Физико-химические процессы горения:

Применительно к углеводородным горючим которыми являются все виды органического топлива, чистый углерод и водород, целесообразно выделить след. хим. реакции, протекающие с выделением или поглощением теплоты в кДж/моль:

1. Первичные экзотермические хим. реакции полного горения

С + О₂ =СО₂ + 408,8

Н₂ + 1/2О₂=Н₂О + 241,6

СН₄ + 2О₂=СО₂ + 2Н₂О + 803,4

2. Первичные эндотермические реакции полного горения

С + 2Н₂О=СО₂ + 2Н₂ + 75,2

3. Первичная экзотермическая реакция неполного горения

С + 1/2О₂=СО +246,4

СН₄ + 1/2О₂=СО + 2Н₂ + 36,4

4. Первичные экзотермические реакции неполного горения

С + Н₂О=СО + Н₂ – 118,8

5. Вторичные реакции полного и неполного горения

СО + 1/2О₂=СО₂ + 285,6

СО +Н₂О=СО2 + Н₂ +43,5

СО₂ + С=2СО – 168,4

Принципиальные особенности всех реакций горения является их обратимость, не одна из этих реакций не идёт до конца, а лишь до состояния химического равновесия при котором имеют место все компоненты реакции

Состояние хим. равновесия зависит от температуры, давления и состояния концентраций реагирующих в-в.

18. Описать принципиальную схему производства тепловой энергии за счет солнечной энергии и энергии геотермальных вод (рис. 2.5).

Для отопления и горячего водоснабжения, наибольшее распространение получили схемы преобразования солнечной энергии в низкопотенциальную тепловую энергию.

При воздушном солнечном отоплении здания холодный воздух забирается из окр. Среды и вентилятором передаётся в гелиоприёмник 1, где он нагревается и через блок управления 2 вводится либо в помещение здания либо в тепловой аккумулятор 3, расположенный как правило под зданием, предусмотренной возможность рециркуляции охлаждённого воздуха и ввод холодного воздуха тепловой аккумулятор, когда он не работает.

Установки использующие энергию геотермальных вод для производства тепловой энергии более компактны чем гелиоустановки. При температуре геотермальных вод до 100-150⁰С и слабой их минерализации, возможно прямое использование геотермальных вод в системах теплоснабжения.

При более высоких температурах и давлениях применяются двухконтурная схема(рис.2.8а) в которой геотермальная вода, часто виде пара, под давлением 20МПа и Т=200⁰С подаётся в сетевой теплоприёмник 2,где охлаждается и затем сбрасывается в подземные естественные пустоты.

В случае очень большой минерализации геотермальной воды и насыщения её др. вредными в-ми используется схема с промежуточной очисткой пара. В этой схеме водяной пар или горячая вода под давлением из скважины 1 направляется в теплообменник парогенератора 4, где конденсируется, образовавшаяся вода поступает в сипоратор 5, где из неё выделяются вредные соединения. Далее очищенная вода насосом 6 вводится в испарительную зону парогенератора 4, где испаряется. Образовавшийся в результате испарения воды пар с Т=120-150⁰С направляется в сетевой теплообменник 2, где передаёт теплоту сетевой воде, для потребителей.