Naturgass og dens brennverdi for husholdningsbruk. Spesifikk forbrenningsvarme av drivstoff og brennbare materialer

5. TERMISK FORBRENNINGSBALANSE

La oss vurdere metoder for å beregne varmebalansen til forbrenningsprosessen av gassformig, flytende og fast brensel. Beregningen kommer ned til å løse følgende problemer.

· Bestemmelse av forbrenningsvarme (brennverdi) til drivstoff.

· Bestemmelse av teoretisk forbrenningstemperatur.

5.1. FORbrenningsvarme

Kjemiske reaksjoner er ledsaget av frigjøring eller absorpsjon av varme. Når varme frigjøres kalles reaksjonen eksoterm, og når varme absorberes kalles den endoterm. Alle forbrenningsreaksjoner er eksoterme, og forbrenningsprodukter er eksoterme forbindelser.

Varmen som frigjøres (eller absorberes) under en kjemisk reaksjon kalles reaksjonsvarmen. I eksoterme reaksjoner er det positivt, i endoterme reaksjoner er det negativt. Forbrenningsreaksjonen er alltid ledsaget av frigjøring av varme. Forbrenningsvarme Q g(J/mol) er mengden varme som frigjøres under fullstendig forbrenning av en mol av et stoff og transformasjonen av et brennbart stoff til produkter av fullstendig forbrenning. Føflekken er den grunnleggende SI-enheten for mengde av et stoff. En mol er mengden stoff som inneholder samme antall partikler (atomer, molekyler osv.) som det er atomer i 12 g av karbon-12 isotopen. Massen til en mengde av et stoff lik 1 mol (molekylær eller molar masse) faller numerisk sammen med den relative molekylmassen til dette stoffet.

For eksempel er den relative molekylvekten til oksygen (O 2) 32, karbondioksid (CO 2) er 44, og de tilsvarende molekylvektene vil være M = 32 g/mol og M = 44 g/mol. En mol oksygen inneholder altså 32 gram av dette stoffet, og en mol CO 2 inneholder 44 gram karbondioksid.

I tekniske beregninger er det ikke forbrenningsvarmen som oftest brukes. Q g, og brennverdien til drivstoffet Q(J/kg eller J/m 3). Brennverdien til et stoff er mengden varme som frigjøres ved fullstendig forbrenning av 1 kg eller 1 m 3 av et stoff. For flytende og faste stoffer utføres beregningen per 1 kg, og for gassformige stoffer - per 1 m 3.

Kunnskap om forbrenningsvarmen og brennverdien til drivstoffet er nødvendig for å beregne forbrennings- eller eksplosjonstemperatur, eksplosjonstrykk, flammeutbredelseshastighet og andre egenskaper. Brennverdien til drivstoffet bestemmes enten eksperimentelt eller ved beregning. Når man eksperimentelt bestemmer brennverdien, brennes en gitt masse fast eller flytende brensel i en kalorimetrisk bombe, og når det gjelder gassformig brensel, i et gasskalorimeter. Disse instrumentene måler den totale varmen Q 0 frigjort under forbrenning av en prøve av drivstoffveiing m. Brennverdi Q g finnes av formelen

Forholdet mellom forbrenningsvarme og
brennverdi av drivstoff

For å etablere en sammenheng mellom forbrenningsvarmen og brennverdien til et stoff, er det nødvendig å skrive ned ligningen for den kjemiske reaksjonen ved forbrenning.

Produktet av fullstendig forbrenning av karbon er karbondioksid:

C+O2 →CO2.

Produktet av fullstendig forbrenning av hydrogen er vann:

2H2+O2-→2H20.

Produktet av fullstendig forbrenning av svovel er svoveldioksid:

S + O 2 → SO 2.

I dette tilfellet frigjøres nitrogen, halogener og andre ikke-brennbare elementer i fri form.

Brennbart stoff - gass

La oss som et eksempel beregne brennverdien til metan CH 4, for hvilken forbrenningsvarmen er lik Q g=882.6 .

