विभिन्न प्रकार के ईंधन का कैलोरी मान: जलाऊ लकड़ी, कोयला, छर्रों, ब्रिकेट।
तालिकाएँ ईंधन (तरल, ठोस और गैसीय) और कुछ अन्य ज्वलनशील पदार्थों के दहन की द्रव्यमान विशिष्ट ऊष्मा को प्रस्तुत करती हैं। ईंधन जैसे: कोयला, जलाऊ लकड़ी, कोक, पीट, मिट्टी का तेल, तेल, शराब, गैसोलीन, प्राकृतिक गैस, आदि पर विचार किया जाता है।
तालिकाओं की सूची:
एक एक्ज़ोथिर्मिक ईंधन ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया में, इसकी रासायनिक ऊर्जा एक निश्चित मात्रा में गर्मी की रिहाई के साथ तापीय ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। परिणामी तापीय ऊर्जा को ईंधन के दहन की ऊष्मा कहा जाता है। वह उस पर निर्भर है रासायनिक संरचना, आर्द्रता और मुख्य है। ईंधन का कैलोरी मान, 1 किलो द्रव्यमान या 1 मीटर 3 मात्रा के रूप में संदर्भित, द्रव्यमान या वॉल्यूमेट्रिक विशिष्ट कैलोरी मान बनाता है।
ईंधन के दहन की विशिष्ट ऊष्मा एक इकाई द्रव्यमान या ठोस, तरल या गैसीय ईंधन के पूर्ण दहन के दौरान निकलने वाली ऊष्मा की मात्रा है। इकाइयों की अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली में, यह मान J / kg या J / m 3 में मापा जाता है।
ईंधन के दहन की विशिष्ट गर्मी प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित की जा सकती है या विश्लेषणात्मक रूप से गणना की जा सकती है।कैलोरी मान निर्धारित करने के लिए प्रायोगिक तरीके ईंधन के दहन के दौरान निकलने वाली गर्मी की मात्रा के व्यावहारिक माप पर आधारित होते हैं, उदाहरण के लिए, थर्मोस्टेट और दहन बम के साथ कैलोरीमीटर में। एक ज्ञात रासायनिक संरचना वाले ईंधन के लिए, दहन की विशिष्ट ऊष्मा मेंडेलीव के सूत्र से निर्धारित की जा सकती है।
दहन के उच्च और निम्न विशिष्ट ताप होते हैं।सकल कैलोरी मान ईंधन में निहित नमी के वाष्पीकरण पर खर्च की गई गर्मी को ध्यान में रखते हुए ईंधन के पूर्ण दहन के दौरान जारी गर्मी की अधिकतम मात्रा के बराबर है। शुद्ध कैलोरी मान कम मूल्यसंघनन की ऊष्मा के मान से अधिक, जो ईंधन की नमी और कार्बनिक द्रव्यमान के हाइड्रोजन से बनता है, जो दहन के दौरान पानी में बदल जाता है।
ईंधन गुणवत्ता संकेतकों के साथ-साथ ताप इंजीनियरिंग गणनाओं को निर्धारित करने के लिए आमतौर पर दहन की सबसे कम विशिष्ट गर्मी का उपयोग करते हैं, जो ईंधन की सबसे महत्वपूर्ण थर्मल और परिचालन विशेषता है और नीचे दी गई सारणी में दी गई है।
ठोस ईंधन (कोयला, जलाऊ लकड़ी, पीट, कोक) के दहन की विशिष्ट ऊष्मा
तालिका मान दिखाती है विशिष्ट ऊष्माएमजे / किग्रा के आयाम में सूखे ठोस ईंधन का दहन। तालिका में ईंधन को वर्णानुक्रम में नाम से व्यवस्थित किया गया है।
माना जाने वाला उच्चतम कैलोरी मान कठिन प्रजातिईंधन में कोकिंग कोल होता है - इसकी दहन की विशिष्ट ऊष्मा 36.3 MJ / किग्रा (या SI इकाइयों में 36.3 10 6 J / किग्रा) होती है। इसके अलावा, उच्च कैलोरी मान कोयले, एन्थ्रेसाइट, चारकोल और भूरे कोयले की विशेषता है।
कम ऊर्जा दक्षता वाले ईंधन में लकड़ी, जलाऊ लकड़ी, बारूद, फ्रीज़टॉर्फ, ऑयल शेल शामिल हैं। उदाहरण के लिए, जलाऊ लकड़ी के दहन की विशिष्ट ऊष्मा 8.4 ... 12.5, और बारूद - केवल 3.8 MJ / किग्रा है।
| ईंधन | |
|---|---|
| एन्थ्रेसाइट | 26,8…34,8 |
| लकड़ी छर्रों (गोली) | 18,5 |
| जलाऊ लकड़ी सूखी | 8,4…11 |
| सूखी सन्टी जलाऊ लकड़ी | 12,5 |
| गैस कोक | 26,9 |
| धमन भट्टी कोक | 30,4 |
| अर्द्ध कोक | 27,3 |
| पाउडर | 3,8 |
| स्लेट | 4,6…9 |
| तेल परत | 5,9…15 |
| ठोस प्रणोदक | 4,2…10,5 |
| पीट | 16,3 |
| रेशेदार पीट | 21,8 |
| मिलिंग पीट | 8,1…10,5 |
| पीट का टुकड़ा | 10,8 |
| लिग्नाइट कोयला | 13…25 |
| भूरा कोयला (ब्रिकेट) | 20,2 |
| भूरा कोयला (धूल) | 25 |
| डोनेट्स्क कोयला | 19,7…24 |
| लकड़ी का कोयला | 31,5…34,4 |
| कोयला | 27 |
| कोकिंग कोल | 36,3 |
| कुज़्नेत्स्क कोयला | 22,8…25,1 |
| चेल्याबिंस्क कोयला | 12,8 |
| एकिबस्तुज़ कोयला | 16,7 |
| freztorf | 8,1 |
| लावा | 27,5 |
तरल ईंधन (शराब, गैसोलीन, मिट्टी का तेल, तेल) के दहन की विशिष्ट गर्मी
तरल ईंधन और कुछ अन्य कार्बनिक तरल पदार्थों के दहन की विशिष्ट ऊष्मा की तालिका दी गई है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि पेट्रोल जैसे ईंधन, डीजल ईंधनऔर तेल।
पारंपरिक मोटर ईंधन की तुलना में अल्कोहल और एसीटोन के दहन की विशिष्ट गर्मी काफी कम है। इसके अलावा, तरल रॉकेट ईंधन में अपेक्षाकृत कम कैलोरी मान होता है और इन हाइड्रोकार्बन के 1 किलो के पूर्ण दहन के साथ क्रमशः 9.2 और 13.3 एमजे के बराबर गर्मी की मात्रा जारी की जाएगी।
| ईंधन | दहन की विशिष्ट गर्मी, एमजे / किग्रा |
|---|---|
| एसीटोन | 31,4 |
| गैसोलीन A-72 (GOST 2084-67) | 44,2 |
| एविएशन गैसोलीन B-70 (GOST 1012-72) | 44,1 |
| गैसोलीन AI-93 (GOST 2084-67) | 43,6 |
| बेंजीन | 40,6 |
| शीतकालीन डीजल ईंधन (GOST 305-73) | 43,6 |
