ความจุความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้ถ่านหิน ค่าความร้อนของเชื้อเพลิงประเภทต่างๆ ได้แก่ ฟืน ถ่านหิน เม็ด ถ่านอัดก้อน

5. ความสมดุลทางความร้อนของการเผาไหม้

พิจารณาวิธีการคำนวณ สมดุลความร้อนกระบวนการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงก๊าซ ของเหลว และของแข็ง การคำนวณลงมาเพื่อแก้ไขปัญหาต่อไปนี้

· การหาค่าความร้อนจากการเผาไหม้ (ค่าความร้อน) ของเชื้อเพลิง

· การหาอุณหภูมิการเผาไหม้ตามทฤษฎี

5.1. ความร้อนจากการเผาไหม้

ปฏิกิริยาเคมีจะมาพร้อมกับการปล่อยหรือการดูดซับความร้อน เมื่อความร้อนถูกปล่อยออกมา ปฏิกิริยาจะเรียกว่าคายความร้อน และเมื่อความร้อนถูกดูดซับจะเรียกว่าดูดความร้อน ปฏิกิริยาการเผาไหม้ทั้งหมดเป็นปฏิกิริยาคายความร้อน และผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้เป็นสารประกอบคายความร้อน

ปล่อยออกมา (หรือถูกดูดซึม) ระหว่างการไหล ปฏิกิริยาเคมีความร้อนเรียกว่าความร้อนของปฏิกิริยา ในปฏิกิริยาคายความร้อนจะเป็นค่าบวก ในปฏิกิริยาดูดความร้อนจะเป็นค่าลบ ปฏิกิริยาการเผาไหม้จะมาพร้อมกับการปล่อยความร้อนเสมอ ความร้อนจากการเผาไหม้ คิว ก(J/mol) คือปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างการเผาไหม้ที่สมบูรณ์ของสารหนึ่งโมล และการเปลี่ยนสภาพของสารที่ติดไฟได้เป็นผลิตภัณฑ์ที่เผาไหม้สมบูรณ์ โมลเป็นหน่วย SI พื้นฐานของปริมาณของสาร หนึ่งโมลคือปริมาณของสารที่ประกอบด้วยอนุภาคจำนวนเท่ากัน (อะตอม โมเลกุล ฯลฯ) เนื่องจากมีอะตอมอยู่ในไอโซโทปคาร์บอน-12 12 กรัม มวลของปริมาณของสารเท่ากับ 1 โมล (มวลโมเลกุลหรือมวลโมลาร์) เกิดขึ้นพร้อมกับตัวเลขกับมวลโมเลกุลสัมพัทธ์ของสารนี้

ตัวอย่างเช่น น้ำหนักโมเลกุลสัมพัทธ์ของออกซิเจน (O 2) คือ 32 คาร์บอนไดออกไซด์(CO 2) คือ 44 และน้ำหนักโมเลกุลที่สอดคล้องกันจะเป็น M = 32 กรัม/โมล และ M = 44 กรัม/โมล ดังนั้นออกซิเจนหนึ่งโมลจึงมีสารนี้ 32 กรัม และ CO 2 หนึ่งโมลประกอบด้วยคาร์บอนไดออกไซด์ 44 กรัม

ในการคำนวณทางเทคนิค ไม่ใช่ความร้อนจากการเผาไหม้ที่ใช้บ่อยที่สุด คิว กและค่าความร้อนของเชื้อเพลิง ถาม(J/กก. หรือ J/m3) ค่าความร้อนของสารคือปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างการเผาไหม้ที่สมบูรณ์ 1 กิโลกรัมหรือ 1 ลบ.ม. ของสาร สำหรับสารของเหลวและของแข็งจะทำการคำนวณต่อ 1 กิโลกรัมและสำหรับสารที่เป็นก๊าซ - ต่อ 1 ลบ.ม.

ความรู้เกี่ยวกับความร้อนของการเผาไหม้และค่าความร้อนของเชื้อเพลิงเป็นสิ่งจำเป็นในการคำนวณอุณหภูมิการเผาไหม้หรือการระเบิด ความดันการระเบิด ความเร็วการแพร่กระจายของเปลวไฟ และคุณลักษณะอื่นๆ ค่าความร้อนของเชื้อเพลิงถูกกำหนดโดยการทดลองหรือโดยการคำนวณ เมื่อทำการทดลองหาค่าความร้อน มวลของเชื้อเพลิงแข็งหรือของเหลวที่กำหนดจะถูกเผาในระเบิดความร้อน และในกรณีของเชื้อเพลิงที่เป็นก๊าซ จะเผาในเครื่องวัดความร้อนของก๊าซ เครื่องมือเหล่านี้จะวัดความร้อนทั้งหมด ถาม 0 ปล่อยออกมาระหว่างการเผาไหม้ตัวอย่างการชั่งน้ำหนักน้ำมันเชื้อเพลิง ม. ค่าความร้อน คิว กพบได้จากสูตร

ความสัมพันธ์ระหว่างความร้อนจากการเผาไหม้และ
ค่าความร้อนของเชื้อเพลิง

เพื่อสร้างความสัมพันธ์ระหว่างความร้อนของการเผาไหม้และค่าความร้อนของสาร จำเป็นต้องเขียนสมการสำหรับปฏิกิริยาทางเคมีของการเผาไหม้

ผลคูณของการเผาไหม้คาร์บอนโดยสมบูรณ์คือคาร์บอนไดออกไซด์:

C+O2 →CO2

ผลคูณของการเผาไหม้ไฮโดรเจนโดยสมบูรณ์คือน้ำ:

2H 2 +O 2 →2H 2 O

ผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ซัลเฟอร์โดยสมบูรณ์คือซัลเฟอร์ไดออกไซด์:

ส+โอ 2 →ดังนั้น 2

ในกรณีนี้ ไนโตรเจน ฮาโลเจน และองค์ประกอบที่ไม่ติดไฟอื่นๆ จะถูกปล่อยออกมาในรูปแบบอิสระ

สารติดไฟได้-ก๊าซ

ตัวอย่างเช่น ให้เราคำนวณค่าความร้อนของมีเทน CH 4 ซึ่งความร้อนจากการเผาไหม้เท่ากับ คิว ก=882.6 .

