- •Прощекальников д.В. Лекции по дисциплине «Источники энергии теплотехнологии»
- •Сырьевые ресурсы.
- •Энергия.
- •Краткая характеристика источников энергии.
- •Лекция 2 (Раздел 2) Классификация источников энергии в теплотехнологии
- •Общепринятыми в классификации источников энергии является их деление на возобновляемые и невозобновляемые.
- •Лекция 3 (раздел 2)
- •Энергия солнца
- •Энергия ветра
- •Энергия биомассы
- •Использование низкопотенциального тепла земли
- •Использование энергии малых рек
- •1. Элементарный состав топлив.
- •2. Балласт, влага, зольность, выход летучих и характеристики золы.
- •Элементарный химический состав горючей массы различных видов твердого и жидкого топлив.
- •Минеральные примеси топлива.
- •Балласт топлива.
- •Зола топлива.
- •Зольность.
- •Влага топлива.
- •Гигроскопичность топлива.
- •Выход летучих и свойства кокса.
- •Лекция 5 (раздел 3)
- •Иллюстрация к определению энтальпии образования.
- •2 Способ определения теплоты сгорания (по Менделееву).
- •Второй закон термодинамики. Энтропия.
- •Лекция 6 (раздел 3) характеристики и состав энергоносителей. И влияние на процесс горения.
- •Классификация каменных углей по выходу летучих, спекаемости и характеристикам коксового остатка.
- •Нефть и нефтепродукты.
- •Структурно-групповой состав нефти. Растворенные газы. В условиях залегания они представляют собой гомологический ряд (от метана ch4 и до пентана c5h12).
- •Эти жидкие продукты составляют основы нефти. С с16н34 и далее эти парафины являются твердыми.
- •2 Нафтеновые соединения – насыщенные углеводороды, основанные главным образом на циклопентане, циклогексане и их производных.
- •Малопарафинистая – содержание парафина 1,5%,
- •Лекция 7 (разделы 3-4) характеристики и состав энергоносителей. (Продолжение)
- •Основы материального баланса и основные определения
- •1:1:1:3 (Кмоль)
- •Материальный баланс процесса горения.
- •Влияние минеральной части топлива на выход продуктов сгорания.
- •Лекция 8 (разделы 3-4) тепловой баланс процесса горения
- •Лекция 9 (раздел 5) Основы теории горения органического топлива
- •Лекция 10 (раздел 5) Основы теории горения органического топлива
- •Лекция 11 (раздел 6) Особенности горения газового топлива
- •Лекция 15-16 (раздел 8) Основы анализа и выбора рационального способа использования источников энергии теплотехнологий
1:1:1:3 (Кмоль)
1·16:1·18:1·28:3·2 (кг)
Так как , то
-
Материальный баланс процесса горения.
Существует исходная смесь, которая вступает в реакцию горения:
С, Н, S – горючие элементы; N2, O2, H2O – негорючие элементы
1. (моль) (г)
2. (моль) (г)
-
(моль) (г)
Расход воздуха:
-
расход кислорода
Дано:
Ср=82%;
Нр=17,3%;
Sр=0,7%
- объем кислорода, который подается без избытка.
-
воздух
О2=21% (объемных)=23,3% (массовых)
N2=79% (объемных)=76,7% (массовых)
Если топливом является газ (при н.у. углеводородные газы – это газы от метана до пентана), то:
а) органическая часть СН4, С2Н4, С2Н6, С3Н6, С3Н8,…,СnHm (n<6);
б) неорганическая часть СО, Н2, Н2S.
Методика вычислений та же.
Коэффициент избытка кислорода воздуха:
Обычно воздуха подается больше и это объясняется следующими причинами:
-
неполнота сгорания:
-
вследствие невозможности полного перемешивания;
-
вследствие конечности скорости химической реакции
Всегда существует оптимальное значение коэффициента избытка. При его подсчете исходят из того, что рабочая смесь должна сгореть полностью. Если кислорода недостаточно, то этого невозможно будет осуществить. Если кислород в избытке, то это лишние расходы на прокачку воздуха. Коэффициент избытка кислорода воздуха в основном зависит от типа топки, и в меньшей степени, от вида сырья.
Тип оборудования |
|
Пылеугольные топки |
1,2 – 1,25 |
Пылеугольные топки (размол в молотковых мельницах) |
1,25 – 1,3 |
Топка с жидким шлакоудалением |
1,2 |
Циклонные топки |
1,1 |
Предусмотрена циклонная топка и с удалением шлаков, снабжаемых автоматикой и регуляторов давления |
1,05 |
ПРОДУКТЫ СГОРАНИЯ.
С + О2 = СО2
S + O2 = SO2
2H2 + O2 = 2H2O
Продуктами сгорания являются: а) трехатомные молекулы СО2 и SO2 (RO2);
б) азот N2; в) влага Н2О.
V – объемный расход м3 на кг топлива.
В случае а):
В случае б):
где .
В случае в):
где ,
масса воздуха,
d – содержание влаги в воздухе, d=10 г/кг.
В случае если воздух подается с избытком (α >1):
а) не изменяется;
б) , добавка ;
в) , добавка .
Суммируя а), б) и в) получим выход продуктов сгорания VГ, м3/кг:
,
где ;
или ,
где - горючая часть,
.
Важно знать концентрации RO2, H2O. По RO2 судят о экологии производства, по H2O о количестве влаги.
; .
Влияние минеральной части топлива на выход продуктов сгорания.
В минеральной части топлива в основном содержатся карбонаты MgCO3, CaCO3, FeCO3. Все они при сгорании дают окислы MgO, CaO, FeO. Дальше при сжигании минеральная часть подвергается разложению, в результате чего образуется СО2.
добавка СО2 , м3, где К – степень конверсии карбонатов, К<1.