Природный газ теплота сгорания ккал м3. Природный газ

Глава IV. Виды и характеристика топлива, применяемого в печах

§ 11. Общие сведения

Для топки печей применяют твердое, жидкое и газообразное топливо. Наиболее распространено твердое топливо - дрова, торф, каменный уголь. Различные виды жидкого топлива (соляровое масло, мазут, керосин), используют главным образом в местности, где их добывают или производят. Природный газ в последние годы применяется все больше.

Выбор топлива для комнатных печей определяется главным образом наличием его в данной местности, удобством применения в домашних условиях, а также его теплотворной способностью. Теплотворной способностью топлива называется количество тепла, выделяемого при сжигании 1 кг твердого, жидкого или 1 м 3 газообразного топлива. Размерность этой единицы для жидкого и твердого топлива - ккал/кг, а для газообразного - ккал/м 3 .

Теплотворная способность каждого вида топлива зависит от его горючих составляющих, а также от зольности и влажности топлива. Чем больше процентное содержание горючих элементов в топливе, тем выше его теплотворная способность. Наоборот, чем больше влажность и выше зольность топлива, тем ниже его теплотворная способность.

Основные горючие составляющие любого топлива - углерод, водород и летучая горючая сера. Углерод в чистом виде представляет собой твердое вещество черного цвета, водород - горючий газ, не имеющий ни цвета, ни запаха. В состав топлива входит еще кислород и азот, а также минеральные вещества, из которых после сгорания топлива образуется зола и шлак. Содержится в топливе и вода.

Минеральные вещества, вода и азот не принимают участия в горении, составляя так называемый балласт топлива.

Ниже приведены средние значения теплотворной способности различных видов топлива.

§ 12. Твердое топливо

Дрова - наиболее распространенный вид твердого топлива для комнатных печей и кухонных очагов. Теплотворная способность дров зависит от их влажности. Сухие дрова легко загораются. При горении они развивают более высокую температуру, чем сырые, следовательно, дают больше тепла.

Теплотворная способность дров различных пород древесины на единицу массы (1 кг) практически одинакова. Однако на единицу объема (1м 3) дрова более плотной и тяжелой древесины дают значительно больше тепла, например березовые дрова дают на 20-25% больше тепла, чем осиновые, и на 15-18% больше, чем сосновые.

Заготовляют дрова в виде поленьев определенной длины: 35; 50; 75 и 100 см. Толщина расколотых поленьев 6-8 см.

Торф представляет собой остатки перегнивших растительных веществ. По способу добычи различают торф резной, кусковой, прессованный (в форме брикетов) и фрезерный (в виде торфяной крошки). Влажность кускового торфа, которым чаще всего пользуются для отопления, колеблется от 25 до 40%. По своему химическому составу и теплотворной способности торф приближается к дровам, но имеет большую зольность.

В безлесных местностях, где нет ни торфяников, ни каменного угля, печи топят кизяком - высушенными на воздухе плитками из навоза и соломы. По внешнему виду, химическому составу, способности рассыпаться в сухом виде кизяк сходен с торфом низших сортов. Как и торф, кизяк содержит много влаги. Его рекомендуется сжигать в таких же топливниках, что и торф.

Каменный уголь залегает пластами в недрах земли, иногда на очень большой глубине. По химическому составу каменный уголь представляет собой в основном соединение углерода и водорода. Ценность каменного угля в его высокой теплотворной способности.

Каменный уголь подразделяется на следующие виды: уголь богатый летучими веществами и малозольный (газовый); уголь бедный летучими веществами и малозольный (антрацит); уголь многозольный с большим количеством влаги (подмосковный уголь, сланцы). Для каждого из видов угля топливник должен иметь свои особенности, однако во всех случаях топливник для сжигания твердого топлива должен быть оборудован колосниковой решеткой.

§ 13. Жидкое и газообразное топливо

Жидкое топливо. К жидкому топливу, используемому для сжигания в печах и очагах, относятся сырая нефть и нефтяные остатки, которые получают на местах ее добычи, а также продукты переработки нефти, более легкие сорта нефтяного топлива (соляровое масло, керосин).

Плотность легких сортов нефтяного топлива около 0,8 г/см 3 ; тяжелых - 0,9 г/см 3 . Плотность мазута от 0,9 до 0,93 г/см 3 . Содержание серы в мазуте незначительно - от 0,5 до 0,8%. Теплотворная способность всех перечисленных видов жидкого топлива примерно одна и та же и равна 10000 ккал/кг.

Крупные котельные установки в большинстве случаев переведены на жидкое топливо. В домовых мелких очагах и бытовых печах сжигание мазута и других видов нефтяного топлива происходит до сих пор весьма примитивно и неудовлетворительно. Горение сопровождается обильным выделением черной копоти, которая проникает и распространяется по всему помещению, при этом она загрязняет воздух и комнатную обстановку. В последнее время начинают входить в употребление безнапорные горелки на жидком топливе.

Газообразное топливо. К газообразному топливу относится природный и искусственный газ.