· ลองหาน้ำหนักโมเลกุลของมีเทนตามสูตรทางเคมี (CH 4) กัน:

M=1∙12+4∙1=16 กรัม/โมล

· ลองกำหนดค่าความร้อนของมีเทน 1 กิโลกรัม:

· ลองหาปริมาตรของมีเทน 1 กิโลกรัม โดยรู้ความหนาแน่น ρ=0.717 กิโลกรัม/ลูกบาศก์เมตร ที่ สภาวะปกติ:

.

· กำหนดค่าความร้อนของมีเทน 1 m 3 กัน:

ค่าความร้อนของก๊าซที่ติดไฟได้จะถูกกำหนดในทำนองเดียวกัน สำหรับสารทั่วไปหลายชนิด ความร้อนของการเผาไหม้และค่าความร้อนได้รับการวัดด้วยความแม่นยำสูงและระบุไว้ในเอกสารอ้างอิงที่เกี่ยวข้อง นี่คือตารางค่าความร้อนของบางส่วน สารที่เป็นก๊าซ(ตารางที่ 5.1) ขนาด ถามตารางนี้แสดงเป็น MJ/m 3 และ kcal/m 3 เนื่องจาก 1 kcal = 4.1868 kJ มักใช้เป็นหน่วยความร้อน

ตารางที่ 5.1

ค่าความร้อนของเชื้อเพลิงก๊าซ

สาร			อะเซทิลีน
ถาม

สารไวไฟจะเป็นของเหลวหรือ แข็ง

ตัวอย่างเช่น ให้เราคำนวณค่าความร้อนของเอทิลแอลกอฮอล์ C 2 H 5 OH ซึ่งความร้อนของการเผาไหม้คือ คิว ก= 1373.3 กิโลจูล/โมล

· พิจารณาน้ำหนักโมเลกุลของเอทิลแอลกอฮอล์ตามสูตรทางเคมี (C 2 H 5 OH):

M = 2∙12 + 5∙1 + 1∙16 + 1∙1 = 46 กรัม/โมล

กำหนดค่าความร้อนของเอทิลแอลกอฮอล์ 1 กิโลกรัม:

ค่าความร้อนของของเหลวและของแข็งที่ติดไฟได้จะถูกกำหนดในทำนองเดียวกัน ในตาราง 5.2 และ 5.3 แสดงค่าความร้อน ถาม(MJ/kg และ kcal/kg) สำหรับของเหลวและของแข็งบางชนิด

ตารางที่ 5.2

ค่าความร้อนของเชื้อเพลิงเหลว

สาร		เมทิลแอลกอฮอล์	เอทานอล			น้ำมันเชื้อเพลิงน้ำมัน
ถาม

ตารางที่ 5.3

ค่าความร้อนของเชื้อเพลิงแข็ง

สาร		ต้นไม้มีความสด	ไม้แห้ง	ถ่านหินสีน้ำตาล	พีทแห้ง	แอนทราไซต์, โค้ก
ถาม

สูตรของเมนเดเลเยฟ

หากไม่ทราบค่าความร้อนของเชื้อเพลิง ก็สามารถคำนวณได้โดยใช้สูตรเชิงประจักษ์ที่เสนอโดย D.I. เมนเดเลเยฟ. ในการทำเช่นนี้คุณจำเป็นต้องทราบองค์ประกอบองค์ประกอบของเชื้อเพลิง (สูตรเชื้อเพลิงที่เทียบเท่า) นั่นคือเปอร์เซ็นต์เนื้อหาในนั้น องค์ประกอบต่อไปนี้:

ออกซิเจน (O);

ไฮโดรเจน (H);

คาร์บอน (C);

ซัลเฟอร์ (S);

ขี้เถ้า (A);

น้ำ (ญ)

ผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้เชื้อเพลิงมักจะมีไอน้ำซึ่งเกิดขึ้นเนื่องจากการมีความชื้นในเชื้อเพลิงและระหว่างการเผาไหม้ของไฮโดรเจน ผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ของเสียออกจากโรงงานอุตสาหกรรมที่อุณหภูมิสูงกว่าจุดน้ำค้าง ดังนั้นความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างการควบแน่นของไอน้ำจึงไม่สามารถนำมาใช้ให้เกิดประโยชน์ได้และไม่ควรนำมาพิจารณาในการคำนวณความร้อน

โดยปกติจะใช้ค่าความร้อนสุทธิในการคำนวณ ถามเชื้อเพลิงซึ่งคำนึงถึงการสูญเสียความร้อนด้วยไอน้ำ สำหรับเชื้อเพลิงแข็งและของเหลวจะมีค่า ถาม(MJ/kg) ประมาณได้จากสูตร Mendeleev:

ถาม=0.339+1.025+0.1085 – 0.1085 – 0.025, (5.1)

โดยที่เนื้อหาเปอร์เซ็นต์ (wt.%) ขององค์ประกอบที่เกี่ยวข้องในองค์ประกอบเชื้อเพลิงจะแสดงอยู่ในวงเล็บ

