7. Горение топлива (определение). Понятие горючей массы и балласта.Содержание углерода в ископаемом топливе по его видам.

Горение топлива - это быстро протекающий физико-химический процесс взаимодействия горючей массы топлива с окислителем, сопровождающийся выделением теплоты и света.

В результате полного горения получаются газообразные негорючие продукты окисления (СО₂ , Н₂О и др.) И твердый негорючий остаток (зола или шлак).

При неполном горении газообразные продукты и твердый остаток содержат некоторое количество горючих веществ (СО, Н₂, С и др.), при этом выделяется меньше теплоты, чем при полном горении.

Полнота сгорания топлива характеризуется величиной недожога топлива,

которая характеризуется отношением полученной теплоты сгорания топлива к возможной теоретической.

Горючая масса: - углерод и окись углерода, которые составляют основную долю массы топлива (до 97%) и находятся в природе в своей естественной форме,

- водород,

- чистая сера.

Балласт: - азот, кислород, влага и неорганические включения (кремний, его окислы и другие элементы).

Состав горючей массы ископаемоrо топлива зависит от характера и условий происхождения топлива, а также от eгoгеологическоrо возраста (т. е. глубины происшедших необратимых превращений в органических веществах).

Состав горючей массы ископаемоrо топлива зависит от характера и условий происхождения топлива, а также от eгoгеологическоrо возраста (т. е. глубины происшедших необратимых превращений в органических веществах).

Содержание углерода в твердом топливе растет с eгo геологическим

возрастом, а содержание водорода уменьшается. Так, например, содержание углерода в древесине составляет всего 35-50 %, в торфе 50-60 %, в сланцах – 55-65 %, в буром угле - 60-75 %, в каменном угле – 75-95 %.

8. Цель расчета горения. Основные формулы расчета горения.

Расчет сводится к определению количества воздуха, необходимого для полного сгорания топлива, продуктов горения, а также температуры и энтальпии дымовых газов.

Расчет твердого и жидкого топлива ведут по соотношениям масс веществ, участвующих в реакциях, а для газообразного топлива – по объемным соотношениям.

Подача воздуха в топку должна быть строго пропорциональна подаче топлива соответствующего состава горючей массы.

Для полного сжигания 1 кг углерода С требуется 1,866 м3 кислорода О2, в результате чего образуется 1,866 м3 двуокиси углерода СО2 и выделяется 34 МДж (34 000 кДж) теплоты: С + О2 = СО2 + Q.

Для полного сгорания 1 кг серы S требуется 0,7 м3 кислорода О2, в результате образуется 0,7 м3 сернистого газа SО2 и выделяется 10,5 МДж теплоты: S + О2 = SО2 + Q.

Для полного сгорания 1 кг водорода Н2 требуется 5,6 м3 кислорода О2, образуется 11,2 м3 водяного пара Н2О и выделяется 121,5 МДж теплоты: 2Н2 + О2 = 2Н2О + Q.

Для полного сгорания 1 м3 метана СН4 требуется 9,52 м3 воздуха Vо, образуется 10,52 м3 дымовых газов, содержащих СО2 и водяные пары Н2О, и выделяется 36,5 МДж теплоты: СН4 + 2О2 = СО2 + 2Н2О + Q.