Теплотворная способность различных видов топлива дров, угля, пеллетов, брикетов

Биоэтанол

Изготовление из сахара и крахмала

Биоэтанол, получаемый из продуктов, содер­жащих сахар и крахмал, является наиболее широко производимым биотопливом во всем мире. На заводах, выпускающих сахар (как продукт сахарного тростника или сахарной свеклы), добавлением дрожжей вызывается брожение, в результате чего образуется эта­нол. Когда биоэтанол получают из крахмала зерновых, пшеница или рожь обрабатыва­ются вместе с ферментами, для того чтобы частично расколоть длинноцепные молекулы крахмала. Во время последующего осаха­ривания происходит расщепление на моле­кулы декстрозы при помощи глюкоамилазы. Дальнейшим шагом создания биоэтанола яв­ляется процесс брожения с использованием дрожжей.

Изготовление из лигноцеллюлозы

Ферменты могут также использоваться для производства биоэтанола из лигноцеллю­лозы. Она формирует структуру растительной клетки и содержит главный лигнин элементов, гемицеллюлозу и целлюлозу. Преимущество этого процесса состоит в том, что может использоваться все растение, а не только его часть, содержащая сахар или крах­мал. Процесс, названный «процессом logen», обещает высокие выработки и хорошую эко­номическую эффективность. Получаемый по этой новой технологии продукт также упоми­нается как биоэтанол 2-го поколения.

Биоэтанол обладает свойствами, которые очень подходят для того, чтобы его добав­лять в бензины, особенно для увеличения октанового числа чистого бензина. Именно поэтому фактически все стандарты бензина разрешают добавление этанола как компо­нента смеси. Даже биотопливная политика Европейского союза заставляет ожидать, что проникновение на рынок биоэтанола и со­хранение его пропорции в бензинах продол­жатся, если поддержка технологий создания биоэтанола будет гарантирована.

Биоэтанол также может использоваться в качестве чистого топлива в двигателях с искровым зажиганием в транспортных средствах с гибким выбором топлива (FFV). Эти транспортные средства могут работать как на бензине, так и на любой смеси бен­зина и этанола. Из-за проблем запуска хо­лодного двигателя при низких температурах, успешной на рынке оказалась максимальная концентрация этанола 85% (Е85) летом и 70- 75% зимой. Качество Е85 определено для Европы в топливном стандарте prEN 15293 и для США — в стандарте ASTM D5798.

Моторное топливо

Моторное топливо подразделяют на три группы: карбюраторное, дизельное и котельное. К карбюраторному топливу относят бензин, лигроин, керосин. Дизельное топливо предназначается для двигателей, работающих с воспламенением от сжатия, без постороннего источника зажигания. В качестве дизельного топлива в основном используют керосиновые, газойлевые и соляровые фракции, получаемые при перегонке нефти. Котельное топливо применяют для сжигания под паровым котлом, в металлургических и других печах.
 

Моторные топлива в той или иной степени ядовиты, и из-за несоблюдения необходимых мер предосторожности при обращении с ними они могут представлять определенную опасность для здоровья и даже жизни.
 

Моторные топлива, согласно принятым во всех странах классификациям, делятся на следующие основные типы: бензины для поршневых авиационных двигателей, бензины для автомобильных карбюраторных двигателей, топлива для реактивных двигателей, топлива для дизельных двигателей. Для карбюраторных двигателей ( главным образом тракторных) применяют также керосины и лигроины.
 

Моторное топливо должно соответстоввать нормам, указанным в таблице.
 

Моторные топлива применяют в очень широком диапазоне температур окружающего воздуха. Если в летнее время, особенно в южных районах страны, топливо нагревается до 30 — 40 СС, а в баках машин и до 50 С, то зимой и на больших высотах топливо охлаждается до — 40 — — 50 С, а в отдельных случаях и до — 60 С.
 

Моторные топлива для стационарных двигателей Дизеля-могут применяться при условии более высоких значений вязкости, вследствие того, что в стационарных условиях возможно использовать предварительный подогрев топлива теплом отходящих газов или из другого источника тепла.
 