สูตรนี้คำนึงถึงความร้อนของปฏิกิริยาการเผาไหม้แบบคายความร้อนของคาร์บอน ไฮโดรเจน และซัลเฟอร์ (ที่มีเครื่องหมายบวก) ออกซิเจนที่รวมอยู่ในเชื้อเพลิงจะเข้ามาแทนที่ออกซิเจนในอากาศบางส่วน ดังนั้นคำที่เกี่ยวข้องในสูตร (5.1) จึงใช้เครื่องหมายลบ เมื่อความชื้นระเหย ความร้อนจะถูกใช้ไป ดังนั้นคำที่เกี่ยวข้องที่มี W จึงมีเครื่องหมายลบด้วย

การเปรียบเทียบข้อมูลที่คำนวณและทดลองเกี่ยวกับค่าความร้อนของเชื้อเพลิงชนิดต่างๆ (ไม้ พีท ถ่านหิน น้ำมัน) พบว่าการคำนวณโดยใช้สูตร Mendeleev (5.1) ให้ข้อผิดพลาดไม่เกิน 10%

ค่าความร้อนสุทธิ ถาม(MJ/m3) ของก๊าซที่ติดไฟได้แห้งสามารถคำนวณได้อย่างแม่นยำเพียงพอเป็นผลรวมของผลิตภัณฑ์ของค่าความร้อนของส่วนประกอบแต่ละชิ้นและเปอร์เซ็นต์ของปริมาณในเชื้อเพลิงก๊าซ 1 m3

ถาม= 0.108[ส 2 ] + 0.126[СО] + 0.358[СН 4 ] + 0.5[С 2 Н 2 ] + 0.234[Н 2 S ]…, (5.2)

โดยที่เนื้อหาเปอร์เซ็นต์ (ปริมาตร %) ของก๊าซที่เกี่ยวข้องในส่วนผสมจะแสดงอยู่ในวงเล็บ

ค่าความร้อนเฉลี่ย ก๊าซธรรมชาติมีค่าประมาณ 53.6 MJ/m3 ในก๊าซติดไฟที่ผลิตขึ้นโดยธรรมชาติ ปริมาณของมีเทน CH4 ไม่มีนัยสำคัญ ส่วนประกอบไวไฟหลักคือไฮโดรเจน H2 และคาร์บอนมอนอกไซด์ CO ตัวอย่างเช่น ในก๊าซเตาอบโค้ก ปริมาณ H2 ถึง (55 ÷ 60)% และค่าความร้อนที่ต่ำกว่าของก๊าซดังกล่าวถึง 17.6 MJ/m3 ก๊าซเครื่องกำเนิดไฟฟ้าประกอบด้วย CO ~ 30% และ H 2 ~ 15% ในขณะที่ค่าความร้อนที่ต่ำกว่าของก๊าซเครื่องกำเนิดไฟฟ้าคือ ถาม= (5.2۞6.5) เมกะจูล/ลบ.ม. ปริมาณ CO และ H 2 ในก๊าซเตาถลุงเหล็กมีค่าต่ำกว่า ขนาด ถาม= (4.0۞4.2) เมกะจูล/ลบ.ม. 3

ลองดูตัวอย่างการคำนวณค่าความร้อนของสารโดยใช้สูตร Mendeleev

ให้เรากำหนดค่าความร้อนของถ่านหินซึ่งมีองค์ประกอบองค์ประกอบแสดงอยู่ในตาราง 5.4.

ตารางที่ 5.4

องค์ประกอบของถ่านหิน

· ลองแทนที่สิ่งที่ระบุไว้ในตาราง 5.4 ข้อมูลในสูตร Mendeleev (5.1) (ไนโตรเจน N และเถ้า A ไม่รวมอยู่ในสูตรนี้เนื่องจากเป็นสารเฉื่อยและไม่มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาการเผาไหม้):

ถาม=0.339∙37.2+1.025∙2.6+0.1085∙0.6–0.1085∙12–0.025∙40=13.04 เมกะจูล/กก.

ให้เรากำหนดปริมาณฟืนที่ต้องใช้ในการทำความร้อนน้ำ 50 ลิตรจาก 10° C ถึง 100° C หากความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างการเผาไหม้ 5% ถูกใช้เพื่อให้ความร้อน และความจุความร้อนของน้ำ กับ=1 กิโลแคลอรี/(กก.∙องศา) หรือ 4.1868 กิโลจูล/(กก.∙องศา) องค์ประกอบของฟืนแสดงไว้ในตาราง 5.5:

ตารางที่ 5.5

องค์ประกอบของฟืน

	· มาหาค่าความร้อนของฟืนโดยใช้สูตร Mendeleev (5.1) ดังนี้ ถาม=0.339∙43+1.025∙7–0.1085∙41–0.025∙7= 17.12 เมกะจูล/กก. · ลองพิจารณาปริมาณความร้อนที่ใช้กับน้ำร้อนเมื่อเผาฟืน 1 กิโลกรัม (โดยคำนึงถึงข้อเท็จจริงที่ว่า 5% ของความร้อน (a = 0.05) ที่ปล่อยออกมาระหว่างการเผาไหม้นั้นใช้ในการทำความร้อน): ถาม 2 =ก ถาม=0.05·17.12=0.86 เมกะจูล/กก. · มาดูปริมาณฟืนที่ต้องใช้ในการทำความร้อนน้ำ 50 ลิตรจากอุณหภูมิ 10° C ถึง 100° C: กิโลกรัม. ดังนั้นต้องใช้ฟืนประมาณ 22 กิโลกรัมในการทำน้ำร้อน

เมื่อเชื้อเพลิงใดๆ ที่ถูกเผาไหม้จะปล่อยความร้อน (พลังงาน) ออกมา ซึ่งมีหน่วยเป็นจูลหรือแคลอรี่ (4.3 J = 1 แคลอรี) ในทางปฏิบัติในการวัดปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงจะใช้แคลอรีมิเตอร์ซึ่งเป็นอุปกรณ์ในห้องปฏิบัติการที่ซับซ้อน ความร้อนจากการเผาไหม้เรียกอีกอย่างว่าค่าความร้อน

