Характеристики топлива: Технические характеристики топлива

Содержание

Технические характеристики топлива

Элементарный состав твердого и жидкого топлив

По техническим характеристикам твердое и жидкое топлива представляют собой комплекс сложных органических и минеральных соединений и состоят из горючей и негорючей частей.

Молекулярная и химическая структура горючей части изучена не достаточно полно и до настоящего времени не поддается подробной расшифровке. Вследствие этого химический состав горючей части выявить (т. е. определить вид и формулу химических соединений) чрезвычайно сложно. Структура и химические соединения, входящие в негорючую часть, наоборот, исследованы достаточно подробно.

Органическое твердое и жидкое топлива характеризуются элементарным составом, который условно представляют как сумму всех химических элементов и соединений, входящих в топливо. При этом их содержание дается в процентах к массе 1 кг топлива. Элементарный состав не дает представления о молекулярной и химической структуре топлива. Для твердого и жидкого топлив элементарный состав можно записать в следующем виде:

C + H + Sл + O + N + A + W = 100%. (18.1)

В горючую часть топлива входят углерод, водород и сера(летучая). Летучая сера Sл — это сера, входящая в состав органических соединений и серного колчедана FeS2, т. е.

Sл = Sорг + Sк (18.2)

где Sк принято называть колчеданной серой.

Следует отметить, что летучая сера, входящая в горючую часть топлива, является только частью общего содержания серы. Другую часть составляет сера, входящая в минеральные соли (CaSО4, MgSО4, FeSО4 и др.). Сера, содержащаяся в минеральных солях, называется сульфатной S

c. Следовательно,

Sобщ = Sл + Sc (18.3)

В негорючую часть топлива входят азот N, кислород О, влага W, минеральные негорючие вещества, которые после сжигания топлива образуют золовый остаток А.

При изучении технических характеристик твердого и жидкого топлив различают их рабочую, сухую, горючую и органическую массы. Составу каждой массы присваивается соответствующий индекс: рабочей — р, сухой — с, горючей — г и органической — о.

Топливо в том виде, в каком оно поступает к потребителю и подвергается сжиганию, называется рабочим, а масса и ее элементарный состав — соответственно рабочей массой и рабочим составом.

Элементарный состав рабочей массы записывают следующим образом:

Cp + Hp + Sp/л + Op + Np + Ap + Wр = 100 % (18.4)

Негорючие элементы в технических характеристиках топлива составляют его балласт, при этом кислород и азот принято называть внутренним балластом топлива, а золу и влагу — внешним, поскольку их содержание в значительной степени зависит от таких внешних факторов, как способы добычи и хранения топлива.

В рабочий состав отдельных видов топлива некоторые элементы могут и не входить, например в дровах отсутствует летучая сера.

Сухая масса топлива в отличие от рабочей массы не содержит влаги и может быть представлена равенством:

Сс + Hc + Sс/л + Oc + Nc + Ас = 100 %. (18.5)

Формулы пересчета с рабочей массы на сухую имеют вид:

Зольность топлива всегда проверяется только по сухой массе топлива.

Горючий состав топлива не содержит внешнего балласта, т. е. влаги и золы, и может быть записан так:

Сг + Hr + Sr/л + Or + Nr = 100%(18.7)

Название «горючая масса» — условное, так как действительно горючими ее элементами являются только С, Н и S состав горючей массы ископаемого топлива зависит от характера и условий происхождения топлива, а также от его геологического возраста (т. е. глубины происшедших необратимых превращений в органических веществах).

Содержание углерода в твердом топливе растет с его геологическим возрастом, а содержание водорода уменьшается. Так, например, содержание углерода в торфе составляет Сг = 50 ÷ 60 %, в буром угле Сг = 60 ÷ 75 %, в каменном угле Сг = 75 ÷ 90 %. С уменьшением геологического возраста содержание растительных остатков в топливе увеличивается.

Пересчет с сухой и рабочей масс топлива на горючую производят по формуле

Органическая масса топлива в отличие от горючей содержит только органическую серу и не включает колчеданную. Состав этой массы может быть выражен равенством:

Во всех теплотехнических расчетах состав топлива берется по его рабочей массе, являющейся наиболее полной характеристикой состояния топлива перед его сжиганием.

Технические характеристики топлива: влажность топлива.

В зависимости от способа добычи, транспортировки, хранения и т. п. количество влаги Wp может колебаться для одного и того же сорта топлива в больших пределах. Средняя влажность топлива в рабочем состоянии составляет, %: для торфа 50, сланцев 13 — 17, каменного угля 5 -14 и антрацита 5 — 8. Бурые угли в зависимости от влажности делят на три группы: группу Б1 с Wp >40%, группу Б2 с содержанием влаги W

p = 30 ÷ 40 % и группу Б3 с влажностью Wp ≤ 30 %. Общее содержание влаги в топливе включает внешнюю, или воздушную WBH, и внутреннюю, или гигроскопическую Wгиг влагу. Первый вид влаги определяют, просушивая топливо при комнатной температуре до постоянной массы, а второй вид — лабораторным путем, просушивая пробы топлива при 378 К. Гигроскопическая влажность топлива зависит от его структуры: чем больше пористость, тем больше Wгиг. Средняя гигроскопическая влажность топлива составляет, %: для торфа 10, древесины 7, бурых углей 6 — 10, каменных углей 1 — 5 и антрацита 2 — 3. Наличие влаги в топливе нежелательно не только потому, что из — за этого уменьшается доля горючих компонентов в единице массы топлива, но и потому, что она снижает тепловой эффект горения, отнимая часть теплоты на испарение.

Зола топлива. Присутствие в топливе золы нежелательно, так как вследствие ее наличия уменьшается количество теплоты, выделяющейся при сгорании, возникает эрозия металлических частей оборудования и ухудшается экономичность работы топочных устройств. Количество золы определяют по остатку от прокаливания сухого топлива в атмосферном воздухе при 1070 К. В состав золы входят преимущественно соли щелочных и щелочно — земельных металлов, окислы железа, алюминия, а также сульфатная сера. Наиболее сложный состав у сланцевой золы, в которую помимо упомянутых соединений входит большое количество карбонатных соединений: CaCО

3, MgCО3, окись кремния, алюмосиликаты и т. д.

При нагревании сланцевой золы карбонатные соединения разлагаются с выделением свободной двуокиси углерода СОк/2. Вследствие этого видимая масса золы получается меньше действительной ее массы в топливе. Зольность сланцев определяют по специальной методике.

Минеральные остатки, образующиеся после сгорания топлива, имеют вид либо сыпучей массы (зола), либо сплавленных кусков (шлак). При высоких температурах, развивающихся при горении топлива, зола размягчается, а затем плавится. Размягченные зола и шлак прилипают к стенкам обмуровки топки, уменьшают сечение газоходов, откладываются на поверхностях нагрева, увеличивая тем самым термическое сопротивление в процессе теплопередачи от газов к нагреваемой среде, забивают отверстия для прохода воздуха в колосниковой решетке, обволакивают частицы топлива, затрудняя их сжигание. Зола с температурой плавления ниже 1470 К считается легкоплавкой, выше 1720 К — тугоплавкой. Плавкость золы зависит от ее химического состава. Зола древесного топлива не шлакуется, а торф имеет легко шлакующуюся золу.

Различные виды топлива содержат золу в широко колеблющемся количестве. Например, средняя зольность сухой массы топлива Ас составляет, %: для древесины 1, торфа 10, кузнецкого угля 10 — 20, подмосковного бурого угля 30, сланцев 60. Бурые угли и сланцы относятся к многозольным видам топлива. Жидкое топливо (мазут) также включает небольшое количество (0,2 — 1%) минеральных примесей, попадающих в топливо с растворами различных солей из буровых вод и при коррозии труб, цистерн и нефтехранилищ.

Летучие вещества и кокс. Из твердого топлива, нагретого до температуры 870 — 1070 К без доступа окислителя, выделяются парогазообразные вещества, которые называются летучими. Летучие вещества представляют собой продукты распада сложных органических веществ, содержащихся в органической массе топлива. В состав летучих веществ входят молекулярный азот N2, кислород О

2, водород Н2, окись углерода СО, углеводородные газы СН4, С2Н4 и т . д., а также водяные пары, образующиеся из влаги, содержащейся в топливе.

Химический состав летучих веществ зависит от условий процесса нагревания топлива. Сумма летучих веществ обозначается Vr и относится только к горючей массе.

Содержание летучих веществ в ископаемом твердом топливе колеблется в широких пределах. Наиболее богаты по выходу летучих веществ сланцы (Vr = 90 %), торф (Vr = 75 %). Выход летучих веществ у бурых углей достигает 40 — 50 %, а у антрацитов — 4 — 6 %.

Твердый остаток, который получается после нагревания топлива (без доступа окислителя) и выхода летучих, называется коксом. В состав кокса входят остаточный углерод и зола. В зависимости от условий нагревания (например, при низких температурах) в твердом остатке кроме золы может оказаться часть элементов (С, N, S

л, Н), входящих в состав сложных органических соединений, для термического разложения которых требуется более высокая температура. В этом случае твердый остаток называется полукоксом.

По своим механическим свойствам твердый остаток (кокс) может быть порошкообразным, слабоспекшимся и спекшимся. Свойство некоторых углей (коксующихся) давать спекшийся, механически прочный кокс используется для получения металлургического кокса, применяемого в доменном процессе.

В зависимости от выхода летучих веществ и характеристики кокса каменные угли разделяются на 10 марок: длиннопламенный Д, газовый Г, газовый жирный ГЖ, жирный Ж, коксовый жирный КЖ, коксовый К, коксовый второй к2, отощенный спекающийся ОС, слабоспекающийся СС, тощий Т.

Каменные угли с выходом летучих Vr — 174 — 37 % относятся к марке СС. При Vr = 254 — 37 % эти угли относятся к первому классу (1СС), а угли с Vr = 17 ÷ 25 % — ко второму (2СС).

В настоящее время ископаемые угли классифицируют также в зависимости от крупности кусков: крупный К (размер 50 — 100 мм), орех О (25 — 50 мм), мелкий М (13 — 25 мм), семечко С (6 — 13 мм), штыб Ш (< 6 мм), рядовой Р (размер не ограничен, т. е. топливо не отсортировано).