Моторные топлива подвергают гидроочистке с целью обессеривания и гидрирования непредельных углеводородов, для повышения их чистоты и улучшения эксплуатационных характеристик. В частности, при помощи гидроочистки можно уменьшить коррозионную агрессивность топлив и их склонность к образованию осадков, повысить теплоту сгорания ( например, гидрированием ароматических углеводородов в нафтеновые), увеличить цетановое число компонентов дизельного топлива. Гидроочистку прямогоиных бензиновых фракций обычно осуществляют для улучшения показателей процесса их каталитического риформинга, защиты платинового катализатора от отравления неуглеводородными соединениями. Нежелательными являются компоненты, содержащие серу, азот, металлы, кислород, галогены, ( мышьяк. В результате гидрообессеривания газойлей-сырья для каталитического крекинга — повышаются выход и качество жидких продуктов крекинга и значительно сокращается загрязнение атмосферы окислами серы.
 

Моторное топливо из нефти имеет огромные преимущества перед другими видами топлива и энергии для транспортных средств, поскольку оно компактно, транспортабельно, удобно для использования, обладает высокой теплотой сгорания.
 

Моторные топлива могут быть классифицированы: по их агрегатному состоянию, по назначению, по происхождению, по токсичности.
 

Моторные топлива находят широкое применение в гражданской и военной технике, которая постоянно совершенствуется, вынуждая тем самым повышать качество соответствующих топлив.
 

Моторное топливо должно обладать максимальной устойчивостью к детонации. Детонация в двигателях внутреннего сгорания связана с преждевременным воспламенением горючей смеси. Это вызывает снижение мощности мотора и его преждевременного износа.
 

Моторные топлива для стационарных дизелей могут применяться с более высокой вязкостью вследствие того, что в стационарных условиях возможно использовать предварительный подогрев топлива теплом отходящих газов или из другого источника тепла.
 

Моторное топливо не нуждается в предварительном подогреве, поэтому применяется в основном для временно работающих двигателей и для аварийных и резервных станций. Для стационарно двигателей применяются обычно топлива марок M и М5, которые требуют специального устройства для подогрева, так как они не обладают необходимой вязкостью.
 

Моторное топливо представляет собой амесь бензола, толуола и ксилола, но готовится обычно не из чистых цродуктов, а из промежуточных фракций.
 

Моторное топливо получают как на УСК, так и на мало-габаритных установках переработки конденсата.
 

Тип — топливо

Типы топлива и котлы в этих двух системах различны. Трудно предположить, чтобы ядерный реактор и связанное с ним оборудование были значительно дешевле оборудования тепловых станций.
 

Выбор типа топлива производится на основании технико-экономических расчетов. При этом учитывают топливные ресурсы района строительства.
 

Информация об изменении типа топлива или режима работы предприятия должна предоставляться в компетентные органы. Последние принимают решение о том, являются ли требования мониторинга адекватными или необходима их адаптация.
 

Из указанных здесь типов топлива к пиротехническим в наибольшей степени относятся первые три, а именно те из них, которые содержат большое количество металлического горючего, а в качестве окислителя — соли неорганических кислот.
 

Плотность твердого топлива зависит от типа топлива, степени прессования и технологии изготовления заряда.
 

Скрытая энергия существенным образом зависит от типа топлива и от способа осуществления горения; на ее долю может приходиться от 1 до 28 % общей теплоты сгорания. При взрывах в замкнутых сосудах скрытая энергия в случае малых сосудов, невидимому, меньше, чем в случае больших, причем она всегда имеет наибольшую величину при применении в качестве топлива окиси углерода. Так же как и догорание и все другие явления, связанные с горением окиси углерода, скрытая энергия заметно меняется с изменением степени осушки газа. Это видно из приведенных в табл. 5 результатов Дэвида и Пу-га , измерявших температуру пламени.
 

Здесь же в качестве введения к обзору типов реакторного топлива, приведенному в следующей главе, будет уместно лишь суммировать причины необходимости переработки уранового топлива.
 