ปริมาณความร้อนที่ได้รับจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงไม่เพียงแต่ขึ้นอยู่กับค่าความร้อนเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับมวลของมันด้วย

หากต้องการเปรียบเทียบสารด้วยปริมาณพลังงานที่ปล่อยออกมาระหว่างการเผาไหม้ค่าความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้จะสะดวกกว่า โดยจะแสดงปริมาณความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงหนึ่งกิโลกรัม (ความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้โดยมวล) หรือหนึ่งลิตรลูกบาศก์เมตร (ความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้โดยปริมาตร)

หน่วยความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้เชื้อเพลิงที่ยอมรับในระบบ SI คือ kcal/kg, MJ/kg, kcal/m³, MJ/m³ รวมถึงอนุพันธ์ของพวกมันด้วย

ค่าพลังงานของเชื้อเพลิงถูกกำหนดอย่างแม่นยำโดยค่าความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้ ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิง มวลและความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้แสดงได้ด้วยสูตรง่ายๆ:

ถาม = คิว มโดยที่ Q คือปริมาณความร้อนใน J, q คือความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้ในหน่วย J/kg, m คือมวลของสารในหน่วยกิโลกรัม

สำหรับเชื้อเพลิงทุกประเภทและสารที่ติดไฟได้ส่วนใหญ่ค่าความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้ได้ถูกกำหนดและรวบรวมเป็นตารางมานานแล้วซึ่งผู้เชี่ยวชาญใช้เมื่อคำนวณความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงหรือวัสดุอื่น ๆ อาจมีความคลาดเคลื่อนเล็กน้อยในตารางต่างๆ ซึ่งอธิบายได้อย่างชัดเจนด้วยเทคนิคการวัดที่แตกต่างกันเล็กน้อยหรือค่าความร้อนที่แตกต่างกันของวัสดุที่ติดไฟได้คล้ายกันซึ่งสกัดจากแหล่งสะสมที่แตกต่างกัน

ถ่านหินมีความเข้มข้นของพลังงานสูงสุดในบรรดาเชื้อเพลิงแข็ง - 27 MJ/kg (แอนทราไซต์ - 28 MJ/kg) มีตัวชี้วัดที่คล้ายกัน ถ่าน(27 เมกะจูล/กก.) ถ่านหินสีน้ำตาลมีค่าความร้อนต่ำกว่ามาก - 13 MJ/kg มันมักจะมีความชื้นจำนวนมาก (มากถึง 60%) ซึ่งเมื่อระเหยจะช่วยลดความร้อนรวมของการเผาไหม้

พีทเผาไหม้ด้วยความร้อน 14-17 MJ/กก. (ขึ้นอยู่กับสภาพของมัน - ร่วน กดอัดก้อน) ฟืนทำให้แห้งโดยมีความชื้น 20% ปล่อยความชื้นตั้งแต่ 8 ถึง 15 MJ/กก. ในเวลาเดียวกันปริมาณพลังงานที่ได้รับจากแอสเพนและเบิร์ชอาจแตกต่างกันเกือบสองเท่า ตัวบ่งชี้เดียวกันโดยประมาณจะได้รับจากเม็ดจาก วัสดุที่แตกต่างกัน- ตั้งแต่ 14 ถึง 18 MJ/กก.

เชื้อเพลิงเหลวมีความร้อนจำเพาะในการเผาไหม้น้อยกว่าเชื้อเพลิงแข็งมาก ดังนั้น ความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้เชื้อเพลิงดีเซลคือ 43 MJ/l น้ำมันเบนซิน - 44 MJ/l น้ำมันก๊าด - 43.5 MJ/l น้ำมันเตา - 40.6 MJ/l

ความร้อนจำเพาะการเผาไหม้ของก๊าซธรรมชาติคือ 33.5 MJ/m³, โพรเพน - 45 MJ/m³ เชื้อเพลิงก๊าซที่ใช้พลังงานมากที่สุดคือก๊าซไฮโดรเจน (120 MJ/m³) มีแนวโน้มที่ดีที่จะใช้เป็นเชื้อเพลิง แต่จนถึงขณะนี้ยังไม่พบทางเลือกที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการจัดเก็บและการขนส่ง

การเปรียบเทียบความเข้มข้นของพลังงานของเชื้อเพลิงประเภทต่างๆ

เมื่อเปรียบเทียบ มูลค่าพลังงานเชื้อเพลิงแข็ง ของเหลว และก๊าซประเภทหลัก สามารถกำหนดได้ว่าน้ำมันเบนซินหรือดีเซลหนึ่งลิตรสอดคล้องกับก๊าซธรรมชาติ 1.3 ลบ.ม. หนึ่งกิโลกรัม ถ่านหิน- ก๊าซ 0.8 m³, ฟืนหนึ่งกิโลกรัม - ก๊าซ 0.4 m³

ความร้อนจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงเป็นตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพที่สำคัญที่สุด แต่เป็นความกว้างของการกระจายในพื้นที่ กิจกรรมของมนุษย์ขึ้นอยู่กับความสามารถทางเทคนิคและตัวชี้วัดทางเศรษฐกิจของการใช้งาน