Пример расшифровки марки и класса углей: ДР — длиннопламенный рядовой; ПАР — полуантрацит рядовой; БlР — бурый уголь класса 1, рядовой и т. д. (табл. 18.2).

Жидкое топливо. Нефть является основным источником получения искусственных жидких топлив. В процессе сухой перегонки углей и горючих сланцев также получаются некоторые виды жидких топлив. В топках котельных агрегатов и технологических печей используется в основном мазут — остаточный продукт переработки нефти. В состав мазута входят углерод, водород, сера, кислород, азот.

Основными характеристиками мазута являются вязкость и температура застывания. Применяется топочный мазут трех марок; №40, №100, №200. Марка мазута определяется предельной вязкостью при 353 К. По содержанию серы мазуты делятся на малосернистые (до 0,5 %), сернистые (до 2 %) и высокосернистые (3,5 — 4,3 %).

Газообразное топливо представляет собой смесь горючих, и негорючих газов. Горючая часть газообразного топлива состоит из предельных (CnH2n + 2) и непредельных (СnН2п) углеводородов, водорода, окиси углерода и сернистого водорода (H2S). В состав негорючей части входят азот, углекислый газ и кислород. Количество водяных паров в газе обозначается d и задается обычно в кг/м3.

Таблица 18.2. Основные характеристики твердого и жидкого топлива

Таблица 18.3. Основные характеристики горючих газов

Составы природного и искусственного газообразных топлив различны. Природный газ чисто газовых месторождений характеризуется высоким содержанием угле — водородов, в основном метана СН4 (до 98 %). В состав природного газа в небольших количествах входят другие углеводороды: этан С2Н6, пропан С3Н8, бутан, С4Н10, этилен С2Н4 и пропилен С3Н6 (табл. 18.3). Содержание балласта O2 и N2, как правило, в природном газе невелико. В так называемом попутном газе, который добывают на нефтегазовых месторождениях, наблюдается несколько повышенное содержание высших углеводородов: этана, пропана, бутана, пентана, этилена. В искусственных газах содержание горючих составляющих (в основном водорода и окиси углерода) достигает 25 — 45 %. В балласте преобладают азот и углекислота (75 — 55 %).

Состав газообразного топлива задается в объемных долях, так как количественное содержание и химические формулы компонентов определяются достаточно точно с помощью химического или хромато графического анализов.

В общем виде состав газообразного топлива можно записать следующим образом:

Для влажного газа объемный состав, %, определяют по формуле:

где Кв — объемное содержание компонента влажного газа: Кс — объемное содержание компонента в сухом газе; 0,805 — плотность водяного пара при нормальных условиях, кг/м3; d — влагосодержание газа, кг/м3.

Теплотехнические расчеты ведутся обычно для сухого состава топлива.

Многие физико — химические свойства и теплотехнические характеристики газового топлива и продуктов его сгорания можно установить по так называемому углеродному числу n. Сущность этого метода заключается в том, что реальная смесь углеводородов метанового ряда СnН2n+2 заменяется одним условным углеводородом, свойства которого отождествляются со свойствами смеси. Число n показывает количество атомов углерода в этом условном углеводороде (для чистого метана n = 1). Оно может быть дробным и в общем случае больше единицы. Достоинства этого метода заключаются в том, что для расчетов состава газа не требуется полный анализ его органической части. Для этого необходимо знать только количество углеводородов метанового ряда (в процентах по объему). Число n находят по формуле:

(18.11)

Более подробно применение этого метода изложено в специальной литературе.

Теплота сгорания. Одной из основных характеристик любого вида топлива является теплота сгорания этого топлива, т. е. то количество теплоты, которое может быть получено при полном сгорании единицы массы или объема топлива. Полным сгоранием называется такое, при котором горючие компоненты топлива С, Н и S полностью окисляются кислородом. Теплоту сгорания твердого и жидкого топлив относят к 1 кг, а газового — к 1 м3 при нормальных условиях.

Различают теплоту сгорания топлива высшую QB и низшую Qn. Различие между ними состоит в том, что в высшую теплоту сгорания топлива входит количество теплоты, которое может быть выделено при конденсации водяных паров, находящихся в продуктах сгорания топлива, а в низшую теплоту сгорания это количество теплоты не входит.

Водяные пары в дымовых газах образуются за счет испарения влаги самого топлива, при сгорании водорода, находящегося в топливе, и влаги, входящей в состав воздуха, который используют в качестве окислителя горючих компонентов топлива.

Теплота конденсации 1 кг водяного пара при атмосферном давлении составляет примерно 2500 кДж/кг. Количество водяных паров в рабочем топливе равно Wp/100. При сгорании 1 кг водорода получается 9 кг водяных паров (Н2 + 0,5О2 — Н2О). Следовательно, теплоту паров определяют из формулы:

В лабораторных условиях теплоту сгорания твердого и тяжелого жидкого топлива (мазута) определяют с помощью калориметрической бомбы.

Схема калориметра показана на рис. 18.2. Калориметрическая бомба представляет собой стальной герметичный сосуд 1, заполненный кислородом под давлением 3 МПа. В сосуде сжигают навеску топлива в 1 г, отобранную из лабораторной пробы. Бомбу помещают в сосуд с водой 2 и по приращению температуры воды вследствие выделенной теплоты при сжигании навески топлива определяют теплоту его сгорания.

Рис. 18.2. Калориметрическая установка

1 — калориметрическая бомба; 2 — сосуд с водой; 3 — термостат; 4 — мешалка; 5 — термометр; 6 — приводной механизм мешалки.

Теплоту сгорания газообразного и легкого жидкого топлива (бензин, керосин и т. д.) определяют в калориметре Юнкерса, который представляет собой миниатюрный водогрейный котел, в топочном объеме которого сжигается топливо. Расход газа определяют по показанию счетчика, а расход жидкого топлива — весовым способом. Расход воды находят взвешиванием на весах или по измерительному сосуду. Зная разность температур воды при входе в калориметр и выходе из него, легко определяют теплоту, переданную воде. Затем по известному расходу газа или жидкого топлива подсчитывают теплоту его сгорания.

При известном элементарном составе твердого и жидкого топлив теплоту их сгорания, кДж/кг, можно приближенно определить по эмпирическим формулам, из которых наиболее распространена предложенная Д. И. Менделеевым:

Теплоту сгорания сухого газа определяют по объемному составу, %, и известной теплоте сгорания компонентов.

Низшая теплота сгорания, кДж/м3, составит:

Величины Qс/н и Qс/в определяют по составу сухого газа.

Если в состав газа входят неизвестные углеводородные компоненты (при условий, что содержание метана известно), то сумму углеводородов условно принимают как содержание этана С2Н4 и теплоту сгорания рассчитывают по формулам, аналогичным уравнениям (18.16) и (18.17).

Теплоту сгорания природного газа можно также определять по углеродному числу n с помощью следующих линейных зависимостей, предложенных Г. Ф. Кнорре:

Теплота сгорания природного газа находится в пределах 33 000 — 36 000 кДж/м3, искусственных горючих газов — 3700 — 21 000 кДж/м3.

Для сравнения различных видов топлива по их тепловому эффекту и облегчения государственного планирования топливных ресурсов страны введено понятие об условном топливе, теплота сгорания которого принята равной 29 300 кДж/кг.

Отношение данного топлива к Q условного топлива называется топливным эквивалентом, обозначаемым буквой Э. Тогда для пересчета расхода натурального топлива Вн в условное Ву.т достаточно величину Вн умножить на эквивалент Э, т. е.

Ву.т = ВнЭ = ВнQр/нQу.т

Характеристика топлива: классификация и состав

Топливо — это горючие вещества, основной составной частью которых является углерод, применяемые с целью получения при их сжигании тепловой энергии.

Классификация. По физическому состоянию топливо бывает твердое, жидкое, газообразное. Стекловаренные печи работают на жидком и газообразном топливе.

К топливу, используемому для стекловаренных печей, предъявляют ряд требований: при сгорании оно должно выделять значительное количество тепла на единицу своей массы или объема, не должно выделять газов, вредно действующих на здоровье людей, а также отрицательно влияющих на материалы топок и печей, должно быть удобным для транспортирования и сжигания.

Основной характеристикой топлива является его теплотворность Q. Теплотворностью топлива называется количество тепла, выделяемое при полном сгорании единицы массы или объема топлива (1 кг жидкого топлива или 1 м3 газообразного). Теплотворность измеряется в ккал/кг или ккал/м3 (в СИ — кДж/кг, кДж/м3).

Теплотворность различных видов топлива колеблется в широких пределах — от 1000 до 10 000 ккал/кг.

По происхождению топливо подразделяется на естественное и искусственное. Последнее получается в результате переработки естественного топлива. В табл. 3 приводится классификация промышленного топлива.

Таблица 3. Классификация промышленного топлива
Происхождение Физическое состояние
твердое жидкое газообразное
Естественное Дрова
Торф
Бурые угли
Каменные угли
Антрациты
Полуантрациты
Горючие сланцы
Нефть Природный, попутный и нефтепромысловый газ
Искусственное Древесный уголь
Кокс
Топливные брикеты
Пылевидное топливо
Бензин
Мазут
Дизельное топливо
Керосин
Соляровое масло
Смола
Гудрон
Бензол
Спирт
Газы: сжиженный, нефтезаводской, коксовый, светильный, полукоксовый, доменный, воздушный, смешанный генераторный, водяной, полуводяной

В промышленности используют твердое, жидкое и газообразное топливо. Различают природное топливо, добываемое на поверхности земли или в ее недрах, и искусственное, получаемое путем переработки природного.

К главным требованиям, предъявляемым к технологическому топливу, относятся: низкая стоимость добычи, низкая стоимость транспортирования, удобство применения, возможность использования с высоким коэффициентом полезного действия, малое содержание вредных примесей.

Различные виды топлива (твердое, жидкое и газообразное) характеризуются общими и специфическими свойствами. К общим свойствам топлива относятся теплота сгорания и влажность, к специфическим — зольность, сернистость (содержание серы), плотность, вязкость и другие свойства.

Теплота сгорания — количество теплоты, которое выделяется при полном сгорании 1 кг или 1 м3 топлива. Энергетическая ценность топлива в первую очередь определяется его теплотой сгорания.