Различают два способа получения природного газа: из газовых месторождений, содержащих газ без нефтяных добавок (Шебалинское, Ставропольское, Саратовское, Дашавское, Ухтинское месторождения); из месторождений жидких нефтяных источников в сопровождении горючего газа (Баку, Грозный, Майкоп, Ишимбаево и т. д.).

Природный газ, теплотворная способность которого высокая и равна 8500 ккал/м 3 , экономически целесообразно транспортировать на значительные расстояния.

В химический состав природных газов входят как горючие части - метан (СН 4), водород (Н 2) и окись углерода (СО) - так и негорючие, которые называются балластом - азот (N 2) и углекислота (СО 2). Один из наиболее часто встречающихся газов входящих в состав природных горючих газов, - метан (СН 4). Теплотворная способность метана 8500 ккал/м 3 .

Особенностью другого газа - бутана (С 4 Н 10), входящего также в состав горючих газов, является то, что он при нормальном атмосферном давлении и минусовой температуре (-10°С) переходит в жидкое состояние.

Природные газы ядовиты и не имеют запаха, поэтому для быстрого обнаружения их в воздухе к газам перед подачей их в городскую сеть подмешивают пары жидкостей, обладающих резким запахом.

Искусственный газ, реже применяемый в быту, получают из твердого топлива в специальных газогенераторных установках. Теплотворная способность искусственного газа значительно ниже теплотворной способности природного газа и равна примерно 1400 ккал/м 3 .

Чем суше топливо и чем меньше золы остаётся после его сгорания (чем меньше «зольность»), тем относительно больше тепла оно даёт.
Сравнительная ценность того или иного топлива определяется его теплотворной способностью, которая измеряется калориями (см.). В таблице 1 приведена средняя теплотворная способность некоторых видов топлива, применяемых в домашнем хозяйстве. Она выражена в количестве больших калорий, выделяющихся при сжигании 1 кг твёрдого или жидкого топлива или 1 м 3 газа, с учётом среднего, типичного для каждого вида горючего, содержания в нём влаги и его зольности. В последней графе приведены данные о сравнительной ценности различных видов топлива, вычисленные по их теплотворной способности; за единицу принято среднее количество тепла, выделяющееся при сжигании 1 кг антрацита. Из приведённых данных видно, насколько целесообразнее топить печи каменным углём (в том числе антрацитом), чем дровами.
Твёрдое топливо. Из разных видов твёрдого топлива в домашнем хозяйстве наиболее рационально применять горючие ископаемые, в первую очередь антрацит и другие, виды каменного угля. Угли образовались из остатков наземных растений и водорослей, произраставших в отдалённые геологические эпохи. Эти растительные остатки постепенно превращались в торф, затем в бурый уголь, затем в каменный уголь и, наконец, в антрацит, являющийся одной из разновидностей каменного угля. Образование торфа происходит и сейчас в мелких озёрах и болотах. Торф содержит 55 - 60% углерода, являющегося основной составной частью всякого топлива. В буром угле содержится углерода 67-78%, в каменном угле 80-91%, в антраците 94-96%.
Уголь рассевают на специальных ситах («грохотах») по величине кусков на т. наз. классы. Класс угля, почти все куски которого больше 100 мм , называется «плитным» и обозначается буквой «П». Уголь с кусками величиной в среднем от 50 до 100 мм называется «крупным» («К»), с кусками от 25 до 50 мм -«орехом» («О»), от 13 до 25 мм - «мелким» («М»), от 6 до 13 мм - «семечком» («С») и с кусками мельче 6 мм - «штыбом» («Ш»).

Таблица 1.- Сравнительная ценность различных видов топлива .