นอกจากส่วนประกอบหลักแล้ว ถ่านหินยังมีสารเติมแต่งที่ก่อให้เกิดเถ้าที่ไม่ติดไฟหลายชนิด "หิน" เถ้าก่อให้เกิดมลพิษ สิ่งแวดล้อมและเผาเป็นตะกรันบนตะแกรงทำให้เผาถ่านหินได้ยาก นอกจากนี้การมีหินยังช่วยลดความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้ถ่านหินอีกด้วย ปริมาณแร่ธาตุจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับประเภทและสภาพการขุด ปริมาณเถ้าของถ่านหินแข็งอยู่ที่ประมาณ 15% (10–20%)
องค์ประกอบที่เป็นอันตรายอีกประการหนึ่งของถ่านหินคือ กำมะถัน. ในระหว่างการเผาไหม้ของกำมะถันจะเกิดออกไซด์ซึ่งในชั้นบรรยากาศกลายเป็น กรดซัลฟูริก. ปริมาณกำมะถันในถ่านหินที่เราจัดหาให้กับลูกค้าผ่านเครือข่ายตัวแทนของเราอยู่ที่ประมาณ 0.5% ซึ่งค่อนข้างมาก ค่าต่ำซึ่งหมายความว่าระบบนิเวศของบ้านของคุณจะถูกรักษาไว้
ตัวบ่งชี้หลักของน้ำมันเชื้อเพลิงคือ ความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้. สำหรับถ่านหิน ตัวเลขนี้คือ:

ตัวเลขเหล่านี้อ้างถึงความเข้มข้นของถ่านหิน ตัวเลขจริงอาจแตกต่างกันอย่างมาก ดังนั้นสำหรับถ่านหินแข็งธรรมดาที่สามารถซื้อได้ที่โกดังถ่านหิน ค่าที่ระบุคือ 5,000-5500 กิโลแคลอรี/กก. เราใช้ 5300 กิโลแคลอรี/กก. ในการคำนวณ
ความหนาแน่นของถ่านหินอยู่ระหว่าง 1 ถึง 1.7 (ถ่านหินแข็ง - 1.3–1.4) g/cm 3 ขึ้นอยู่กับชนิดและเนื้อหาของแร่ธาตุ ในเทคโนโลยียังใช้ "ความหนาแน่นรวม" อีกด้วย ซึ่งมีค่าประมาณ 800-1,000 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร

ประเภทและเกรดของถ่านหิน

ถ่านหินถูกจำแนกตามพารามิเตอร์หลายประการ (ภูมิศาสตร์การผลิต องค์ประกอบทางเคมี) แต่จากมุมมองของ "ครัวเรือน" เมื่อซื้อถ่านหินเพื่อใช้ในเตาก็เพียงพอที่จะเข้าใจฉลากและความเป็นไปได้ในการใช้งานใน ThermoRobot

ตามระดับของการทำให้เป็นถ่านหิน ถ่านหินสามประเภทมีความโดดเด่น: สีน้ำตาล, หินและ แอนทราไซต์ใช้ ระบบต่อไปนี้การกำหนดถ่านหิน: ความหลากหลาย = (ยี่ห้อ) + (ขนาด).

นอกเหนือจากเกรดหลักที่กำหนดในตารางแล้ว ถ่านหินระดับกลางยังโดดเด่นอีกด้วย: DG (ก๊าซเปลวไฟยาว), GZh (ไขมันก๊าซ), KZh (ไขมันโค้ก), PA (กึ่งแอนทราไซต์), ถ่านหินสีน้ำตาลก็เช่นกัน แบ่งออกเป็นกลุ่ม
เกรดถ่านหินโค้ก (G, โค้ก, Zh, K, OS) ไม่ได้ถูกนำมาใช้จริงในวิศวกรรมพลังงานความร้อนเนื่องจากเป็นวัตถุดิบที่หายากสำหรับอุตสาหกรรมเคมีโค้ก
ตามระดับขนาด (ขนาดชิ้น เศษส่วน) ถ่านหินที่คัดเกรดจะแบ่งออกเป็น:

นอกจากถ่านหินเกรดแล้ว ยังมีเศษส่วนและการคัดกรองแบบรวมจำหน่ายอีกด้วย (PK, KO, OM, MS, SSh, MSSh, OMSSh) ขนาดของถ่านหินจะพิจารณาจากค่าที่น้อยกว่าของเศษส่วนที่ดีที่สุดและค่าที่มากกว่าของเศษส่วนที่ใหญ่ที่สุดที่ระบุในชื่อของเกรดถ่านหิน
ตัวอย่างเช่นเศษส่วน OM (M - 13–25, O - 25-50) คือ 13–50 มม.

นอกจากถ่านหินประเภทที่กล่าวมาข้างต้นแล้ว คุณยังสามารถหาซื้อถ่านหินอัดแท่งซึ่งสกัดจากสารละลายถ่านหินที่มีสมรรถนะต่ำ

ถ่านหินเผาไหม้อย่างไร

ถ่านหินประกอบด้วยส่วนประกอบที่ติดไฟได้ 2 ส่วน: สารระเหยและ สารตกค้างที่เป็นของแข็ง (โค้ก).

ในช่วงแรกของการเผาไหม้ สารระเหยจะถูกปล่อยออกมา เมื่อมีออกซิเจนมากเกินไป จะเผาไหม้อย่างรวดเร็ว ทำให้เกิดเปลวไฟยาวแต่ความร้อนน้อย

หลังจากนั้นโค้กที่ตกค้างก็จะถูกเผาไหม้ ความเข้มของอุณหภูมิการเผาไหม้และการจุดระเบิดขึ้นอยู่กับระดับของการเกิดถ่านหินนั่นคือตามประเภทของถ่านหิน (สีน้ำตาล, แข็ง, แอนทราไซต์)
ยิ่งระดับคาร์บอไนเซชันสูง (ค่าสูงสุดสำหรับแอนทราไซต์) อุณหภูมิการจุดระเบิดและความร้อนในการเผาไหม้ก็จะยิ่งสูงขึ้น แต่ความเข้มข้นของการเผาไหม้ก็จะยิ่งต่ำลง