| ग्रीष्मकालीन डीजल ईंधन (GOST 305-73) | 43,4 |
| तरल प्रणोदक (मिट्टी का तेल + तरल ऑक्सीजन) | 9,2 |
| विमानन मिट्टी का तेल | 42,9 |
| प्रकाश मिट्टी का तेल (GOST 4753-68) | 43,7 |
| ज़ाइलीन | 43,2 |
| उच्च सल्फर ईंधन तेल | 39 |
| कम सल्फर ईंधन तेल | 40,5 |
| कम सल्फर ईंधन तेल | 41,7 |
| सल्फ्यूरस ईंधन तेल | 39,6 |
| मिथाइल अल्कोहल (मेथनॉल) | 21,1 |
| एन-ब्यूटाइल अल्कोहल | 36,8 |
| तेल | 43,5…46 |
| तेल मीथेन | 21,5 |
| टोल्यूनि | 40,9 |
| सफेद आत्मा (गोस्ट 313452) | 44 |
| इथाइलीन ग्लाइकॉल | 13,3 |
| एथिल अल्कोहल (इथेनॉल) | 30,6 |
गैसीय ईंधन और ज्वलनशील गैसों के दहन की विशिष्ट ऊष्मा
एमजे / किग्रा के आयाम में गैसीय ईंधन और कुछ अन्य ज्वलनशील गैसों के दहन की विशिष्ट गर्मी की एक तालिका प्रस्तुत की गई है। मानी जाने वाली गैसों में, दहन की सबसे बड़ी द्रव्यमान विशिष्ट ऊष्मा भिन्न होती है। इस गैस के एक किलोग्राम के पूर्ण दहन से 119.83 MJ ऊष्मा निकलेगी। साथ ही, प्राकृतिक गैस जैसे ईंधन का उच्च कैलोरी मान होता है - प्राकृतिक गैस के दहन की विशिष्ट ऊष्मा 41 ... 49 MJ / kg (शुद्ध 50 MJ / kg के लिए) होती है।
| ईंधन | दहन की विशिष्ट गर्मी, एमजे / किग्रा |
|---|---|
| 1-ब्यूटेन | 45,3 |
| अमोनिया | 18,6 |
| एसिटिलीन | 48,3 |
| हाइड्रोजन | 119,83 |
| हाइड्रोजन, मीथेन के साथ मिश्रण (द्रव्यमान द्वारा 50% एच 2 और 50% सीएच 4) | 85 |
| हाइड्रोजन, मीथेन और कार्बन मोनोऑक्साइड के साथ मिश्रण (द्रव्यमान द्वारा 33-33-33%) | 60 |
| हाइड्रोजन, कार्बन मोनोऑक्साइड के साथ मिश्रण (द्रव्यमान द्वारा 50% एच 2 50% सीओ 2) | 65 |
| ब्लास्ट फर्नेस गैस | 3 |
| कोक ओवन गैस | 38,5 |
| एलपीजी तरलीकृत हाइड्रोकार्बन गैस (प्रोपेन-ब्यूटेन) | 43,8 |
| आइसोबुटेन | 45,6 |
| मीथेन | 50 |
| n-ब्यूटेन | 45,7 |
| एन-हेक्सेन | 45,1 |
| एन पैंटेन | 45,4 |
| संबद्ध गैस | 40,6…43 |
| प्राकृतिक गैस | 41…49 |
| प्रोपेडियन | 46,3 |
| प्रोपेन | 46,3 |
| प्रोपलीन | 45,8 |
| प्रोपलीन, हाइड्रोजन और कार्बन मोनोऑक्साइड के साथ मिश्रण (वजन के हिसाब से 90%-9%-1%) | 52 |
| एटैन | 47,5 |
| ईथीलीन | 47,2 |
कुछ ज्वलनशील पदार्थों के दहन की विशिष्ट ऊष्मा
कुछ ज्वलनशील पदार्थों (लकड़ी, कागज, प्लास्टिक, पुआल, रबर, आदि) के दहन की विशिष्ट ऊष्मा की तालिका दी गई है। यह दहन के दौरान उच्च गर्मी रिलीज वाली सामग्री पर ध्यान दिया जाना चाहिए। इन सामग्रियों में शामिल हैं: रबर विभिन्न प्रकार के, विस्तारित पॉलीस्टाइनिन (स्टायरोफोम), पॉलीप्रोपाइलीन और पॉलीइथाइलीन।
| ईंधन | दहन की विशिष्ट गर्मी, एमजे / किग्रा |
|---|---|
| कागज़ | 17,6 |
| कृत्रिम चमड़ा | 21,5 |
| लकड़ी (14% की नमी वाली छड़ें) | 13,8 |
| ढेर में लकड़ी | 16,6 |
| बलूत का लकड़ा | 19,9 |
| लकड़ी सजाना | 20,3 |
| लकड़ी हरा | 6,3 |
| देवदार की लकड़ी | 20,9 |
| कप्रोन | 31,1 |
| कार्बोलाइट उत्पाद | 26,9 |
| गत्ता | 16,5 |
| स्टाइरीन-ब्यूटाडीन रबर SKS-30AR | 43,9 |
| प्राकृतिक रबर | 44,8 |
| सिंथेटिक रबर | 40,2 |
| रबड़ एससीएस | 43,9 |
| क्लोरोप्रीन रबर | 28 |
| पॉलीविनाइल क्लोराइड लिनोलियम | 14,3 |
| दो-परत पॉलीविनाइल क्लोराइड लिनोलियम | 17,9 |
| लिनोलियम पॉलीविनाइलक्लोराइड एक महसूस किए गए आधार पर | 16,6 |
| लिनोलियम पॉलीविनाइल क्लोराइड गर्म आधार पर | 17,6 |
| कपड़े के आधार पर लिनोलियम पॉलीविनाइलक्लोराइड | 20,3 |
| लिनोलियम रबर (रिलिन) | 27,2 |
| पैराफिन ठोस | 11,2 |
| पॉलीफ़ोम PVC-1 | 19,5 |
| पॉलीफ़ैम FS-7 | 24,4 |
| पॉलीफोम एफएफ | 31,4 |
| विस्तारित पॉलीस्टाइनिन PSB-S | 41,6 |
| पॉलीयूरीथेन फ़ोम | 24,3 |
| fibreboard | 20,9 |
| पॉलीविनाइल क्लोराइड (पीवीसी) | 20,7 |
| पॉलीकार्बोनेट | 31 |
| polypropylene | 45,7 |
| polystyrene | 39 |
| हाइ डेन्सिटी पोलिथीन | 47 |
| कम दबाव वाली पॉलीथीन | 46,7 |
| रबड़ | 33,5 |
| रूबेरॉयड | 29,5 |
| सूत चैनल | 28,3 |
| सूखी घास | 16,7 |
| घास | 17 |
| ऑर्गेनिक ग्लास (प्लेक्सीग्लास) | 27,7 |
| टेक्स्टोलाइट | 20,9 |
| सहने | 16 |
| टीएनटी | 15 |
| कपास | 17,5 |
| सेल्यूलोज | 16,4 |
| ऊन और ऊन के रेशे | 23,1 |
स्रोत:
- GOST 147-2013 ठोस खनिज ईंधन। उच्च कैलोरी मान का निर्धारण और निम्न कैलोरी मान की गणना।
- GOST 21261-91 पेट्रोलियम उत्पाद। सकल कैलोरी मान का निर्धारण करने और शुद्ध कैलोरी मान की गणना करने की विधि।
- GOST 22667-82 दहनशील प्राकृतिक गैसें। कैलोरिफिक मान, सापेक्ष घनत्व और वोबे संख्या निर्धारित करने के लिए गणना पद्धति।
- GOST 31369-2008 प्राकृतिक गैस। घटक संरचना के आधार पर कैलोरी मान, घनत्व, सापेक्ष घनत्व और वोबे संख्या की गणना।
- ज़ेम्स्की जी। टी। अकार्बनिक और कार्बनिक पदार्थों के ज्वलनशील गुण: संदर्भ पुस्तक एम।: वीएनआईआईपीओ, 2016 - 970 पी।
ईंधन क्या है?