Различают высшую и низшую теплоту сгорания. Низшая теплота сгорания отличается от высшей количеством теплоты, затрачиваемой на испарение влаги, содержащейся в топливе и образующейся при сгорании водорода. Низшую теплоту сгорания учитывают для подсчета потребности в топливе и его стоимости при составлении тепловых балансов и определении коэффициентов полезного действия установок, использующих топливо. При сопоставлении различных видов топлива пользуются понятием условного топлива, характеризующимся низшей теплотой сгорания, равной 29 МДж/кг.

Влажность (содержание влаги) топлива снижает его теплоту сгорания вследствие увеличенного расхода теплоты на испарение влаги и увеличения объема продуктов сгорания (из-за наличия водяного пара).

Зольность — количество золы, образующейся при сгорании минеральных веществ, содержащихся в топливе. Минеральные вещества, содержащиеся в топливе, понижают его теплоту сгорания вследствие уменьшения содержания горючих компонентов (основная причина) и увеличения расхода тепла на нагрев и плавление минеральной массы.

Сернистость (содержание серы) относится к отрицательному фактору топлива, так как при его сгорании образуются сернистые газы, загрязняющие атмосферу и разрушающие металл. Кроме того, сера, содержащаяся в топливе, частично переходит в выплавляемый металл, сваренную стекломассу, снижая их качество. Например, для варки хрустальных, оптических и других стекол нельзя использовать топливо, содержащее серу, так как сера значительно понижает оптические свойства и колер стекла.

Состав топлива. Топливо различных видов, месторождений и шахт различается по своему составу. При рассмотрении твердого и жидкого топлива принято различать следующие его составляющие: углерод, водород, серу, кислород, азот, золу и влагу. Применительно к газообразному топливу под составом понимают в основном: оксид углерода, водород, метан, этан, пропан, бутан, этилен, бензол, сероводород и др. Входящие в состав топлива кислород и азот относят к внутреннему органическому балласту топлива, а золу и влагу — к внешнему.

Состав твердого и жидкого топлива выражают в процентах по массе, газообразного — в процентах по объему.

Твердое и жидкое топливо состоит из горючей и негорючей частей. К горючей части топлива относят углерод, водород, кислород, азот и серу. Кислород и азот не горят; их включают в состав горючей массы условно. Поэтому горючую часть топлива называют условно горючей массой. Негорючая часть топлива — балласт — состоит из влаги и золы. Органическую массу топлива составляют углерод, кислород и азот.

Топливо в том виде, в каком оно поступает в топки печи для сжигания, носит название рабочего топлива. Ввиду того что содержание в нем влаги может колебаться в широких пределах, состав топлива часто характеризуют его сухой массой.

Для обозначения состава, к которому относится содержание того или иного элемента в топливе, применяют индексы о, г, с и р, которые читаются соответственно: о — органическая масса; г — горючая масса; с — сухое топливо; р — рабочее топливо. Например, CO — содержание углерода в органической массе; Sr — содержание серы в условно горючей массе; Ас — содержание, золы в сухом топливе; Wp — содержание влаги в рабочем топливе.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТОПЛИВА — Справочник химика 21

    Основной характеристикой топлива является его теплота сгорания — количество теплоты, которое можно получить из единицы массы или объема данного топлива при полном его сгорании. [c.212]

    Наиболее употребительна единица измерения кг-% 10 /ккал, После исключения процентов она становится проще и в применении к основным характеристикам топлива — приведенной влажности, зольности и сернистости — принимает вид кг-1№/ккал. [c.16]


    Приведенные характеристики позволяют также просто и достаточно точно определить величину р г ( 7-4,а). Таким образом, при использовании описанных изменений расчета не нужно знать горючую массу топлива и отпадают громоздкие расчеты состава и объемов продуктов сгорания. Кроме того, введение в расчет основной характеристики топлива— приведенной влажности — облегчает анализ и обобщение процессов в случаях, когда нужно выяснить влияние качества топлива. Облегчаются также вариантные расчеты благодаря возможности использовать обобщенные зависимости 0 ух=[( 7″) и др. [c.227]

    ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТОПЛИВА [c.20]

    Эмиссия оксидов серы, образующихся при сжигании твердых топлив в топках кипящего слоя, связана со следующими параметрами характеристиками сжигаемого топлива и присадок (доломит, известняк), конструкцией топочных устройств, режимными параметрами работы топок. Основные характеристики топлива, влияющие на связывание оксидов серы, следующие содержание щелочных и щелочноземельных металлов (в первую очередь. Na и Са), фракционный состав, зольность. [c.95]

    Основными агрегатами ТРД, существенно влияющими на требования, предъявляемые к топливу, являются камера сгорания, топливная система и газовая турбина. В соответствии с этим рассмотрим устройство и работу этих агрегатов, а также требования, которые предъявляются к топливу с точки зрения нормальной работы этих агрегатов. На рис. 193 схематически изображен ТРД и показаны основные характеристики топлива, которые влияют не1 работу отдельных агрегатов двигателя [35]. [c.483]

    Основной характеристикой топлива является его теплотворная способность. В зависимости от того, в жидком или парообразном состоянии находится имеющаяся в продуктах горения вода, различают соответственно высшую и низшую теплотворную способность топлива. [c.340]

    Основной характеристикой топлива является теплота сгорания. Теплотой сгорания топлива называется количество теплоты (в кДж), выделяемое 1 кг (или 1 м ) топлива при его полном сжигании (в кДж/кг, кДж/м ). Теплота сгорания зависит от химического состава топлива и условий его сжигания. [c.207]

    Основной характеристикой топлива независимо от его вида служит теплотворная способность — количество килокалорий тепла, выделяемого при сгорании 1 кг твердого и жидкого топлива или 1 газа. Размерность этой единицы для твердого и жидкого топлива ккал/кг, а для газообразного — ккал/м -, обозначается теплотворная способность буквой Q. [c.202]


    Основные характеристики топлива Теплота сгорания — количество тепла, выделяемое при сгорании 1 или 1 кг топлива. Низшая теплота сгорания (ЗР — физическое тепло газообразных продуктов сгорания. Высшая теплота сгорания (ЭР — тепло, которое было бы выделено при охлаждении продуктов сгорания до О °С, т. е. физическое гепло и тепло. выделяемое прн конденсации водяных паров. Однако в печных агрегатах продукты сго- [c.195]

    Одной из основных характеристик топлива, влияющей на полноту его сгорания и экономичность использования в дв ига-телях Дизеля, является фракцноиный состав. [c.221]

    Из результатов пересчета на сухую массу почти всегда сообщаются заказчику А и как основные характеристики топлива, а также (СО У , 8 , если таковые определялись. Что касается И , N 0 У»», горючую массу, а также характеристика коксового остатка относятся к основным характеристикам топлива и во всех случаях сообщаются заказчику. Если пересчет на горючую массу произведен не с обычным множи-100 телем а с введением углекислоты карбонатов, [c.301]

    Одной пз основных характеристик топлива, влияющей на полноту его сгорания и экономичность использования в дизелях, является фракционный состав. Значение этой характеристики и допускаемые пределы температур вык1шания топлив в основном зависят от быстроходности двигателя. Чем большее число оборотов имеет дизель, тем более легкое топливо требуется для него. Это условие соответствует времени, в течение которого может произойти полное сгорание топлива с образованием в качестве конечных продуктов реакции горения СОз, СО и НзО. Совершенно очевидно, что при одних и тех же условиях время, в течение которого произойдет полное сгорание высокомолекулярных углеводородов, больше времени, необходимого для конечного превращения в продукты сгорания низкомолекулярных углеводородов. Поэтому для быстроходных дизелей, имеющих весьма кратковременный период, в течение которого должен закончиться цикл сгорания смеси топлива с воздухом, применяют топлива дестиллатного типа с ограниченными пределами температур кипения. [c.27]

    Одной из основных характеристик топлива является его способность выделять тепло при сгорании. Количество тепла, выделяющееся при сгорании 1 кг топлива, называется теплотворной способностью топлива измеряется она в калориях. Теплотворная способность антрацита достигает 7500 ккал1кг кокса—6700 ккал кг. [c.68]

    Основной характеристикой топлива является теплота сгорания — количество тепла в Мдж1м или в ккал1м , которое выделяется при полном сгорании 1 топлива. [c.29]

    Понятие топливо объединяет собой вещества, выделяющие при сжигании энергию, которая может быть технически пспользована. В данной книге рассматривается только химическое топливо, которое выделяет энергию при окислении горючих элементов, входящих в состав этого топлива. По происхождению химическое топливо подразделяется па прхгроднос и ( скусственнос. Основными разновидностями природного топлива являются природный газ, нефть и каменный уголь, а искусственного—бензин, керосин, мазут, сжиженные газы и отходящие реакционные газы печей, содержащие СО. Основными характеристиками топлива являются химический состав, отношение к нагреванию, теплота сгорания и температура горения. [c.14]

    Низшая удельная теплота сгорания рабочей массы является основной характеристикой топлива — именно она принята в большинстве стран в качестве базы при определении эффективности топливоиспользования, в частности при расчете коэффициента полезного действия котла и ТЭС в целом. [c.189]

    Состав горючеп массы и основные характеристики топлива [c.135]


4 Теплотехнические характеристики топлива — котельные установки и парогенераторы

       Состав топлива. Важнейшей характеристикой топлива, определяющей ряд показателей, используемых для анализа процессов, происходящих в разных топливо использующих установках, является состав топлива. Качество твердого или жидкого топлива как источника тепловой энергии в значительной мере определяется его элементарным составом. Основным горючим компонентом этих топлив является углерод. При полном сгорании 1 кг углерода выделяется 34,4 МДж теплоты. Содержание его в горючей массе разных видов топлива изменяется в широких пределах (от 50 в древесине до 95% в антраците), следовательно углерод обеспечивает преимущественную долю тепловыделения топлива.

Вторым по значению горючим компонентом является водород, при сгорании 1 кг которого выделяется 119 МДж теплоты. Содержание водорода в горючей массе твердых и жидких топлив изменяется от 2 (антрацит) до 10,5% (мазут).

Входящая в состав твердых и жидких топлив горючая сера (органическая и колчеданная) окисляется при горении топлива с образованием сернистого газа S02. При этом выделяется теплоты 9,3 МДж/кг S, что существенно меньше, чем при сгорании водорода и углерода. Содержание серы в горючей массе твердых и жидких топлив изменяется от 0,5 до 7, в горючих сланцах до 15%. Образующийся при сжигании серы сернистый газ является токсичным (опасным для жизнедеятельности в окружающей среде), а также коррозионноактивным, приводящим к интенсивной коррозии металлических элементов топливо использующих установок.