เกรดถ่านหิน D, G

เนื่องจากมีสารระเหยในปริมาณสูงถ่านหินดังกล่าวจึงลุกเป็นไฟอย่างรวดเร็วและเผาไหม้อย่างรวดเร็ว ถ่านหินเกรดเหล่านี้มีจำหน่ายและเหมาะสำหรับหม้อไอน้ำเกือบทุกประเภทอย่างไรก็ตามสำหรับการเผาไหม้ที่สมบูรณ์จะต้องจัดหาถ่านหินนี้ในส่วนเล็ก ๆ เพื่อให้สารระเหยที่ปล่อยออกมามีเวลารวมตัวกับออกซิเจนในอากาศอย่างสมบูรณ์ การเผาไหม้ถ่านหินโดยสมบูรณ์มีลักษณะเป็นเปลวไฟสีเหลืองและก๊าซไอเสียที่ชัดเจน การเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์ของสารระเหยทำให้เกิดเปลวไฟสีม่วงและควันดำ
เพื่อการเผาไหม้ถ่านหินอย่างมีประสิทธิภาพต้องตรวจสอบกระบวนการอย่างต่อเนื่องโหมดการทำงานนี้ถูกนำไปใช้ในห้องหม้อไอน้ำอัตโนมัติ Termorobot

ถ่านหินเกรด A

การจุดไฟทำได้ยากกว่า แต่จะเผาไหม้เป็นเวลานานและก่อให้เกิดความร้อนมากกว่ามาก สามารถบรรจุถ่านหินได้เป็นชุดใหญ่ เนื่องจากถ่านหินจะเผากากโค้กเป็นส่วนใหญ่ และไม่มีสารระเหยออกมาเป็นปริมาณมาก โหมดการเป่ามีความสำคัญมากเนื่องจากหากไม่มีอากาศการเผาไหม้จะเกิดขึ้นช้าๆอาจหยุดหรือในทางกลับกันอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นมากเกินไปทำให้เกิดการสูญเสียความร้อนและความเหนื่อยหน่ายของหม้อไอน้ำ

ความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้- ความจุความร้อนจำเพาะ – หัวข้อ อุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซคำพ้องความหมายความจุความร้อนจำเพาะ EN ความร้อนจำเพาะ ...

ปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิง 1 กิโลกรัมโดยสมบูรณ์ ความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้เชื้อเพลิงถูกกำหนดโดยการทดลองและเป็นคุณลักษณะที่สำคัญที่สุดของเชื้อเพลิง ดูเพิ่มเติมที่: Fuel Financial Dictionary Finam... พจนานุกรมการเงิน

ความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้พีทด้วยระเบิด- ความร้อนที่สูงขึ้นของการเผาไหม้พีทโดยคำนึงถึงความร้อนของการก่อตัวและการละลายของกรดซัลฟิวริกและกรดไนตริกในน้ำ [GOST 21123 85] ค่าความร้อนของพีทสำหรับระเบิดที่ยอมรับไม่ได้และไม่แนะนำ หัวข้อ พีทคำศัพท์ทั่วไป คุณสมบัติของพีท EN ... ... คู่มือนักแปลทางเทคนิค

ความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้ (เชื้อเพลิง)- 3.1.19 ความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้ (เชื้อเพลิง): ปริมาณพลังงานทั้งหมดที่ปล่อยออกมาภายใต้สภาวะการเผาไหม้เชื้อเพลิงที่มีการควบคุม แหล่งที่มา …

ความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้พีทด้วยระเบิด- 122. ความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้พีทด้วยระเบิด ความร้อนที่สูงขึ้นของการเผาไหม้ของพีทโดยคำนึงถึงความร้อนของการก่อตัวและการละลายของกรดซัลฟิวริกและกรดไนตริกในน้ำ ที่มา: GOST 21123 85: พีท ข้อกำหนดและคำจำกัดความ เอกสารต้นฉบับ... หนังสืออ้างอิงพจนานุกรมเกี่ยวกับเอกสารเชิงบรรทัดฐานและทางเทคนิค

ความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้เชื้อเพลิง- ความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้เชื้อเพลิง 35: ปริมาณพลังงานทั้งหมดที่ปล่อยออกมาภายใต้สภาวะการเผาไหม้เชื้อเพลิงที่ระบุ ที่มา: GOST R 53905 2010: การประหยัดพลังงาน ข้อกำหนดและคำจำกัดความ เอกสารต้นฉบับ... หนังสืออ้างอิงพจนานุกรมเกี่ยวกับเอกสารเชิงบรรทัดฐานและทางเทคนิค

นี่คือปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างการเผาไหม้โดยสมบูรณ์ของมวล (สำหรับสารที่เป็นของแข็งและของเหลว) หรือหน่วยปริมาตร (สำหรับก๊าซ) ของสาร วัดเป็นจูลหรือแคลอรี่ ความร้อนของการเผาไหม้ต่อหน่วยมวลหรือปริมาตรของเชื้อเพลิง ... ... Wikipedia

สารานุกรมสมัยใหม่

ความร้อนจากการเผาไหม้- (ความร้อนของการเผาไหม้ ปริมาณแคลอรี่) ปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงโดยสมบูรณ์ มีความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้ ความร้อนเชิงปริมาตร ฯลฯ ตัวอย่างเช่น ความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้ถ่านหินคือ 28 34 MJ/กก. น้ำมันเบนซินคือประมาณ 44 MJ/กก. ปริมาตร...... พจนานุกรมสารานุกรมภาพประกอบ

ความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้เชื้อเพลิง- ความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้เชื้อเพลิง: ปริมาณพลังงานทั้งหมดที่ปล่อยออกมาภายใต้สภาวะการเผาไหม้ที่กำหนด...