यह एक घटक या पदार्थों का मिश्रण है जो गर्मी की रिहाई से जुड़े रासायनिक परिवर्तनों में सक्षम हैं। अलग - अलग प्रकारईंधन उनमें ऑक्सीकरण एजेंट की मात्रात्मक सामग्री में भिन्न होता है, जिसका उपयोग थर्मल ऊर्जा जारी करने के लिए किया जाता है।
व्यापक अर्थ में, ईंधन एक ऊर्जा वाहक है, जो कि एक संभावित प्रकार की संभावित ऊर्जा है।
वर्गीकरण
वर्तमान में, ईंधन को उनके एकत्रीकरण की स्थिति के अनुसार तरल, ठोस, गैसीय में विभाजित किया जाता है।
कठिन को प्राकृतिक रूपपत्थर और जलाऊ लकड़ी, एन्थ्रेसाइट शामिल करें। ब्रिकेट, कोक, थर्मोएन्थ्रासाइट कृत्रिम ठोस ईंधन की किस्में हैं।
तरल पदार्थ में ऐसे पदार्थ शामिल होते हैं जिनमें कार्बनिक मूल के पदार्थ होते हैं। उनके मुख्य घटक हैं: ऑक्सीजन, कार्बन, नाइट्रोजन, हाइड्रोजन, सल्फर। कृत्रिम तरल ईंधन विभिन्न प्रकार के रेजिन, ईंधन तेल होंगे।
यह विभिन्न गैसों का मिश्रण है: एथिलीन, मीथेन, प्रोपेन, ब्यूटेन। उनके अलावा, गैसीय ईंधन में कार्बन डाइऑक्साइड और कार्बन मोनोऑक्साइड, हाइड्रोजन सल्फाइड, नाइट्रोजन, जल वाष्प और ऑक्सीजन होते हैं।
ईंधन संकेतक
दहन का मुख्य संकेतक। थर्मोकैमिस्ट्री में कैलोरी मान निर्धारित करने का सूत्र माना जाता है। आवंटन " संदर्भ ईंधन”, जिसका तात्पर्य 1 किलोग्राम एन्थ्रेसाइट के कैलोरी मान से है।
घरेलू ताप तेल का उपयोग कम शक्ति के ताप उपकरणों में दहन के लिए किया जाता है, जो आवासीय परिसर में स्थित होते हैं, जिनमें ताप जनरेटर का उपयोग किया जाता है कृषिचारा, कैनिंग सुखाने के लिए।
ईंधन के दहन की विशिष्ट ऊष्मा एक ऐसा मान है जो 1 मीटर 3 या एक किलोग्राम के द्रव्यमान के साथ ईंधन के पूर्ण दहन के दौरान बनने वाली ऊष्मा की मात्रा को प्रदर्शित करता है।
इस मान को मापने के लिए J / kg, J / m 3, कैलोरी / m 3 का उपयोग किया जाता है। दहन की गर्मी निर्धारित करने के लिए, कैलोरीमेट्री विधि का उपयोग करें।
ईंधन के दहन की विशिष्ट गर्मी में वृद्धि के साथ, विशिष्ट ईंधन की खपत और गुणांक कम हो जाता है उपयोगी क्रियासमान मान रहता है।
पदार्थों के दहन की ऊष्मा एक ठोस, तरल, गैसीय पदार्थ के ऑक्सीकरण के दौरान जारी ऊर्जा की मात्रा है।
यह रासायनिक संरचना, साथ ही दहनशील पदार्थ के एकत्रीकरण की स्थिति से निर्धारित होता है।
दहन उत्पादों की विशेषताएं
उच्च और निम्न कैलोरी मान ईंधन के दहन के बाद प्राप्त पदार्थों में पानी के एकत्रीकरण की स्थिति से जुड़ा है।
सकल कैलोरी मान किसी पदार्थ के पूर्ण दहन के दौरान निकलने वाली ऊष्मा की मात्रा है। इस मान में जल वाष्प के संघनन की ऊष्मा शामिल है।
कम कार्यशील कैलोरी मान वह मान है जो जल वाष्प के संघनन की ऊष्मा को ध्यान में रखे बिना दहन के दौरान ऊष्मा की रिहाई से मेल खाता है।
संघनन की गुप्त ऊष्मा जलवाष्प के संघनन की ऊर्जा का मान है।
गणितीय संबंध
उच्च और निम्न कैलोरी मान निम्नलिखित संबंध से संबंधित हैं:
क्यू बी = क्यू एच + के (डब्ल्यू + 9 एच)
जहाँ W दहनशील पदार्थ में पानी के वजन (% में) की मात्रा है;
दहनशील पदार्थ में एच हाइड्रोजन की मात्रा (द्रव्यमान द्वारा%) है;
के - 6 किलो कैलोरी / किग्रा का गुणांक
गणना के तरीके
उच्च और निम्न कैलोरी मान दो मुख्य विधियों द्वारा निर्धारित किया जाता है: परिकलित और प्रायोगिक।
प्रायोगिक गणना के लिए कैलोरीमीटर का उपयोग किया जाता है। सबसे पहले इसमें ईंधन का एक नमूना जलाया जाता है। इस मामले में निकलने वाली गर्मी पूरी तरह से पानी द्वारा अवशोषित हो जाती है। पानी के द्रव्यमान के बारे में एक विचार होने के बाद, इसके तापमान को बदलकर दहन की गर्मी का मूल्य निर्धारित करना संभव है।
यह तकनीक सरल और प्रभावी मानी जाती है, यह केवल तकनीकी विश्लेषण डेटा का ज्ञान मानती है।
गणना पद्धति में, उच्चतम और निम्नतम कैलोरी मान की गणना मेंडेलीव सूत्र के अनुसार की जाती है।
क्यू पी एच \u003d 339 सी पी + 1030 एच पी -109 (ओ पी -एस पी) - 25 डब्ल्यू पी (केजे / किग्रा)
यह कार्यशील संरचना (प्रतिशत में) में कार्बन, ऑक्सीजन, हाइड्रोजन, जल वाष्प, सल्फर की सामग्री को ध्यान में रखता है। दहन के दौरान गर्मी की मात्रा संदर्भ ईंधन को ध्यान में रखते हुए निर्धारित की जाती है।
किसी विशेष प्रकार के ईंधन के उपयोग की दक्षता की पहचान करने के लिए, गैस के दहन की गर्मी आपको प्रारंभिक गणना करने की अनुमति देती है।
उत्पत्ति की विशेषताएं
यह समझने के लिए कि एक निश्चित ईंधन के दहन के दौरान कितनी गर्मी निकलती है, इसकी उत्पत्ति का अंदाजा होना आवश्यक है।
प्रकृति में है विभिन्न प्रकारठोस ईंधन, जो संरचना और गुणों में भिन्न होते हैं।
इसका गठन कई चरणों में होता है। पहले पीट बनता है, फिर भूरा और कठोर कोयला प्राप्त होता है, फिर एन्थ्रेसाइट बनता है। ठोस ईंधन निर्माण के मुख्य स्रोत पत्तियां, लकड़ी और सुइयाँ हैं। मरते हुए, पौधों के हिस्से, हवा के संपर्क में आने पर, पीट बनाने वाले कवक द्वारा नष्ट हो जाते हैं। इसका संग्रह बन जाता है भूरा द्रव्यमान, तब एक भूरी गैस प्राप्त होती है।