· La oss bestemme molekylvekten til metan i samsvar med dens kjemiske formel (CH 4):

M=1∙12+4∙1=16 g/mol.

· La oss bestemme brennverdien til 1 kg metan:

· La oss finne volumet til 1 kg metan, og vite dets tetthet ρ=0,717 kg/m3 under normale forhold:

.

· La oss bestemme brennverdien til 1 m 3 metan:

Brennverdien til eventuelle brennbare gasser bestemmes på samme måte. For mange vanlige stoffer er forbrenningsvarme og brennverdier målt med høy nøyaktighet og er gitt i relevant referanselitteratur. Her er en tabell over brennverdiene til enkelte gassformige stoffer (tabell 5.1). Omfanget Q i denne tabellen er gitt i MJ/m 3 og i kcal/m 3, siden 1 kcal = 4,1868 kJ ofte brukes som varmeenhet.

Tabell 5.1

Brennverdi av gassformig brensel

Substans			Acetylen
Q

Brennbart stoff - flytende eller fast

La oss som et eksempel beregne brennverdien til etylalkohol C 2 H 5 OH, for hvilken forbrenningsvarmen er Q g= 1373,3 kJ/mol.

· La oss bestemme molekylvekten til etylalkohol i samsvar med dens kjemiske formel (C 2 H 5 OH):

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

La oss bestemme brennverdien til 1 kg etylalkohol:

Brennverdien til flytende og faste brennbare stoffer bestemmes på samme måte. I tabellen 5.2 og 5.3 viser brennverdiene Q(MJ/kg og kcal/kg) for enkelte væsker og faste stoffer.

Tabell 5.2

Brennverdi av flytende brensel

Substans		Metylalkohol	Etanol			Fyringsolje, olje
Q

Tabell 5.3

Brennverdi av fast brensel

Substans		Treet er friskt	Tørt treverk	Brunkull	Tørr torv	Antrasitt, cola
Q

Mendeleevs formel

Hvis brennverdien til drivstoffet er ukjent, kan den beregnes ved å bruke den empiriske formelen foreslått av D.I. Mendeleev. For å gjøre dette, må du kjenne den elementære sammensetningen av drivstoffet (ekvivalent drivstoffformel), det vil si prosentandelen av følgende elementer i den:

oksygen (O);

Hydrogen (H);

Karbon (C);

Svovel (S);

aske (A);

Vann (W).

Produktene fra drivstoffforbrenning inneholder alltid vanndamp, som dannes både på grunn av tilstedeværelsen av fuktighet i drivstoffet og under forbrenning av hydrogen. Avfallsforbrenningsprodukter forlater et industrianlegg ved en temperatur over duggpunktet. Derfor kan varmen som frigjøres under kondensering av vanndamp ikke brukes nyttig og bør ikke tas i betraktning i termiske beregninger.

Netto brennverdi brukes vanligvis til beregning Q n drivstoff, som tar hensyn til varmetap med vanndamp. For fast og flytende brensel er verdien Q n(MJ/kg) bestemmes omtrentlig av Mendeleev-formelen:

Q n=0.339+1.025+0.1085 – 0.1085 – 0.025, (5.1)

hvor prosentandelen (vekt%) av de tilsvarende grunnstoffene i drivstoffsammensetningen er angitt i parentes.

Denne formelen tar hensyn til varmen fra eksoterme forbrenningsreaksjoner av karbon, hydrogen og svovel (med et plusstegn). Oksygen som inngår i drivstoffet erstatter delvis oksygen i luften, så det tilsvarende begrepet i formel (5.1) er tatt med et minustegn. Når fuktighet fordamper, forbrukes varme, så den tilsvarende termen som inneholder W er også tatt med et minustegn.

En sammenligning av beregnede og eksperimentelle data om brennverdien til forskjellige brensler (tre, torv, kull, olje) viste at beregning ved hjelp av Mendeleev-formelen (5.1) gir en feil som ikke overstiger 10 %.

Netto brennverdi Q n(MJ/m3) av tørre brennbare gasser kan beregnes med tilstrekkelig nøyaktighet som summen av produktene av brennverdien til individuelle komponenter og deres prosentvise innhold i 1 m3 gassformig brensel.

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

hvor prosentandelen (volum%) innhold av de tilsvarende gassene i blandingen er angitt i parentes.

I gjennomsnitt er brennverdien til naturgass ca. 53,6 MJ/m 3 . I kunstig produserte brennbare gasser er innholdet av metan CH4 ubetydelig. De viktigste brennbare komponentene er hydrogen H2 og karbonmonoksid CO. I koksovnsgass, for eksempel, når H2-innholdet (55 ÷ 60) %, og den nedre brennverdien til slik gass når 17,6 MJ/m3. Generatorgassen inneholder CO ~ 30% og H 2 ~ 15%, mens den nedre brennverdien til generatorgassen er Q n= (5,2÷6,5) MJ/m3. Innholdet av CO og H 2 i masovnsgass er lavere; omfanget Q n= (4,0÷4,2) MJ/m3.

La oss se på eksempler på beregning av brennverdien til stoffer ved hjelp av Mendeleev-formelen.

La oss bestemme brennverdien til kull, hvis elementsammensetning er gitt i tabellen. 5.4.

Tabell 5.4

Elementær sammensetning av kull

· La oss erstatte de som er gitt i tabellen. 5.4 data i Mendeleev-formelen (5.1) (nitrogen N og aske A er ikke inkludert i denne formelen, siden de er inerte stoffer og ikke deltar i forbrenningsreaksjonen):

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

La oss bestemme mengden ved som kreves for å varme opp 50 liter vann fra 10 ° C til 100 ° C, hvis 5 % av varmen som frigjøres under forbrenningen forbrukes til oppvarming, og varmekapasiteten til vannet Med=1 kcal/(kg∙grader) eller 4,1868 kJ/(kg∙grader). Den elementære sammensetningen av ved er gitt i tabell. 5,5:

Tabell 5.5

Elementær sammensetning av ved

	· La oss finne brennverdien til ved ved å bruke Mendeleev-formelen (5.1): Q n=0,339∙43+1,025∙7–0,1085∙41–0,025∙7= 17,12 MJ/kg. · La oss bestemme mengden varme som brukes på oppvarming av vann ved forbrenning av 1 kg ved (som tar i betraktning det faktum at 5 % av varmen (a = 0,05) som frigjøres under forbrenning, brukes på oppvarming): Q 2 =a Q n=0,05·17,12=0,86 MJ/kg. · La oss bestemme mengden ved som kreves for å varme 50 liter vann fra 10°C til 100°C: kg. Det kreves altså ca. 22 kg ved for å varme opp vann.

Mengden varme som frigjøres under fullstendig forbrenning av en enhetsmengde drivstoff kalles brennverdi (Q) eller, som noen ganger er sagt, brennverdi, eller brennverdi, som er en av hovedkarakteristikkene til drivstoff.

Brennverdien til gasser blir vanligvis referert til som 1 m 3, tatt under normale forhold.

I tekniske beregninger betyr normale forhold gassens tilstand ved en temperatur på 0°C og ved et trykk på 760 mmHg Kunst. Volumet av gass under disse forholdene er angitt nm 3(normal kubikkmeter).

For industrielle gassmålinger i henhold til GOST 2923-45, er temperatur 20°C og trykk 760 tatt som normale forhold mmHg Kunst. Volumet av gass tilordnet disse forholdene, i motsetning til nm 3 vi ringer m 3 (kubikkmeter).

Brennverdi av gasser (Q)) uttrykt i kcal/nm e eller inn kcal/m3.

For flytende gasser er brennverdien referert til som 1 kg.

Det er høyere (Qc) og lavere (Qn) brennverdier. Brutto brennverdi tar hensyn til kondensasjonsvarmen av vanndamp som genereres under forbrenning av drivstoff. Den nedre brennverdien tar ikke hensyn til varmen som finnes i vanndampen til forbrenningsproduktene, siden vanndampen ikke kondenserer, men føres bort med forbrenningsproduktene.