Конструкция самолета С — SA, использующего два типа топлива: керосин и водород.
 

Избыток воздуха, составляющий в зависимости 1 от типа топлива и способов его сжигания от 1 — 1 2 до 2, требуется для обеспечения полного сгорания топлива в том случае, когда перемешивание топлива с воздухом является.
 

Выход аммиака при термической обработке топлива зависит от типа топлива, содержания в нем азота, температуры процесса и скорости напрева, влажности топлива и времени пребывания продуктов разложения топлива в печи.
 

Состав компонентов ТРТ обычно задается в соответствии с типом топлива и на основе технических требований.
 

К факторам, влияющим на работоспособность камеры, относятся тип топлива ( к примеру, топливная пара жидкий кислород — жидкий водород имеет высокую температуру горения, а азотная кислота реагирует со многими металлами), кинетические эффекты и геометрические параметры, определяющие скорость газа. Распределение компонентов вблизи смесительной головки и скорости испарения оказывают влияние на скорость выделения энергии и теплообмен. Поэтому конструкция смесительной головки является определяющим фактором в отношении работоспособности камеры.
 

Температура, как видно из табл. 3.8, зависит от типа топлива, скорости его истечения из сопла горелки. Расчет состава газов пламени также может быть выполнен в предположении термодинамического равновесия. В качестве примера в табл. 3.9 приведен расчетный состав газов для ряда пламен.
 

Схож

Документи

Брикеты

Брикетами называется твердое топливо, во многом сходное с пеллетами. Для их изготовления используются идентичные материалы: щепа, стружка, торф, шелуха и солома. Во время производственного процесса сырье измельчается и за счет сжатия формируется в брикеты. Этот материал также относится к экологически чистому топливу. Его удобно хранить даже на открытом воздухе. Плавное, равномерное и медленное горение этого топлива можно наблюдать как в каминах и печах, так и в отопительных котлах.

Рассмотренные выше разновидности экологичного твердого топлива являются хорошей альтернативой получения тепла

В сравнении с ископаемыми источниками тепловой энергии, неблаготворно воздействующими при горении на окружающую среду и являющимися, кроме того, не возобновляемыми, альтернативное топливо имеет явные преимущества и относительно невысокую стоимость, что немаловажно для потребителей некоторых категорий

В то же время пожароопасность таких видов топлива значительно выше. Поэтому требуется предпринять некоторые меры безопасности относительно их хранения и использования огнестойких материалов для стен.

Классификация топлив и их краткая характеристика

Жидкое топливо производится преимущественно двумя способами: физическим и химическим. Первый протекает без нарушения структуры углеводородов, второй — с изменением ее. Физический способ, или прямая перегонка нефти, представляет собой процесс разделения ее на отдельные фракции, отличающиеся температурой кипения. Для этого нефть нагревают в нефтеперегонных установках до температуры 300…380 °С, а образовавшиеся пары отбирают и конденсируют по частям в колоннах. В результате перегонки получают топливные дистилляты и остаток, называемый мазутом, который может быть использован для химической переработки или получения смазочных масел. Легкокипящие фракции в паровой фазе достигают верха колонны и вместе с испарившимся оросителем отводятся из колонны в конденсатор — газоотделитель. Более тяжелые топливные фракции отводят из колонны через холодильники и отбирают дистилляты: бензиновый (40…200 °С), керосиновый (140…300 °С), газойлевый (230…330 °С), соляровый (280…380 °С) и в остатке — мазут.

Жидкие топлива подразделяются на:

• карбюраторные (авиационные и автомобильные);
• реактивные;
• топлива для дизелей — дизельные топлива (зимние, летние, арктические), моторное топливо, соляровое масло;
• котельные (мазут флотский, топочный мазут).

Карбюраторные топлива состоят из низко- и среднекипящих фракций нефти (фракции, выкипающие при температурах 35…200 °С) и легких продуктов вторичной переработки. В качестве топлив для карбюраторных двигателей используются также сжиженные углеводородные газы.