पर उच्च दबावऔर तापमान, ब्राउन गैस कोयले में बदल जाती है, फिर ईंधन एन्थ्रेसाइट के रूप में जमा हो जाता है।
कार्बनिक पदार्थ के अलावा, ईंधन में अतिरिक्त गिट्टी होती है। कार्बनिक उस भाग पर विचार करें जो कार्बनिक पदार्थों से बना था: हाइड्रोजन, कार्बन, नाइट्रोजन, ऑक्सीजन। इन रासायनिक तत्वों के अतिरिक्त, इसमें गिट्टी होती है: नमी, राख।
भट्ठी प्रौद्योगिकी में जले हुए ईंधन के काम करने वाले, सूखे, साथ ही ज्वलनशील द्रव्यमान का आवंटन शामिल है। कामकाजी द्रव्यमान को उपभोक्ता को आपूर्ति की गई मूल रूप में ईंधन कहा जाता है। सूखा वजन एक ऐसी रचना है जिसमें पानी नहीं होता है।
मिश्रण
सबसे मूल्यवान घटक कार्बन और हाइड्रोजन हैं।
ये तत्व किसी भी प्रकार के ईंधन में पाए जाते हैं। पीट और लकड़ी में, कार्बन का प्रतिशत 58 प्रतिशत, काले और भूरे कोयले में - 80% और एन्थ्रेसाइट में वजन के हिसाब से 95 प्रतिशत तक पहुँच जाता है। इस सूचक के आधार पर, ईंधन के दहन के दौरान निकलने वाली ऊष्मा की मात्रा में परिवर्तन होता है। हाइड्रोजन किसी भी ईंधन का दूसरा सबसे महत्वपूर्ण तत्व है। ऑक्सीजन के संपर्क में आने पर यह नमी बनाता है, जो किसी भी ईंधन के थर्मल मूल्य को काफी कम कर देता है।
इसका प्रतिशत तेल शेल में 3.8 से लेकर ईंधन तेल में 11 तक है। ऑक्सीजन, जो ईंधन का हिस्सा है, गिट्टी के रूप में कार्य करती है।
यह गर्मी पैदा करने वाला रासायनिक तत्व नहीं है, इसलिए यह इसके दहन ताप के मूल्य को नकारात्मक रूप से प्रभावित करता है। मुक्त या में निहित नाइट्रोजन का दहन बाध्य रूपदहन उत्पादों में, हानिकारक अशुद्धियाँ मानी जाती हैं, इसलिए इसकी मात्रा स्पष्ट रूप से सीमित है।
सल्फर को सल्फेट्स, सल्फाइड्स और सल्फर डाइऑक्साइड गैसों के रूप में ईंधन की संरचना में शामिल किया गया है। हाइड्रेटेड होने पर सल्फर ऑक्साइड बनता है सल्फ्यूरिक एसिड, जो बॉयलर उपकरण को नष्ट कर देता है, वनस्पति और जीवित जीवों को नकारात्मक रूप से प्रभावित करता है।
इसीलिए सल्फर एक रासायनिक तत्व है, जिसकी प्राकृतिक ईंधन में उपस्थिति अत्यधिक अवांछनीय है। काम करने वाले कमरे के अंदर आने पर, सल्फर यौगिक ऑपरेटिंग कर्मियों के महत्वपूर्ण जहर का कारण बनते हैं।
इसकी उत्पत्ति के आधार पर राख तीन प्रकार की होती है:
- प्राथमिक;
- माध्यमिक;
- तृतीयक।
प्राथमिक दृश्य से बनता है खनिजजो पौधों में पाए जाते हैं। गठन के दौरान अंतर्ग्रहण के परिणामस्वरूप द्वितीयक राख बनती है पौधे के अवशेषरेत और पृथ्वी।
तृतीयक राख निष्कर्षण, भंडारण और इसके परिवहन की प्रक्रिया में ईंधन का हिस्सा बन जाती है। राख के एक महत्वपूर्ण जमाव के साथ, बॉयलर इकाई की हीटिंग सतह पर गर्मी हस्तांतरण में कमी आई है, गैसों से पानी में गर्मी हस्तांतरण की मात्रा कम हो जाती है। बड़ी मात्रा में राख बॉयलर के संचालन को नकारात्मक रूप से प्रभावित करती है।
आखिरकार
किसी भी प्रकार के ईंधन की दहन प्रक्रिया पर वाष्पशील पदार्थों का महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। उनका आउटपुट जितना बड़ा होगा, फ्लेम फ्रंट का वॉल्यूम उतना ही बड़ा होगा। उदाहरण के लिए, कोयला, पीट, आसानी से आग पकड़ लेते हैं, इस प्रक्रिया के साथ नगण्य गर्मी का नुकसान होता है। वाष्पशील अशुद्धियों को हटाने के बाद जो कोक बचता है उसमें केवल खनिज और कार्बन यौगिक होते हैं। ईंधन की विशेषताओं के आधार पर, गर्मी की मात्रा काफी भिन्न होती है।
रासायनिक संरचना के आधार पर, ठोस ईंधन के निर्माण के तीन चरणों को प्रतिष्ठित किया जाता है: पीट, लिग्नाइट, कोयला।
छोटे बॉयलर संयंत्रों में प्राकृतिक लकड़ी का उपयोग किया जाता है। ज्यादातर लकड़ी के चिप्स, चूरा, स्लैब, छाल का उपयोग किया जाता है, स्वयं जलाऊ लकड़ी का उपयोग कम मात्रा में किया जाता है। लकड़ी के प्रकार के आधार पर, जारी की गई गर्मी की मात्रा में काफी भिन्नता होती है।
जैसे ही कैलोरी मान घटता है, जलाऊ लकड़ी को कुछ फायदे मिलते हैं: तेजी से ज्वलनशीलता, न्यूनतम राख सामग्री और सल्फर के निशान की अनुपस्थिति।
प्राकृतिक या सिंथेटिक ईंधन की संरचना, उनके कैलोरी मान के बारे में विश्वसनीय जानकारी थर्मोकेमिकल गणना करने का एक शानदार तरीका है।
वर्तमान में, ठोस, गैसीय, तरल ईंधन के उन मुख्य विकल्पों की पहचान करने का एक वास्तविक अवसर है जो किसी विशेष स्थिति में उपयोग करने के लिए सबसे कुशल और सस्ते होंगे।
ईंधन की एक इकाई मात्रा के पूर्ण दहन के दौरान निकलने वाली ऊष्मा की मात्रा को कैलोरी मान (Q) या, जैसा कि कभी-कभी कहा जाता है, कैलोरी मान या कैलोरी मान कहा जाता है, जो ईंधन की मुख्य विशेषताओं में से एक है।
गैसों के कैलोरी मान को आमतौर पर 1 के रूप में संदर्भित किया जाता है एम 3,पर लिया गया सामान्य स्थिति.
