რა არის საწვავი?
ეს არის ერთი კომპონენტი ან ნივთიერებების ნარევი, რომელსაც შეუძლია ქიმიური გარდაქმნებიდაკავშირებულია სითბოს გამოყოფასთან. Განსხვავებული ტიპებისაწვავი განსხვავდება მათში ჟანგვის აგენტის რაოდენობრივი შემცველობით, რომელიც გამოიყენება თერმული ენერგიის გასათავისუფლებლად.
AT ფართო გაგებითსაწვავი არის ენერგიის გადამზიდავი, ანუ პოტენციური ენერგიის პოტენციური ტიპი.
კლასიფიკაცია
ამჟამად, საწვავი იყოფა მათი აგრეგაციის მდგომარეობის მიხედვით თხევად, მყარად, აირად.
რთულად ბუნებრივი სახემოიცავს ქვას და შეშას, ანტრაციტს. ბრიკეტები, კოქსი, თერმოანტრაციტი ხელოვნური მყარი საწვავის ჯიშებია.
სითხეები არის ნივთიერებები, რომლებიც შეიცავს ნივთიერებებს ორგანული წარმოშობა. მათი ძირითადი კომპონენტებია: ჟანგბადი, ნახშირბადი, აზოტი, წყალბადი, გოგირდი. ხელოვნური თხევადი საწვავი იქნება სხვადასხვა სახის ფისები, მაზუთი.
ეს არის სხვადასხვა გაზების ნარევი: ეთილენი, მეთანი, პროპანი, ბუტანი. მათ გარდა აირისებრი საწვავი შეიცავს ნახშირორჟანგს და ნახშირბადის მონოქსიდი, წყალბადის სულფიდი, აზოტი, წყლის ორთქლი, ჟანგბადი.
საწვავის ინდიკატორები
წვის მთავარი მაჩვენებელი. განსაზღვრის ფორმულა კალორიული ღირებულებაგანიხილება თერმოქიმიაში. გამოყოფს „რეფერენტულ საწვავს“, რაც გულისხმობს 1 კილოგრამი ანტრაციტის კალორიულობას.
სახლის გათბობის ზეთი განკუთვნილია წვისთვის დაბალი სიმძლავრის გათბობის მოწყობილობებში, რომლებიც განლაგებულია საცხოვრებელ შენობებში, სითბოს გენერატორებში, რომლებიც გამოიყენება სოფლის მეურნეობასაკვების გასაშრობად, კონსერვისთვის.
სპეციფიკური სითბოსაწვავის წვა - ეს არის ისეთი მნიშვნელობა, რომელიც აჩვენებს სითბოს რაოდენობას, რომელიც წარმოიქმნება საწვავის სრული წვის დროს 1 მ 3 მოცულობით ან ერთი კილოგრამის მასით.
ამ მნიშვნელობის გასაზომად გამოიყენება J / კგ, J / m 3, კალორია / მ 3. წვის სიცხის დასადგენად გამოიყენეთ კალორიმეტრიის მეთოდი.
საწვავის წვის სპეციფიკური სითბოს მატებასთან ერთად მცირდება საწვავის სპეციფიკური მოხმარება და კოეფიციენტი სასარგებლო მოქმედებაიგივე მნიშვნელობა რჩება.
ნივთიერებების წვის სითბო არის ენერგიის რაოდენობა, რომელიც გამოიყოფა მყარი, თხევადი, აირისებრი ნივთიერების დაჟანგვის დროს.
იგი განისაზღვრება ქიმიური შემადგენლობით, ასევე აგრეგაციის მდგომარეობააალებადი ნივთიერება.
წვის პროდუქტების მახასიათებლები
უფრო მაღალი და დაბალი კალორიულობა დაკავშირებულია საწვავის წვის შემდეგ მიღებულ ნივთიერებებში წყლის აგრეგაციის მდგომარეობასთან.
მთლიანი კალორიული ღირებულება არის ნივთიერების სრული წვის დროს გამოთავისუფლებული სითბოს რაოდენობა. ეს მნიშვნელობა მოიცავს წყლის ორთქლის კონდენსაციის სითბოს.
ქვედა სამუშაო კალორიულობა არის მნიშვნელობა, რომელიც შეესაბამება წვის დროს სითბოს გამოყოფას წყლის ორთქლის კონდენსაციის სითბოს გათვალისწინების გარეშე.
კონდენსაციის ლატენტური სითბო არის წყლის ორთქლის კონდენსაციის ენერგიის მნიშვნელობა.
მათემატიკური ურთიერთობა
უმაღლესი და დაბალი კალორიული ღირებულება დაკავშირებულია შემდეგი ურთიერთობით:
Q B = Q H + k(W + 9H)
სადაც W არის წყლის რაოდენობა წონით (%-ში) წვად ნივთიერებაში;
H არის წყალბადის რაოდენობა (% მასის მიხედვით) წვად ნივთიერებაში;
k - კოეფიციენტი 6 კკალ/კგ
გაანგარიშების მეთოდები
მაღალი და დაბალი კალორიულობა განისაზღვრება ორი ძირითადი მეთოდით: გამოთვლითი და ექსპერიმენტული.
კალორიმეტრები გამოიყენება ექსპერიმენტული გამოთვლებისთვის. ჯერ მასში იწვება საწვავის ნიმუში. სითბო, რომელიც გამოიყოფა ამ შემთხვევაში, მთლიანად შეიწოვება წყალში. წყლის მასის შესახებ წარმოდგენისას შესაძლებელია მისი წვის სითბოს სიდიდის დადგენა მისი ტემპერატურის შეცვლით.
ეს ტექნიკა ითვლება მარტივი და ეფექტური, იგი ითვალისწინებს მხოლოდ ტექნიკური ანალიზის მონაცემების ცოდნას.
გამოთვლის მეთოდში ყველაზე მაღალი და ყველაზე დაბალი კალორიულობა გამოითვლება მენდელეევის ფორმულის მიხედვით.
Q p H \u003d 339C p + 1030H p -109 (O p -S p) - 25 W p (კჯ / კგ)
იგი ითვალისწინებს ნახშირბადის, ჟანგბადის, წყალბადის, წყლის ორთქლის, გოგირდის შემცველობას სამუშაო შემადგენლობაში (პროცენტებში). წვის დროს სითბოს რაოდენობა განისაზღვრება საცნობარო საწვავის გათვალისწინებით.
გაზის წვის სითბო საშუალებას გაძლევთ განახორციელოთ წინასწარი გამოთვლები, დაადგინოთ განაცხადის ეფექტურობა გარკვეული სახისსაწვავი.
წარმოშობის მახასიათებლები
იმისათვის, რომ გავიგოთ, რამდენი სითბო გამოიყოფა გარკვეული საწვავის წვის დროს, აუცილებელია წარმოდგენა გქონდეთ მის წარმოშობაზე.
ბუნებაში არსებობს სხვადასხვა ვარიანტებიმყარი საწვავი, რომელიც განსხვავდება შემადგენლობითა და თვისებებით.
მისი ფორმირება რამდენიმე ეტაპად მიმდინარეობს. ჯერ წარმოიქმნება ტორფი, შემდეგ მიიღება ყავისფერი და მყარი ნახშირი, შემდეგ წარმოიქმნება ანტრაციტი. მყარი საწვავის ფორმირების ძირითადი წყაროა ფოთლები, ხე და ნემსები. კვდება, მცენარეების ნაწილები, ჰაერის ზემოქმედებისას, განადგურებულია სოკოებით, წარმოქმნის ტორფს. მისი დაგროვება იქცევა ყავისფერ მასად, შემდეგ მიიღება ყავისფერი აირი.
ზე მაღალი წნევადა ტემპერატურა, ყავისფერი აირი იქცევა ნახშირად, შემდეგ საწვავი გროვდება ანტრაციტის სახით.
Ცალკე ორგანული ნივთიერებები, საწვავში არის დამატებითი ბალასტი. ორგანული ნაწილი არის ის ნაწილი, საიდანაც ჩამოყალიბდა ორგანული ნივთიერებები: წყალბადი, ნახშირბადი, აზოტი, ჟანგბადი. გარდა ამ ქიმიური ელემენტებისა, შეიცავს ბალასტს: ტენიანობას, ნაცარს.
ღუმელის ტექნოლოგია გულისხმობს დამწვარი საწვავის სამუშაო, მშრალი და ასევე წვადი მასის გამოყოფას. სამუშაო მასას ეწოდება საწვავი ორიგინალური სახით, რომელიც მიეწოდება მომხმარებელს. მშრალი წონა არის შემადგენლობა, რომელშიც წყალი არ არის.
ნაერთი
ყველაზე ღირებული კომპონენტებია ნახშირბადი და წყალბადი.