Begrepene Q in og Q n refererer bare til de gassene hvis forbrenning frigjør vanndamp (disse konseptene gjelder ikke for karbonmonoksid, som ikke produserer vanndamp ved forbrenning).

Når vanndamp kondenserer frigjøres varme lik 539 kcal/kg. I tillegg, når kondensatet avkjøles til 0°C (eller 20°C), frigjøres varme i en mengde på henholdsvis 100 eller 80. kcal/kg.

Totalt frigjøres mer enn 600 varme på grunn av kondensering av vanndamp. kcal/kg, som er forskjellen mellom høyere og lavere brennverdi for gassen. For de fleste gasser som brukes i bygassforsyning, er denne forskjellen 8-10 %.

Brennverdiene til noen gasser er gitt i tabellen. 3.

For bygassforsyning brukes i dag gasser som som regel har en brennverdi på minst 3500 kcal/nm 3 . Dette forklares med at i urbane områder tilføres gass gjennom rør over betydelige avstander. Når brennverdien er lav, må det tilføres store mengder. Dette fører uunngåelig til en økning i diameteren til gassrørledninger og, som en konsekvens, til en økning i metallinvesteringer og midler til bygging av gassnettverk, og deretter til en økning i driftskostnadene. En betydelig ulempe med lavkalorigasser er at de i de fleste tilfeller inneholder en betydelig mengde karbonmonoksid, noe som øker faren ved bruk av gass, samt ved service på nettverk og installasjoner.

Gass brennverdi mindre enn 3500 kcal/nm 3 brukes oftest i industrien, hvor det ikke er nødvendig å transportere det over lange avstander og det er lettere å organisere forbrenningen. For urban gassforsyning er det ønskelig å ha en konstant brennverdi på gass. Svingninger, som vi allerede har etablert, tillates ikke mer enn 10%. En større endring i brennverdien til gass krever nye justeringer og noen ganger utskifting av et stort antall standardiserte brennere av husholdningsapparater, noe som er forbundet med betydelige vanskeligheter.

Gassbrensel deles inn i naturlig og kunstig og er en blanding av brennbare og ikke-brennbare gasser som inneholder en viss mengde vanndamp og noen ganger støv og tjære. Mengden gassdrivstoff uttrykkes i kubikkmeter under normale forhold (760 mm Hg og 0 ° C), og sammensetningen uttrykkes i volumprosent. Sammensetningen av drivstoffet forstås som sammensetningen av dens tørre gassformige del.

Naturgass drivstoff

Det vanligste gassdrivstoffet er naturgass, som har høy brennverdi. Grunnlaget for naturgass er metan, hvis innhold er 76,7-98%. Andre gassformige hydrokarbonforbindelser omfatter naturgass fra 0,1 til 4,5 %.

Flytende gass er et produkt av petroleumsraffinering - den består hovedsakelig av en blanding av propan og butan.

Naturgass (CNG, NG): metan CH4 mer enn 90 %, etan C2 H5 mindre enn 4 %, propan C3 H8 mindre enn 1 %

Flytende gass (LPG): propan C3 H8 mer enn 65 %, butan C4 H10 mindre enn 35 %

Sammensetningen av brennbare gasser inkluderer: hydrogen H2, metan CH4, Andre hydrokarbonforbindelser CmHn, hydrogensulfid H2S og ikke-brennbare gasser, karbondioksid CO2, oksygen O2, nitrogen N2 og en liten mengde vanndamp H2O m Og P ved C og H karakteriserer forbindelser av forskjellige hydrokarboner, for eksempel for metan CH 4 t = 1 og n= 4, for etan C2N b t = 2 Og n= b osv.

Sammensetning av tørt gassformig drivstoff (volumprosent):

CO + H2 + 2 C m H n + H 2 S + CO 2 + O 2 + N 2 = 100 %.

Den ikke-brennbare delen av tørt gassbrensel – ballast – består av nitrogen N og karbondioksid CO 2.

