Лекция 7 (разделы 3-4) характеристики и состав энергоносителей. (Продолжение)

Топливо для реактивных двигателей.

Топливо для реактивных двигателей это фракции керосина 150 – 280 ºС. Для самолетов с большой высотой используется утяжеленный керосин (150 – 315 ºC). Основное требование к этому виду топлива, это строгое ограничение по непредельным углеводородам, т.к. есть тенденция к образованию смол (полимеров), кристаллизующихся и выпадающих в осадок. Это приводит к засорению топливной системы. И второе требование, это минимальное содержание ароматики, склонной к нагарообразованию и имеющей свойство гигроскопичности.

Дизельное топливо.

Этот вид топлива содержит керосин, газоид и соляровый дистиллят. Дизельное топливо обладает свойством самовозгорания. Оно характеризуется октановым числом.

x – цитановое число, %.

Эквивалентное, по самовоспламеняемости, дизельное топливо соответствует этой смеси. Цитановое число цитана = 100%.

Этот вид топлива используется в топках тепловозов, пароходов, ТЭЦ, котельных и промышленных печах.

Тракторное топливо.

Тракторное топливо – это вид топлива, в основе которого лежит керосиновая фракция первичной переработки нефти с октановым числом ≥40.

Мазут.

Мазут подразделяется на 3 марки: 40, 100, 200. Марка определяется вязкостью при 80 ºС.

Марка	40	100	200
Вязкость, см2/с	8	15	6,5 – 9,5

Состав мазута:

углерод 84 – 86%; водород 10 – 12%; влага 3 – 4%; зола 0,5%; сера до 3,5%.

Теплота сгорания мазута 39 – 41 МДж/кг.

Классификация мазута производится по содержанию серы и вязкости.

По содержанию серы:

- высокосернистый (до 3,5%);

- сернистый (до 2%);

- низкосернистый (<0,5%).

По вязкости:

- маловязкий (<8 см²/с);

- высоковязкий – смолистые вещества преобладают (>15 см²/с).

Многие вязкие сорта мазута имеют температуру застывания 25 - 30ºС. При сжигании наибольшие трудности вызывают окислы щелочных металлов:

1. они уменьшают температуру сжигания;

2. за этим следует уменьшение температуры размягчения золы.

В результате образуется активный кислород, который способствует коррозии используемого оборудования (горелок, труб, котельного оборудования).

Природный газ.

Природный газ это самое дешевое топливо. Оно может быть транспортировано на большие расстояния. Газовое топливо представляет собой смесь углеводородов, основу которых составляет метан (до 98%). Кроме углеводородов в природном газе есть сероводород (Н₂S), инертные газы (аргон, криптон), азот, углекислота. Теплота сгорания сухого газа 33 – 35 МДж/м³.

МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС ПРОЦЕССА ГОРЕНИЯ.

1. Основы материального баланса и основные определения

(1)

СН_4, примесь

исх.смесь

реакционная смесь

Н₂О смеситель

t_п=105ºС

Исходная смесь			Реакционная смесь
Наименование	кг	кмоль	Наименование	кг	кмоль
(СН4)0	213,3	13,3	Н2	48	24
(Н2О)0	478,8	26,6	СО	224	8
			СН4	85,3	5,3
			Н2О	18,6	18,6
ИТОГО:	692,1		ИТОГО:	692,1

Рассчитать материальный баланс процесса (1) со следующими исходными данными:

1. производительность по водороду: G=48 кг/час

2. подано в исходной смеси:

(кг; кмоль; м³)

- для любых газов

3. СН₄(t)

СН_{4прореагир}

(CH₄)₀

CH_{4 непрореагир} t

Какова конверсия одного из компонентов (например, метана):

(долей)

СН4	Н2О	СО	Н2
8	8			кмоль	прореагировало
8·16=128	8·18=144			кг
		8	24	кмоль	получилось
		8·28=224	48	кг
13,3	13,3·2=26,6			кмоль	подано
213,3	26,6·18=478,8			кг

Реакция совершается в определенных пропорциях: