- •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
Минеральные примеси топлива.
В твердом топливе значительную часть примесей, составляют внешние примеси (негорючие). Их содержание в одном и том же виде топлива может сильно колебаться. Основными минеральными примесями являются:
-
силикаты (кремнезем – SiO2, глинозем – Al2O3, глина);
-
сульфиды (FeS2 – пирит);
-
карбонаты (CaCO3, MgCO3, FeCO3);
-
сульфаты (CaSO4, MgSO4);
-
окиси металлов;
-
хлориды;
-
соли щелочных металлов.
Балласт топлива.
Балласт топлива – это негорючие минеральные примеси и влага, содержащиеся в топливе, которые уменьшают концентрацию горючей массы. Кроме того, при сжигании происходит испарение влаги, на что затрачивается определенное количество тепла. Следовательно, с увеличением количества балласта уменьшается теплота сгорания топлива, увеличивается его расход и себестоимость. Иногда под содержанием минеральных примесей понимают зольность топлива.
По происхождению балласт топлива делится на 3 вида примесей:
1) первичные примеси – перешли в топливо из углеобразователей и связаны с органической массой топлива. Их относительно немного и они равномерно распределены по всей массе топлива;
2) вторичные примеси – внесены в топливо в процессе углеобразования с ветром и водой и распределены не равномерно, Чаще всего они встречаются в виде прослоек;
3) третичные примеси – попадают в топливо в виде породы при его добыче от внешнего минерального окружения.
Зола топлива.
Зола топлива – это твердый остаток, получающийся после разложения минеральной части топлива. Обычно масса золы несколько меньше минеральных примесей, особенно в горючих сланцах, так как вследствие разложения карбонатов золы получается значительно меньше. В топочных камерах при высоких температурах часть золы расплавляется, образуя раствор минералов, который называется шлаком.
Зольность.
Зольность – это процент засоренности горючей массы. Она определяется сжиганием предварительно высушенной пробы определенной массы в платиновом тигле. Например, зольность мазута и древесины составляет 60%.
Важнейшее свойство золы – плавкость, что является существенным недостатком, так как ведет к сильному износу поверхности нагрева и выводит из строя парогенераторы, топки дымоходы и другие устройства. Плавкость определяется через нагрев топлива в специальной печи. При этом фиксируются 3 температуры: температура начала деформации; температура начала размягчения; температура начала жидко плавкого состояния. По последней температуре судят о плавкости:
легкоплавкие – ниже 1030ºC,
среднеплавкие – 1300-1500ºC,
тугоплавкие – выше 1500ºC.
Влага топлива.
Влага в топливе образуется в процессе добычи, транспортировки и хранении. В естественном состоянии влага приходит через грунтовые и подземны воды. Во время хранения топлива влага приходит из атмосферы, что вызывает лишь поверхностное увлажнение.
Различают следующие виды влаги: капиллярная, коллоидная и гидратная (кристаллизационная).
Капиллярная влага заполняет капилляры и поры твердого топлива. Эта влага особых проблем не создает и может быть удалена путем размягчения породы и в процессе сушки.
Коллоидная влага – это естественная часть топлива, распределенная в ней равномерно. Ее количество зависит от химической природы топлива и условий происхождения. При повышении степени углефикации топлива содержание количества влаги падает.
Кристаллизационная влага – влага, химически связанная с минеральными примесями. Она может быть удалена при очень высоких температурах.