ეს ელემენტები გვხვდება ნებისმიერი ტიპის საწვავში. ტორფსა და ხეში ნახშირბადის პროცენტი აღწევს 58 პროცენტს, მყარ და ყავისფერ ნახშირში - 80%-ს, ანტრაციტში კი წონით 95 პროცენტს აღწევს. ამ მაჩვენებლის მიხედვით იცვლება საწვავის წვის დროს გამოთავისუფლებული სითბოს რაოდენობა. წყალბადი ნებისმიერი საწვავის მეორე ყველაზე მნიშვნელოვანი ელემენტია. ჟანგბადთან კონტაქტისას წარმოქმნის ტენიანობას, რაც საგრძნობლად ამცირებს ნებისმიერი საწვავის თერმულ ღირებულებას.
მისი პროცენტული მაჩვენებელი ნავთობის ფიქლში 3,8-დან მაზუთში 11-მდე მერყეობს. ჟანგბადი, რომელიც საწვავის ნაწილია, მოქმედებს როგორც ბალასტი.
ის არ გამოიმუშავებს სითბოს ქიმიური ელემენტი, შესაბამისად, უარყოფითად მოქმედებს წვის სითბოს ღირებულებაზე. აზოტის წვა, რომელიც შეიცავს თავისუფალ ან შეკრული ფორმაწვის პროდუქტებში განიხილება მავნე მინარევებიამიტომ მისი რაოდენობა მკაცრად შეზღუდულია.
გოგირდი შედის საწვავის შემადგენლობაში სულფატების, სულფიდების და ასევე გოგირდის დიოქსიდის აირების სახით. ჰიდრატაციისას წარმოიქმნება გოგირდის ოქსიდები გოგირდის მჟავა, რომელიც ანადგურებს ქვაბის აღჭურვილობას, უარყოფითად მოქმედებს მცენარეულობაზე და ცოცხალ ორგანიზმებზე.
ამიტომ გოგირდი არის ქიმიური ელემენტი, რომლის არსებობაც მასშია ბუნებრივი საწვავიუაღრესად არასასურველია. სამუშაო ოთახში შესვლისას გოგირდის ნაერთები იწვევს დამსწრეების მნიშვნელოვან მოწამვლას.
არსებობს სამი სახის ნაცარი მისი წარმოშობის მიხედვით:
- პირველადი;
- მეორადი;
- მესამეული.
პირველადი ხედვა იქმნება მინერალებირომლებიც გვხვდება მცენარეებში. მეორადი ფერფლი წარმოიქმნება ფორმირებისას მცენარის ნარჩენების ქვიშითა და მიწით გადაყლაპვის შედეგად.
მესამეული ნაცარი საწვავის ნაწილია მოპოვების, შენახვისა და ასევე მისი ტრანსპორტირების პროცესში. ნაცრის მნიშვნელოვანი დეპონირებით, ხდება სითბოს გადაცემის შემცირება ქვაბის განყოფილების გათბობის ზედაპირზე, ამცირებს წყალში სითბოს გადაცემის რაოდენობას გაზებიდან. დიდი თანხანაცარი უარყოფითად მოქმედებს ქვაბის მუშაობაზე.
ბოლოს და ბოლოს
აქროლადი ნივთიერებები მნიშვნელოვან გავლენას ახდენენ ნებისმიერი ტიპის საწვავის წვის პროცესზე. რაც უფრო დიდია მათი გამომავალი, მით უფრო დიდი იქნება ალი ფრონტის მოცულობა. მაგალითად, ქვანახშირი, ტორფი, ადვილად იკიდებს ცეცხლს, პროცესს თან ახლავს უმნიშვნელო სითბოს დანაკარგები. კოქსი, რომელიც რჩება აქროლადი მინარევების მოცილების შემდეგ, შეიცავს მხოლოდ მინერალურ და ნახშირბადის ნაერთებს მის შემადგენლობაში. საწვავის მახასიათებლებიდან გამომდინარე, სითბოს რაოდენობა მნიშვნელოვნად განსხვავდება.
ქიმიური შემადგენლობიდან გამომდინარე, განასხვავებენ მყარი საწვავის წარმოქმნის სამ ეტაპს: ტორფი, ლიგნიტი, ქვანახშირი.
ნატურალური ხე გამოიყენება მცირე საქვაბე ქარხნებში. ძირითადად გამოიყენება ხის ნატეხები, ნახერხი, ფილები, ქერქი, თავად შეშა გამოიყენება მცირე რაოდენობით. ხის ტიპის მიხედვით, გამოთავისუფლებული სითბოს რაოდენობა მნიშვნელოვნად განსხვავდება.
კალორიული ღირებულების კლებასთან ერთად შეშა იძენს გარკვეულ უპირატესობებს: სწრაფი აალებადი, ნაცრის მინიმალური შემცველობა და გოგირდის კვალის არარსებობა.
სანდო ინფორმაცია ბუნებრივი ან სინთეზური საწვავის შემადგენლობის, მისი კალორიული ღირებულების შესახებ არის შესანიშნავი გზათერმოქიმიური გამოთვლების განხორციელება.
ამჟამად, არსებობს რეალური შესაძლებლობა იდენტიფიცირება მყარი, აირისებრი, თხევადი საწვავი, რომელიც იქნება ყველაზე ეფექტური და იაფი გამოსაყენებლად კონკრეტულ სიტუაციაში.
გაზის საწვავი იყოფა ბუნებრივ და ხელოვნურად და წარმოადგენს აალებადი და არაწვადი აირების ნარევს, რომელიც შეიცავს გარკვეული რაოდენობის წყლის ორთქლს, ზოგჯერ კი მტვერს და ტარს. რაოდენობა გაზის საწვავიგამოიხატება კუბურ მეტრში ნორმალურ პირობებში (760 მმ Hg და 0 ° C), ხოლო შემადგენლობა - პროცენტული მოცულობით. საწვავის შემადგენლობის ქვეშ გვესმის მისი მშრალი აირისებრი ნაწილის შემადგენლობა.
ბუნებრივი აირის საწვავი
ყველაზე გავრცელებული გაზის საწვავი არის ბუნებრივი აირი, რომელსაც აქვს მაღალი კალორიულობა. ბუნებრივი აირის საფუძველია მეთანი, რომლის შემცველობა შეადგენს 76,7-98%-ს. სხვა აირისებრი ნახშირწყალბადის ნაერთები ბუნებრივი აირის ნაწილია 0,1-დან 4,5%-მდე.
თხევადი გაზი ნავთობის გადამუშავების პროდუქტია - იგი ძირითადად შედგება პროპანისა და ბუტანის ნარევისგან.
ბუნებრივი აირი (CNG, NG): მეთანი CH4 90-ზე მეტი%, ეთანი C2 H5 4-ზე ნაკლები, პროპან C3 H8 1%-ზე ნაკლები.
თხევადი გაზი (LPG): პროპან C3 H8 65%-ზე მეტი%, ბუტანი C4 H10 35%-ზე ნაკლები
აალებადი აირებია: წყალბადი H 2, მეთანი CH 4, ნახშირწყალბადის სხვა ნაერთები C m H n, წყალბადის სულფიდი H 2 S და არაწვადი აირები, ნახშირორჟანგი CO2, ჟანგბადი O 2, აზოტი N 2 და მცირე რაოდენობით წყლის ორთქლი H 2 O. ინდექსები მდა პ C და H ახასიათებს სხვადასხვა ნახშირწყალბადების ნაერთებს, მაგალითად, მეთანისთვის CH 4 t = 1 და ნ= 4, ეთანისთვის С 2 Н b t = 2და ნ= b და ა.შ.
მშრალი აირისებრი საწვავის შემადგენლობა (პროცენტებში მოცულობით):
CO + H 2 + 2 C m H n + H 2 S + CO 2 + O 2 + N 2 = 100%.
მშრალი აირისებრი საწვავის აალებადი ნაწილი - ბალასტი - არის აზოტი N და ნახშირორჟანგი CO 2 .
სველი აირისებრი საწვავის შემადგენლობა გამოიხატება შემდეგნაირად:
CO + H 2 + Σ C m H n + H 2 S + CO 2 + O 2 + N 2 + H 2 O \u003d 100%.
წვის სითბო, კჯ / მ (კკალ / მ 3), 1 მ 3 სუფთა მშრალი გაზი ნორმალურ პირობებში განისაზღვრება შემდეგნაირად:
Q n s \u003d 0.01,
სადაც Qco, Q n 2, Q m n n Q n 2-ით ს. - ინდივიდუალური აირების წვის სითბო, რომლებიც ქმნიან ნარევს, კჯ / მ 3 (კკალ / მ 3); CO, H 2,სმ H n, H 2 S - კომპონენტები, რომლებიც ქმნიან გაზის ნარევი, % მოცულობით.
1 მ3 მშრალი ბუნებრივი აირის კალორიულობა ნორმალურ პირობებში საყოფაცხოვრებო საბადოების უმეტესობისთვის არის 33,29 - 35,87 მჯ/მ3 (7946 - 8560 კკალ/მ3). აირისებური საწვავის მახასიათებლები მოცემულია ცხრილში 1.
მაგალითი.განსაზღვრეთ შემდეგი შემადგენლობის ბუნებრივი აირის წმინდა კალორიულობა (ნორმალურ პირობებში):
H2S = 1%; CH 4 = 76.7%; C 2 H 6 = 4.5%; C 3 H 8 = 1.7%; C4H10 = 0.8%; C 5 H 12 = 0.6%.
ფორმულით (26) ჩანაცვლებით აირების მახასიათებლები 1 ცხრილიდან, მივიღებთ:
Q ns \u003d 0.01 \u003d 33981 კჯ / მ 3 ან
Q ns \u003d 0.01 (5585.1 + 8555 76.7 + 15 226 4.5 + 21 795 1.7 + 28 338 0.8 + 34 890 0.6) \u003d 8109 კკალ / მ.
ცხრილი 1. აირისებრი საწვავის მახასიათებლები
|
გაზი |
Დანიშნულება |
წვის სითბოქ ნ ს |
|
|
კჯ/მ3 |
კკალ/მ3 |
||
| წყალბადი | H, | 10820 | 2579 |
| ნახშირბადის მონოქსიდი | ᲘᲡᲔ | 12640 | 3018 |
| გოგირდწყალბადის | H 2 S | 23450 | 5585 |
| მეთანი | CH 4 | 35850 | 8555 |
| ეთანი | C 2 H 6 | 63 850 | 15226 |
| პროპანი | C 3 H 8 | 91300 | 21795 |
| ბუტანი | C 4 H 10 | 118700 | 22338 |
| პენტანი | C 5 H 12 | 146200 | 34890 |
| ეთილენი | C 2 H 4 | 59200 | 14107 |
| პროპილენი | C 3 H 6 | 85980 | 20541 |
| ბუტილენი | C 4 H 8 | 113 400 | 27111 |
| ბენზოლი | C 6 H 6 | 140400 | 33528 |
DE ტიპის ქვაბები მოიხმარენ 71-დან 75 მ3 ბუნებრივ აირს ერთი ტონა ორთქლის წარმოებისთვის. გაზის ღირებულება რუსეთში 2008 წლის სექტემბერში არის 2,44 რუბლი კუბურ მეტრზე. შესაბამისად, ტონა ორთქლი ეღირება 71 × 2.44 = 173 რუბლი 24 კაპიკი. ქარხნებში ერთი ტონა ორთქლის რეალური ღირებულება DE ქვაბებისთვის არის მინიმუმ 189 რუბლი ტონა ორთქლზე.
DKVR ტიპის ქვაბები მოიხმარენ 103-დან 118 მ3-მდე ბუნებრივ აირს ერთი ტონა ორთქლის წარმოებისთვის. ამ ქვაბებისთვის ერთი ტონა ორთქლის მინიმალური სავარაუდო ღირებულებაა 103 × 2.44 = 251 რუბლი 32 კაპეკი. ორთქლის რეალური ღირებულება მცენარეებისთვის არის მინიმუმ 290 რუბლი ტონაზე.
როგორ გამოვთვალოთ ბუნებრივი აირის მაქსიმალური მოხმარება ორთქლის ქვაბისთვის DE-25? Ეს არის ტექნიკური მახასიათებლებიქვაბი. 1840 კუბი საათში. მაგრამ თქვენ ასევე შეგიძლიათ გამოთვალოთ. 25 ტონა (25 ათასი კგ) უნდა გავამრავლოთ ორთქლისა და წყლის ენთალპიების სხვაობაზე (666,9-105) და ეს ყველაფერი გაყოფილი იყოს ქვაბის ეფექტურობაზე 92,8% და გაზის წვის სიცხეზე. 8300. და ყველა
ხელოვნური გაზის საწვავი
ხელოვნური აალებადი აირები არის საწვავი ადგილობრივი მნიშვნელობარადგან მათ აქვთ გაცილებით დაბალი კალორიული ღირებულება. მათი ძირითადი აალებადი ელემენტებია ნახშირბადის მონოქსიდი CO და წყალბადი H2. ეს აირები გამოიყენება წარმოების ფარგლებში, სადაც ისინი მიიღება როგორც საწვავი ტექნოლოგიური და ელექტროსადგურებისთვის.
ყველა ბუნებრივი და ხელოვნური აალებადი აირი ფეთქებადია, რომელსაც შეუძლია აალება ღია ცეცხლზე ან ნაპერწკალზე. არსებობს გაზის ქვედა და ზედა ფეთქებადი ზღვრები, ე.ი. ყველაზე მაღალი და ყველაზე დაბალი პროცენტული კონცენტრაცია ჰაერში. ასაფეთქებელი ნივთიერებების ქვედა ზღვარი ბუნებრივი აირებიმერყეობს 3%-დან 6%-მდე, ხოლო ზედა - 12%-დან 16%-მდე. ყველა აალებადი აირი შეიძლება გამოიწვიოს ადამიანის სხეულის მოწამვლა. წვადი აირების ძირითადი ტოქსიკური ნივთიერებებია: ნახშირბადის მონოქსიდი CO, წყალბადის სულფიდი H2S, ამიაკი NH3.
როგორც ბუნებრივი აალებადი, ასევე ხელოვნური აირები უფერო (უხილავი), უსუნოა, რაც მათში შეღწევისას საშიშს ხდის. ინტერიერისაქვაბე ოთახი გაზსადენის ფიტინგებში გაჟონვის გზით. მოწამვლის თავიდან ასაცილებლად აალებადი გაზები უნდა დამუშავდეს სუნიანი – უსიამოვნო სუნის მქონე ნივთიერებით.
ნახშირბადის მონოქსიდის CO მიღება მრეწველობაში მყარი საწვავის გაზიფიცირებით
სამრეწველო მიზნებისთვის ნახშირბადის მონოქსიდი მიიღება მყარი საწვავის გაზიფიცირებით, ანუ მისი გადაქცევით აირისებრ საწვავად. ასე რომ თქვენ შეგიძლიათ მიიღოთ ნახშირბადის მონოქსიდი ნებისმიერი მყარი საწვავისგან - წიაღისეული ქვანახშირი, ტორფი, შეშა და ა.შ.
მყარი საწვავის გაზიფიცირების პროცესი ნაჩვენებია ლაბორატორიულ ექსპერიმენტში (ნახ. 1). ცეცხლგამძლე მილის ნახშირის ნაჭრებით შევსების შემდეგ, ძლიერად ვაცხელებთ და ჟანგბადს გაზომეტრში ვუშვებთ. მილიდან გამოსულმა აირებმა გაიარონ კირის წყლის გამრეცხი და შემდეგ დავანთე ცეცხლი. კირის წყალი მოღრუბლული ხდება, გაზი იწვის მოლურჯო ალი. ეს მიუთითებს CO2 დიოქსიდის და ნახშირბადის მონოქსიდის CO-ს არსებობაზე რეაქციის პროდუქტებში.
ამ ნივთიერებების წარმოქმნა შეიძლება აიხსნას იმით, რომ როდესაც ჟანგბადი შედის კონტაქტში ცხელ ნახშირთან, ეს უკანასკნელი ჯერ იჟანგება ნახშირორჟანგში: C + O 2 \u003d CO 2
შემდეგ, ცხელი ნახშირის გავლით, ნახშირორჟანგინაწილობრივ შემცირდა ნახშირბადის მონოქსიდში: CO 2 + C \u003d 2CO
ბრინჯი. 1. ნახშირბადის მონოქსიდის მიღება (ლაბორატორიული გამოცდილება).
სამრეწველო პირობებში მყარი საწვავის გაზიფიცირება ხდება ღუმელებში, რომელსაც ეწოდება გაზის გენერატორები.
შედეგად მიღებული აირების ნარევს მწარმოებელი აირი ეწოდება.
გაზის გენერატორის მოწყობილობა ნაჩვენებია სურათზე. ეს არის ფოლადის ცილინდრი, რომლის სიმაღლეა დაახლოებით 5 მდა დიამეტრი დაახლოებით 3.5 მ,შიგნით მოპირკეთებული ცეცხლგამძლე აგურით. ზემოდან გაზის გენერატორი იტვირთება საწვავით; ქვემოდან ჰაერი ან წყლის ორთქლი მიეწოდება ვენტილატორის მეშვეობით ბადეში.
ჰაერში არსებული ჟანგბადი რეაგირებს საწვავის ნახშირბადთან, წარმოქმნის ნახშირორჟანგს, რომელიც, ცხელი საწვავის ფენის გავლით, ნახშირბადით მცირდება ნახშირბადის მონოქსიდში.
თუ გენერატორში მხოლოდ ჰაერი იფეთქება, მაშინ მიიღება აირი, რომელიც თავის შემადგენლობაში შეიცავს ნახშირბადის მონოქსიდს და ჰაერის აზოტს (ასევე გარკვეული რაოდენობის CO 2 და სხვა მინარევებისაგან). ამ გენერატორ გაზს ჰაერის გაზი ეწოდება.