तकनीकी गणना में, सामान्य परिस्थितियों को 0 डिग्री सेल्सियस के बराबर तापमान पर और 760 के दबाव पर गैस की स्थिति के रूप में समझा जाता है। एमएमएचजी कला।इन शर्तों के तहत गैस की मात्रा निरूपित है एनएम 3(सामान्य घन मीटर)।
GOST 2923-45 के अनुसार औद्योगिक गैस माप के लिए, 20 ° C का तापमान और 760 का दबाव सामान्य स्थिति के रूप में लिया जाता है एमएमएचजी कला।इसके विपरीत, इन स्थितियों को संदर्भित गैस की मात्रा एनएम 3हम फोन करेंगे एम 3 (घन मीटर)।
कैलोरी मानगैसों (क्यू))में व्यक्त किया किलो कैलोरी / एनएम ईया में किलो कैलोरी / एम 3।
तरलीकृत गैसों के लिए, कैलोरी मान को 1 के रूप में संदर्भित किया जाता है किलोग्राम।
उच्च (क्यू इन) और निम्न (क्यू एन) कैलोरी मान हैं। सकल कैलोरी मान ईंधन के दहन के दौरान गठित जल वाष्प के संघनन की गर्मी को ध्यान में रखता है। शुद्ध कैलोरी मान दहन उत्पादों के जल वाष्प में निहित गर्मी को ध्यान में नहीं रखता है, क्योंकि जल वाष्प संघनित नहीं होता है, लेकिन दहन उत्पादों के साथ दूर किया जाता है।
क्यू इन और क्यू एन की अवधारणा केवल उन गैसों पर लागू होती है, जिनके दहन के दौरान जल वाष्प निकलता है (ये अवधारणा कार्बन मोनोऑक्साइड पर लागू नहीं होती है, जो दहन के दौरान जल वाष्प नहीं देती है)।
जब जलवाष्प संघनित होता है, तो 539 के बराबर ऊष्मा निकलती है किलो कैलोरी / किग्रा।इसके अलावा, जब कंडेनसेट को 0 डिग्री सेल्सियस (या 20 डिग्री सेल्सियस) तक ठंडा किया जाता है, तो गर्मी क्रमशः 100 या 80 की मात्रा में जारी की जाती है। किलो कैलोरी / किग्रा।
कुल मिलाकर, जल वाष्प के संघनन के कारण 600 से अधिक ऊष्मा निकलती है किलो कैलोरी / किग्रा,जो गैस के सकल और शुद्ध कैलोरी मान के बीच का अंतर है। शहरी गैस आपूर्ति में प्रयुक्त अधिकांश गैसों के लिए यह अंतर 8-10% है।
कुछ गैसों के कैलोरी मान के मान तालिका में दिए गए हैं। 3.
शहरी गैस आपूर्ति के लिए, वर्तमान में गैसों का उपयोग किया जाता है, जो कि, एक नियम के रूप में, कम से कम 3500 का कैलोरी मान होता है किलो कैलोरी / एनएम 3।यह इस तथ्य से समझाया गया है कि शहरों की स्थितियों में काफी दूरी पर पाइप के माध्यम से गैस की आपूर्ति की जाती है। कम कैलोरी मान के साथ, बड़ी मात्रा में आपूर्ति करना आवश्यक है। यह अनिवार्य रूप से गैस पाइपलाइनों के व्यास में वृद्धि की ओर जाता है और इसके परिणामस्वरूप, धातु निवेश में वृद्धि और गैस नेटवर्क के निर्माण के लिए धन और बाद में परिचालन लागत में वृद्धि होती है। कम कैलोरी गैसों का एक महत्वपूर्ण नुकसान यह है कि ज्यादातर मामलों में उनमें कार्बन मोनोऑक्साइड की एक महत्वपूर्ण मात्रा होती है, जो गैस का उपयोग करते समय और साथ ही नेटवर्क और इंस्टॉलेशन की सर्विसिंग करते समय खतरे को बढ़ाती है।
3500 से कम कैलोरी मान वाली गैस किलो कैलोरी/एनएम 3अक्सर उद्योग में उपयोग किया जाता है, जहां इसे लंबी दूरी पर ले जाने की आवश्यकता नहीं होती है और भस्मीकरण को व्यवस्थित करना आसान होता है। शहरी गैस आपूर्ति के लिए, गैस का निरंतर कैलोरी मान होना वांछनीय है। उतार-चढ़ाव, जैसा कि हम पहले ही स्थापित कर चुके हैं, 10% से अधिक की अनुमति नहीं है। गैस के कैलोरी मान में अधिक परिवर्तन के लिए नए समायोजन की आवश्यकता होती है, और कभी-कभी परिवर्तन की भी एक लंबी संख्याघरेलू उपकरणों के लिए मानकीकृत बर्नर, जो महत्वपूर्ण कठिनाइयों से जुड़ा हुआ है।
कार्बनिक मूल के पदार्थों में ईंधन शामिल है, जो जलने पर एक निश्चित मात्रा में तापीय ऊर्जा छोड़ता है। गर्मी उत्पादन को उच्च दक्षता और विशेष रूप से मानव स्वास्थ्य और पर्यावरण के लिए हानिकारक पदार्थों की अनुपस्थिति की विशेषता होनी चाहिए।
भट्ठी में लोड करने में आसानी के लिए लकड़ी सामग्री 30 सेंटीमीटर तक अलग-अलग तत्वों में कटौती उनके उपयोग की दक्षता बढ़ाने के लिए, जलाऊ लकड़ी जितना संभव हो उतना सूखा होना चाहिए, और दहन प्रक्रिया अपेक्षाकृत धीमी होनी चाहिए। कई मायनों में, ऐसे से जलाऊ लकड़ी दृढ़ लकड़ीजैसे ओक और सन्टी, अखरोट और राख, नागफनी। उच्च राल सामग्री के कारण, बढ़ी हुई गतिदहन और कम कैलोरी मान शंकुधारी पेड़इस मामले में काफी कम हैं।
यह समझा जाना चाहिए कि लकड़ी का घनत्व कैलोरी मान के मान को प्रभावित करता है।
यह एक प्राकृतिक सामग्री है पौधे की उत्पत्तितलछटी चट्टान से खनन।
इस प्रकार के ठोस ईंधन में कार्बन और अन्य होते हैं रासायनिक तत्व. इसकी आयु के आधार पर सामग्री का प्रकारों में विभाजन होता है। भूरे रंग के कोयले को सबसे कम उम्र का माना जाता है, उसके बाद कठोर कोयले को और एन्थ्रेसाइट को अन्य सभी प्रकारों में सबसे पुराना माना जाता है। दहनशील पदार्थ की आयु भी इसकी नमी सामग्री से निर्धारित होती है, जिसमें अधिकयुवा सामग्री में मौजूद है।
कोयले के दहन के दौरान, पर्यावरण प्रदूषित होता है, और बॉयलर की जाली पर लावा बनता है, जो कुछ हद तक सामान्य दहन में बाधा उत्पन्न करता है। सामग्री में सल्फर की उपस्थिति भी वातावरण के लिए एक प्रतिकूल कारक है, क्योंकि यह तत्व वायु अंतरिक्ष में सल्फ्यूरिक एसिड में परिवर्तित हो जाता है।
हालांकि, उपभोक्ताओं को अपने स्वास्थ्य के लिए डरना नहीं चाहिए। इस सामग्री के निर्माता, निजी ग्राहकों का ख्याल रखते हुए, इसमें सल्फर सामग्री को कम करना चाहते हैं। कोयले का कैलोरी मान एक ही प्रकार के भीतर भी भिन्न हो सकता है। अंतर उप-प्रजाति की विशेषताओं और उसमें खनिजों की सामग्री के साथ-साथ उत्पादन के भूगोल पर निर्भर करता है। एक ठोस ईंधन के रूप में, न केवल शुद्ध कोयला पाया जाता है, बल्कि ब्रिकेट में दबा हुआ कम समृद्ध कोयला लावा भी पाया जाता है।