Кислород и азот являются внутренним балластом топлива, так как их наличие снижает в топливе содержание основных горючих элементов — углерода и водорода. Содержание кислорода в топливе уменьшается по мере увеличения геологического возраста топлива. Так, например, содержание кислорода в горючей массе торфа составляет около 35, а в антраците — 2 %.

Зола и влага являются внешним балластом твердого и жидкого топлива. Повышение содержания золы и влаги в рабочей массе топлива приводит к соответствующему уменьшению его горючей части, а значит к снижению тепловыделения при сгорании топлива. При сжигании влажных топлив затрачивается определенное количество теплоты на нагрев и испарение влаги, регрев образующихся водяных паров, что дополнительно уменьшает количество выделившейся теплоты и соответственно снижает температуру горения.

Балластом газообразного топлива являются негорючие его компоненты (кислород, азот, углекислый газ, водяной пар), снижающие теплоту сгорания топлива. Присутствие в искусственных горючих газах токсичных газов СО, H2S усложняет условия эксплуатации топливо использующих установок. При сгорании сероводорода образуется токсичный сернистый газ, опасный для жизни и загрязняющий окружающую среду.

Зола топлива. Минеральный несгораемый остаток, образующийся из примесей топлива при его сгорании, представляет собой золу. Содержание минеральных примесей в твердых топливах изменяется в широких пределах, составляя в древесном топливе 1…2%, в угле 10…40%, в горючих сланцах до 70% и в жидком топливе до 1 %.

В процессе горения минеральные примеси могут из твердого состояния переходить в жидкое, образуя раствор, называемый шлаком. Важной характеристикой золы является ее плавкость. В лабораторных условиях плавкость золы определяют путем нагревания в электрической печи в пол у восстановительной газовой среде (60 % СО и 40 % С02) пирамидки стандартных размеров, сформированной из мелкораздробленной пробы испытуемой золы. Температура, при которой пирамидка начнет самопроизвольно сгибаться или вершина ее скругляется, носит название температуры начала деформации золы t1. Температура, при которой вершина пирамидки склоняется до ее основания, называется температурой размягчения золы t2. Температура начала жидкоплавного состояния t3 соответствует температуре, при которой золовая пирамидка растекается по подставке.

По характеристике плавкости золы твердые топлива разделяются на три группы: с легкоплавкой золой (h < 1350°С), с золой средней плавкости (h= 1350… 1450°С) и с тугоплавкой золой (t3 > 1450 °С). Повышенное содержание золы в топливе снижает техникоэкономические показатели котельных установок за счет увеличения затрат на шлако и золоудаление, очистку поверхностей нагрева от загрязнения, газоочистку, а также за счет увеличе0ния потерь теплоты со шлаком и золой.

Влага топлива. В твердом топливе принято различать внешнюю и внутреннюю влагу.

Источниками внешней влаги являются поверхностные и грунтовые воды, влага атмосферного воздуха, которые при транспортировке и хранении топлива увлажняют его поверхность, проникают в капилляры и поры, особо развитые у торфа и бурых углей. Внешняя влага может быть удалена подсушкой топлива (обычно при температуре около 105°С).

К внутренней влаге относят коллоидную и гидратную (кристаллогидратную) влагу. Коллоидная влага равномерно распределена по всей массе топлива, а ее количество зависит от химической природы и состава топлива. По мере увеличения геологического возраста топлива количество коллоидной влаги в нем существенно сокращается. Гидратная влага входит в структуру химических соединений минеральной части топлива. Количество гидратной влаги в топливе относительно невелико, но для ее удаления требуется нагревание топлива до высоких температур.

При хранении на воздухе переувлажненное топливо теряет, а подсушенное приобретает влагу. Топливо с установившейся в естественных условиях влажностью называют в о з д у ш н о-с у х и м.

Повышение влажности приводит к уменьшению теплоты сгорания топлива, увеличению объема продуктов сгорания и, как следствие этого, к снижению температуры горения. В результате уменьшается производительность котельного агрегата и увеличивается расход топлива. Повышенная влажность ухудшает сыпучесть топлива, а в зимнее время приводит к его смерзаемости, что резко затрудняет условия транспортирования и использования топлива.

Теплота сгорания топлива. Для характеристики качества топлива используется такой показатель, как теплота сгорания топлива — это количество теплоты, выделяющейся при полном сгорании 1 кг твердого или жидкого топлива (размерность МДж/кг) или 1 м3 газового топлива (МДж/м3).

В твердых и жидких топливах горючие элементы являются составной частью сложных и различных по своему химическому строению соединений, учесть все разнообразие которых не представляется возможным. Точно рассчитать теплоту сгорания топлив невозможно, поэтому данный показатель для конкретных твердых и жидких топлив определяют экспериментально. С этой целью сжигают навеску топлива в атмосфере кислорода при повышенном давлении в специальном сосуде (калориметрической бомбе) и определяют с помощью водяного калориметра количество выделившейся при этом теплоты. По результатам измерений рассчитывается теплота сгорания топлива, которая называется теплотой сгорания по калориметрической бомбе Q6.

Количество теплоты, выделившееся при полном сгорании топлива, зависит от того, в каком агрегатном состоянии находится в продуктах сгорания влага (выделившаяся из топлива и образовавшаяся в результате сгорания водорода) — в парообразном или жидком. Если в продуктах сгорания все водяные пары конденсируются и образуют жидкую фазу, то теплота сгорания называется высшей QB. Если же конденсации водяного пара не происходит, то теплоту сгорания называют низшей (Qн. Разница между высшей и низшей теплотами сгорания равна теплоте конденсации водяных паров, содержащихся в продуктах сгорания топлива.

Связь между высшей Qb  и низшей QH теплотами сгорания определяется выражением

где гп— теплота конденсации водяного пара, принимаемая равной 2,51 МДж/кг; CH — масса влаги, кг, содержащейся в продуктах сгорания 1 кг топлива.

В реальных условиях продукты сгорания топлив в подавляющем большинстве случаев покидают котельные установки при температуре более высокой, чем температура, при которой происходит конденсация содержащихся в них водяных паров, т.е. выше температуры точки росы. При этом теплота конденсации водяных паров полезно не используется и в тепловых расчетах не учитывается. В связи с этим в теплотехнических расчетах используется величина

Низшая теплота сгорания сухого газового топлива определяется как суммарная теплота сгорания входящих в него индивидуальных горючих газов с учетом концентрации каждого из них, МДж/м3:

 

где  QCmHn,  QCO, QH2,  QH2S — низшая теплота сгорания единицы объема соответствующих газов, МДж/м3 СmH n      СО, H2, H2S — содержание соответствующих горючих газов в сухом газовом топливе, %.

Теплота сгорания разных топлив неодинакова, колебания ее значений очень широкие. Для сравнения топлив по энергетической ценности, оценке эффективности их использования, а также для сопоставления отдельных видов топлива и подсчетов потребности в топливе используется понятие условное топливо, теплота сгорания которого принимается равной Qycл= 29,33 МДж/кг. Тогда для пересчета расхода В — фактически используемого топлива в расход условного топлива Вусц можно применить формулу сгорания условного топлива.

 

Для учета влияния влажности и зольности на теплоту сгорания топлива используются также приведенные характеристики влажности Vn и зольности Ап, %-кг/МДж:

  Vn= Wp /QpH;         An = Ap/QpH

Приведенные характеристики Ап и Wп позволяют сравнивать разные топлива в сопоставимых единицах. При Wп< 0,7 %-кг/МДж топливо называется мал о влажным, при 0,7 < Wn < 1,89 — средневлажным, а при Wп > 1,89 —высоковлажным. Топливо, для которого Ап < 1,0%-кг/МДж считается малозольным (антрациты и большая часть каменных углей). Для бурых углей Aп= 1,9…2,4, а для горючих сланцев Ап= 5… 10 %-кг/МДж.

Летучие вещества и кокс твердого топлива. Все твердые топлива при нагревании без доступа воздуха претерпевают термический распад с выделением горючих (СО, Н2, СmНn) и негорючих (N2, 02, С02, Н20) газов. Выделяющиеся газы по совокупности определяют выходом летучи. Твердый остаток, образующийся после выделения летучих веществ, называется коксом. В состав кокса входит углерод и прокаленные минеральные примеси (зола). Выход летучих обычно относят на горючую массу топлива и обозначают V1. Выход летучих и свойства коксового остатка являются важными теплотехническими характеристиками топлива, определяющими условия организации его сжигания.

Летучие вещества играют существенную роль при воспламенении топлива и на начальных стадиях горения, т.е. в значительной мере определяют реакционную способность твердых топлив (их способность к воспламенению и горению).

По мере увеличения геологического возраста природных твердых топлив выход летучих снижается, но относительное содержание горючих компонентов в их составе повышается. Одновременно повышается температура начала выхода летучих. Средние показатели по выходу летучих и примерные температуры начала их выделения для некоторых видов топлива приведены в табл. 2.3.

