- •Прощекальников д.В. Лекции по дисциплине «Источники энергии теплотехнологии»
- •Сырьевые ресурсы.
- •Энергия.
- •Краткая характеристика источников энергии.
- •Лекция 2 (Раздел 2) Классификация источников энергии в теплотехнологии
- •Общепринятыми в классификации источников энергии является их деление на возобновляемые и невозобновляемые.
- •Лекция 3 (раздел 2)
- •Энергия солнца
- •Энергия ветра
- •Энергия биомассы
- •Использование низкопотенциального тепла земли
- •Использование энергии малых рек
- •1. Элементарный состав топлив.
- •2. Балласт, влага, зольность, выход летучих и характеристики золы.
- •Элементарный химический состав горючей массы различных видов твердого и жидкого топлив.
- •Минеральные примеси топлива.
- •Балласт топлива.
- •Зола топлива.
- •Зольность.
- •Влага топлива.
- •Гигроскопичность топлива.
- •Выход летучих и свойства кокса.
- •Лекция 5 (раздел 3)
- •Иллюстрация к определению энтальпии образования.
- •2 Способ определения теплоты сгорания (по Менделееву).
- •Второй закон термодинамики. Энтропия.
- •Лекция 6 (раздел 3) характеристики и состав энергоносителей. И влияние на процесс горения.
- •Классификация каменных углей по выходу летучих, спекаемости и характеристикам коксового остатка.
- •Нефть и нефтепродукты.
- •Структурно-групповой состав нефти. Растворенные газы. В условиях залегания они представляют собой гомологический ряд (от метана ch4 и до пентана c5h12).
- •Эти жидкие продукты составляют основы нефти. С с16н34 и далее эти парафины являются твердыми.
- •2 Нафтеновые соединения – насыщенные углеводороды, основанные главным образом на циклопентане, циклогексане и их производных.
- •Малопарафинистая – содержание парафина 1,5%,
- •Лекция 7 (разделы 3-4) характеристики и состав энергоносителей. (Продолжение)
- •Основы материального баланса и основные определения
- •1:1:1:3 (Кмоль)
- •Материальный баланс процесса горения.
- •Влияние минеральной части топлива на выход продуктов сгорания.
- •Лекция 8 (разделы 3-4) тепловой баланс процесса горения
- •Лекция 9 (раздел 5) Основы теории горения органического топлива
- •Лекция 10 (раздел 5) Основы теории горения органического топлива
- •Лекция 11 (раздел 6) Особенности горения газового топлива
- •Лекция 15-16 (раздел 8) Основы анализа и выбора рационального способа использования источников энергии теплотехнологий
Лекция 10 (раздел 5) Основы теории горения органического топлива
Механизмы химических реакций термического разложения углеводородов.
При пиролизе нефтепродуктов протекают 2 группы сложных обратимых реакций: первичные, проходящие с увеличением объема и с образованием пирогаза и вторичные, проходящие с уплотнением и приводящие к смолообразованию и коксованию
Первичные реакции
а) распад молекул предельных углеводородов с разрывом связи с-с (преимущественно в середине молекулы):
СnН2n + 2 Сn’Н2n’ + 2 + Cn’’Н2n’’ - Q
б) дегидрирование предельных и нафтеновых углеводородов:
СnН2n + 2 CnН2n + Н2 – Q
СН2 СН2
СН2 СН2 СН2 СН2
СН2 СН2 СН2 СН2 + 3Н2 - Q
СН2 СН2
в) деалкилирование с отрывом боковой цепи:
СН СН
СН С - СН3 СН СН
2 2 + СН2 = СН2 – Q
СН СН СН СН
СН СН
Гомоядерная ароматика (бензол, нафталин и пр.) не подвергается распаду.
Вторичные реакции
а) изомеризация предельных углеводородов:
Н – СnН2n+2 изо – СnН2n+2 + Q
б) полимеризация:
nС2Н4 (С2Н4)n + Q
в) циклизация:
СН2
СН2 = СН (СН2)3СН3 CН2 СН2 + Q
СН2 СН2
СН2
г) дегидрирование олефинов с образованием диолефинов:
СН2 = СН – СН2 – СН3 СН2 = СН – СН = СН2 + Н2 + Q
д) конденсация диолефинов с олефинами:
СН2 СН
СН СН2 СН СН
+ 2Н2 + Q
СН СН2 СН СН
СН2 СН
Влияние давления
Характер влияния давления на равновесие химических реакций определяется знаком разности числа молей газообразных участков реакции n или знаком изменения объёма V. Для газовых реакций, в которых число молей продуктов превышает число молей реагентов, т.е. n0, увеличение давления неблагоприятно. Смещению равновесия реакции вправо способствует снижение давления. Если же реакция протекает с уменьшением числа молей n0 повышение давления целесообразно - оно смещает равновесие реакции в сторону образования продуктов.
Влияние температуры
Направление смещения равновесия при изменении температуры зависит от знака теплового эффекта реакции. Повышение температур всегда благоприятствует накоплению веществ образующихся в данной реакции с поглощением теплоты, т.е. усиливает эндотермическое направление процесса. Понижение температуры действует в противоположную сторону, т.е. усиливает экзотермическое направление. При изменении температуры процесса равновесия смещается в направлении, для которого изменение энтропии имеет тот же знак, что и изменение температур. При повышении температур смещается равновесие в сторону исходных реагентов, понижение температур действует в противоположном направлении.