ทุกวันนี้ผู้คนต้องพึ่งพาเชื้อเพลิงอย่างมาก การทำความร้อนในบ้าน การทำอาหาร การใช้อุปกรณ์และยานพาหนะไม่สามารถทำได้หากไม่มีสิ่งนี้ เชื้อเพลิงที่ใช้ส่วนใหญ่เป็นไฮโดรคาร์บอน เพื่อประเมินประสิทธิภาพจะใช้ค่าความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้ น้ำมันก๊าดมีตัวบ่งชี้ที่ค่อนข้างน่าประทับใจ เนื่องจากคุณภาพนี้จึงใช้ในเครื่องยนต์จรวดและเครื่องบิน

เนื่องจากคุณสมบัติของน้ำมัน น้ำมันก๊าดจึงถูกใช้ในเครื่องยนต์จรวด

คุณสมบัติ การผลิต และการประยุกต์

ประวัติความเป็นมาของน้ำมันก๊าดย้อนกลับไปมากกว่า 2 พันปีและเริ่มต้นเมื่อนักวิทยาศาสตร์ชาวอาหรับคิดค้นวิธีการกลั่นน้ำมันเป็นส่วนประกอบแต่ละส่วน มันถูกค้นพบอย่างเป็นทางการในปี พ.ศ. 2396 เมื่อแพทย์ชาวแคนาดา Abraham Gesner พัฒนาและจดสิทธิบัตรวิธีการสกัดของเหลวไวไฟใสจากน้ำมันดินและหินน้ำมัน

หลังจากเจาะบ่อน้ำมันแห่งแรกในปี พ.ศ. 2402 น้ำมันก็กลายเป็นวัตถุดิบหลักสำหรับน้ำมันก๊าด เนื่องจากมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในโคมไฟ จึงถือเป็นผลิตภัณฑ์หลักในการกลั่นปิโตรเลียมมานานหลายทศวรรษ มีเพียงการกำเนิดของไฟฟ้าเท่านั้นที่ลดความสำคัญของแสงสว่าง การผลิตน้ำมันก๊าดก็ลดลงเช่นกันเนื่องจากรถยนต์ได้รับความนิยมมากขึ้น- เหตุการณ์นี้เพิ่มความสำคัญของน้ำมันเบนซินในฐานะผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมอย่างมีนัยสำคัญ อย่างไรก็ตาม ในปัจจุบันในหลายพื้นที่ของโลกมีการใช้น้ำมันก๊าดเพื่อให้ความร้อนและแสงสว่าง และเชื้อเพลิงเครื่องบินสมัยใหม่ก็เป็นผลิตภัณฑ์ชนิดเดียวกัน แต่มีคุณภาพสูงกว่า

ด้วยการใช้รถยนต์ที่เพิ่มขึ้น ความนิยมของน้ำมันก๊าดจึงลดลง

น้ำมันก๊าดเป็นของเหลวใสบางเบาซึ่งเป็นส่วนผสมทางเคมี สารประกอบอินทรีย์. องค์ประกอบส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับวัตถุดิบ แต่ตามกฎแล้วประกอบด้วยไฮโดรคาร์บอนที่แตกต่างกันหลายสิบชนิด โดยแต่ละโมเลกุลมีอะตอมของคาร์บอนตั้งแต่ 10 ถึง 16 อะตอม น้ำมันก๊าดมีความผันผวนน้อยกว่าน้ำมันเบนซิน อุณหภูมิการเผาไหม้เปรียบเทียบของน้ำมันก๊าดและน้ำมันเบนซินซึ่งปล่อยไอระเหยไวไฟใกล้พื้นผิวคือ 38 และ -40°C ตามลำดับ

คุณสมบัตินี้ทำให้เราพิจารณาว่าน้ำมันก๊าดเป็นเชื้อเพลิงที่ค่อนข้างปลอดภัยในแง่ของการจัดเก็บ การใช้ และการขนส่ง เมื่อพิจารณาจากจุดเดือด (150 ถึง 350°C) จัดเป็นหนึ่งในสิ่งที่เรียกว่าการกลั่นน้ำมันดิบระดับกลาง

น้ำมันก๊าดสามารถผลิตได้โดยตรง กล่าวคือ แยกทางกายภาพออกจากน้ำมัน โดยการกลั่นหรือโดยการสลายตัวทางเคมีของเศษส่วนที่หนักกว่าอันเป็นผลมาจากกระบวนการแตกร้าว

ลักษณะของน้ำมันก๊าดเป็นเชื้อเพลิง

การเผาไหม้เป็นกระบวนการออกซิเดชั่นอย่างรุนแรงของสารด้วยการปล่อยความร้อน ตามกฎแล้วปฏิกิริยาจะเกี่ยวข้องกับออกซิเจนที่มีอยู่ในอากาศ ในระหว่างการเผาไหม้ของไฮโดรคาร์บอนจะเกิดผลิตภัณฑ์การเผาไหม้หลักดังต่อไปนี้:

• คาร์บอนไดออกไซด์;
• ไอน้ำ;
• เขม่า

ปริมาณพลังงานที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงขึ้นอยู่กับชนิด สภาพการเผาไหม้ มวล หรือปริมาตร พลังงานวัดเป็นจูลหรือแคลอรี่ เฉพาะเจาะจง (ต่อหน่วยการวัดปริมาณของสาร) ค่าความร้อนคือพลังงานที่ได้จากการเผาไหม้เชื้อเพลิงหนึ่งหน่วย:

• ฟันกราม (เช่น J/mol);
• มวล (เช่น J/kg)
• ปริมาตร (เช่น กิโลแคลอรี/ลิตร)