თუმცა, თუ წყლის ორთქლი გენერატორში ჩაედინება ცხელი ნახშირით, მაშინ რეაქციის შედეგად წარმოიქმნება ნახშირბადის მონოქსიდი და წყალბადი: C + H 2 O \u003d CO + H 2
აირების ამ ნარევს წყლის გაზი ეწოდება. წყლის გაზს აქვს უფრო მაღალი კალორიულობა, ვიდრე ჰაერის გაზი, რადგან მის შემადგენლობაში ნახშირბადის მონოქსიდთან ერთად შედის მეორე აალებადი აირი - წყალბადი. წყლის გაზი (სინთეზური გაზი), საწვავის გაზიფიკაციის ერთ-ერთი პროდუქტი. წყლის გაზი ძირითადად შედგება CO (40%) და H2 (50%). წყლის გაზი არის საწვავი (კალორიულობა 10500 კჯ/მ3, ანუ 2730 კკალ/მგ) და ამავე დროს ნედლეული მეთანოლის სინთეზისთვის. თუმცა, წყლის გაზი ვერ მოიპოვება დიდი დრო, ვინაიდან მისი წარმოქმნის რეაქცია ენდოთერმულია (სითბოს შთანთქმით) და, შესაბამისად, გენერატორში საწვავი კლებულობს. ქვანახშირის ცხელ მდგომარეობაში შესანარჩუნებლად, გენერატორში წყლის ორთქლის შეყვანა მონაცვლეობით ხდება ჰაერის შეფრქვევით, რომლის ჟანგბადი, როგორც ცნობილია, რეაგირებს საწვავთან სითბოს გამოყოფით.
AT ბოლო დროსორთქლ-ჟანგბადის აფეთქებამ ფართო გამოყენება დაიწყო საწვავის გაზიფიკაციისთვის. წყლის ორთქლისა და ჟანგბადის ერთდროული აფეთქება საწვავის ფენაში შესაძლებელს ხდის პროცესის უწყვეტად განხორციელებას, მნიშვნელოვნად გაზრდის გენერატორის მუშაობას და გაზის მიღებას. მაღალი შემცველობაწყალბადი და ნახშირბადის მონოქსიდი.
თანამედროვე გაზის გენერატორები უწყვეტი მოქმედების მძლავრი მოწყობილობებია.
ისე, რომ როდესაც საწვავი მიეწოდება გაზის გენერატორს, აალებადი და ტოქსიკური აირები არ შეაღწიონ ატმოსფეროში, დატვირთვის ბარაბანი გაორმაგდება. სანამ საწვავი შედის ბარაბნის ერთ განყოფილებაში, საწვავი იღვრება მეორე განყოფილებიდან გენერატორში; როდესაც ბარაბანი ბრუნავს, ეს პროცესები მეორდება, ხოლო გენერატორი მუდმივად იზოლირებული რჩება ატმოსფეროდან. ერთგვაროვანი განაწილებაგენერატორში საწვავი ხორციელდება კონუსის გამოყენებით, რომელიც შეიძლება დამონტაჟდეს სხვადასხვა სიმაღლეზე. როდესაც ის დაწევს, ნახშირი უფრო ახლოს დევს გენერატორის ცენტრთან, როდესაც კონუსი ამაღლებულია, ქვანახშირი უფრო ახლოს იყრება გენერატორის კედლებთან.
გაზის გენერატორიდან ნაცრის ამოღება მექანიზებულია. კონუსის ფორმის ბადე ნელა ბრუნავს ელექტროძრავით. ამ შემთხვევაში ნაცარი გადაადგილდება გენერატორის კედლებზე და სპეციალური მოწყობილობებით იყრება ფერფლის ყუთში, საიდანაც პერიოდულად აშორებენ მას.
პირველი გაზის ნათურები სანქტ-პეტერბურგში აპტეკარსკის კუნძულზე 1819 წელს აანთეს. გაზი, რომელიც გამოიყენებოდა, გაზიფიცირებით იქნა მიღებული ნახშირი. მსუბუქი გაზი ერქვა.
დიდმა რუსმა მეცნიერმა დ.ი. მენდელეევმა (1834-1907) პირველმა გამოთქვა მოსაზრება, რომ ნახშირის გაზიფიცირება შეიძლება განხორციელდეს უშუალოდ მიწისქვეშეთში, მისი ამოღების გარეშე. მეფის მთავრობამ არ დააფასა მენდელეევის წინადადება.
მიწისქვეშა გაზიფიკაციის იდეას თბილად დაუჭირა მხარი V.I. ლენინმა. მან მას "ტექნოლოგიის ერთ-ერთი უდიდესი ტრიუმფი" უწოდა. მიწისქვეშა გაზიფიკაცია პირველად განხორციელდა საბჭოთა სახელმწიფო. უკვე დიდ სამამულო ომამდე საბჭოთა კავშირში დონეცკისა და მოსკოვის რეგიონის ქვანახშირის აუზებში მიწისქვეშა გენერატორები მუშაობდნენ.
ნახაზი 3 იძლევა წარმოდგენას მიწისქვეშა გაზიფიკაციის ერთ-ერთი მეთოდის შესახებ.ნახშირის ნაკერში ჩასმულია ორი ჭა, რომლებიც ბოლოში დაკავშირებულია არხით. ასეთ არხში ერთ-ერთ ჭასთან ახლოს ნახშირი იწვება და იქ აფეთქება მიეწოდება. წვის პროდუქტები, რომლებიც მოძრაობენ არხის გასწვრივ, ურთიერთქმედებენ ცხელ ნახშირთან, რის შედეგადაც წარმოიქმნება აალებადი აირი, როგორც ჩვეულებრივ გენერატორში. გაზი ზედაპირზე ამოდის მეორე ჭაბურღილის მეშვეობით.
გენერატორის გაზი ფართოდ გამოიყენება სამრეწველო ღუმელების გასათბობად - მეტალურგიული, კოქსის და მანქანებში საწვავად (სურ. 4).
ბრინჯი. 3. ქვანახშირის მიწისქვეშა გაზიფიცირების სქემა.
რიგი ორგანული პროდუქტები, როგორიცაა თხევადი საწვავი, სინთეზირებულია წყლის გაზის წყალბადისა და ნახშირბადის მონოქსიდისგან. სინთეზური თხევადი საწვავი - საწვავი (ძირითადად ბენზინი), მიღებული ნახშირბადის მონოქსიდისა და წყალბადის სინთეზით 150-170 გრადუს ცელსიუსზე და წნევა 0,7 - 20 MN/m2 (200 კგფ/სმ2), კატალიზატორის (ნიკელი, რკინა, კობალტი). სინთეზური თხევადი საწვავის პირველი წარმოება მოეწყო გერმანიაში მეორე მსოფლიო ომის დროს ნავთობის დეფიციტის გამო. სინთეზურ თხევად საწვავს არ მიუღია ფართო გავრცელება მათი გამო მაღალი ფასი. წყლის გაზი გამოიყენება წყალბადის წარმოებისთვის. ამისათვის წყლის გაზი წყლის ორთქლთან ნარევში თბება კატალიზატორის თანდასწრებით და შედეგად წყალბადი მიიღება გარდა იმისა, რაც უკვე არსებობს წყლის აირში: CO + H 2 O \u003d CO 2 + H 2
საწვავის ერთეულის სრული წვის დროს გამოთავისუფლებული სითბოს რაოდენობას ეწოდება კალორიული ღირებულება (Q) ან, როგორც მას ზოგჯერ უწოდებენ, კალორიულობა ან კალორიულობა, რაც საწვავის ერთ-ერთი მთავარი მახასიათებელია.
გაზების კალორიულობა ჩვეულებრივ მოიხსენიება როგორც 1 მ 3,მიღებული ნორმალურ პირობებში.
ტექნიკური გამოთვლებით, ნორმალური პირობები გაგებულია, როგორც გაზის მდგომარეობა 0 ° C-ის ტოლი ტემპერატურაზე და 760 წნევის დროს. მმ Hg Ხელოვნება.ამ პირობებში აირის მოცულობა აღინიშნება ნმ 3(ჩვეულებრივი კუბური მეტრი).
სამრეწველო გაზის გაზომვისთვის GOST 2923-45 შესაბამისად ნორმალური პირობებისავარაუდო ტემპერატურა 20°C და წნევა 760 მმ Hg Ხელოვნება.გაზის მოცულობა ეხებოდა ამ პირობებს, განსხვავებით ნმ 3ჩვენ დავუძახებთ მ 3 (კუბური მეტრი).
გაზების კალორიულობა (Q))გამოხატული კკალ/ნმ ეან შიგნით კკალ / მ 3.
ამისთვის თხევადი აირებიკალორიული ღირებულება მოხსენიებულია 1 კგ.
არსებობს უფრო მაღალი (Q in) და ქვედა (Q n) კალორიულობა. მთლიანი კალორიული ღირებულება ითვალისწინებს საწვავის წვის დროს წარმოქმნილი წყლის ორთქლის კონდენსაციის სითბოს. წმინდა კალორიული ღირებულება არ ითვალისწინებს წვის პროდუქტების წყლის ორთქლში შემავალ სითბოს, რადგან წყლის ორთქლი არ კონდენსდება, არამედ წვის პროდუქტებთან ერთად გადადის.