Sammensetningen av vått gassformig drivstoff uttrykkes som følger:

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

Forbrenningsvarmen, kJ/m (kcal/m3), 1 m3 ren tørrgass under normale forhold bestemmes som følger:

Q n s = 0,01,

hvor Qso, Q n 2, Q c m n n Q n 2 s. - forbrenningsvarme av individuelle gasser inkludert i blandingen, kJ/m 3 (kcal/m 3); CO, H 2, Cm H n, H2S - komponenter som utgjør gassblandingen, volumprosent.

Brennverdien av 1 m3 tørr naturgass under normale forhold for de fleste innenlandske felt er 33,29 - 35,87 MJ/m3 (7946 - 8560 kcal/m3). Karakteristikker for gassformig drivstoff er gitt i tabell 1.

Eksempel. Bestem den nedre brennverdien av naturgass (under normale forhold) med følgende sammensetning:

H2S = 1%; CH4 = 76,7%; C2H6 = 4,5%; C3H8 = 1,7%; C4H10 = 0,8%; C5H12 = 0,6%.

Ved å erstatte egenskapene til gasser fra tabell 1 med formel (26), får vi:

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

Q ns = 0,01 (5585,1 + 8555 76,7 + 15 226 4,5 + 21 795 1,7 + 28 338 0,8 + 34 890 0,6) = 8109 kcal/m3.

Tabell 1. Egenskaper for gassformig drivstoff

Gass	Betegnelse	Forbrenningsvarme Q n s
		KJ/m3	Kcal/m3
Hydrogen	N,	10820	2579
Karbonmonoksid	CO	12640	3018
Hydrogensulfid	H 2 S	23450	5585
Metan	CH 4	35850	8555
Etan	C2H6	63 850	15226
Propan	C 3 H 8	91300	21795
Butan	C4H10	118700	22338
Pentan	C 5 H 12	146200	34890
Etylen	C2H4	59200	14107
Propylen	C3H6	85980	20541
Butylen	C 4 H 8	113 400	27111
Benzen	C 6 H 6	140400	33528

Kjeler av typen DE bruker fra 71 til 75 m3 naturgass for å produsere ett tonn damp. Gasskostnadene i Russland per september 2008. er 2,44 rubler per kubikkmeter. Derfor vil et tonn damp koste 71 × 2,44 = 173 rubler 24 kopek. Den virkelige kostnaden for et tonn damp på fabrikker er for DE-kjeler ikke mindre enn 189 rubler per tonn damp.

Kjeler av DKVR-typen bruker fra 103 til 118 m3 naturgass for å produsere ett tonn damp. Den minimale estimerte kostnaden for et tonn damp for disse kjelene er 103 × 2,44 = 251 rubler 32 kopek. Den reelle kostnaden for damp på fabrikker er ikke mindre enn 290 rubler per tonn.

Hvordan beregne maksimalt naturgassforbruk for en DE-25 dampkjele? Dette er de tekniske egenskapene til kjelen. 1840 kuber i timen. Men du kan også regne. 25 tonn (25 tusen kg) må multipliseres med forskjellen mellom entalpiene til damp og vann (666,9-105) og alt dette dividert med kjeleeffektiviteten på 92,8% og forbrenningsvarmen til gassen. 8300. og det er det

Kunstig gassdrivstoff

Kunstige brennbare gasser er et drivstoff av lokal betydning fordi de har en betydelig lavere brennverdi. Deres viktigste brennbare elementer er karbonmonoksid CO og hydrogen H2. Disse gassene brukes innenfor produksjonsområdet hvor de hentes som brensel for teknologi- og kraftverk.

Alle naturlige og kunstige brannfarlige gasser er eksplosive og kan antennes i åpen flamme eller gnist. Det er nedre og øvre eksplosjonsgrense for gass, dvs. dens høyeste og laveste prosentvise konsentrasjon i luften. Den nedre eksplosjonsgrensen for naturgasser varierer fra 3% til 6%, og den øvre grensen - fra 12% til 16%. Alle brennbare gasser kan forårsake forgiftning til menneskekroppen. De viktigste giftige stoffene i brennbare gasser er: karbonmonoksid CO, hydrogensulfid H2S, ammoniakk NH3.