ในกรณีส่วนใหญ่ สำหรับการประเมินก๊าซ ของเหลว และ เชื้อเพลิงแข็งทำงานโดยมีตัวบ่งชี้มวลความร้อนของการเผาไหม้ แสดงเป็น J/kg

เมื่อคาร์โบไฮเดรตถูกเผา จะเกิดองค์ประกอบหลายอย่างขึ้น เช่น เขม่า

ค่าความร้อนของการเผาไหม้จะขึ้นอยู่กับว่ากระบวนการที่เกิดขึ้นกับน้ำระหว่างการเผาไหม้นั้นถูกนำมาพิจารณาด้วยหรือไม่ การระเหยของความชื้นเป็นกระบวนการที่ใช้พลังงานมากและการคำนึงถึงการถ่ายเทความร้อนระหว่างการควบแน่นของไอระเหยเหล่านี้ก็อาจส่งผลต่อผลลัพธ์ได้เช่นกัน

ผลลัพธ์ของการวัดที่ดำเนินการก่อนที่ไอน้ำควบแน่นจะส่งพลังงานกลับคืนสู่ระบบเรียกว่าค่าความร้อนที่ต่ำกว่า และค่าที่ได้รับหลังจากการควบแน่นของไอเรียกว่าความร้อนที่สูงขึ้น เครื่องยนต์ไฮโดรคาร์บอนไม่สามารถใช้พลังงานเพิ่มเติมของไอน้ำในไอเสียได้ ดังนั้นตัวบ่งชี้สุทธิจึงเกี่ยวข้องกับผู้ผลิตมอเตอร์และพบได้บ่อยในหนังสืออ้างอิง

บ่อยครั้งเมื่อระบุค่าความร้อนไม่ได้ระบุว่าหมายถึงปริมาณใดซึ่งอาจทำให้เกิดความสับสนได้ ช่วยให้รู้ว่าในสหพันธรัฐรัสเซียเป็นแบบดั้งเดิมที่จะระบุอันที่ต่ำกว่า

ค่าความร้อนที่ต่ำกว่าเป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญ

ควรสังเกตว่าสำหรับเชื้อเพลิงบางชนิดการแบ่งเป็นสุทธิและพลังงานรวมไม่สมเหตุสมผลเนื่องจากไม่ผลิตน้ำในระหว่างการเผาไหม้ สิ่งนี้ไม่เกี่ยวข้องกับน้ำมันก๊าดเนื่องจากมีปริมาณไฮโดรคาร์บอนสูง ด้วยความหนาแน่นค่อนข้างต่ำ (ระหว่าง 780 กก./ลบ.ม. ถึง 810 กก./ลบ.ม.) ค่าความร้อนจะใกล้เคียงกับน้ำมันดีเซลและเป็น:

• ต่ำสุด - 43.1 MJ/กก.;
• สูงสุด - 46.2 MJ/kg.

เปรียบเทียบกับเชื้อเพลิงชนิดอื่น

ตัวบ่งชี้ที่อยู่ระหว่างการพิจารณานั้นสะดวกมากในการประเมินปริมาณความร้อนที่อาจเกิดขึ้นในน้ำมันเชื้อเพลิง ตัวอย่างเช่น ค่าความร้อนของน้ำมันเบนซินต่อหน่วยมวลเทียบได้กับค่าความร้อนของน้ำมันก๊าด แต่ค่าความร้อนแรกนั้นมีความหนาแน่นมากกว่ามาก ผลที่ตามมาคือในการเปรียบเทียบเดียวกัน น้ำมันเบนซิน 1 ลิตรมีพลังงานน้อยกว่า

ความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้น้ำมันซึ่งเป็นส่วนผสมของไฮโดรคาร์บอนขึ้นอยู่กับความหนาแน่น ซึ่งแปรผันตามสนามต่างๆ (43-46 MJ/kg) วิธีการคำนวณทำให้สามารถกำหนดค่านี้ได้อย่างแม่นยำสูงหากมีข้อมูลเริ่มต้นเกี่ยวกับองค์ประกอบ

ตัวชี้วัดโดยเฉลี่ยสำหรับของเหลวไวไฟบางประเภทที่ประกอบเป็นน้ำมันมีลักษณะดังนี้ (หน่วยเป็น MJ/กก.):

• น้ำมันดีเซล - 42-44;
• น้ำมันเบนซิน - 43-45;
• น้ำมันก๊าด - 43-44

ปริมาณแคลอรี่ของเชื้อเพลิงแข็ง เช่น พีทและถ่านหิน มีช่วงกว้างกว่า เนื่องจากองค์ประกอบของพวกมันอาจแตกต่างกันอย่างมากทั้งในส่วนของเนื้อหาของสารที่ไม่ติดไฟและในปริมาณแคลอรี่ของไฮโดรคาร์บอน ตัวอย่างเช่น ค่าความร้อนของพีทประเภทต่างๆ อาจแตกต่างกันไประหว่าง 8-24 MJ/กก. และถ่านหิน - 13-36 MJ/กก. ในบรรดาก๊าซทั่วไป ไฮโดรเจนมีค่าความร้อนสูงถึง 120 MJ/kg ความร้อนจำเพาะสูงสุดของการเผาไหม้รองลงมาคือมีเธน (50 MJ/kg)

เราสามารถพูดได้ว่าน้ำมันก๊าดเป็นเชื้อเพลิงที่ผ่านการทดสอบของกาลเวลาอย่างแม่นยำ เนื่องจากมีความเข้มข้นของพลังงานค่อนข้างสูงในราคาที่ต่ำ การใช้งานไม่เพียงแต่สมเหตุสมผลในเชิงเศรษฐกิจเท่านั้น แต่ในบางกรณีก็ไม่มีทางเลือกอื่น