ცნებები Q in და Q n ეხება მხოლოდ იმ აირებს, რომელთა წვის დროს გამოიყოფა წყლის ორთქლი (ეს ცნებები არ ვრცელდება ნახშირბადის მონოქსიდზე, რომელიც არ იძლევა წყლის ორთქლს წვის დროს).
როდესაც წყლის ორთქლი კონდენსირდება, სითბო გამოიყოფა 539-ის ტოლი კკალ/კგ.გარდა ამისა, როდესაც კონდენსატი გაცივდება 0°C-მდე (ან 20°C), სითბო გამოიყოფა, შესაბამისად, 100 ან 80 ოდენობით. კკალ/კგ.
საერთო ჯამში, წყლის ორთქლის კონდენსაციის გამო, სითბო გამოიყოფა 600-ზე მეტი კკალ/კგ,რაც არის განსხვავება გაზის მთლიან და წმინდა კალორიულობას შორის. ურბანული გაზმომარაგებაში გამოყენებული გაზების უმეტესობისთვის ეს განსხვავება 8-10%-ს შეადგენს.
ზოგიერთი აირის კალორიული ღირებულების მნიშვნელობები მოცემულია ცხრილში. 3.
ურბანული გაზმომარაგებისთვის ამჟამად გამოიყენება გაზები, რომლებსაც, როგორც წესი, აქვთ მინიმუმ 3500 კალორიულობა. კკალ / ნმ 3.ეს აიხსნება იმით, რომ ქალაქების პირობებში გაზი მიეწოდება მილებით მნიშვნელოვან დისტანციებზე. დაბალი კალორიული ღირებულებით, საჭიროა დიდი რაოდენობით მიწოდება. ეს აუცილებლად იწვევს გაზსადენების დიამეტრის ზრდას და, შედეგად, გაზის ქსელების მშენებლობისთვის ლითონის ინვესტიციების და სახსრების ზრდას და, შემდგომში, საოპერაციო ხარჯების ზრდას. დაბალკალორიული გაზების მნიშვნელოვანი მინუსი არის ის, რომ უმეტეს შემთხვევაში ისინი შეიცავს ნახშირბადის მონოქსიდის მნიშვნელოვან რაოდენობას, რაც ზრდის საფრთხეს გაზის გამოყენებისას, ასევე ქსელებისა და დანადგარების მომსახურებისას.
გაზი 3500-ზე ნაკლები კალორიულობით კკალ/ნმ 3ყველაზე ხშირად გამოიყენება ინდუსტრიაში, სადაც არ არის საჭირო მისი ტრანსპორტირება გრძელი დისტანციებზედა უფრო ადვილია წვის ორგანიზება. ურბანული გაზმომარაგებისთვის სასურველია იყოს გაზის მუდმივი კალორიულობა. რყევები, როგორც უკვე დავადგინეთ, დასაშვებია არაუმეტეს 10%. გაზის კალორიული ღირებულების უფრო დიდი ცვლილება მოითხოვს ახალ კორექტირებას და ზოგჯერ ცვლილებას დიდი რიცხვისაყოფაცხოვრებო ტექნიკის სტანდარტიზებული სანთურები, რაც დაკავშირებულია მნიშვნელოვან სირთულეებთან.
ცხრილებში წარმოდგენილია საწვავის (თხევადი, მყარი და აირისებრი) და სხვა წვადი მასალის წვის მასის სპეციფიკური სითბო. განიხილება ისეთი საწვავი, როგორიცაა: ქვანახშირი, შეშა, კოქსი, ტორფი, ნავთი, ზეთი, ალკოჰოლი, ბენზინი, ბუნებრივი აირი და ა.შ.
ცხრილების სია:
ზე ეგზოთერმული რეაქციაროდესაც საწვავი იჟანგება, მისი ქიმიური ენერგია გარდაიქმნება თერმულ ენერგიად გარკვეული რაოდენობის სითბოს გამოყოფით. გაჩენილი თერმული ენერგიასაწვავის წვის სითბოს უწოდებენ. ეს დამოკიდებულია მის ქიმიურ შემადგენლობაზე, ტენიანობაზე და არის მთავარი. საწვავის კალორიულობა, რომელიც მოიხსენიება 1 კგ მასაზე ან 1 მ 3 მოცულობით, ქმნის მასას ან მოცულობით სპეციფიკურ კალორიულობას.
საწვავის წვის სპეციფიკური სითბო არის სითბოს რაოდენობა, რომელიც გამოიყოფა მყარი, თხევადი ან აირისებრი საწვავის ერთეული მასის ან მოცულობის სრული წვის დროს. AT საერთაშორისო სისტემაერთეულებში, ეს მნიშვნელობა იზომება J / კგ ან J / m 3.
საწვავის წვის სპეციფიკური სითბო შეიძლება განისაზღვროს ექსპერიმენტულად ან გამოითვალოს ანალიტიკურად. ექსპერიმენტული მეთოდებიკალორიული მნიშვნელობის განმარტებები ეფუძნება საწვავის წვის დროს გამოთავისუფლებული სითბოს რაოდენობის პრაქტიკულ გაზომვას, მაგალითად, კალორიმეტრში თერმოსტატით და წვის ბომბით. ცნობილი ქიმიური შემადგენლობის მქონე საწვავისთვის, წვის სპეციფიკური სითბო შეიძლება განისაზღვროს მენდელეევის ფორმულით.
არსებობს წვის უფრო მაღალი და დაბალი სპეციფიკური სითბო.მთლიანი კალორიულობა უდრის მაქსიმალური რაოდენობასაწვავის სრული წვის დროს გამოთავისუფლებული სითბო, საწვავში შემავალი ტენის აორთქლებაზე დახარჯული სითბოს გათვალისწინებით. წმინდა კალორიული ღირებულება ნაკლები ღირებულებაუფრო მაღალია კონდენსაციის სითბოს მნიშვნელობით, რომელიც წარმოიქმნება საწვავის ტენიანობისა და ორგანული მასის წყალბადისგან, რომელიც წვის დროს იქცევა წყალში.
საწვავის ხარისხის ინდიკატორების დასადგენად, აგრეთვე სითბოს საინჟინრო გამოთვლებში ჩვეულებრივ იყენებენ წვის ყველაზე დაბალ სპეციფიკურ სითბოს, რომელიც საწვავის ყველაზე მნიშვნელოვანი თერმული და ოპერაციული მახასიათებელია და მოცემულია ქვემოთ მოცემულ ცხრილებში.
მყარი საწვავის წვის სპეციფიკური სითბო (ქვანახშირი, შეშა, ტორფი, კოქსი)
ცხრილში მოცემულია მშრალი მყარი საწვავის წვის სპეციფიკური სითბოს მნიშვნელობები MJ/kg ერთეულში. ცხრილში საწვავი დალაგებულია სახელების მიხედვით ანბანური თანმიმდევრობით.
განხილული მყარი საწვავებიდან კოქსის ნახშირს აქვს ყველაზე მაღალი კალორიულობა - მისი წვის სპეციფიკური სითბო არის 36,3 მჯ/კგ (ან 36,3·10 6 ჯ/კგ SI ერთეულებში). გარდა ამისა, მაღალი კალორიულობა დამახასიათებელია ნახშირის, ანტრაციტის, ნახშირისა და ყავისფერი ნახშირისთვის.
დაბალი ენერგოეფექტურობის საწვავს მიეკუთვნება ხე, შეშა, დენთი, ფრეზტორფი, ნავთობის ფიქალი. მაგალითად, შეშის წვის სპეციფიკური სითბო არის 8,4 ... 12,5, ხოლო დენთის - მხოლოდ 3,8 მჯ / კგ.
| Საწვავი | |
|---|---|
| ანტრაციტი | 26,8…34,8 |
| ხის მარცვლები (აბები) | 18,5 |
| შეშა მშრალი | 8,4…11 |
| არყის მშრალი შეშა | 12,5 |
| გაზის კოქსი | 26,9 |
| აფეთქებული ღუმელის კოქსი | 30,4 |
| ნახევრად კოქსი | 27,3 |
| ფხვნილი | 3,8 |
| ფიქალი | 4,6…9 |
| ნავთობის ფიქალი | 5,9…15 |
| Მყარი სარაკეტო საწვავი | 4,2…10,5 |
| ტორფი | 16,3 |
| ბოჭკოვანი ტორფი | 21,8 |
| ტორფის დაფქვა | 8,1…10,5 |
| ტორფის ნატეხი | 10,8 |
| ყავისფერი ქვანახშირი | 13…25 |
| ყავისფერი ქვანახშირი (ბრიკეტები) | 20,2 |
| ყავისფერი ქვანახშირი (მტვერი) | 25 |
| დონეცკის ქვანახშირი | 19,7…24 |
| ნახშირი | 31,5…34,4 |
| Ქვანახშირი | 27 |
| კოკინგი ნახშირი | 36,3 |
| კუზნეცკის ქვანახშირი | 22,8…25,1 |
| ჩელიაბინსკის ქვანახშირი | 12,8 |
| ეკიბასტუზის ქვანახშირი | 16,7 |
| ფრეზტორფი | 8,1 |
| წიდა | 27,5 |
თხევადი საწვავის წვის სპეციფიკური სითბო (ალკოჰოლი, ბენზინი, ნავთი, ზეთი)
მოცემულია თხევადი საწვავის და სხვა ორგანული სითხეების წვის სპეციფიკური სითბოს ცხრილი. უნდა აღინიშნოს, რომ ისეთ საწვავს, როგორიცაა ბენზინი, დიზელის საწვავი და ზეთი, ახასიათებს მაღალი სითბოს გამოყოფა წვის დროს.