Топлива для авиационных карбюраторных двигателей представляют собой смесь бензиновых фракций каталитического крекинга и риформинга (фракции, выкипающие при температурах 40…180 °С), алкилата и других высокооктановых компонентов с добавкой антидетонационных и антиокислительных присадок. Выпускаются авиационные бензины марок Б-100/130, Б-95/130, Б-91/115 (в числителе — октановое число, в знаменателе — сортность на богатой смеси). Октановое число определяется по моторному методу. Сортность — это тоже октановое число, оно оценивает прирост мощности по сравнению с чистым изооктаном.

Реактивные топлива (авиационные керосины) получают, как правило, прямой перегонкой нефти (фракции, выкипающие при температурах 200…300 °С). Выпускаются топлива для летательных аппаратов с дозвуковой скоростью полета (Т-1, Т-2, ТС-1) и для сверхзвуковых самолетов (Т-6, Т-8).

В реактивном двигателе процесс сгорания топлива происходит иначе, чем в двигателях внутреннего сгорания. В реактивном двигателе топливо подается непрерывно, сгорание происходит в потоке воздуха, двигающегося со скоростью 135 м/с. Поэтому главными факторами для нормальной работы являются скорость и полнота сгорания топлива.

Дизельные топлива, применяемые в двигателях с воспламенением от сжатия, подразделяются на три группы:

• для быстроходных дизелей (ДЗ, ДЛ, ДС);
• для автотракторных, судовых дизелей (А, С);
• для среднеоборотных дизелей (ДТ, ДМ).

Дизельные топлива состоят из средних фракций нефти, перегоняющихся в пределах 180…350 °С, легких газойлей каталитического и термического крекинга и гидрокрекинга.

Просмотров:
324

Водород

Водород может быть получен химическим про­цессом из природного газа, угля, сырой нефти или биомассы, либо электролизом из воды. Сегодня водород, в основном, получают из природного газа при его каталитическом взаи­модействии с водяным паром. При использо­вании водорода в качестве топлива эмиссия СО₂ не обязательно является преимуществом по сравнению с бензином, дизельным топли­вом или прямым использованием природного газа в двигателе внутреннего сгорания.

Сокращение эмиссии СО₂ достигается тогда, когда водород регенеративно по­лучают из биомассы или электролизом из воды, при условии, что для этого использу­ется регенеративно генерируемый электриче­ский ток. При сгорании водорода в двигателе эмиссия СО₂ локально не происходит.

Хранение водорода

У водорода может быть очень высокая плот­ность энергии относительно массы (прибли­зительно 120 МДж/кг, что почти в три раза больше, чем у бензина), но его плотность энергии относительно объема очень низка из-за небольшой удельной плотности. Когда дело доходит до хранения, это означает, что водород должен быть сжат под давлением (в 350-700 бар) или сжижен (криогенное хранение при -253 °С), с тем чтобы достиг­нуть приемлемого объема резервуара. Дру­гой способ хранения для водорода состоит в том, чтобы он сохранялся в виде гибрид­ного соединения.

Применение в автомобилях водорода

Водород может использоваться как в приво­дах с топливными элементами, так и непо­средственно в двигателях внутреннего сгора­ния. В долгосрочной перспективе акцент, как ожидают, будет сделан на его применении в топливных элементах. В этом случае до­стигается лучшая эффективность, чем при использовании Н₂ в двигателях внутреннего сгорания.

Использование ресурсов и энергии часть 1 — Основные виды топлива и их характеристики

Подробности

Категория: Энергосбережение

Опубликовано 15.02.2013 21:12

Просмотров: 3636

• Использование ресурсов и энергии (часть 1)

• Энергосбережение

• Энергетические эпохи

• — Эпоха химической теплоэнергетики

• Определение энергии и законов ее превращения

• Виды энергии

• — Классификация видов энергии по группам

• — Суммарные энергозатраты (энергоемкость)