Каменные угли в зависимости от своего химического состава и свойств делятся на ряд марок. Из донецких углей для жилищно-бытовых и коммунальных нужд поставляются угли «газовые» (марка «Г»), «жирные» («Ж»), «отощённые спекающиеся» («ОС») и антрацит («А»), классов «К», «О», «М» и «С». Зольность углей должна быть не выше 20%, а содержание влаги (воды) - не более 6 - 8%. Для населения Москвы и Ленинграда разрешается поставка углей с зольностью не выше 12,5%.
Сжигать антрацит и другие каменные угли можно только в специально оборудованных печах, в нижней части которых устраивают шахточку глубиной 7 - 14 см . На дне шахточки укладывают чугунную колосниковую решётку, а под ней устраивают зольник и поддувало. При горении каменных углей температура довольно высока: до 1350° (при горении дров температура не превышает 1150°). Поэтому печи, в которых сжигается уголь, должны быть покрыты изнутри специальным огнеупорным кирпичом, уложенным на огнеупорной глине. Такие печи обязательно снабжаются чугунными герметическими дверцами с винтом или нажимной щеколдой.
Каменный уголь (особенно антрацит) полностью в топке не сгорает. При чистке печи из шлака и золы отбирают несгоревшие куски угля для повторного сжигания. Растопка угля производится небольшой порцией сухих дров (4 - 5 чурок длиной 15 - 20 см , толщиной 10 см ), неплотно (например, клеткой) уложенных на колосниковую решётку. Когда дрова хорошо разгорятся, на них забрасывают небольшую порцию угля (в среднем 3 - 4 кг ), слоем примерно 10 см . Во время растопки топочная дверца должна быть плотно закрыта, а дверца поддувала открыта. Растапливать печь с помощью керосина опасно, так как при этом из-за внезапной вспышки возможны не только ожоги, но и пожары. Ещё опаснее растапливать печь бензином. Следующую порцию угля забрасывают в печь только после того, как первая порция угля разгорелась и все куски его стали красными. Общий слой угля в топке не должен превышать 20 - 25 см . Лучше всего загружать уголь в печь кусками по 3 - 5 см в поперечнике. Более крупный уголь нужно расколоть на куски указанной величины.
Уголь в топке горит значительно медленнее, чем дрова. Открывать дверцу печи во время топки и перемешивать уголь не следует, так как это ухудшает горение. Необходимо лишь тонкой кочергой периодически пробивать шлаковый слой в щелях колосниковой решётки, делая это снизу, через поддувальную дверцу.
Для прекращения топки топочная и поддувальная дверцы герметически закрываются. Задвижка на дымовой трубе закрывается через некоторое время после полного потемнения угля.
В районах, снабжаемых топливом из Карагандинского бассейна, с Южного Урала, из угольных месторождений Восточной Сибири, Дальнего Востока, Сахалина, Средней Азии и некоторых других, для бытового потребления, кроме каменных углей, допускаются и местные бурые угли . Зольность их, например в Райчихинском и Назаровском месторождениях (Дальний Восток), доходит до 30% , а влажность до 39%. Бурые угли воспламеняются легче, чем каменные, однако при использовании в домашнем хозяйстве они, как и применяемый иногда в качестве бытового топлива торф, обладают существенными недостатками: высоким содержанием влаги и золы, в связи с чем теплотворная способность их невелика. Многие бурые угли, как и торф, при хранении рассыпаются на мелкие куски и даже превращаются в порошок. Значительно более ценным кусковым топливом являются брикеты , изготовляемые путём прессования под давлением из подсушенных бурых углей и торфа, а также из каменноугольной мелочи, малопригодной для непосредственного сжигания в бытовых печах. Брикеты обладают большей теплотворной способностью, чем исходное топливо. Они удобны для сжигания, так как обладают одинаковой формой, размерами и весом, прочны при хранении и не рассыпаются при сжигании в топках вплоть до полного сгорания. Растапливаются брикеты таким же способом, как и каменный уголь.
Хорошим топливом является кокс , получаемый путём нагрева каменного угля определённых марок в специальных печах, без доступа воздуха. Однако кокс находит в домашнем хозяйстве ограниченное применение, так как представляет собой ценное сырьё для чёрной и цветной металлургии.
В ряде мест СССР жилища отапливают дровами , которые легко воспламеняются, хорошо горят, дают мало золы, не загрязняют помещения и, в противоположность многим каменным углям, совершенно не содержат серы, при сжигании которой образуются неприятные и в некоторой мере вредные газы. Дрова обычно учитывают по объёму, для чего их укладывают в поленницы.
Дрова различают по породам деревьев, по длине и толщине поленьев. Чем относительно тяжелее древесина той или иной породы (чем большим удельным весом она обладает), тем больше древесной массы содержится в единице объёма дров, тем больше тепла получается при сжигании 1 м 3 их. Наибольшим удельным весом обладают грабовые, буковые, дубовые и кленовые дрова. В средней и северной частях СССР таких пород мало; здесь наилучшие дрова дают берёза, лиственница и чёрная ольха. Наименьшее количество тепла дают дрова из осины, тополя, липы, сосны, ели и пихты. В районах Москвы, Ленинграда, Поволжья товарные дрова имеют обычно смешанный состав: примерно 50% хвойных пород,- 25% берёзы, 25% осины или липы. Если принять за 100% теплотворную способность 1 м 3 еловых или осиновых дров, то 1 м 3 сосны даёт 110% тепла, 1 м 3 чёрной ольхи - 120%, 1 м 3 берёзы - 140% и 1 м 3 дуба - 160% тепла.
Для домашнего отопления дрова чаще всего заготавливают длиной 0,5 и 0,35 м . Такие дрова называются швырком. По толщине различают плашник (расколотые дрова толщиной более 14 см ) и кругляк (круглые поленья толщиной от 4 до 14 см ). В таблице 2 приведён вес (в кг ) 1 м 3 нормально выложенных в поленницу дров, длиной в 0,5 м , содержащих 25% влаги.

Таблица 2.- Вес 1 м 3 дров различных древесных пород .