छर्रों (ईंधन छर्रों) लकड़ी और पौधों के कचरे से औद्योगिक रूप से निर्मित एक ठोस ईंधन है: छीलन, छाल, कार्डबोर्ड, पुआल।
धूल की स्थिति में कुचले गए कच्चे माल को सुखाया जाता है और दानेदार में डाला जाता है, जहां से यह पहले से ही एक निश्चित आकार के दानों के रूप में निकल जाता है। द्रव्यमान में चिपचिपाहट जोड़ने के लिए, एक वनस्पति बहुलक, लिग्निन का उपयोग किया जाता है। जटिलता उत्पादन प्रक्रियाऔर उच्च मांग छर्रों की लागत बनाती है। सामग्री का उपयोग विशेष रूप से सुसज्जित बॉयलरों में किया जाता है।
ईंधन के प्रकार निर्धारित किए जाते हैं कि वे किस सामग्री से संसाधित होते हैं:
- किसी भी प्रजाति के पेड़ों की गोल लकड़ी;
- घास;
- पीट;
- सूरजमुखी की भूसी।
ईंधन छर्रों के फायदों में, यह निम्नलिखित गुणों को ध्यान देने योग्य है:
- पर्यावरण मित्रता;
- विकृति और कवक के प्रतिरोध में असमर्थता;
- बाहर भी स्टोरेज में आसानी;
- एकरूपता और जलने की अवधि;
- अपेक्षाकृत कम लागत;
- विभिन्न ताप उपकरणों के लिए उपयोग करने की संभावना;
- विशेष रूप से सुसज्जित बॉयलर में स्वचालित लोडिंग के लिए उपयुक्त पेलेट आकार।
ब्रिकेट्स
ब्रिकेट को ठोस ईंधन कहा जाता है, कई मायनों में छर्रों के समान। उनके निर्माण के लिए समान सामग्रियों का उपयोग किया जाता है: लकड़ी के चिप्स, छीलन, पीट, भूसी और पुआल। उत्पादन प्रक्रिया के दौरान, कच्चे माल को कुचल दिया जाता है और संपीड़न द्वारा ब्रिकेट में बनाया जाता है। यह सामग्री पर्यावरण के अनुकूल ईंधन से भी संबंधित है। इसे बाहर भी स्टोर करना सुविधाजनक है। इस ईंधन का चिकना, समान और धीमा जलना फायरप्लेस और स्टोव और हीटिंग बॉयलर दोनों में देखा जा सकता है।
ऊपर चर्चा की गई पर्यावरण के अनुकूल ठोस ईंधन की किस्में गर्मी पैदा करने का एक अच्छा विकल्प हैं। तापीय ऊर्जा के जीवाश्म स्रोतों की तुलना में, जो दहन पर प्रतिकूल प्रभाव डालते हैं पर्यावरणऔर, इसके अलावा, गैर-नवीकरणीय होने के नाते, वैकल्पिक ईंधन के स्पष्ट लाभ और अपेक्षाकृत कम लागत है, जो उपभोक्ताओं की कुछ श्रेणियों के लिए महत्वपूर्ण है।
वहीं, ऐसे ईंधन से आग का खतरा कहीं ज्यादा होता है। इसलिए, उनके भंडारण और आग प्रतिरोधी दीवार सामग्री के उपयोग के संबंध में कुछ सावधानियां बरतनी चाहिए।
तरल और गैसीय ईंधन
तरल और गैसीय ज्वलनशील पदार्थों के लिए, स्थिति इस प्रकार है।
गैस ईंधन को प्राकृतिक और कृत्रिम में विभाजित किया गया है और यह दहनशील और गैर-दहनशील गैसों का मिश्रण है जिसमें एक निश्चित मात्रा में जल वाष्प और कभी-कभी धूल और टार होता है। मात्रा गैस ईंधनसामान्य परिस्थितियों (760 मिमी एचजी और 0 डिग्री सेल्सियस) के तहत क्यूबिक मीटर में व्यक्त किया गया, और रचना - मात्रा के प्रतिशत के रूप में। ईंधन की संरचना के तहत उसके शुष्क गैसीय भाग की संरचना को समझें।
प्राकृतिक गैस ईंधन
सबसे आम गैस ईंधन प्राकृतिक गैस है, जिसका उच्च कैलोरी मान होता है। प्राकृतिक गैस का आधार मीथेन है, जिसकी सामग्री 76.7-98% है। अन्य गैसीय हाइड्रोकार्बन यौगिक 0.1 से 4.5% तक प्राकृतिक गैस का हिस्सा हैं।
तरलीकृत गैसतेल शोधन उत्पाद - मुख्य रूप से प्रोपेन और ब्यूटेन का मिश्रण होता है।
प्राकृतिक गैस (CNG, NG): मीथेन CH4 90% से अधिक, इथेन C2 H5 4% से कम, प्रोपेन C3 H8 1% से कम
तरलीकृत गैस (LPG): प्रोपेन C3 H8 65% से अधिक, ब्यूटेन C4 H10 35% से कम
दहनशील गैसों में शामिल हैं: हाइड्रोजन एच 2, मीथेन सीएच 4, अन्य हाइड्रोकार्बन यौगिक सी एम एच एन, हाइड्रोजन सल्फाइड एच 2 एस और गैर-दहनशील गैसें, कार्बन डाइऑक्साइड सीओ 2, ऑक्सीजन ओ 2, नाइट्रोजन एन 2 और जल वाष्प एच की एक छोटी मात्रा 2 ओ सूचकांक एमऔर पी C और H पर विभिन्न हाइड्रोकार्बन के यौगिकों की विशेषता है, उदाहरण के लिए, मीथेन CH 4 के लिए टी = 1 और एन= 4, ईथेन सी 2 एन बी के लिए टी = 2और एन= बी आदि
शुष्क गैसीय ईंधन की संरचना (मात्रा के प्रतिशत में):
सीओ + एच 2 + 2 सी एम एच एन + एच 2 एस + सीओ 2 + ओ 2 + एन 2 = 100%।
शुष्क गैसीय ईंधन - गिट्टी - का गैर-दहनशील हिस्सा नाइट्रोजन एन और कार्बन डाइऑक्साइड सीओ 2 है।
गीले गैसीय ईंधन की संरचना निम्नानुसार व्यक्त की जाती है:
सीओ + एच 2 + Σ सी एम एच एन + एच 2 एस + सीओ 2 + ओ 2 + एन 2 + एच 2 ओ \u003d 100%।
दहन की गर्मी, kJ / m (kcal / m 3), सामान्य परिस्थितियों में शुद्ध शुष्क गैस का 1 m 3 निम्नानुसार निर्धारित किया जाता है:
क्यू एन एस \u003d 0.01,
जहां क्यूसीओ, क्यू एन 2, क्यू एम एन एन क्यू एन 2 के साथ एस। - व्यक्तिगत गैसों के दहन की गर्मी जो मिश्रण बनाती है, केजे / एम 3 (किलो कैलोरी / एम 3); सीओ, एच 2,सेमी एच एन , एच 2 एस - घटक जो गैस मिश्रण बनाते हैं, मात्रा द्वारा%।
अधिकांश घरेलू क्षेत्रों के लिए सामान्य परिस्थितियों में 1 m3 शुष्क प्राकृतिक गैस के दहन की ऊष्मा 33.29 - 35.87 MJ / m3 (7946 - 8560 kcal / m3) है। गैसीय ईंधन के अभिलक्षण तालिका 1 में दिए गए हैं।
उदाहरण।निम्नलिखित संरचना की प्राकृतिक गैस (सामान्य परिस्थितियों में) का शुद्ध कैलोरी मान निर्धारित करें:
एच 2 एस = 1%; सीएच 4 = 76.7%; सी 2 एच 6 = 4.5%; सी 3 एच 8 = 1.7%; सी 4 एच 10 = 0.8%; सी 5 एच 12 = 0.6%।