Таблица 2.3

Характеристика топлива по выходу летучих

Топливо

Выход летучих V\ %

Температура начала выхода летучих, К

Горючие сланцы

80…90

500

Торф

65…75

370

Бурые угли

30…60

420… 440

Антрациты

2…9

670

Технические характеристики дизельного топлива

Цетановое число, не менее ГОСТ 3122 51 51 53,1
Цетановый индекс, не менее EN ISO 4264 46 55,3
Плотность при 15 °С, кг/м3 ГОСТ Р 51069-97 820-845 834,5
Массовая для полициклических ароматических углеводородов %, не более ГОСТ EN 12916 8 8 4,1
Массовая доля серы, мг/кг, не более ГОСТ ISO 20846 10 10 9
Температура вспышки, определяемая в закрытом тигле, °С ГОСТ 6356 не ниже 55 выше 55 69
Коксуемость 10%-ного остатка, не более ГОСТ 32392 0,30 0,02
Зольность, %, не более ГОСТ 1461 -0,01 отсутствие*
Содержание воды, мг/кг, не более EN ISO 12937 200 12
Общее загрязнение, мг/кг, не более EN 12662 24 8
Коррозия медной пластинки (3ч. при 50 °С) единицы по шкале ГОСТ 32329 Класс 1 Класс 1
Окислительная стабильность: общее количество осадка, г/м3, не более ГОСТ Р EN ISO 12205 25 5
Смазывающая способность: скорректированный диаметр пятна износа при 60 °С, мкм, не более ГОСТ ISO 12156-1-2012 460 460 354
Кинематическая вязкость при 40 °С, мм2/с ГОСТ 33 2,000-4,500 3,06
Фракционный состав: ГОСТ ISO 3405 ASTM D 86
отгоняется до температуры 250° С об.,не более 65 27
отгоняется до температуры 350 °С об., не менее 85 98
95% объема отгоняется при температуре, °С, не выше 360 360 338
Предельная температура фильтруемости, °С, не выше ГОСТ 22254-92 минус 20 минус 20

Новости топливного рынка Санкт-Петербурга

28 Декабря 2021 Плата за размер. Топливный рынок переворачивается с ног на голову
Плата за размер. Топливный рынок переворачивается с ног на голову

22 Декабря 2021 Цена зимнего дизеля на бирже обновляет максимум
Цена зимнего дизеля на бирже обновляет максимум

8 Ноября 2021 В правительстве обсудили варианты сдерживания цен на керосин и дизель. На бирже их котировки находятся на исторических максимумах
В правительстве обсудили варианты сдерживания цен на керосин и дизель. На бирже их котировки находятся на исторических максимумах

17 Сентября 2021 Автотопливо дешевеет на АЗС
Автотопливо дешевеет на АЗС

10 Сентября 2021 Shell предупредила о риске банкротства
Shell предупредила о риске банкротства для части АЗС в России. Сети заправок уже 8 месяцев работают в убыток. Но уходить с рынка или сокращать инвестиции в розницу Shell, пока, не планирует…

25 Августа 2021 Сжиженный газ ждет ремонта. Цены на СУГ возобновили рост
Сжиженный газ ждет ремонта. Цены на СУГ возобновили рост

25 Августа 2021 Частные АЗС — бизнес на грани банкротств?
Частные АЗС — бизнес на грани банкротств?

18 Августа 2021 Государство собственноручно уничтожает «пропановый» сектор в сфере автотранспорта
Государство собственноручно уничтожает «пропановый» сектор в сфере автотранспорта

16 Августа 2021 Резервный вариант: что сделают с ценами на бензин
Резервный вариант: что сделают с ценами на бензин

30 Июля 2021 За бензин ответите. Стоит ли ждать резкого подорожания топлива на АЗС
За бензин ответите. Стоит ли ждать резкого подорожания топлива на АЗС

16 Июня 2021 Эксперт объяснил рост цен на дизтопливо
Эксперт объяснил рост цен на дизтопливо

9 Июня 2021 Что остановит рост цен на автомобильное топливо
Что остановит рост цен на автомобильное топливо

2 Июня 2021 Маржа мелкого опта и розничных продаж топлива тает, что чревато банкротством независимых АЗС
Маржа мелкого опта и розничных продаж топлива тает, что чревато банкротством независимых АЗС

26 Мая 2021 Какое топливо не стоит заливать в дизельный котел
Какое топливо не стоит заливать в дизельный котел…


24 Мая 2021 Петербург прощается с Neste. «Татнефть» начинает ребрендинг купленных у финнов АЗС
Петербург прощается с Neste. «Татнефть» начинает ребрендинг купленных у финнов АЗС

24 Марта 2021 Оптовые цены сравнялись с розницей
Оптовые цены сравнялись с розницей

11 Января 2021 Стоимость топлива возобновляет рост
Стоимость топлива возобновляет рост

4 Декабря 2020 Сколько времени можно хранить бензин в баке и канистре
Сколько времени можно хранить бензин в баке и канистре

1 Декабря 2020 Давит на газ: Ленобласть газифицировали на 70%
Давит на газ: Ленобласть газифицировали на 70%

29 Августа 2020 Что случится с машиной, если смешать бензин с разным октановым числом
Что случится с машиной, если смешать бензин с разным октановым числом


Новости 1 — 20 из 109
Начало | Пред. | 1 2 3 4 5 | След. | Конец

Технические характеристики Volkswagen Tiguan: расход топлива, объём двигателя

Форсаж Озерки

Официальный дилер Volkswagen

Рабочий объем, см3./тип двигателя

1395 / бензиновый с турбонаддувом

1395 / бензиновый с турбонаддувом

1984 / бензиновый с турбонаддувом

1984 / бензиновый с турбонаддувом

Макс. мощность кВт / л.с. / при оборотах/мин.

92 / 125 / 5000

110 / 150 / 5000

132 / 180 / 3940

162 / 220 / 4500

Макс. крутящий момент Нм / при оборотах/мин.

200 / 1400

250 / 1500

320 / 1500

350 / 1500

Снаряженная масса, кг

1469

1490 (1598 для 4Motion)

1642

1659

Макс. скорость, км/ч

186

195 (192 для 4Motion)

204

217

Время разгона 0-100 км/ч, с.

10.5

9.3 (9.8 для 4Motion)

8.1

6.8

Расход топлива

в городском цикле, л/100км

в загородном цикле, л/100км

в смешанном цикле, л/100км

выбросы CO2 в смешанном цикле, г/км

Прочие размеры

Дорожный просвет, мм (снаряженная масса)

191 — 201

191 — 201

191 — 201

191 — 201

Максимальный объем багажного отделения, л

Объем топливного бака, л

58 (для переднего привода) / 60 (для полного привода)

58 (для переднего привода) / 60 (для полного привода)

58 (для переднего привода) / 60 (для полного привода)

58 (для переднего привода) / 60 (для полного привода)

1395 / бензиновый с турбонаддувом

Макс. мощность кВт / л.с. / при оборотах/мин.

92 / 125 / 5000

Макс. крутящий момент Нм / при оборотах/мин.

200 / 1400

Снаряженная масса, кг

1469

Макс. скорость, км/ч

186

Время разгона 0-100 км/ч, с.

10,5

Расход топлива

в городском цикле, л/100км

9,2

в загородном цикле, л/100км

6,0

в смешанном цикле, л/100км

7,2

выбросы CO2 в смешанном цикле, г/км

164

Прочие размеры

Дорожный просвет, мм (снаряженная масса)

192 — 201

Максимальный объем багажного отделения, л

615

Объем топливного бака, л

58 (для переднего привода) / 60 (для полного привода)

1395 / бензиновый с турбонаддувом

Макс. мощность кВт / л.с. / при оборотах/мин.

110 / 150 / 5000

Макс. крутящий момент Нм / при оборотах/мин.

250 / 1500

Снаряженная масса, кг

1490 (1568 для 4Motion)

Макс. скорость, км/ч

195 (192 для 4Motion)

Время разгона 0-100 км/ч, с.

9,3 (9,8 для 4Motion)

Расход топлива

в городском цикле, л/100км

9,6

в загородном цикле, л/100км

6,2

в смешанном цикле, л/100км

7,5

выбросы CO2 в смешанном цикле, г/км

177

Прочие размеры

Дорожный просвет, мм (снаряженная масса)

192 — 201

Максимальный объем багажного отделения, л

615

Объем топливного бака, л

58 (для переднего привода) / 60 (для полного привода)

1984 / бензиновый с турбонаддувом

Макс. мощность кВт / л.с. / при оборотах/мин.

132 / 180 / 3940

Макс. крутящий момент Нм / при оборотах/мин.

320 / 1500

Снаряженная масса, кг

1642

Макс. скорость, км/ч

204

Время разгона 0-100 км/ч, с.

8,1

Расход топлива

в городском цикле, л/100км

11,4

в загородном цикле, л/100км

7,0

в смешанном цикле, л/100км

8,6

выбросы CO2 в смешанном цикле, г/км

196

Прочие размеры

Дорожный просвет, мм (снаряженная масса)

192 — 201

Максимальный объем багажного отделения, л

615

Объем топливного бака, л

58 (для переднего привода) / 60 (для полного привода)

1984 / бензиновый с турбонаддувом

Макс. мощность кВт / л.с. / при оборотах/мин.

162 / 220 / 4500

Макс. крутящий момент Нм / при оборотах/мин.

350 / 1500

Снаряженная масса, кг

1659

Макс. скорость, км/ч

217

Время разгона 0-100 км/ч, с.

6,8

Расход топлива

в городском цикле, л/100км

12,0

в загородном цикле, л/100км

7,7

в смешанном цикле, л/100км

9,2

выбросы CO2 в смешанном цикле, г/км

212

Прочие размеры

Дорожный просвет, мм (снаряженная масса)

192 — 201

Максимальный объем багажного отделения, л

615

Объем топливного бака, л

58 (для переднего привода) / 60 (для полного привода)

* Указанные значение были получены в результате измерений, проведенных в соответствии с требованиями законодательства . Эти данные не являются характеристиками одного конкретного автомобиля и не представляют собой часть коммерческого предложения, а служат лишь для сравнения различных типов автомобилей. Реальные показатели расхода топлива и объема выброcов CO2 зависят не только от эффективности переработки топлива системами автомобиля, но и от стиля вождения и других технических факторов (например, характера окружающей среды). Дополнительное оборудование и аксессуары (навесные элементы оснащения, шины и т.д) могут изменить такие параметры автомобиля, как масса, сопротивление качению и аэродинамика, и наряду с дорожными и погодными условиями повлиять на его динамические характеристики. Данные об уровне расхода топлива и объеме выбросов CO2 варьируются в зависимости от выбранного типа шин и дополнительного оборудования.