Naturlige brennbare gasser og kunstige gasser er fargeløse (usynlige) og luktfrie, noe som gjør dem farlige hvis de trenger inn i det indre av fyrrommet gjennom lekkasjer i gassrørledninger. For å unngå forgiftning bør brennbare gasser behandles med et luktstoff - et stoff med en ubehagelig lukt.

Produksjon av karbonmonoksid CO i industrien ved gassifisering av fast brensel

For industrielle formål oppnås karbonmonoksid ved å forgasse fast brensel, dvs. omdanne det til gassformig drivstoff. På denne måten kan du få karbonmonoksid fra ethvert fast brensel - fossilt kull, torv, ved, etc.

Prosessen med gassifisering av fast brensel er vist i et laboratorieeksperiment (fig. 1). Etter å ha fylt det ildfaste røret med biter av trekull, varmer vi det kraftig opp og lar oksygen passere gjennom gasometeret. La oss føre gassene som kommer ut av røret gjennom en vaskemaskin med kalkvann og deretter sette den i brann. Kalkvannet blir grumsete og gassen brenner med en blåaktig flamme. Dette indikerer tilstedeværelsen av CO2-dioksid og karbonmonoksid CO i reaksjonsproduktene.

Dannelsen av disse stoffene kan forklares med det faktum at når oksygen kommer i kontakt med varmt kull, blir sistnevnte først oksidert til karbondioksid: C + O 2 = CO 2

Deretter, som passerer gjennom varmt kull, reduseres karbondioksid delvis til karbonmonoksid: CO 2 + C = 2CO

Ris. 1. Produksjon av karbonmonoksid (laboratorieforsøk).

Under industrielle forhold utføres gassifisering av fast brensel i ovner kalt gassgeneratorer.

Den resulterende blandingen av gasser kalles generatorgass.

Gassgeneratorenheten er vist på figuren. Det er en stålsylinder med en høyde på ca 5 m og en diameter på ca. 3,5 m, innvendig foret med ildfast murstein. Gassgeneratoren er lastet med drivstoff ovenfra; Nedenfra tilføres luft eller vanndamp av en vifte gjennom risten.

Oksygen i luften reagerer med karbon i drivstoffet og danner karbondioksid, som stiger opp gjennom laget med varmt drivstoff og reduseres av karbon til karbonmonoksid.

Hvis det bare blåses inn luft i generatoren, blir resultatet en gass som inneholder karbonmonoksid og luftnitrogen (samt en viss mengde CO 2 og andre urenheter). Denne generatorgassen kalles luftgass.

Hvis vanndamp blåses inn i en generator med varmt kull, resulterer reaksjonen i dannelse av karbonmonoksid og hydrogen: C + H 2 O = CO + H 2

Denne blandingen av gasser kalles vanngass. Vanngass har en høyere brennverdi enn luftgass, siden sammensetningen, sammen med karbonmonoksid, også inkluderer en andre brennbar gass - hydrogen. Vanngass (syntesegass), et av produktene fra gassifisering av drivstoff. Vanngass består hovedsakelig av CO (40%) og H2 (50%). Vanngass er et brensel (forbrenningsvarme 10 500 kJ/m3, eller 2730 kcal/mg) og samtidig et råstoff for syntese av metylalkohol. Vanngass kan imidlertid ikke produseres i lang tid, siden reaksjonen av dens dannelse er endoterm (med absorpsjon av varme), og derfor avkjøles drivstoffet i generatoren. For å holde kullet i en varm tilstand, veksles injeksjonen av vanndamp inn i generatoren med injeksjon av luft, hvis oksygen er kjent for å reagere med drivstoffet for å frigjøre varme.