• Основные виды топлива и их характеристики

• — Некоторые расчетные характеристики различных топлив

• — Угольное топливо

• — Торф

• — Древесное топливо

• — Жидкое топливо

• Потери тепла при сжигании топлива

• — Потеря тепла от механической и химической неполноты горения в котле

• Производная энергия

• — Электрическая энергия (электричество)

• Технологические схемы производства энергии

• — Принципиальное устройство атомной станции

• Все страницы

Страница 9 из 20

1.4. Основные виды топлива и их характеристики

Состав топлива. Энергетическое топливо по своему физическому составу делится на твердое (кусковое и пылевидное), жидкое и газообразное. Топливо в том виде, в каком оно обычно используется, называют рабочим топливом. Оно состоит из следующих элементов: углерода – С, водорода – Н, кислорода – О, азота – N, серы – S_л, золы – А и влаги – W. Индексом S_л обозначается летучая сера. Остальная сера входит в состав золы топлива. Если выразить в процентах содержания каждого элемента в топливе, то для элементарного состава его рабочей массы будет справедливо равенство:

Ср + Нр + Ор + Nр + Sр_л + Ар + Wр = 100 %.

Влага топлива. Влага является вредной (балластной) составляющей состава топлива, уменьшающей его тепловую ценность. Основная часть фактической влажности топлива – это внешняя влага, механически удерживаемая наружной поверхностью фракций топлива. Ряд топлив (торф, дрова, солома и т.п.) имеют способность активно набирать влагу. Для этих топлив вводится понятие условной влажности.

Следует обратить внимание на одну особенность при учете дров. В статистической отчетности они учитываются в плотных кубических метрах

Если по каким-то причинам вес дров приведен в складских кубометрах, то необходимо сделать их пересчет в плотные путем умножения количества складских кубометров на коэффициент 0,7.

Зола топлива. Так же как и влага является балластной частью. Наибольшее количество минеральных примесей содержится в твердых топливах. Это глины (Аl₂О₃·2SiО₂·2Н₂О), свободный кремнезем (SiО₂), карбонаты (СаСО₃, МgСО₃ и FеСО₃), сульфаты (СаSО₄ и МgSО₄) и т.д.

Минеральные примеси в жидких топливах (различные соли и окислы) содержатся в небольших количествах (до 1,0 %).В газовых искусственных топливах минеральные примеси содержатся в долях процента и определяются технологией производства газа.

Содержание в топливе «внешнего балласта» (А+W) зависит не только от природы топлива, а также от внешних условий (способа добычи, наличия фазы обогащения, хранения, транспортирования).

Для твердых топлив различают истинную, объемную и насыпную плотность (первая – в объеме плотной массы без пор, вторая – с порами и трещинами, третья – с порами, трещинами и межкусковыми промежутками). Практическое значение для топлив имеют истинная и насыпная плотности, которые и приведены в табл. 1.2.

Теплотворная способность. Под теплотворностью (теплотой сгорания) понимается то количество теплоты (тепла), которое выделяется при полном сгорании топлива. Кроме полной теплотворности, т.е. количества теплоты, выделившегося при полном сгорании единицы топлива (1 кг, 1 м3, 1 моль), в расчетах чаще всего используют низшую теплотворность – Q_н – это теплотворность, определяемая при условии, что вода, образующаяся при сгорании топлива, будет в парообразном состоянии. В практических условиях приходится иметь дело с низшей теплотворной способностью рабочего топлива – Qр_н – это основной показатель теплоценности топлива, выражаемый в ккал/кг, Дж/кг.

Чтобы можно было сопоставить топлива между собой по их теплоценности, введено понятие условного топлива (у. т.), теплотворность, которого 7000 ккал/кг у. т.

В различного вида отчетных документах расход топлива на каждый вид продукции (выполненных работ) и в целом по предприятию приводится в тоннах условного топлива (т у. т.), натуральное топливо пересчитывается в условное, как правило, по их фактическим тепловым эквивалентам К, определяемым как отношение низшей теплоты сгорания рабочего состояния топлива к теплоте 1 кг у. т.:

К = Qр_н/7000.

• Вперёд >>

Вперёд >