Размеры

Центр данных по альтернативным видам топлива: сравнение свойств топлива

В соответствии с указаниями поставщика необходимо использовать специальные смазочные материалы
Химическая структура [1] C 4 по C 12 и этанол ≤ до 10% С 8 по С 25 Н/Д Метиловые эфиры С 12 до С 22 жирных кислот CH 3 CH 2 OH CH 4 (большинство), C 2 H 6 и инертные газы CH 4 то же, что CNG с инертными газами C 3 H 8 (большинство) и C 4 H 10 (меньшинство) Н 2 CH 3 OH
Топливный материал (сырье) Сырая нефть Сырая нефть Природный газ, уголь, ядерная энергетика, энергия ветра, гидроэнергия, солнечная энергия и небольшой процент геотермальной энергии и биомассы Жиры и масла из таких источников, как соевые бобы, отработанное кулинарное масло, животные жиры и рапс Кукуруза, зерно или сельскохозяйственные отходы (целлюлоза) Подземные запасы и возобновляемый биогаз Подземные запасы и возобновляемый биогаз Побочный продукт переработки нефти или природного газа Природный газ, метанол и электролиз воды Природный газ, уголь или древесная биомасса
Бензиновый или дизельный эквивалент в галлонах (GGE или DGE) 1 галлон = 1.00 GGE
1 галлон = 0,88 DGE
1 галлон = 1,12 GGE
1 галлон = 1,00 DGE
1 кВтч = 0,030 GGE
1 кВтч = 0,027 DGE
B100
1 галлон = 1,05 GGE
1 галлон = 0,93 DGE

B20
1 галлон = 1,11 GGE
1 галлон = 0,99 DGE

1 галлон = 0,67 GGE
1 галлон = 0,59 DGE
1 фунт = 0,18 GGE
1 фунт = 0,16 DGE
1 фунт.= 0,19 GGE
1 фунт = 0,17 DGE
1 галлон = 0,74 GGE
1 галлон = 0,66 DGE
1 фунт = 0,45 GGE
1 фунт = 0,40 DGE

1 кг = 1 GGE
1 кг = 0,9 DGE

1 галлон = 0,50 GGE
1 галлон = 0,45 DGE
Сравнение энергии [2] 1 галлон бензина содержит 97–100 % энергии 1 ГГЭ. Стандартное топливо — 90 % бензина, 10 % этанола. 1 галлон дизельного топлива содержит 113% энергии 1 ГГЭ из-за более высокой плотности энергии дизельного топлива. Типичная батарея такого же размера, как галлон газа (0,134 фута 3 ), при использовании для транспортировки может хранить 15,3% энергии в 1 ГГЭ. [6][7] 1 галлон B100 содержит 93% энергии 1 DGE, а 1 галлон B20 содержит 99% энергии 1 DGE из-за более низкой плотности энергии биодизеля. 1 галлон E85 содержит 73–83 % энергии 1 GGE. 1 галлон E100 содержит 67% энергии 1 GGE.Этанол смешивают с примесью для смешения оксигенатов (компонент бензина). [5] 5,66 фунта или 123,57 фута 3 CNG имеет ту же энергию, что и 1 GGE, а 6,37 фунта или 139,30 фута 3 CNG имеет ту же энергию, что и 1 DGE. [3][4](б) 5,37 фунта СПГ имеют ту же энергию, что и 1 ГГЭ, а 6,06 фунта СПГ имеют ту же энергию, что и 1 ДГЭ. (а) 1 галлон пропана имеет 73% энергии в 1 ГГЭ из-за более низкой плотности энергии пропана. 2,2 фунта. (1 кг) H 2 имеет ту же энергию, что и 1 GGE. 1 галлон метанола содержит 50% энергии по сравнению с 1 ГГЭ.
Содержание энергии (низшая теплотворная способность) 112 114–116 090 БТЕ/галлон (в) 128 488 БТЕ/галлон (в) 3 414 БТЕ/кВтч B100
119 550 БТЕ/гал

B20
126 700 БТЕ/гал (c)

76 330 БТЕ/гал для E100 (c) 20 160 БТЕ/фунт [3](б) 21 240 БТЕ/фунт (а) 84 250 БТЕ/гал (в) 51 585 БТЕ/фунт (с)

33.3 кВтч/кг

57 250 БТЕ/галлон (с)
Содержание энергии (высшая теплотворная способность) 120 388–124 340 БТЕ/гал (в) 138 490 БТЕ/гал (в) 3 414 БТЕ/кВтч 127 960 БТЕ/гал для B100 (c) 84 530 БТЕ/гал для E100 (c) 22 453 БТЕ/фунт [1](c) 23 726 БТЕ/фунт (в) 91 420 БТЕ/гал (в) 61 013 БТЕ/фунт (в) 65 200 БТЕ/галлон (с)
Физическое состояние Жидкость Жидкость Электричество Жидкость Жидкость Сжатый газ (легче воздуха) Криогенная жидкость (легче воздуха в виде газа) Жидкость под давлением (тяжелее воздуха в виде газа) Сжатый газ (легче воздуха) или жидкость Жидкость
Цетановое число н/д 40–55 (д) Н/Д 48–65 (г) 0–54 (д) н/д н/д н/д н/д н/д
Октановое число насоса 84–93 (ф) Н/Д н/д н/д 110 (и) 120+ (ч) 120+ (в) 105 (г) 130+ (г) 112 (и)
Температура вспышки -45°F (к) 165°F (к) н/д от 212° до 338°F (г) 55°F (к) -300°F (к) -306°F (к) от -100° до -150°F (j) Н/Д 54°F (к)
Температура самовоспламенения 495°F (к) ~600°F (к) н/д ~300°F (г) 793°F (к) 1004°F (к) 1004°F (к) от 850° до 950°F (j) от 1050° до 1080°F (j) 897°F (к)
Проблемы с обслуживанием Смазывающая способность улучшена по сравнению с обычным дизельным топливом с низким содержанием серы.Дополнительную информацию о техническом обслуживании см. в Руководстве по обращению с биодизельным топливом и его использованию — пятое издание. (г) Могут потребоваться специальные смазочные материалы. Практика очень похожа, если не идентична, на операции с обычным топливом. Резервуары высокого давления требуют периодической проверки и сертификации. СПГ хранится в криогенных резервуарах с определенным временем выдержки до сброса давления. Автомобиль следует эксплуатировать по графику, чтобы поддерживать более низкое давление в баке. Когда водород используется в топливных элементах, обслуживание должно быть минимальным. Резервуары высокого давления требуют периодической проверки и сертификации. , а также запасные части, совместимые с M85. Может вызвать серьезное повреждение органов тела, если человек проглотит его, вдохнет или попадет на кожу.
Влияние на энергетическую безопасность Изготовлено с использованием масла.На транспорт приходится примерно 30% общих потребностей США в энергии и 70% потребления нефти. (л) Изготовлено с использованием масла. На транспорт приходится примерно 30% общих потребностей США в энергии и 70% потребления нефти. (л) Электроэнергия производится внутри страны из самых разных источников, в том числе с помощью угольных электростанций и возобновляемых источников, что делает ее универсальным топливом. Биодизель отечественного производства, возобновляемый и снижает потребление нефти на 95% на протяжении всего жизненного цикла.(м) Этанол отечественного производства. E85 снижает потребление бензина в течение всего жизненного цикла на 70 %, а E10 снижает потребление бензина на 6,3 %. (н) CNG производится внутри страны из природного газа и возобновляемого биогаза. Соединенные Штаты обладают огромными запасами природного газа. СПГ производится внутри страны из природного газа и возобновляемого биогаза. Соединенные Штаты обладают огромными запасами природного газа. Примерно половина U.S. Сжиженный нефтяной газ получают из нефти, но нефть специально для производства сжиженного нефтяного газа не импортируется. Водород производится внутри страны и может производиться из возобновляемых источников. Метанол производится внутри страны, иногда из возобновляемых источников.

Топливо > Характеристики воспламеняемости

Топливо > Характеристики воспламеняемости

Характеристики воспламеняемости автомобильных жидкостей

 

Характеристики воспламеняемости жидкостей измеряются стандартными лабораторными испытаниями.Процедуры этих испытаний строго определены, чтобы максимизировать воспроизводимость измерений. Исследователи также провели тесты воспламеняемости автомобильных жидкостей в условиях, более похожих на те, которые возникают при реальных пожарах в транспортных средствах. Результаты как лабораторных, так и реальных испытаний вместе дают исследователю представление о диапазоне возможных характеристик возгорания для интересующих жидкостей.


Стандартные испытания характеристик воспламеняемости

Прежде чем представить данные о воспламеняемости, будет полезно просмотреть словарь, используемый для характеристики жидкостей.

Температура воспламенения: Минимальная температура, при которой жидкость выделяет достаточно паров для образования воспламеняющейся смеси с воздухом. (При температуре вспышки может не образоваться достаточное количество паров для поддержания огня после воспламенения паров.)

Самовоспламенение: Самая низкая температура, при которой вещество воспламеняется без помощи внешнего источника энергии, такого как искра или пламя.

Температура воспламенения: Минимальная температура жидкости, при которой происходит устойчивое горение жидкости после воспламенения паров.(Точка воспламенения немного выше температуры вспышки.)

Пределы воспламеняемости: Для воспламеняемости требуется топливо и кислород вместе. Пределы воспламеняемости – это границы высокой и низкой концентрации топлива, в пределах которых возможна воспламеняемость.

Горючая жидкость: Жидкость с температурой вспышки выше 100 градусов по Фаренгейту.

Легковоспламеняющаяся жидкость: Жидкость с температурой вспышки ниже 100 градусов по Фаренгейту.

Для получения более подробных описаний определений и информации о стандартизированных тестах, используемых для измерения значений, щелкните здесь.