Nylig har damp-oksygenblåsing blitt mye brukt til drivstoffgassifisering. Samtidig blåsing av vanndamp og oksygen gjennom drivstofflaget gjør at prosessen går kontinuerlig, noe som øker produktiviteten til generatoren betydelig og produserer gass med høyt innhold av hydrogen og karbonmonoksid.

Moderne gassgeneratorer er kraftige enheter for kontinuerlig drift.

For å hindre at brennbare og giftige gasser trenger inn i atmosfæren når drivstoff tilføres gassgeneratoren, er lastetrommelen laget dobbel. Mens drivstoff kommer inn i ett rom i trommelen, helles drivstoff inn i generatoren fra et annet rom; når trommelen roterer, gjentas disse prosessene, men generatoren forblir isolert fra atmosfæren hele tiden. Ensartet fordeling av drivstoff i generatoren utføres ved hjelp av en kjegle, som kan installeres i forskjellige høyder. Når det senkes, faller kullet nærmere midten av generatoren når kjeglen heves, kastes kullet nærmere generatorens vegger.

Fjerning av aske fra gassgeneratoren er mekanisert. Den kjegleformede risten roteres sakte av en elektrisk motor. I dette tilfellet forskyves asken mot generatorens vegger og ved hjelp av spesielle enheter dumpes den inn i askeboksen, hvorfra den med jevne mellomrom fjernes.

De første gasslampene ble tent i St. Petersburg på Aptekarsky Island i 1819. Gassen som ble brukt ble oppnådd ved gassifisering av kull. Det ble kalt lysende gass.

Den store russiske vitenskapsmannen D.I. Mendeleev (1834-1907) uttrykte først ideen om at gassifisering av kull kan utføres direkte under jorden, uten å løfte det ut. Tsarregjeringen satte ikke pris på dette forslaget fra Mendeleev.

Ideen om underjordisk gassifisering ble varmt støttet av V.I. Han kalte det "en av teknologiens store seire." Underjordisk gassifisering ble utført for første gang av den sovjetiske staten. Allerede før den store patriotiske krigen opererte underjordiske generatorer i kullbassengene Donetsk og Moskva-regionen i Sovjetunionen.

En ide om en av metodene for underjordisk gassifisering er gitt i figur 3. To brønner legges inn i kullsømmen, som er forbundet nedenfor med en kanal. Kull blir antent i en slik kanal nær en av brønnene og sprengning tilføres der. Forbrenningsprodukter, som beveger seg langs kanalen, samhandler med varmt kull, noe som resulterer i dannelse av brennbar gass som i en konvensjonell generator. Gass kommer til overflaten gjennom den andre brønnen.

Produsentgass er mye brukt til oppvarming av industrielle ovner - metallurgiske, koksovner og som drivstoff i biler (fig. 4).

Ris. 3. Ordning med underjordisk gassifisering av kull.

En rekke organiske produkter, som flytende brensel, syntetiseres fra hydrogen og karbonmonoksid i vanngass. Syntetisk flytende drivstoff er et drivstoff (hovedsakelig bensin) oppnådd ved syntese fra karbonmonoksid og hydrogen ved 150-170 grader Celsius og et trykk på 0,7 - 20 MN/m2 (200 kgf/cm2), i nærvær av en katalysator (nikkel, jern, kobolt). Den første produksjonen av syntetisk flytende brensel ble organisert i Tyskland under 2. verdenskrig på grunn av mangel på olje. Syntetisk flytende drivstoff er ikke mye brukt på grunn av dens høye pris. Vanngass brukes til å produsere hydrogen. For å gjøre dette oppvarmes vanngass blandet med vanndamp i nærvær av en katalysator, og som et resultat oppnås hydrogen i tillegg til det som allerede er tilstede i vanngassen: CO + H 2 O = CO 2 + H 2

Stoffer av organisk opprinnelse inkluderer drivstoff som ved forbrenning frigjør en viss mengde termisk energi. Varmeproduksjonen skal kjennetegnes ved høy effektivitet og fravær av bivirkninger, særlig stoffer som er skadelige for menneskers helse og miljøet.