सूत्र (26) में तालिका 1 से गैसों की विशेषताओं को प्रतिस्थापित करते हुए, हम प्राप्त करते हैं:
क्यू एनएस \u003d 0.01 \u003d 33981 केजे / एम 3 या
क्यू एनएस \u003d 0.01 (5585.1 + 8555 76.7 + 15 226 4.5 + 21 795 1.7 + 28 338 0.8 + 34 890 0.6) \u003d 8109 किलो कैलोरी / एम 3।
तालिका नंबर एक। गैसीय ईंधन के लक्षण
|
गैस |
पद |
ज्वलन की ऊष्माक्यू एन एस |
|
|
केजे / एम 3 |
किलो कैलोरी/एम3 |
||
| हाइड्रोजन | एच, | 10820 | 2579 |
| कार्बन मोनोआक्साइड | इसलिए | 12640 | 3018 |
| हाइड्रोजन सल्फाइड | एच 2 एस | 23450 | 5585 |
| मीथेन | सीएच 4 | 35850 | 8555 |
| एटैन | सी 2 एच 6 | 63 850 | 15226 |
| प्रोपेन | सी 3 एच 8 | 91300 | 21795 |
| बुटान | सी 4 एच 10 | 118700 | 22338 |
| पेंटेन | सी 5 एच 12 | 146200 | 34890 |
| ईथीलीन | सी 2 एच 4 | 59200 | 14107 |
| प्रोपलीन | सी 3 एच 6 | 85980 | 20541 |
| ब्यूटिलीन | सी 4 एच 8 | 113 400 | 27111 |
| बेंजीन | सी 6 एच 6 | 140400 | 33528 |
DE प्रकार के बॉयलर एक टन भाप का उत्पादन करने के लिए 71 से 75 m3 प्राकृतिक गैस की खपत करते हैं। सितंबर 2008 में रूस में गैस की कीमत 2.44 रूबल प्रति घन मीटर है। नतीजतन, एक टन भाप की कीमत 71 × 2.44 = 173 रूबल 24 कोपेक होगी। कारखानों में एक टन भाप की वास्तविक लागत डीई बॉयलरों के लिए कम से कम 189 रूबल प्रति टन भाप है।
DKVR प्रकार के बॉयलर एक टन भाप का उत्पादन करने के लिए 103 से 118 m3 प्राकृतिक गैस की खपत करते हैं। इन बॉयलरों के लिए एक टन भाप की न्यूनतम अनुमानित लागत 103 × 2.44 = 251 रूबल 32 kopecks है। पौधों के लिए भाप की वास्तविक लागत कम से कम 290 रूबल प्रति टन है।
स्टीम बॉयलर DE-25 के लिए प्राकृतिक गैस की अधिकतम खपत की गणना कैसे करें? यह तकनीकी निर्देशबायलर। 1840 क्यूब प्रति घंटा। लेकिन आप गणना भी कर सकते हैं। 25 टन (25 हजार किग्रा) को भाप और पानी की एन्थैल्पी (666.9-105) के अंतर से गुणा किया जाना चाहिए और यह सब 92.8% की बॉयलर दक्षता और गैस के दहन की गर्मी से विभाजित किया जाना चाहिए। 8300. और सभी
कृत्रिम गैस ईंधन
कृत्रिम ज्वलनशील गैसें स्थानीय ईंधन हैं, क्योंकि उनका कैलोरी मान बहुत कम होता है। उनके मुख्य ज्वलनशील तत्व कार्बन मोनोऑक्साइड CO और हाइड्रोजन H2 हैं। इन गैसों का उत्पादन की सीमा के भीतर उपयोग किया जाता है जहां उन्हें तकनीकी और बिजली संयंत्रों के लिए ईंधन के रूप में प्राप्त किया जाता है।
सभी प्राकृतिक और कृत्रिम ज्वलनशील गैसें विस्फोटक होती हैं, जो खुली लौ या चिंगारी पर प्रज्वलित करने में सक्षम होती हैं। गैस की निचली और ऊपरी विस्फोटक सीमाएँ हैं, अर्थात। हवा में उच्चतम और निम्नतम प्रतिशत सांद्रता। कम विस्फोटक सीमा प्राकृतिक गैसें 3% से 6% तक, और शीर्ष - 12% से 16% तक। सभी ज्वलनशील गैसें मानव शरीर में जहर पैदा कर सकती हैं। दहनशील गैसों के मुख्य जहरीले पदार्थ हैं: कार्बन मोनोऑक्साइड CO, हाइड्रोजन सल्फाइड H2S, अमोनिया NH3।
प्राकृतिक ज्वलनशील गैसें, साथ ही कृत्रिम, रंगहीन (अदृश्य), गंधहीन होती हैं, जो गैस पाइपलाइन फिटिंग में लीक के माध्यम से बॉयलर रूम के इंटीरियर में घुसने पर उन्हें खतरनाक बना देती हैं। विषाक्तता से बचने के लिए, ज्वलनशील गैसों को एक गंधक के साथ इलाज किया जाना चाहिए - एक अप्रिय गंध वाला पदार्थ।
ठोस ईंधन के गैसीकरण द्वारा उद्योग में कार्बन मोनोऑक्साइड सीओ प्राप्त करना
औद्योगिक उद्देश्यों के लिए, गैसीकरण द्वारा कार्बन मोनोऑक्साइड का उत्पादन किया जाता है ठोस ईंधन, यानी इसे गैसीय ईंधन में परिवर्तित करना। तो आप किसी भी ठोस ईंधन से कार्बन मोनोऑक्साइड प्राप्त कर सकते हैं - जीवाश्म कोयला, पीट, जलाऊ लकड़ी, आदि।
ठोस ईंधन के गैसीकरण की प्रक्रिया को एक प्रयोगशाला प्रयोग (चित्र 1) में दिखाया गया है। आग रोक ट्यूब को चारकोल के टुकड़ों से भरकर, हम इसे बहुत गर्म करते हैं और ऑक्सीजन को गैसोमीटर से गुजरने देते हैं। ट्यूब से निकलने वाली गैसों को चूने के पानी के वॉशर से गुजरने दें और फिर उसमें आग लगा दें। चूने का पानी मैला हो जाता है, गैस नीली लौ के साथ जलती है। यह प्रतिक्रिया उत्पादों में CO2 डाइऑक्साइड और कार्बन मोनोऑक्साइड CO की उपस्थिति को इंगित करता है।
इन पदार्थों के गठन को इस तथ्य से समझाया जा सकता है कि जब ऑक्सीजन गर्म कोयले के संपर्क में आता है, तो बाद वाला पहले कार्बन डाइऑक्साइड में ऑक्सीकृत होता है: सी + ओ 2 \u003d सीओ 2
फिर गर्म कोयले से गुजरते हुए, कार्बन डाईऑक्साइडआंशिक रूप से कार्बन मोनोऑक्साइड में कमी: सीओ 2 + सी \u003d 2CO
चावल। 1. कार्बन मोनोऑक्साइड प्राप्त करना (प्रयोगशाला का अनुभव)।
औद्योगिक परिस्थितियों में, गैस जनरेटर नामक भट्टियों में ठोस ईंधन का गैसीकरण किया जाता है।
गैसों के परिणामी मिश्रण को उत्पादक गैस कहा जाता है।
गैस जनरेटर डिवाइस को चित्र में दिखाया गया है। यह एक स्टील सिलेंडर है जिसकी ऊंचाई लगभग 5 है एमऔर लगभग 3.5 का व्यास एम,आग रोक ईंटों के साथ अंदर पंक्तिबद्ध। ऊपर से, गैस जनरेटर ईंधन से भरा हुआ है; के माध्यम से नीचे से जालीपंखा हवा या जल वाष्प की आपूर्ति करता है।
हवा में ऑक्सीजन ईंधन के कार्बन के साथ प्रतिक्रिया करता है, कार्बन डाइऑक्साइड बनाता है, जो गर्म ईंधन की एक परत के माध्यम से ऊपर उठकर कार्बन द्वारा कार्बन मोनोऑक्साइड में कम हो जाता है।