ალკოჰოლისა და აცეტონის წვის სპეციფიკური სითბო მნიშვნელოვნად დაბალია, ვიდრე ტრადიციული საავტომობილო საწვავი. გარდა ამისა, თხევად საწვავს აქვს შედარებით დაბალი კალორიულობა და ამ ნახშირწყალბადების 1 კგ სრული წვის შედეგად გამოიყოფა სითბოს ოდენობა, რომელიც უდრის 9,2 და 13,3 MJ, შესაბამისად.
| Საწვავი | წვის სპეციფიკური სითბო, MJ/კგ |
|---|---|
| აცეტონი | 31,4 |
| ბენზინი A-72 (GOST 2084-67) | 44,2 |
| საავიაციო ბენზინი B-70 (GOST 1012-72) | 44,1 |
| ბენზინი AI-93 (GOST 2084-67) | 43,6 |
| ბენზოლი | 40,6 |
| ზამთრის დიზელის საწვავი (GOST 305-73) | 43,6 |
| საზაფხულო დიზელის საწვავი (GOST 305-73) | 43,4 |
| თხევადი საწვავი (ნავთი + თხევადი ჟანგბადი) | 9,2 |
| საავიაციო ნავთი | 42,9 |
| განათების ნავთი (GOST 4753-68) | 43,7 |
| ქსილენი | 43,2 |
| მაღალი გოგირდის საწვავი | 39 |
| დაბალი გოგირდის საწვავი | 40,5 |
| დაბალი გოგირდის საწვავი | 41,7 |
| გოგირდოვანი საწვავის ზეთი | 39,6 |
| მეთილის სპირტი (მეთანოლი) | 21,1 |
| n-ბუტილის სპირტი | 36,8 |
| ზეთი | 43,5…46 |
| ნავთობის მეთანი | 21,5 |
| ტოლუენი | 40,9 |
| თეთრი სული (GOST 313452) | 44 |
| ეთილენგლიკოლი | 13,3 |
| ეთილის სპირტი (ეთანოლი) | 30,6 |
აირისებრი საწვავის და წვადი აირების წვის სპეციფიკური სითბო
წარმოდგენილია აირისებრი საწვავის და ზოგიერთი სხვა წვადი აირის წვის სპეციფიკური სითბოს ცხრილი MJ/kg განზომილებაში. განხილული აირებიდან განსხვავდება წვის ყველაზე დიდი მასის სპეციფიკური სითბო. ამ გაზის ერთი კილოგრამის სრული წვის შედეგად გამოიყოფა 119,83 მჯ სითბო. ასევე, ისეთ საწვავს, როგორიცაა ბუნებრივი აირი, აქვს მაღალი კალორიული ღირებულება - ბუნებრივი აირის წვის სპეციფიკური სითბო არის 41 ... 49 MJ / კგ (სუფთა 50 MJ / კგ).
| Საწვავი | წვის სპეციფიკური სითბო, MJ/კგ |
|---|---|
| 1-ბუტენი | 45,3 |
| ამიაკი | 18,6 |
| აცეტილენი | 48,3 |
| წყალბადი | 119,83 |
| წყალბადი, ნაზავი მეთანთან (50% H 2 და 50% CH 4 მასის მიხედვით) | 85 |
| წყალბადი, ნარევი მეთანთან და ნახშირბადის მონოქსიდთან (33-33-33% წონით) | 60 |
| წყალბადი, ნახშირბადის მონოქსიდთან ნაზავი (50% H 2 50% CO 2 მასის მიხედვით) | 65 |
| აფეთქებული ღუმელის გაზი | 3 |
| კოქსის ღუმელის გაზი | 38,5 |
| LPG თხევადი ნახშირწყალბადის გაზი (პროპან-ბუტანი) | 43,8 |
| იზობუტანი | 45,6 |
| მეთანი | 50 |
| n-ბუტანი | 45,7 |
| n-ჰექსანი | 45,1 |
| n-პენტანი | 45,4 |
| ასოცირებული გაზი | 40,6…43 |
| ბუნებრივი აირი | 41…49 |
| პროპადიენი | 46,3 |
| პროპანი | 46,3 |
| პროპილენი | 45,8 |
| პროპილენი, ნარევი წყალბადთან და ნახშირბადის მონოქსიდთან (90%-9%-1% წონით) | 52 |
| ეთანი | 47,5 |
| ეთილენი | 47,2 |
ზოგიერთი წვადი მასალის წვის სპეციფიკური სითბო
ცხრილი მოცემულია ზოგიერთი წვადი მასალის (ხის, ქაღალდის, პლასტმასის, ჩალის, რეზინის და ა.შ.) წვის სპეციფიკური სითბოს შესახებ. უნდა აღინიშნოს მასალები, რომლებსაც აქვთ მაღალი სითბოს გათავისუფლება წვის დროს. ეს მასალებია: რეზინი სხვადასხვა სახის, გაფართოებული პოლისტირონი (სტიროქაფი), პოლიპროპილენი და პოლიეთილენი.
| Საწვავი | წვის სპეციფიკური სითბო, MJ/კგ |
|---|---|
| ქაღალდი | 17,6 |
| ტყავისფერი | 21,5 |
| ხე (ბარები ტენიანობით 14%) | 13,8 |
| ხის დასტაში | 16,6 |
| მუხის ხე | 19,9 |
| ნაძვის ხე | 20,3 |
| ხის მწვანე | 6,3 |
| ფიჭვის ხე | 20,9 |
| კაპრონი | 31,1 |
| კარბოლიტის პროდუქტები | 26,9 |
| მუყაო | 16,5 |
| სტირონ-ბუტადიენის რეზინი SKS-30AR | 43,9 |
| ნატურალური რეზინი | 44,8 |
| Სინთეზური რეზინი | 40,2 |
| რეზინის SCS | 43,9 |
| ქლოროპრენის რეზინი | 28 |
| პოლივინილ ქლორიდის ლინოლეუმი | 14,3 |
| ორი ფენის პოლივინილ ქლორიდის ლინოლეუმი | 17,9 |
| ლინოლეუმის პოლივინილქლორიდი თექის საფუძველზე | 16,6 |
| ლინოლეუმის პოლივინილ ქლორიდი თბილ საფუძველზე | 17,6 |
| ლინოლეუმის პოლივინილქლორიდი ქსოვილის საფუძველზე | 20,3 |
| ლინოლეუმის რეზინი (რელინი) | 27,2 |
| პარაფინის მყარი | 11,2 |
| პოლიქაფი PVC-1 | 19,5 |
| პოლიქაფი FS-7 | 24,4 |
| პოლიქაფი FF | 31,4 |
| გაფართოებული პოლისტირონი PSB-S | 41,6 |
| პოლიურეთანის ქაფი | 24,3 |
| ბოჭკოვანი დაფა | 20,9 |
| პოლივინილ ქლორიდი (PVC) | 20,7 |
| პოლიკარბონატი | 31 |
| პოლიპროპილენი | 45,7 |
| პოლისტირონი | 39 |
| მაღალი სიმკვრივის პოლიეთილენი | 47 |
| დაბალი წნევის პოლიეთილენი | 46,7 |
| რეზინი | 33,5 |
| რუბეროიდი | 29,5 |
| ჭვარტლის არხი | 28,3 |
| Თივა | 16,7 |
| ჩალა | 17 |
| ორგანული მინა (პლექსიგლასი) | 27,7 |
| ტექსტოლიტი | 20,9 |
| ტოლ | 16 |
| ტროტილი | 15 |
| ბამბა | 17,5 |
| ცელულოზა | 16,4 |
| მატყლი და მატყლის ბოჭკოები | 23,1 |
წყაროები:
- GOST 147-2013 მყარი მინერალური საწვავი. უმაღლესი კალორიული მნიშვნელობის განსაზღვრა და ქვედა კალორიული მნიშვნელობის გამოთვლა.
- GOST 21261-91 ნავთობპროდუქტები. მთლიანი კალორიული ღირებულების განსაზღვრისა და წმინდა კალორიული ღირებულების გამოთვლის მეთოდი.
- GOST 22667-82 აალებადი ბუნებრივი აირები. კალორიული ღირებულების განსაზღვრის გაანგარიშების მეთოდი, ფარდობითი სიმკვრივედა Wobbe ნომრები.
- GOST 31369-2008 ბუნებრივი აირი. კალორიული მნიშვნელობის, სიმკვრივის, ფარდობითი სიმკვრივისა და Wobbe რიცხვის გაანგარიშება კომპონენტის შემადგენლობის მიხედვით.