 

Влияние свойств топлива на характеристики сгорания и выбросов дизельного двигателя с непосредственным впрыском

Автор(ы): Ёсиюки Кидогути, Чанлинь Ян, Кей Мива

Филиал: Университет Токусима

Страницы: 11

Событие: Встреча и выставка CEC/SAE Spring Fuels & Lubricants

ISSN: 0148-7191

Электронный ISSN: 2688-3627

Также в: Эксплуатационные характеристики дизельных и бензиновых двигателей и присадки-SP-1551, SAE 2000 Transactions Journal of Fuels and Lubricants-V109-4

Топливные характеристики арктических видов растений и смоделированная воспламеняемость растительных сообществ по модели Ротермеля

1. Топливные нагрузки и признаки растений как предикторы эмерджентных свойств уязвимости и устойчивости к изменению пожарного режима в черных еловых лесах бореальной Аляски на уровне сообществ

2. -пожарные условия Срединно-Атлантической прибрежной равнины, США

3. Многодесятилетние закономерности сукцессии растительности после тундрового пожара в дельте Юкон-Кускоквим, Аляска

4. Разработка и совместная оценка моделей интенсивности пожара и свойств пламени для управляемых выгораний на вересковых пустошах с преобладанием каллуны

5. Картирование фракционного покрытия основных типов топлива в тундре Аляски

6. Наблюдаемые и прогнозируемые последствия изменения климата на арктических карибу и северных оленях

7. Отражательная способность древесного угля указывает на продолжительность нагрева и степень воздействия влаги в топливе при четырех лесных пожарах в тундре Аляски

8. Распространение огня в чапарале – сравнение лабораторных данных и модельных прогнозов при сжигании живого топлива

9. Растительность и топография взаимодействуют с погодой, определяя пространственное распределение лесных пожаров в восточных бореальных лесах Канады

10. Поверхностное и наземное топливо

11. Вероятность распространения пожара для экспериментальных грядок, состоящих из смешанной древесины бореальных лесов

12. Время возникновения пожара относительно развития семян может позволить несеротиновым видам повторно заселиться из воздушных семенных валов огня -убитые деревья

13. Время возгорания по отношению к развитию семян контролирует наличие несеротиновых воздушных семенных валов

14. Альтернативные уравнения для оценки отношения поверхности к объему различных частиц лесного топлива

15. Преобразование содержания влаги в топливе значения потенциала воспламенения для комплексной оценки пожарной опасности

16. Влияние силы пожара и сезона горения на динамику роста Betula glandulosa

17. Развитие растительности и почвы в высокогорной тайге на Аляске

18. Последовательность горючего и поведение при пожаре в бореальных лесах Швеции

19. Использование характеристик топлива для оценки воспламеняемости растений с целью снижения пожарной опасности

20485 Использование характеристик топлива для оценки воспламеняемости растений для снижения пожарной опасности

21. Сезонные изменения потенциала отрастания побегов Calamagrostis canadensis

22. Компьютерное моделирование поведения пожаров в гарриге на юге Франции

23. Наука о растительности (Социологическая геоботаника)

Типы топлива | Характеристики идеального топлива и его примеры

Любое вещество, которое при химических или ядерных изменениях производит энергию и может быть преобразовано в полезную работу, называется топливом.

Теплотворная способность топлива определяется как количество энергии, выделяемой при полном сгорании единицы массы вещества (топлива).

Единицей измерения теплотворной способности в системе СИ является Дж/кг.

1 1 99

Топлива

теплотворная (Дж / кг)

коровий навоз торты

6000 — 8000

Вуд

17000 — 22000

Уголь

25000 — 33000

Petrol

45000

Керосин

45000

Diesel

45000

50000

52000

Топливо могут быть в целом классифицированы на

Возобновляемые источники энергии

Источники энергии что при употреблении его можно получить обратно различные биогеохимические циклы, происходящие в природе, известны как возобновляемые источники энергии.Энергия проточной воды является примером возобновляемого источника энергии, потому что однажды потребленная, мы можем получить ее обратно через дождь. Другой пример — солнечная энергия. Для устойчивого развития мы должны стараться максимально использовать возобновляемые источники энергии.

Невозобновляемые источники энергии

Источники энергии, которые однажды были потреблены, не могут быть возвращены ни в одном биогеохимическом цикле, известны как невозобновляемые источники энергии. Например, для создания ископаемого топлива требуются миллионы лет, и после того, как оно будет готово, его нельзя будет снова использовать для нашего использования, поэтому оно называется невозобновляемыми энергетическими ресурсами.Невозобновляемые ресурсы должны использоваться разумно, прежде чем использовать все другие альтернативные источники энергии.

 

Некоторые свойства идеального топлива:

  1. Температура воспламенения: Температура, при которой вещество загорается, называется температурой воспламенения. Идеальное топливо должно иметь легко достижимую температуру воспламенения. Например, химическое вещество, присутствующее на головке спички, легко воспламеняется за счет тепла, выделяемого трением, возникающим при трении его о сторону спичечного коробка.

  2. Теплотворная способность: Целью топлива является преобразование его химической энергии в тепло и другие формы энергии при сгорании. Идеальное топливо должно иметь высокую теплотворную способность, чтобы лучше служить цели.

  3. Воздействие на окружающую среду: Идеальное топливо должно оставлять меньше остатков (вредных) при сгорании. Он должен подвергаться полному сгоранию, чтобы не добавлять твердых частиц в атмосферу. Например, сжатый природный газ практически не оставляет следов при сжигании.

  4. Скорость сгорания: Идеальное топливо должно гореть с постоянной/умеренной скоростью. Быстрое и взрывное сгорание не является характерной чертой идеального топлива.

  5. Доступность: идеальное топливо должно быть легко и всегда доступно. Он должен быть доступен по низкой цене.

  6. Обращение: Простота хранения и транспортировки предотвращает потери топлива, а также защищает окружающую среду. Это улучшает доступность топлива.

Типы топлив

  • Жидкое топливо: Топливо, которое существует в жидком состоянии только на своей первичной стадии, называется жидким топливом.

  • Топливные газы: Топливо, которое существует в газообразном состоянии только на своей первичной стадии, называется горючим газом.

    1. На основании их происхождения

      1. Природные виды топлива: Природные виды топлива известны как природные виды топлива.

      2. Биотопливо: Топливо, полученное из живого вещества на Земле, называется биотопливом.

      3. Ископаемое топливо: Мертвые и разлагающиеся растения и животные, погребенные глубоко под землей, под высоким давлением и температурой превращаются в чрезвычайно высококачественное топливо, называемое ископаемым топливом. Уголь и нефть являются двумя важными видами ископаемого топлива. Уголь в основном получают из мертвых и разлагающихся растений, тогда как нефть (сырую нефть) получают из мертвых и разлагающихся животных (особенно водных). Поскольку ископаемое топливо производится из органического вещества, оно является богатым источником энергии, но не является возобновляемым, поскольку для преобразования органического вещества в ископаемое топливо требуются миллионы лет.

    (Изображение будет загружено в ближайшее время)

    1. Искусственное топливо: Топливо, полученное с помощью различных химических процессов, называется искусственным топливом. Например, водяной газ и генераторный газ — это топливо, полученное в лаборатории при необходимых условиях.

    Примеры Топлива

    твердых топлив:

    Дерево


    Уголь

    Кокс

    Биомасса

    Коровий навоз торт

    Петролеум

    парафин

    Ядерное топливо

    Уран

    Жидкие виды топлива:

    Петролеум

    бензин, дизельное топливо, керосин

    Уголь

    Битум

    Биомасса

    Биодизель получают из ятрофы дерева

    Газообразное топливо

    90 586 8 8 8 1 8 Натуральный газ

    1

    Личный нефтяной газ (LPG)

    1

    Сжатый природный газ (CNG)

    8 8 8 Biogas или Gobar Gas

    Топливо

    Композиция

    9

    Моноокиси углерода + водород

    реакция красного горячего кокса с пара

    Производственный газ

    Оксид углерода + азот

    реакция красного горячего кокса с недостаточным воздухом

    Гидрон + метан + этилен + ацетилен + CO + N2

    Разрушающая перегонка уголь

    Депозиты нефти

    Бутан (C4H20 ) 95%

    Фракционная перегонка нефти

    Metane (CH5) 95%

    Methane (CH5) + диоксид углерода (CO2 ) + Водород (H3) + азот (N2)

    Органические отходы

    7 2 Типы газообразных топлив
    8 MUT

    1

    Остаток газа

    6

  • встречается над нефтяными месторождениями и вокруг угольных месторождений (Firedamp).Состав природного газа, полученного из разных источников, различается, и основным компонентом является газообразный метан. Помимо метана, в природном газе также содержатся некоторые высшие углеводороды. Следы газа h3S также присутствуют в природном газе.

  • Характеристики- 

    1. Высокая теплотворная способность

    2. Правильная температура воспламенения

    3. Природный газ можно легко сжижать для доставки танкерами. Это называется сжиженным природным газом (СПГ)

    1. Газообразное топливо, полученное из твердого топлива: Газообразный метан, обнаруженный вокруг угольных месторождений, Газообразное топливо, полученное из отходов и биомассы, Топливо, полученное в результате промышленных процессов, таких как газы, производимые в доменных печах.

    2. Газообразное топливо, полученное из нефти: сжиженный нефтяной газ, газы, полученные в результате различных процессов очистки, газообразное топливо, полученное в результате газификации нефти.

    3. Газообразное топливо, полученное в процессе ферментации: Например, этиловый спирт получают в результате ферментации сахарного тростника.

    Ядерное топливо

    Энергия, полученная в ходе ядерных реакций (реакции ядерного синтеза или ядерного деления), известна как ядерная энергия, а реагенты называются ядерным топливом. Уран-235 является широко используемым ядерным топливом, потому что — энергия, выделяемая одной таблеткой урана = энергия, выделяемая одной тонной угля = энергия, выделяемая 149 галлонами нефти = энергия, выделяемая 17000 куб. футов природного газа

    Помимо урана -235, плутоний-239 также широко используется в ядерных реакциях.

    Преимущества ядерной энергии

    1. Устойчивое развитие: Население мира, живущее без электричества, составляет более одного миллиарда человек. Ядерная энергия является дешевым и всегда доступным источником энергии для развивающихся стран. Это доступный источник энергии.

    2. Климат: Почти все источники энергии выделяют те или иные вредные газы, но ядерное топливо не имеет выбросов. Ядерная энергия предотвращает попадание в нашу атмосферу более 52 миллиардов метрических тонн CO2.

    3. Национальная безопасность: Ядерное топливо позволяет нациям создавать оружие для собственных целей безопасности.

    Недостатки ядерной энергии

    1. Высокие первоначальные затраты: Атомные тепловые установки, которые необходимы для использования ядерной энергии вещества, хотя и дешевле в эксплуатации, но требуют огромных денег для создания.

    2. Радиоактивные отходы: Использование ядерной энергии приводит к образованию радиоактивных отходов, которые могут быть опасны для окружающей среды.И избавиться от этого мусора тоже очень хлопотно.