Для комнатных и кухонных топок с дымоходами сравнительно небольшой длины особенно пригодны медленно сгорающие дрова, так как при этом тепло отходящих газов используется более полно. С этой точки зрения наилучшими для домашних печей являются дубовые и берёзовые дрова. Несколько скорее горят дрова из сосны и чёрной ольхи. Наиболее быстро сгорают осина и ель.
При топке печей дровами необходимо подбирать поленья одинаковой толщины с тем, чтобы они сгорали примерно с одинаковой скоростью. Укладывать поленья надо плотно, но оставляя между ними проходы для воздуха. Под слоем дров оставляют небольшое свободное пространство, куда подкладывают сухую щепу или кору для растопки печи. Когда дрова прогорели и остался только раскалённый уголь, в печах с обычными дверцами закрывают дымоход, а в печах с герметическими дверцами - их наглухо закрывают. В печах, в которых необходимо закрывать дымоход, следует особенно внимательно следить за тем, чтобы слой угля был равномерно красного цвета, чтобы в нём не оставалось непрогоревших головешек и не было синих огоньков над раскалённым слоем топлива - иначе возможно отравление угарным газом.
Дрова следует хранить в сарае с хорошей естественной вентиляцией или под навесом. Впритык допускается кладка не более 2 поленниц. Каждая пара поленниц должна отстоять от другой на 1 м .
В некоторых районах СССР жилища отапливают также соломой , в районах расположения маслобойных заводов - подсолнечной лузгой. Серьёзным недостатком соломы является её небольшой объёмный вес, из-за чего в печь входит сравнительно немного топлива. Удобнее топить соломенными брикетами.
Древесный уголь, ранее широко применявшийся в быту как топливо для самоваров, утюгов, жаровен, в настоящее время используется мало из-за распространения электрических чайников, утюгов и других электрических приборов. Хорошим топливом для самоваров (см.) являются шишки хвойных деревьев, разжигаемые, так же как древесный уголь, сухими щепками.
Жидкое топливо. Осветительный керосин в домашнем хозяйстве применяют во всевозможных лампах, фонарях, примусах, керогазах, керосинках и т. п. Хороший керосин должен быть прозрачным, иметь жёлтый цвет, застывать при температуре не выше - 12°. В керосине не должно быть примесей (грязи, пыли, воды и пр.), которые ухудшают его горение. Если керосин при хранении загрязнился, перед употреблением его следует пропустить через воронку со слоем ваты.
Применение бензина, газолина и других горючих смесей взамен керосина категорически воспрещается во избежание взрыва и пожара.
Денатурированный спирт («денатурат») чаще всего применяется в быту для разжигания примусов. Он представляет собой низкокачественный винный спирт, к которому добавлены различные вещества, делающие его непригодным для питья. Следует помнить, что денатурат является сильным ядом. Теплотворная способность денатурата почти вдвое ниже, чем керосина, но преимуществом его является спокойное горение, без копоти. Иногда денатурат применяется в специальных «спиртовках» - для подогрева кофе и для других целей. Существует т. наз. твёрдый спирт (денатурат с добавкой веществ, придающих ему вид студня), применяемый для подогрева пищи в туристических экспедициях и походах, на охоте и т. п.
Газообразное топливо. С каждым годом расширяется применение в домашнем хозяйстве природного горючего газа .
Природный газ взрывоопасен. Поэтому для предупреждения несчастных случаев к газу добавляют небольшие количества веществ, придающих ему резкий, неприятный запах. Появление такого запаха в помещении свидетельствует об утечке газа и сигнализирует о необходимости найти источник этой утечки (например, неплотно закрытый кран) и устранить её.
Помимо природных газов, существуют также искусственные горючие газы, которые производят на специальных заводах из твёрдого топлива - обычно из каменного или бурого угля. Природные горючие газы имеют значительные преимущества по сравнению с искусственными, теплотворная способность которых намного ниже. Искусственные газы более ядовиты, чем природные, так как содержат угарный газ (окись углерода), поэтому пользоваться ими нужно с особой осторожностью (см.

Таблица 2.6

Температура воспламенения тэр

На экономичность использования ТЭР влияют наличие влаги, различных примесей, способность к спеканию для твердого топлива. Эти характеристики определяют зольность и состав газов, которые поступают в окружающую среду. Чем меньше выбросы в атмосферу, тем чище топливо и меньше требуется затрат на мероприятия по защите окружающей среды.

В энергетике ТЭР используются для получения электроэнергии, тепла, холода и сжатого воздуха. Энергоэффективность этих процессов определяется не только качественными характеристиками ТЭР, но и технологией сжигания. В настоящее время разработаны и используются инновационные технологии, позволяющие значительно повысить энергоэффективность использования низкокалорийных видов ТЭР, обеспечивая экономию более ценных высоко эффективных видов ТЭР.

Характеристика основных видов ископаемых топливно-энергетических ресурсов Нефть

Нефть (от персидск. Нефт ) - природная маслянистая горючая жидкость со специфическим запахом, состоящая в основном из сложной смеси углеводородов различной молекулярной массы и некоторых других химических соединений. Цвет нефти варьирует в буро-коричневых тонах(от грязно-жёлтого до тёмно-коричневого, почти чёрного), иногда она бывает чисто чёрного цвета, изредка встречается нефть окрашенная в светлый жёлто-зелёный цвет и даже бесцветная, а также насыщенно-зелёная нефть. Имеет специфический запах, также варьирующийся от легкого приятного до тяжелого и очень неприятного. Цвет и запах нефти в значительной степени обусловлены присутствием азот-, серо- и кислородсодержащих компонентов, которые концентрируются в смазочном масле и нефтяном остатке. Большинство углеводородов нефти в чистом виде лишено запаха и цвета.