- Zemsky G. T. არაორგანული და აალებადი თვისებები ორგანული მასალები: საცნობარო წიგნი M.: VNIIPO, 2016 - 970 გვ.
აალებადი აირების კლასიფიკაცია
ქალაქების გაზმომარაგებისთვის და სამრეწველო საწარმოებიგამოიყენება სხვადასხვა წვადი აირები, რომლებიც განსხვავდება წარმოშობის, ქიმიური შემადგენლობისა და ფიზიკური თვისებების მიხედვით.
წარმოშობის მიხედვით, აალებადი აირები იყოფა ბუნებრივ, ანუ ბუნებრივ და ხელოვნურად, რომლებიც წარმოიქმნება მყარი და თხევადი საწვავისგან.
ბუნებრივი აირებიამოღებულია ჭაბურღილებიდან გაზის საბადოებიან ნავთობის საბადოები ნავთობთან ერთად. ნავთობის საბადოების გაზებს ასოცირებულ გაზებს უწოდებენ.
სუფთა გაზის საბადოების აირები ძირითადად შედგება მეთანისგან მძიმე ნახშირწყალბადების მცირე შემცველობით. ისინი ხასიათდებიან შემადგენლობისა და კალორიული ღირებულების მუდმივობით.
ასოცირებული აირები მეთანთან ერთად შეიცავს მძიმე ნახშირწყალბადების მნიშვნელოვან რაოდენობას (პროპანი და ბუტანი). ამ გაზების შემადგენლობა და კალორიული ღირებულება მნიშვნელოვნად განსხვავდება.
ხელოვნური აირები იწარმოება სპეციალურ გაზის ქარხნები- ან მიიღება როგორც ქვეპროდუქტი ნახშირის წვის შედეგად მეტალურგიულ ქარხნებში, ასევე ნავთობგადამამუშავებელ ქარხნებში.
ნახშირისგან წარმოებული აირები ჩვენს ქვეყანაში გამოიყენება ურბანული გაზმომარაგებისთვის ძალიან შეზღუდული რაოდენობით და სპეციფიკური სიმძიმეისინი მუდმივად მცირდება. ამავდროულად, იზრდება თხევადი ნახშირწყალბადის აირების წარმოება და მოხმარება, რომელიც მიიღება ნავთობის გადამუშავების დროს გაზზე და ნავთობგადამამუშავებელ ქარხნებში. თხევადი ნახშირწყალბადის აირები, რომლებიც გამოიყენება ურბანული გაზმომარაგებისთვის, ძირითადად შედგება პროპანისა და ბუტანისგან.
აირების შემადგენლობა
გაზის ტიპი და მისი შემადგენლობა დიდწილად განსაზღვრავს გაზის მოცულობას, სქემას და დიამეტრებს. გაზის ქსელი, კონსტრუქციული გადაწყვეტილებებიგაზის სანთურები და გაზსადენების ცალკეული ერთეულები.
გაზის მოხმარება დამოკიდებულია კალორიულობაზე და, შესაბამისად, გაზსადენების დიამეტრზე და გაზის წვის პირობებზე. სამრეწველო დანადგარებში გაზის გამოყენებისას ძალზე მნიშვნელოვანია წვის ტემპერატურა და ალის გავრცელების სიჩქარე და გაზის საწვავის შემადგენლობის მუდმივობა.აირების შემადგენლობა ასევე ფიზიკოქიმიური მახასიათებლებიისინი პირველ რიგში დამოკიდებულია გაზების მოპოვების ტიპსა და მეთოდზე.
აალებადი აირები არის სხვადასხვა გაზების მექანიკური ნარევები<как горючих, так и негорючих.
აირისებრი საწვავის აალებადი ნაწილი მოიცავს: წყალბადს (H 2) - გაზი ფერის, გემოსა და სუნის გარეშე, მისი ქვედა კალორიულობაა 2579. კკალ / ნმ 3 \მეთანი (CH 4) - უფერო, უგემოვნო და უსუნო გაზი, არის ბუნებრივი აირის ძირითადი წვადი ნაწილი, მისი ქვედა კალორიულობაა 8555. კკალ / ნმ 3;ნახშირბადის მონოქსიდი (CO) - უფერო, უგემოვნო და უსუნო გაზი, მიღებული ნებისმიერი საწვავის არასრული წვის შედეგად, ძალიან ტოქსიკური, დაბალი კალორიული ღირებულებით 3018 კკალ / ნმ 3;მძიმე ნახშირწყალბადები (C p N t),ამ სახელით<и формулой обозначается целый ряд углеводородов (этан - С2Н 6 , пропан - С 3 Нв, бутан- С4Н 10 и др.), низшая теплотворная способность этих газов колеблется от 15226 до 34890 კკალ/ნმ*.
აირისებრი საწვავის აალებადი ნაწილი მოიცავს: ნახშირორჟანგს (CO 2), ჟანგბადს (O 2) და აზოტს (N 2).
აირების არაწვად ნაწილს ბალასტი ეწოდება. ბუნებრივი აირები ხასიათდება მაღალი კალორიულობით და ნახშირბადის მონოქსიდის სრული არარსებობით. ამავდროულად, მთელი რიგი საბადოები, ძირითადად გაზი და ნავთობი, შეიცავს ძალიან ტოქსიკურ (და კოროზიულ გაზს) - წყალბადის სულფიდს (H 2 S). ხელოვნური ნახშირის გაზების უმეტესობა შეიცავს მნიშვნელოვან რაოდენობას მაღალტოქსიკურ გაზს - ნახშირბადის მონოქსიდს (CO). აირში ნახშირბადის და სხვა ტოქსიკური ნივთიერებების ოქსიდის არსებობა ძალზე არასასურველია, რადგან ისინი ართულებენ საოპერაციო სამუშაოს წარმოებას და ზრდის საშიშროებას გაზის გამოყენებისას. ძირითადი კომპონენტების გარდა, აირების შემადგენლობა მოიცავს სხვადასხვა მინარევებს, რომლის სპეციფიკური ღირებულება პროცენტულად უმნიშვნელოა. თუმცა, იმის გათვალისწინებით, რომ ათასობით და თუნდაც მილიონობით კუბური მეტრი გაზი, მაშინ მინარევების საერთო რაოდენობა აღწევს მნიშვნელოვან მნიშვნელობას. ბევრი მინარევები იშლება გაზსადენებში, რაც საბოლოოდ იწვევს შემცირებას. მათი გამტარუნარიანობა და ზოგჯერ გაზის ნაკადის სრული შეწყვეტა. ამიტომ, გაზში მინარევების არსებობა მხედველობაში უნდა იქნას მიღებული როგორც გაზსადენების დიზაინში. ასევე ექსპლუატაციის დროს.
მინარევების რაოდენობა და შემადგენლობა დამოკიდებულია გაზის წარმოების ან მოპოვების მეთოდზე და მისი გაწმენდის ხარისხზე. ყველაზე მავნე მინარევებია მტვერი, ტარი, ნაფტალინი, ტენიანობა და გოგირდის ნაერთები.
მტვერი ჩნდება გაზში წარმოების (მოპოვების) ან მილსადენებით გაზის ტრანსპორტირებისას. ფისი არის საწვავის თერმული დაშლის პროდუქტი და თან ახლავს ბევრ ხელოვნურ გაზს. გაზში მტვრის არსებობის შემთხვევაში, ფისი ხელს უწყობს ფისოვანი ტალახის საცობების წარმოქმნას და გაზსადენებში ბლოკირებას.
ნაფტალინი ჩვეულებრივ გვხვდება ქვანახშირის ხელოვნურ აირებში. დაბალ ტემპერატურაზე ნაფტალინი ნალექი ჩნდება მილებში და სხვა მყარ და თხევად მინარევებთან ერთად ამცირებს გაზსადენების ნაკადის არეალს.
ორთქლის სახით ტენიანობა თითქმის ყველა ბუნებრივ და ხელოვნურ აირშია. ის ბუნებრივ აირებს წყლის ზედაპირთან კონტაქტების გამო ხვდება თავად გაზის საბადოში, ხოლო წარმოების პროცესში ხელოვნური აირები გაჯერებულია წყლით, აირში ტენის მნიშვნელოვანი რაოდენობით არსებობა არასასურველია, რადგან ამცირებს კალორიულობას. გარდა ამისა, მას აქვს აორთქლების მაღალი სითბოსუნარიანობა, გაზის წვის დროს ტენიანობა ატმოსფეროში ატარებს მნიშვნელოვან რაოდენობას სითბოს წვის პროდუქტებთან ერთად. ასევე არასასურველია გაზში დიდი ტენიანობის შემცველობა, რადგან გაზის კონდენსაცია ხდება. გაცივებულია "მილებით გადაადგილების ტვირთში, მას შეუძლია შექმნას წყლის საცობები გაზსადენში (ქვედა წერტილებში) წასაშლელად. ამისათვის საჭიროა სპეციალური კონდენსატის კოლექტორების დაყენება და მათი ამოტუმბვა.