    RC19-1064 Обзор проекта

    Доктор Роджер Оттмар | Тихоокеанская северо-западная исследовательская станция Лесной службы Министерства сельского хозяйства США

    RC19-1064

    Объектив

    Цель этого проекта — углубить понимание трехмерных характеристик топлива и предоставить наборы данных для оценки, которые совершенствуют основанные на физике модели поведения огня, дыма и других эффектов огня для оперативного использования в масштабах, соответствующих землепользователям Министерства обороны (DoD).Исследование будет руководствоваться следующими исследовательскими вопросами:

    1. Каковы соответствующие разрешения выборки горючего дикой природы для моделирования поведения и потребления огня, начиная от приложений для полного физического моделирования и заканчивая операционными моделями поведения и потребления огня?
    2. Какие критические топливные слои и физические свойства топлива необходимы для усовершенствования основанных на физике моделей поведения огня, дыма и эффектов огня для оперативного использования на установках Министерства обороны США? В частности, является ли мелкомасштабная неоднородность поверхностного топлива критической для картирования и количественной оценки потребления топлива на участках, обычно сжигаемых на землях Министерства обороны?
    3. Каким образом можно наиболее эффективно и точно создать трехмерные карты свойств поверхностного топлива с координатной сеткой на основе интеграции изображений дистанционного зондирования и свойств топлива, основанных на полевых и лабораторных измерениях?
    4. Каковы компромиссы между точностью ввода, достоверностью модели и временем сбора и интеграции наборов 3D-данных?

    Наверх

    Технический подход

    Этот проект будет способствовать развитию науки о диких пожарах путем изучения способов наиболее эффективного и действенного измерения и представления в виртуальной трехмерной среде нюансов пространственного изменения состава топлива и нагрузки таким образом, чтобы это было полезно как для землеустроителей, так и в качестве исходных данных. для различных типов моделей лесных пожаров.В проекте будет использоваться иерархический дизайн выборки для картирования трехмерного топлива на поверхности и в куполе, который основан на интенсивных, высокоразрешающих, наземных измерениях физических свойств топлива и отборе проб топлива в трехмерных вокселах для информирования о количественном присвоении физических свойств топлива. Основной подход будет заключаться в избыточной выборке наблюдаемых пространственных вариаций загрузки и состава топлива с использованием новых разрушительных технологий добычи и дистанционного зондирования, включая обнаружение и определение дальности воздушного и наземного света (LiDAR) и мультиспектральные изображения.Эти данные будут использоваться для создания трехмерных карт поверхностного и покровного топлива в различных пространственных масштабах и типах растительности, которые служат входными данными для основанных на физике совместных моделей огня и атмосферы и других развивающихся моделей, зависящих от пространственно явных видов топлива. Кроме того, передовые методы математического моделирования будут использоваться для разработки количественных моделей, которые задают измеренные свойства топлива, а в случае сильно перемешанного топлива (например, сложное расположение поверхностного топлива, включая кустарники, травянистое топливо и смешанное активное и мертвое топливо), разработка 3D-модели функциональных групп растений для информирования о заданиях по картированию.

    Наверх

    Преимущества

    Исследование внесет значительный вклад в изучение топлива дикой природы за счет интеграции современных методов отбора проб топлива и количественного моделирования топлива с анализом чувствительности моделей, чтобы предоставить основополагающие методы и инструменты как для ученых, так и для менеджеров. В настоящее время ограничения в представлении трехмерного топлива и неполное понимание того, как масштабировать эту информацию для оперативных пожаров, в настоящее время ограничивают науку о природных пожарах и применение новейших моделей пожара-атмосферы.Будут разработаны новые методы и показатели для 3D-топлива, которые обеспечат полезную интерпретацию наборов данных дистанционного зондирования и информацию для менеджеров по пожарной безопасности и топливу. В частности, это исследование даст рекомендации о том, как интегрировать источники трехмерных вегетативных данных, которые имеют непостоянный масштаб, разрешение и качество.

    Наверх

    Характеристики и безопасность водорода

    Водород имеет много необычных характеристик по сравнению с другими элементами.Вот некоторые из этих интересных и необычных характеристик:

    • Водород не существует в своей естественной форме на Земле; поэтому его необходимо производить путем паровой конверсии природного газа, газификации угля, электролиза или конверсии/окисления других углеводородов или биомассы.
    • Это самый легкий и самый распространенный элемент.
    • Он может гореть вместе с кислородом с выделением большого количества энергии.
    • Водород имеет высокое содержание энергии по весу.
    • Имеет низкую плотность энергии по объему при стандартной температуре и атмосферном давлении.
    • Как и для любого другого газа, объемная плотность может быть значительно снижена за счет хранения сжатого водорода под давлением или преобразования его в жидкий водород.
    • Водород горит, когда его объем составляет от 4 до 75% воздуха.
    • Многие загрязняющие вещества образуются при сжигании водорода в воздухе из-за высокого содержания азота в воздухе.

    В таблице 1 сравниваются соответствующие свойства водорода, метана, метанола, этанола, пропана и бензина — все они могут использоваться в качестве топлива для топливных элементов.

    Таблица 1. Водород по сравнению с другими видами топлива

    Условия описания природного газа

    (в зависимости от состава)

    Композиция / Источник

    8

    C5-C10 Доминирует

    Более высокая концентрация h3S

    Сладкий

    Более низкая концентрация Окружение H3S

    остаток после конденсации

    извлечены из нефтяных скважин

     Собственность Водород Метан Метанол Этанол Пропан Бензин
    Молекулярная масса (г/моль) 2.016 16.043 32.040 46.063 44.100 ~107.000
    Плотность (кг/м 3 при 20°C и 1 атм) 0,08375 0,6682 791 789 1,865 751
    Нормальная температура кипения (°C) -252.8 -161,5 64,5 78,5 -42,1 27 — 225
    Температура вспышки (°C) < -253 -188 11 13 -104 -43
    Пределы воспламеняемости в воздухе (объемные %) 4.0 — 75,0 5,0 — 15,0 6,7 — 36,0 3.3 — 19 2,1 — 10,1 1,0–7,6
    CO 2 Производство на единицу энергии 0 1,00 1,50 н/д н/д 1.80
    Температура самовоспламенения на воздухе (°C) 585 540 385 423 490 230 — 480
    Высшая теплотворная способность (МДж/кг) 142,0 55,5 22,9 29.8 50.2 47,3
    Низшая теплотворная способность (МДж/кг) 120,0 50,0 20.1 27.0 46.3 44,0


    Водород является хорошим выбором для будущего источника энергии по многим причинам.Некоторые из этих причин включают:

    • Водород может обеспечить энергией все сферы экономики: промышленность, жилье, транспорт и мобильные приложения.
    • Водород может быть получен из различных источников.
    • Он полностью возобновляем.
    • Самым распространенным и самым чистым предшественником водорода является вода.
    • Водород может храниться во многих формах, от газообразной до жидкой и твердой.
    • Он может храниться в различных химикатах и ​​веществах, таких как метанол, этанол и гидриды металлов.
    • Его можно производить и преобразовывать в электроэнергию с высокой эффективностью.
    • Его можно транспортировать и хранить так же безопасно, как и любое другое топливо.
    • В конечном итоге это может помочь в выпуске топлива на нефтяной основе, используемого для автомобилей.
    • Это привлекательное решение для удаленных населенных пунктов, которые не могут получить доступ к электричеству через сеть.

    Одним из фундаментальных преимуществ водорода является его экологическое преимущество перед ископаемым топливом, однако водород настолько чист, насколько чисты технологии, используемые для его производства.Производство водорода может быть экологически чистым, если оно производится одним из трех способов:

    • С помощью электролиза с использованием электроэнергии, полученной исключительно из возобновляемых источников энергии или ядерной энергии.
    • За счет паровой конверсии ископаемого топлива в сочетании с новыми технологиями улавливания и хранения углерода.
    • С помощью термохимических или биологических методов на основе возобновляемой биомассы.

    Основным недостатком переработки углеводородов является загрязнение окружающей среды и двуокись углерода, что устраняет одну из основных причин использования водорода.Наилучшей экологически чистой альтернативой для получения водорода является процесс, включающий электролиз воды с помощью электричества. Этот метод не создает двуокиси углерода, оксидов азота или серы.

    В настоящее время водород производится в промышленных масштабах для производства других химических веществ, таких как аммиак и мочевина, для крекинга нефтехимических продуктов, а также в качестве сырья для пищевой, электронной и металлургической промышленности.

    Аспекты безопасности при использовании водорода в качестве топлива

    Репутация водорода как «небезопасного» была несправедливо запятнана инцидентом с Гинденбергом и водородной бомбой.Хотя водород был демонизирован, расследование инцидента с Гинденбергом показало, что алюминиевый лак, покрывающий корабль, вызвал пожар, а не водород. Поскольку водород представляет собой маленькую молекулу, он имеет тенденцию выходить через небольшие отверстия легче, чем другие виды топлива. Водород может просачиваться через отверстия или соединения топливопроводов низкого давления в 1,2–2,8 раза быстрее, чем природный газ. Плотность энергии природного газа в три раза выше, чем у водорода, поэтому утечка природного газа приводит к большему выделению энергии, чем утечка водорода.Поскольку водород легче и более диффузивен, чем бензин, пропан или природный газ, он рассеивается гораздо быстрее. Если произошел взрыв, водород имеет наименьшую энергию взрыва на единицу запасенного топлива.

    Жидкий водород имеет другой набор проблем безопасности. Если жидкий водород прольется, он может вызвать ожоги. Разлив жидкого водорода похож на разлив нефти, однако рассеивается гораздо быстрее. Водородные системы спроектированы с правильными элементами управления и клапанами для безопасного выпуска водорода.

    При проектировании водородных систем производители закладывают в свои системы следующие режимы отказа:

    • Предотвращение утечек путем тщательного тестирования резервуаров и оборудования.
    • Установка более одного клапана.
    • Проектирование оборудования для ударов, вибраций и широкого диапазона температур.
    • Добавление датчиков водорода или детекторов утечек.
    • Предотвращение воспламенения путем устранения источников электрических искр.
    • Проектирование линий подачи топливных элементов, которые физически отделены от другого оборудования.

    В дополнение к безопасному проектированию систем необходимо продолжать разработку международных правил и стандартов для строительства, обслуживания и эксплуатации водородных установок и оборудования, чтобы водород получил широкое распространение. Со временем единообразие требований безопасности повысит доверие клиентов к использованию водорода.

    Автор: Доктор Коллин Шпигель

    Доктор Коллин Шпигель — консультант по математическому моделированию и техническому письму (президент SEMSCIO) и профессор со степенью доктора философии.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.

    © 2019 Шоу группа Килиманджаро. Все права защищены