For å gjøre det lettere å laste inn i brennkammeret, kuttes vedmaterialet i individuelle elementer på opptil 30 cm. For å øke effektiviteten av bruken må veden være så tørr som mulig og forbrenningsprosessen må være relativt langsom. På mange måter er trevirke fra løvtre som eik og bjørk, hassel og ask, og hagtorn egnet for oppvarming av lokaler. På grunn av det høye harpiksinnholdet, økt brennhastighet og lav brennverdi, er bartrær betydelig dårligere i denne forbindelse.

Det skal forstås at verdien av brennverdien påvirkes av treets tetthet.

Det er et naturlig materiale av planteopprinnelse, utvunnet fra sedimentær bergart.

Denne typen fast brensel inneholder karbon og andre kjemiske elementer. Det er en inndeling av materiale i typer avhengig av alderen. Brunkull regnes som den yngste, etterfulgt av stenkull, og antrasitt er eldre enn alle andre typer. Alderen til et brennbart stoff bestemmer også fuktighetsinnholdet, som er mer tilstede i ungt materiale.

Ved forbrenning av kull oppstår miljøforurensning, og det dannes slagg på kjeleristene, som til en viss grad skaper et hinder for normal forbrenning. Tilstedeværelsen av svovel i materialet er også en ugunstig faktor for atmosfæren, siden dette elementet i luftrommet omdannes til svovelsyre.

Forbrukere bør imidlertid ikke frykte for helsen sin. Produsenter av dette materialet, som tar vare på private kunder, streber etter å redusere svovelinnholdet i det. Varmeverdien til kull kan variere selv innenfor samme type. Forskjellen avhenger av egenskapene til underarten og dens mineralinnhold, samt produksjonsgeografien. Som fast brensel finnes ikke bare rent kull, men også lavanriket kullslagg, presset til briketter.

Pellets (drivstoffgranulat) er fast brensel laget industrielt fra tre og planteavfall: spon, bark, papp, halm.

Råmaterialet, knust til støv, tørkes og helles i en granulator, hvorfra det kommer ut i form av granulat av en bestemt form. For å tilføre viskositet til massen, brukes en plantepolymer, lignin. Kompleksiteten i produksjonsprosessen og høy etterspørsel bestemmer kostnadene for pellets. Materialet brukes i spesialutstyrte kjeler.

Typer drivstoff bestemmes avhengig av materialet de blir behandlet fra:

• rundt tømmer av trær av alle arter;
• strå;
• torv;
• solsikkeskall.

Blant fordelene som drivstoffpellets har, er det verdt å merke seg følgende egenskaper:

• miljøvennlighet;
• manglende evne til å deformere og motstand mot sopp;
• enkel oppbevaring selv utendørs;
• jevnhet og varighet av forbrenning;
• relativt lave kostnader;
• Mulighet for bruk for ulike varmeapparater;
• passende granulatstørrelse for automatisk lasting i en spesialutstyrt kjele.

Briketter

Briketter er fast brensel som på mange måter ligner på pellets. For deres fremstilling brukes identiske materialer: flis, spon, torv, skall og halm. Under produksjonsprosessen knuses råvarer og formes til briketter ved komprimering. Dette materialet er også et miljøvennlig drivstoff. Det er praktisk å lagre selv utendørs. Jevn, jevn og langsom forbrenning av dette drivstoffet kan observeres både i peiser og ovner, og i varmekjeler.

Typene miljøvennlig fast brensel omtalt ovenfor er et godt alternativ for å generere varme. Sammenlignet med fossile kilder til termisk energi, som har en negativ innvirkning på miljøet ved forbrenning og dessuten er ikke-fornybare, har alternative brensler klare fordeler og en relativt lav kostnad, noe som er viktig for visse kategorier av forbrukere.

Samtidig er brannfaren for slike drivstoff mye høyere. Derfor er det nødvendig å ta noen sikkerhetstiltak angående lagring og bruk av brannbestandige materialer for vegger.

Flytende og gassformig brensel

Når det gjelder flytende og gassformige brannfarlige stoffer, er situasjonen her som følger.