यदि केवल हवा को जनरेटर में उड़ाया जाता है, तो एक गैस प्राप्त होती है, जिसमें इसकी संरचना में कार्बन मोनोऑक्साइड और वायु नाइट्रोजन (साथ ही एक निश्चित मात्रा में CO 2 और अन्य अशुद्धियाँ) होती हैं। इस जनरेटर गैस को एयर गैस कहा जाता है।
यदि, हालांकि, जल वाष्प को गर्म कोयले के साथ जनरेटर में उड़ाया जाता है, तो प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप कार्बन मोनोऑक्साइड और हाइड्रोजन बनते हैं: सी + एच 2 ओ \u003d सीओ + एच 2
गैसों के इस मिश्रण को जल गैस कहते हैं। वायु गैस की तुलना में जल गैस का कैलोरी मान अधिक होता है, क्योंकि कार्बन मोनोऑक्साइड के साथ इसमें एक दूसरी ज्वलनशील गैस - हाइड्रोजन भी होती है। जल गैस (संश्लेषण गैस), ईंधन के गैसीकरण के उत्पादों में से एक। जल गैस में मुख्य रूप से CO (40%) और H2 (50%) शामिल हैं। जल गैस एक ईंधन है (कैलोरिफिक मूल्य 10,500 kJ/m3, या 2730 kcal/mg) और साथ ही मेथनॉल के संश्लेषण के लिए कच्चा माल है। हालाँकि, जल गैस को लंबे समय तक प्राप्त नहीं किया जा सकता है, क्योंकि इसके गठन की प्रतिक्रिया एंडोथर्मिक (गर्मी के अवशोषण के साथ) होती है, और इसलिए जनरेटर में ईंधन ठंडा हो जाता है। कोयले को गर्म रखने के लिए, जनरेटर में जल वाष्प का इंजेक्शन हवा के इंजेक्शन के साथ वैकल्पिक होता है, जिसकी ऑक्सीजन, जैसा कि जाना जाता है, गर्मी छोड़ने के लिए ईंधन के साथ प्रतिक्रिया करता है।
में हाल तकईंधन गैसीकरण के लिए भाप-ऑक्सीजन विस्फोट का व्यापक रूप से उपयोग किया जाने लगा। ईंधन परत के माध्यम से जल वाष्प और ऑक्सीजन के एक साथ बहने से प्रक्रिया को लगातार करना संभव हो जाता है, जनरेटर की उत्पादकता में काफी वृद्धि होती है और हाइड्रोजन और कार्बन मोनोऑक्साइड की उच्च सामग्री के साथ गैस प्राप्त होती है।
आधुनिक गैस जनरेटर निरंतर क्रिया के शक्तिशाली उपकरण हैं।
ताकि जब गैस जनरेटर को ईंधन की आपूर्ति की जाए, तो ज्वलनशील और जहरीली गैसें वातावरण में प्रवेश न करें, लोडिंग ड्रम को डबल बनाया जाता है। जबकि ईंधन ड्रम के एक डिब्बे में प्रवेश करता है, दूसरे डिब्बे से जनरेटर में ईंधन डाला जाता है; जब ड्रम घूमता है, तो इन प्रक्रियाओं को दोहराया जाता है, जबकि जनरेटर हर समय वातावरण से अलग-थलग रहता है। जनरेटर में ईंधन का समान वितरण शंकु का उपयोग करके किया जाता है, जिसे विभिन्न ऊंचाइयों पर स्थापित किया जा सकता है। जब इसे नीचे उतारा जाता है, तो कोयला जनरेटर के केंद्र के करीब होता है; जब कोन को ऊपर उठाया जाता है, तो कोयले को जनरेटर की दीवारों के करीब फेंका जाता है।
गैस जनरेटर से राख निकालने का यंत्रीकरण किया जाता है। शंकु के आकार की जाली को विद्युत मोटर द्वारा धीरे-धीरे घुमाया जाता है। इस मामले में, राख को जनरेटर की दीवारों पर विस्थापित किया जाता है और विशेष उपकरणों के साथ राख बॉक्स में फेंक दिया जाता है, जहां से इसे समय-समय पर हटा दिया जाता है।
1819 में आप्टेकार्स्की द्वीप पर सेंट पीटर्सबर्ग में पहला गैस लैंप जलाया गया था। जिस गैस का उपयोग किया गया था वह गैसीकरण द्वारा प्राप्त की गई थी सख़्त कोयला. इसे हल्की गैस कहा जाता था।
महान रूसी वैज्ञानिक डी। आई। मेंडेलीव (1834-1907) ने सबसे पहले यह विचार व्यक्त किया था कि कोयले का गैसीकरण सीधे भूमिगत किया जा सकता है, इसे बाहर निकाले बिना। ज़ारिस्ट सरकार ने मेंडेलीव के प्रस्ताव की सराहना नहीं की।
भूमिगत गैसीकरण के विचार का वी. आई. लेनिन ने गर्मजोशी से समर्थन किया था। उन्होंने इसे "प्रौद्योगिकी की महान विजयों में से एक" कहा। सोवियत राज्य द्वारा पहली बार भूमिगत गैसीकरण किया गया था। महान देशभक्तिपूर्ण युद्ध से पहले ही, सोवियत संघ में डोनेट्स्क और मॉस्को क्षेत्र के कोयला घाटियों में भूमिगत जनरेटर काम कर रहे थे।
चित्रा 3 भूमिगत गैसीकरण के तरीकों में से एक का एक विचार देता है कोयला सीम में दो कुएं रखे जाते हैं, जो नीचे एक चैनल से जुड़े होते हैं। एक कुएँ के पास ऐसे चैनल में कोयले में आग लगा दी जाती है और वहाँ ब्लास्ट की आपूर्ति की जाती है। दहन उत्पाद, चैनल के साथ चलते हुए, गर्म कोयले के साथ बातचीत करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप दहनशील गैस का निर्माण होता है, जैसा कि एक पारंपरिक जनरेटर में होता है। दूसरे कुएं से होकर गैस सतह पर आती है।
जनरेटर गैस का व्यापक रूप से औद्योगिक भट्टियों को गर्म करने के लिए उपयोग किया जाता है - धातुकर्म, कोक और कारों में ईंधन के रूप में (चित्र 4)।
चावल। 3. कोयले के भूमिगत गैसीकरण की योजना।
कई जैविक उत्पाद, जैसे तरल ईंधन, जल गैस के हाइड्रोजन और कार्बन मोनोऑक्साइड से संश्लेषित होते हैं। सिंथेटिक तरल ईंधन - ईंधन (मुख्य रूप से गैसोलीन) कार्बन मोनोऑक्साइड और हाइड्रोजन से 150-170 डिग्री सेल्सियस पर संश्लेषण और 0.7 - 20 MN / m2 (200 kgf / cm2) के दबाव में एक उत्प्रेरक (निकल, लोहा) की उपस्थिति में प्राप्त होता है। , कोबाल्ट). तेल की कमी के कारण द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान जर्मनी में सिंथेटिक तरल ईंधन का पहला उत्पादन आयोजित किया गया था। सिंथेटिक तरल ईंधन को उनकी उच्च लागत के कारण व्यापक वितरण नहीं मिला है। हाइड्रोजन के उत्पादन के लिए जल गैस का उपयोग किया जाता है। ऐसा करने के लिए, जल वाष्प के साथ मिश्रण में जल गैस को उत्प्रेरक की उपस्थिति में गर्म किया जाता है और परिणामस्वरूप, जल गैस में पहले से मौजूद हाइड्रोजन के अतिरिक्त प्राप्त होता है: सीओ + एच 2 ओ \u003d सीओ 2 + एच 2