გოგირდის ნაერთებს, როგორც უკვე აღვნიშნეთ, მიეკუთვნება წყალბადის სულფიდი, აგრეთვე ნახშირბადის დისულფიდი, მერკაპტანი და ა.შ. ეს ნაერთები არა მხოლოდ უარყოფითად მოქმედებს ადამიანის ჯანმრთელობაზე, არამედ იწვევს მილების მნიშვნელოვან კოროზიას.
სხვა მავნე მინარევები მოიცავს ამიაკის და ციანიდის ნაერთებს, რომლებიც ძირითადად ნახშირის აირებშია ნაპოვნი. ამიაკის და ციანიდის ნაერთების არსებობა იწვევს მილის ლითონის კოროზიის გაზრდას.
ასევე არასასურველია ნახშირორჟანგისა და აზოტის არსებობა წვად აირებში. ეს აირები არ მონაწილეობენ წვის პროცესში, არის ბალასტი, რომელიც ამცირებს კალორიულობას, რაც იწვევს გაზსადენების დიამეტრის ზრდას და აირისებური საწვავის გამოყენების ეკონომიკური ეფექტურობის შემცირებას.
ურბანული გაზმომარაგებისთვის გამოყენებული აირების შემადგენლობა უნდა აკმაყოფილებდეს GOST 6542-50 (ცხრილი 1) მოთხოვნებს.
ცხრილი 1
ქვეყანაში ყველაზე ცნობილი საბადოების ბუნებრივი აირის შემადგენლობის საშუალო მნიშვნელობები მოცემულია ცხრილში. 2.
გაზის საბადოებიდან (მშრალი)
| დასავლეთ უკრაინა. . . | 81,2 | 7,5 | 4,5 | 3,7 | 2,5 | - . | 0,1 | 0,5 | 0,735 | |
| შებელინსკოი ................................ | 92,9 | 4,5 | 0,8 | 0,6 | 0,6 | ____ . | 0,1 | 0,5 | 0,603 | |
| სტავროპოლის რეგიონი. . | 98,6 | 0,4 | 0,14 | 0,06 | - | 0,1 | 0,7 | 0,561 | ||
| კრასნოდარის ოლქი. . | 92,9 | 0,5 | - | 0,5 | _ | 0,01 | 0,09 | 0,595 | ||
| სარატოვი ..................................... | 93,4 | 2,1 | 0,8 | 0,4 | 0,3 | კვალი | 0,3 | 2,7 | 0,576 | |
| გაზლი, ბუხარას რეგიონი | 96,7 | 0,35 | 0,4" | 0,1 | 0,45 | 0,575 | ||||
| ნავთობისა და გაზის საბადოებიდან (ასოცირებული) | ||||||||||
| რომაშკინო ..................................... | 18,5 | 6,2 | 4,7 | 0,1 | 11,5 | 1,07 | ||||
| 7,4 | 4,6 | ____ | კვალი | 1,112 | __ . | |||||
| ტუიმაზი ..................................... | 18,4 | 6,8 | 4,6 | ____ | 0,1 | 7,1 | 1,062 | - | ||
| ნაცარი...... | 23,5 | 9,3 | 3,5 | ____ | 0,2 | 4,5 | 1,132 | - | ||
| გაბედული.......... ................................ . | 2,5 | . ___ . | 1,5 | 0,721 | - | |||||
| Syzran-oil ..................................... | 31,9 | 23,9 - | 5,9 | 2,7 | 0,8 | 1,7 | 1,6 | 31,5 | 0,932 | - |
| იშიმბეი ..................................... | 42,4 | 20,5 | 7,2 | 3,1 | 2,8 | 1,040 | _ | |||
| ანდიჯანი. ................................ | 66,5 | 16,6 | 9,4 | 3,1 | 3,1 | 0,03 | 0,2 | 4,17 | 0,801 ; | |
გაზების კალორიულობა
საწვავის ერთეულის სრული წვის დროს გამოთავისუფლებული სითბოს რაოდენობას ეწოდება კალორიული ღირებულება (Q) ან, როგორც მას ზოგჯერ უწოდებენ, კალორიულობა ან კალორიულობა, რაც საწვავის ერთ-ერთი მთავარი მახასიათებელია.
გაზების კალორიულობა ჩვეულებრივ მოიხსენიება როგორც 1 მ 3,მიღებული ნორმალურ პირობებში.
ტექნიკური გამოთვლებით, ნორმალური პირობები გაგებულია, როგორც გაზის მდგომარეობა 0 ° C-ის ტოლი ტემპერატურაზე და 760 წნევის დროს. მმ Hg Ხელოვნება.ამ პირობებში აირის მოცულობა აღინიშნება ნმ 3(ჩვეულებრივი კუბური მეტრი).
სამრეწველო გაზის გაზომვისთვის GOST 2923-45-ის შესაბამისად, ტემპერატურა 20 ° C და წნევა 760 აღებულია ნორმალურ პირობებში. მმ Hg Ხელოვნება.გაზის მოცულობა ეხებოდა ამ პირობებს, განსხვავებით ნმ 3ჩვენ დავუძახებთ მ 3 (კუბური მეტრი).
გაზების კალორიულობა (Q))გამოხატული კკალ/ნმ ეან შიგნით კკალ / მ 3.
თხევადი გაზებისთვის, კალორიული ღირებულება მითითებულია 1 კგ.
არსებობს უფრო მაღალი (Q in) და ქვედა (Q n) კალორიულობა. მთლიანი კალორიული ღირებულება ითვალისწინებს საწვავის წვის დროს წარმოქმნილი წყლის ორთქლის კონდენსაციის სითბოს. წმინდა კალორიული ღირებულება არ ითვალისწინებს წვის პროდუქტების წყლის ორთქლში შემავალ სითბოს, რადგან წყლის ორთქლი არ კონდენსდება, არამედ წვის პროდუქტებთან ერთად გადადის.
ცნებები Q in და Q n ეხება მხოლოდ იმ აირებს, რომელთა წვის დროს გამოიყოფა წყლის ორთქლი (ეს ცნებები არ ვრცელდება ნახშირბადის მონოქსიდზე, რომელიც არ იძლევა წყლის ორთქლს წვის დროს).
როდესაც წყლის ორთქლი კონდენსირდება, სითბო გამოიყოფა 539-ის ტოლი კკალ/კგ.გარდა ამისა, როდესაც კონდენსატი გაცივდება 0°C-მდე (ან 20°C), სითბო გამოიყოფა, შესაბამისად, 100 ან 80 ოდენობით. კკალ/კგ.
საერთო ჯამში, წყლის ორთქლის კონდენსაციის გამო, სითბო გამოიყოფა 600-ზე მეტი კკალ/კგ,რაც არის განსხვავება გაზის მთლიან და წმინდა კალორიულობას შორის. ურბანული გაზმომარაგებაში გამოყენებული გაზების უმეტესობისთვის ეს განსხვავება 8-10%-ს შეადგენს.
ზოგიერთი აირის კალორიული ღირებულების მნიშვნელობები მოცემულია ცხრილში. 3.
ურბანული გაზმომარაგებისთვის ამჟამად გამოიყენება გაზები, რომლებსაც, როგორც წესი, აქვთ მინიმუმ 3500 კალორიულობა. კკალ / ნმ 3.ეს აიხსნება იმით, რომ ქალაქების პირობებში გაზი მიეწოდება მილებით მნიშვნელოვან დისტანციებზე. დაბალი კალორიული ღირებულებით, საჭიროა დიდი რაოდენობით მიწოდება. ეს აუცილებლად იწვევს გაზსადენების დიამეტრის ზრდას და, შედეგად, გაზის ქსელების მშენებლობისთვის ლითონის ინვესტიციების და სახსრების ზრდას და, შემდგომში, საოპერაციო ხარჯების ზრდას. დაბალკალორიული გაზების მნიშვნელოვანი მინუსი არის ის, რომ უმეტეს შემთხვევაში ისინი შეიცავს ნახშირბადის მონოქსიდის მნიშვნელოვან რაოდენობას, რაც ზრდის საფრთხეს გაზის გამოყენებისას, ასევე ქსელებისა და დანადგარების მომსახურებისას.
გაზი 3500-ზე ნაკლები კალორიულობით კკალ/ნმ 3ყველაზე ხშირად გამოიყენება ინდუსტრიაში, სადაც არ არის საჭირო მისი ტრანსპორტირება დიდ დისტანციებზე და უფრო ადვილია დაწვის ორგანიზება. ურბანული გაზმომარაგებისთვის სასურველია იყოს გაზის მუდმივი კალორიულობა. რყევები, როგორც უკვე დავადგინეთ, დასაშვებია არაუმეტეს 10%. გაზის კალორიული ღირებულების უფრო დიდი ცვლილება მოითხოვს ახალ კორექტირებას, ზოგჯერ კი დიდი რაოდენობით ერთიანი სანთურების შეცვლას საყოფაცხოვრებო ტექნიკისთვის, რაც დაკავშირებულია მნიშვნელოვან სირთულეებთან.