Состав:

Нефть - смесь около 1000 веществ, более 500 из которых - жидкие углеводороды, 80-90 % по массе, в основном парафиновые (обычно 30-35% по объёму) и нафтеновые (25-75 %) и соединения ароматического ряда (10-20); остальные – сернистые, азотистые, кислородные органические соединения, а также минеральные, органические соли и пр.. Всего в нефти обнаружено более 50 элементов (половина таблицы Менделеева).

Физические свойства:

Плотность 0,65-1,05 (обычно 0,82-0,95) г/см³; нефть, плотность которой ниже 0,83, называется лёгкой , 0,831-0,860 - средней , выше 0,860 - тяжёлой . Вязкость изменяется в широких пределах, для российских от 1,98 до 265,90 мм²/с, она определяется фракционным составом нефти (чем больше количество легких фракций, тем она меньше) и её температурой.

Классификация:

По классу преобладающих углеводородов химическому составу

класс углеводородов, по которому нефти даётся наименование, должны присутствовать в количестве более 50 %. Если присутствуют углеводороды также и других классов и один из классов составляет не менее 25 %, то определяется смешанный тип.

По торговым маркам

введение сортности необходимо в связи с разностью состава нефти (содержания серы, различного содержания групп алканов, наличия примесей) в зависимости от месторождения. Стандартом для цен служит нефть сортов WTI и Light Sweet (для западного полушария и вообще ориентиром для других сортов нефти), а также Brent (для рынков Европы и стран ОПЕК). Чтобы упростить экспорт были введены стандартные сорта (торговые марки) нефти, связанные либо с основным месторождением, либо с группой месторождений. Для России это тяжёлая Urals и лёгкая нефть Siberian Light. В Великобритании - Brent, в США - Light Sweet и WTI.

Происхождение нефти:

Происхождение нефти долгое время было предметом жарких споров, которые полностью не затихли и в наши дни. Существуют две противоположные версии происхождения нефти: неорганическая и органическая. Выбор между этими версиями обуславливается тем, что нефть - весьма подвижное вещество-флюид, оно способно к перемещению или миграции внутри земной коры и ее осадочной оболочки на большие расстояния, и скопления нефти нередко находятся достаточно далеко от предполагаемого места образования. Неорганическая теория происхождения нефти впервые была высказана Менделеевым и заключается в том, что вода протекала мимо раскаленных карбидов металлов, и, таким образом, образовывались углеводороды, которые впоследствии превращались в нефть. Вторая - органическая теория, заключалась в том, что нефть образовывалась, как правило, в морских и лагунных условиях, путем перегнивания органических остатков животных и растений (илов) в определенных термобарических условиях (высокое давление и температура). В общем, по всей сумме накопленных фактов достаточно обоснованной может считаться лишь концепция органического, биогенного происхождения нефти, выдвинутая немецким ботаником Г. Потонье в начале XX века. В нашей стране она была разработана Г.П. Михайловским, И.М. Губкиным, но наиболее полно и на современном уровне Н.Б. Вассоевичем, который назвал ее осадочно-миграционной теорией нефтеобразования. Согласно этой теории, источником нефти является захороненное в осадках органическое вещество – продукт разложения организмов, – отлагающееся вместе с минеральными частицами осадков. В свою очередь, источником этого органического вещества являются две группы организмов: наземная растительность, остатки которой сносились реками в морские или озерные бассейны, бактерии и морской зоо- и фитопланктон, причем именно последнему принадлежит главная роль в нефтеобразовании. Различия в составе органического вещества, отложенного из двух этих источников – гумуса и сапропеля, прослеживаются в составе нефти. Накопление значительных масс органического вещества в осадках было возможно в условиях отсутствия или ограниченного доступа свободного кислорода, что могло происходить лишь в водной среде. Органическое вещество находится в осадках в рассеянном состоянии. Одни типы осадков им обогащены в большей степени, другие – в меньшей или даже практически его лишены, но среднее содержание очень редко превосходит 1% от массы осадка. И лишь относительно небольшая часть этого вещества (10-30%) затем преобразуется в нефть, остальная сохраняется в осадке и переходит в образующуюся из него осадочную породу.

Уголь

Уголь ископаемый - горючая осадочная порода органического (растительного) происхождения, состоящая из углерода, водорода, кислорода, азота и других второстепенных компонентов. Цвет варьирует от светло-коричневого до черного, блеск – от матового до яркого блестящего. Обычно четко выражена слоистость, или полосчатость, которая обусловливает его раскалывание на блоки или таблитчатые массы.

Состав углей

Угли представляют собой сложные соединения горючих элементов, и включают в себя минеральные примеси и влагу. Соответственно степени углефикации содержание углерода в органической массе топлива увеличивается, а кислорода и азота уменьшается, что способствует повышению энергетической ценности топлива.

