислород, азот и сера. Обычно обозначают процентное содержание в топливе [c.268]

Для определения потребности в энергии необходимо выразить различные формы ее в одинаковых единицах. Однако надо иметь в виду, что любые пере-счетные коэффициенты, нринятые для выражения в одинаковых единицах затраты энергии, должны рассматриваться только с теоретической точки зрения, ограниченно, так как нет полной взаимозаменяемости различных источников тепла и энергии (мазут не может заменить коксующийся уголь, уголь не может использоваться для работы моторных двигателей и т. д.). Одна метрическая тонна импортного битуминозного угля была выбрана в качестве единицы для переводных коэффициентов (см. примечание к табл. 1). Для установления соотношения между различными топливами была принята низшая теплотворная способность. [c.583]

Для получения полугаза применяют шахтные топки с наклонными и ступенчатыми колосниками, снабженные обычно в нижней части горизонтальной колосниковой решеткой. Угол наклона колосниковых решеток больше угла естественного откоса топлива и составляет в зависимости от рода применяемого топлива 40—55 . Первичный воздух в полугазовые топки подается вентилятором под нижние наклонные колосники и горизонтальную колосниковую решетку. Избыток первичного воздуха должен составлять 0,6—0,8. Теплотворная способность полугаза 500—700 ктл/м . Вторичный воздух для дожигания полугаза подается вентилятором в зону охлаждения печи. Количество вторичного воздуха составляет обычно около половины общего количества расходуемого воздуха. [c.113]

chem21.info