Основной горючей составляющей топлива является углерод, горение которого обусловливает выделение основного количества тепла. Теплота сгорания аморфного углерода 34,4 МДж/кг (8130 ккал/кг). Водород является вторым по значению элементом горючей массы топлива, его содержание в горючей массе твердых и жидких топлив колеблется от 2 до 10%. Много водорода содержится в природном газе, мазуте и горючих сланцах, меньше всего в антраците. Теплота сгорания водорода в водяной пар - 10,8 МДж/м3 (2579 ккал/м3). Кислород и азот в топливе являются органическим балластом, так как их наличие уменьшает содержание горючих элементов в топливе. Кроме того, кислород, находясь в соединении с водородом или углеродом топлива, переводит некоторую часть горючих в окислившееся состояние и уменьшает его теплоту сгорания. Азот при сжигании топлива в атмосфере воздуха не окисляется и переходит в продукты сгорания в свободном виде.

Минеральные примеси топлива. В твердом топливе значительную часть примесей составляют внешние примеси. Поэтому содержание минеральных примесей даже в одном и том же виде топлива может сильно колебаться. Основными минеральными примесями являются: силикаты (кремнезем SiO2, глинозем А1203, глина), сульфиды (преимущественно FeS2), карбонаты (СаСО3, MgCO3, FeCO3), сульфаты (CaSO4, MgS04), закиси и окиси металлов, фосфаты, хлориды, соли щелочных металлов. В процессе горения в среде высоких температур в минеральных примесях топлива происходят физические и химические преобразования.

Балласт топлива. Негорючие минеральные примеси и влага являются внешним балластом твердого топлива. Своим присутствием минеральные примеси и влага уменьшают содержание горючей массы в единице массы рабочего топлива; кроме того, при сжигании топлива на испарение влаги затрачивается определенное количество тепла. Поэтому с увеличением зольности и влажности уменьшается теплота сгорания топлива, увеличивается его расход у потребителя, соответственно увеличиваются расходы на добычу и перевозку.

Зола топлива. Твердый негорючий остаток, получающийся после завершения преобразований в минеральной части топлива в процессе его горения, называют золой. Обычно масса золы немного меньше массы минеральных примесей в топливе, лишь в горючих сланцах вследствие разложения содержащихся в них карбонатов золы получается значительно меньше по сравнению с массой минеральных примесей. В топочной камере при высоких температурах часть золы расплавляется, образуя раствор минералов, который называется шлаком. Из топки шлаки удаляются в жидком или гранулированном состоянии.

Влага топлива. Влагу топлива подразделяют на две части: внешнюю и внутреннюю. При добыче топлива, транспортировке и хранении в него попадают подземные и грунтовые воды, влага из атмосферного воздуха, вызывая поверхностное увлажнение кусков топлива. С уменьшением размера кусков удельная поверхность топлива увеличивается и увеличивается количество удерживаемой ею внешней влаги. К внешней также относится капиллярная влага, т. е. влага, заполняющая капилляры и поры, сильно развитые в торфе и бурых углях. Внешняя влага может быть удалена механическими средствами и тепловой сушкой. К внутренней относят коллоидную и гидратную влагу. Коллоидная влага является составной частью топлива. В его массе она распреде­ляется очень равномерно. Количество коллоидной влаги зависит от химической природы и состава топлива и содержания влаги в атмосферном воздухе. По мере увеличения степени углефикации топлива содержание коллоидной влаги падает. Много коллоидной влаги в торфе, меньше в бурых углях и мало в каменных углях и антрацитах. Гидратная или кристаллизационная влага химически связана с минеральными примесями топлива, главным образом сернокислым кальцием и алюмосиликатом. Гидратной влаги в топливе содержится мало, она становится заметной в многозольных топливах. При подсушке испаряется часть коллоидной влаги, но практически не изменяется содержание гидратной влаги. Последняя может быть удалена лишь при высоких температурах. Твердое натуральное топливо при пребывании на воздухе теряет, а подсушенное приобретает влагу до тех пор, пока давление насыщенного пара влаги топлива не уравновесится с парциальным давлением влаги воздуха, т. е. с его относительной влажностью. Твердое топливо с установившейся в естественных условиях влажностью называют воздушно-сухим топливом. Повышенная влажность приводит к снижению теплоты сгорания топлива и увеличению его расхода, к увеличению объема продуктов сгорания, а следовательно, потерь тепла с уходящими газами. Кроме того, высокая влажность способствует выветриванию и самовозгоранию твердого топлива при его хранении. С повышением влажности ухудшается сыпучесть твердых топлив. В зимнее время высокая влажность может вызвать смерзаемость топлива.

Выход летучих и свойства кокса. Одними из наиболее важных теплотехнических характеристик топлив являются величина выхода летучих и свойства коксового остатка. При нагревании твердых топлив происходит распад термически нестойких сложных, содержащих кислород углеводородистых соединений горючей массы с выделением горючих газов: водорода, углеводородов, окиси углерода и негорючих газов - углекислоты и водяных паров. После отгонки летучих веществ из топлива образуется так называемый коксовый остаток. Способность топлива при термическом разложении образовывать более или менее прочный кокс называется спекаемостью. Бурые угли и антрацит дают порошкообразный кокс. Каменные угли с выходом летучих 42-45% и тощие угли с выходом летучих менее 17% дают порошкообразный или слипшийся коксовый остаток. Угли, образующие спекшийся коксовый остаток, являются ценным технологическим топливом и используются в первую очередь для производства металлургического кокса. -Акварин

• Гуминатрин

  Гумат калия жидкий торфяной

  Гумат калия/натрия

  Мастер специальный 20:20:20+3

  Мастер коричневый 3:11:38+4

  Мастер желтый 13:40:13

  Микромак -для обработки посевного материала

  Микроэл-для не корневых подкормок

  Страда N, Страда P, Страда K

  Экомак. Микроэлементы для семян-для обработки посевного материала

  Моноцинк

  Моножелезо

• Мономедь

Характеристики и состав твердого топлива, в том числе выход летучих, спекаемость кокса, оказывают сильное влияние на процесс горения угля. С увеличением выхода летучих и содержания в них более реакционно-способных газов воспламенение топлива становится легче, а кокс благодаря большей пористости получается более реакционно-способным.

По перечисленным свойствам углей проводят их классификацию. Ископаемые угли подразделяются на три основных типа: бурые, каменные угли и антрацит .

Бурые угли . К бурым углям относят угли с неспекающимся коксом и высоким выходом летучих, обычно более 40%. Бурые угли характеризуются высокой гигроскопической и в большинстве случаев высокой общей влажностью, пониженным содержанием углерода и повышенным содержанием кислорода по сравнению с каменными углями. Вследствие сильной зольности и содержания влаги низшая теплота сгорания бурых углей пониженная (2500-3600 ккал/кг).

Каменный уголь - это твёрдое горючее вещество (полезное ископаемое) растительного происхождения. Представляет собой плотную и каменистую породу черного, иногда серо-черного цвета с блестящей, полуматовой или матовой поверхностью.

Химический состав и свойства каменного угля

Углерод 75-97%; водород 1,5-5,7%; кислород 1,5-15%; сера 0,5-4%; азот до 1,5%; летучие вещества 2-45%; влага варьируется от 4 до 14%; зола от 2 до 45%.

Антрацит - самый древний из ископаемых углей, уголь наиболее высокой степени углефикации. характеризуется большой плотностью и блеском. Содержит 95% углерода. Применяется как твердое высококалорийное топливо.

По своим характеристикам и свойствам антрацит более всего похож на каменный уголь. Их разница заключается в том, что в составе антрацита больше углерода. Это значит, что антрацит более горючее вещество, чем используемый нами обычно уголь. По цвету он бывает как бархатным, так и железно-черным и обязательно со стальным блеском. Если говорить о горении антрацита, то он горит только при сильной тяге воздуха. Причем горит либо почти без пламени или иногда даже и вовсе без него. Стоит также заметить, что горит антрацит не только без пламени, но без запаха и без дыма. Но при этом он не спекается. По своей характеристике антрацит тверже каменного и бурого угля.

Антрацит используется в энергетике, чёрной и цветной металлургии, а также для производства адсорбентов, электродов, электрокорунда, микрофонного порошка.

Происхождение:

Бурые угли, каменные угли и антрациты образовались в процессе последовательной углефикации отмершей растительной массы. Углефикация- природный процесс структурно-молекулярного преобразования (метаморфизации) органического вещества угля под влиянием высокого давления и температур. Углефикация - фаза углеобразования, в которой находящийся в недрах Земли торф последовательно преобразуется (при соответствующих условиях) сначала вбурый, потом в каменный и антрацит. При этом повышается содержание углерода, снижается выход летучих веществ. Образуются угли отложением и разложением (гниением) органических остатков растений в течение длительного времени (миллионы лет). Образующиеся отложения со временем (метаморфизм) покрываются толстым слоем земли. Под большим давлением земной коры и при полном отсутствии доступа кислорода, а также воздействия температуры земного ядра, происходит несколько стадий от разложение древесины до образование каменного угля. Из - за отсутствия доступа воздуха эти отложения не смогли отдать в атмосферу отобранный у органических растений углерод. Доступ воздуха прекращался особенно резко там, где болота и заболоченные леса опускались в результате тектонических подвижек и изменения климатических условий и покрывались сверху другими веществами. При этом растительные останки превращались под воздействием бактерий и грибов (углефицировались) в торф и дальше в бурый уголь, каменный уголь, антрацит и графит. Каменный уголь возникает при залегании пластов торфа на значительной глубине обычно более 3 км. На более значительной глубине образуется антрацит - высший сорт каменного угля. Однако это не означает, что все угольные месторождения расположены на большой глубине. Со временем под действием тектонических процессов различной направленности некоторые пласты испытывали поднятие, в результате чего оказывались ближе к поверхности. Сам процесс образования каменного угля идет очень медленно и может длиться тысячелетия. В зависимости от длительности образования получаются разные сорта каменного угля с различной теплотой сгорания. По совокупности основных показателей состава и свойств выделяют 3 степени углефикации: низший (буроугольный), средний (каменноугольный) и высший (антрацитовый). Степень углефикации угля отображает его геологический возраст. «Наиболее молодой» в геологическом отношении - бурый уголь, «самый старый» - антрацит. В зависимости от физического и химического состава угля меняется и количество теплоты, выделяющееся при его сгорании, а также количество образующейся золы. От этого соотношения зависит ценность угля и его месторождений.

Классификация:

Маркировка угля установлена с целью рационального промышленного использования угля (табл. 2.7). Угли подразделяются на марки и технологические группы; в основу такого подразделения положены параметры, характеризующие поведение углей в процессе термического воздействия на них.

Для обозначения сортов углей, предназначаемых для использования в теплоэнергетике используют следующую схему: Сорт = <марка> + <размер-кусков>

Топливо: биомасса - гранулы (пеллеты)

Топливо из экологически чистых гранул является возобновляемым источником энергии. Некоторые виды отходов деревообрабатывающей промышленности (опилки, древесная мука и т.д.) могут быть использованы для производства этого экологически чистого альтернативного топлива называемого "древесные топливные гранулы". Гранулы получают на специализированных производственных линиях с использованием сушки и пресса высокого давления.

Из-за физических свойств компонентов древесины нет необходимости добавлять любой вид связующей добавки. Гранулы используются в котлах и каминах как для отдельных помещений, так и для центрального отопления. Хорошие древесные гранулы имеют минимальную остаточную влажность и обладают высокой теплотворной способностью и малой зольностью.

В котлах обычно используются гранулы диаметром 6 мм, допускается и использование гранул большего диаметра. Чтобы обеспечить бесперебойное горение необходимо хранить гранулы в сухом месте, не допуская прямого контакта с водой.

Сравнение гранул и топочного мазута:
1 литр жидкого топлива эквивалентен 2 кг гранул.
1 куб. м древесных гранул таким образом приблизительно равен энергии 320 л мазута.

Преимущество гранул по сравнению с другими видами топлива:
Увеличение тепловой мощности + меньше места для хранения топлива + топливо по более низкой цене + практичное = лучший продукт на рынке.

Сравнение гранул по мощности горения:
2 кг гранул равно приблизительно 1л жидкого топлива,
650 кг гранул равно приблизительно1 куб. м пространства,
3 куб. м гранул равно приблизительно 1000 л мазута.

Теплотворная способность:
Природный газ - 8500 ккал/куб. м,
Дизель - 10000 ккал/л,
Гранулы - 4500 ккал/кг,
Другие биомассы для использования в наших котлах и каминах (орехи, семена винограда, выжимки масла, арахиса, оливок, оболочка орехов сосны и т.д.) - 4500 ккал/кг,
Электричество - 860 ккал/кВт,
Кукуруза (с влажностью воздуха не более 5%) - 6180 ккал/кг.

Расчет расхода пеллет:
Требуемая мощность для отопления 200 кв. м - 15 кВт, теплотворная способность гранул хорошего качества равна 5,5-6 кВт (1кг).
Расход при полной нагрузке будет равен - 2,6 кг/ч гранул.

Технические характеристики горения (PCI ккал/кг):
Гранулы – 4500,
Дрова – 2500,
Уголь – 7500,
Бурый уголь – 4000,
Мазут – 9800,
Реактивное топливо – 10400,
Дизель – 10200,
Бензин автомобильный – 10500,
Сырая нефть – 10000,
Сжиженный нефтяной газ – 11000,
Природный газ – 8300.

Нельзя использовать мебельные опилки и промышленные отходы, которые содержат клей, формальдегид или лак, пеллеты изготовленные из них зачастую приводят к появлению отложений, вредных отходов и токсичных паров в дымовой трубе. Воздействие их на окружающую среду является катастрофическим. В нижеследующей таблице приведены сравнение стоимости отопления жилого дома площадью 150 кв.м

Стоимость отопления жилого дома площадью 150 кв. м.

Из таблицы видно, что наиболее дешевым для жителей России, не требующим доставки и хранения видом топлива является природный газ, но здесь следует учитывать, что подключение к газовой магистрали, установка котла и его эксплуатация требуют большего количества согласований, времени и сил. Электричество является наиболее дорогим видом топлива, хотя очень удобным для обогрева жилых помещений, не требующим особых вложений.

Для хранения других видов топлива требуются: специальные емкости – для сжиженного газа и дизтоплива; отдельные площадки – для угля; навесы и укрытия от дождя и снега – для дров и пеллет. Стоимость 1кВт тепла полученного от сжигания 1 кг дров, сжиженного газа и угля выше стоимости 1кВт тепла полученного от сжигания пеллет, и при этом следует помнить, что при сгорании угля остается шлак, требующий утилизации. Одним из наиболее дорогих видов топливо сегодня становится дизельное топливо + для генераторов требуются аккумуляторы .