Твердое органическое топливо — древесина, торф, бурый и каменный уголь, антрацит. Ценность топлива как горючего вещества определяется его химическим составом и основными свойствами.
Дрова по геологическому возрасту — наиболее молодое органическое топливо.
В свежесрубленной древесине содержание влаги достигает 50-60% . Дрова различают на сухие (влажность менее 25%), полусухие (25..35%) и сырые (влажность 35%). Зольность дров по рабочей массе не превышает 1%. Теплота сгорания горючей массы дров составляет 18,8 . 19,2 МДЖ/кг, тем не менее при влажности в процентах она снижается до 13.. 13,3 МДЖ/кг.
Торф — молодое по геологическому возрасту ископаемое топливо. Он получается в результате разложения растительности в условиях избытка влаги и незначительного доступа воздуха. Различают торф моховой, или верховой, с зольностью 2. 4% и лунный, или низменный, с зольностью 8. 16%. Встречаются торфяники смешанного переходного происхождения с зольностью 7. 9%.
Влажность свежедобытого торфа приблизительно составляет 90%. В процессе естественной сушки его влажность снижается до 40%.
Сланцы — состоят из известняков, которые пропитаны продуктами распада растений и животных организмов без доступа воздуха. Они отличаются высоким содержанием золы (50-60%) и влаги (15-25%). Значительная зольность резко снижает тепловую ценность сланцев, их теплота сгорания колеблется от 5,8 до 10,8 МДж/кг.
Бурый уголь — топливо растительного происхождения, более длительного разложения по сравнению с торфом. Он имеет высокую зольность (15. 30%) и влажность (15. 30%), поэтому диапазон теплоты его сгорания большой (6,3. 18,9 МДж/кг). Выход летучих веществ по горючей массе 30. 60%. Бурый уголь имеет способность к самовозгоранию.
Каменный уголь образуется в результате медленного окисления древовидных растений без доступа воздуха на протяжении миллионов лет. Это основной вид топлива в энергетике. Зольность каменного угля по рабочей массе составляет 10..25%, влажность 5. 12%, выход летучих веществ 9. 50%. Каменный уголь подразделяют на марки, отличающиеся по выходу летучих веществ и летучему остатку.
Антрациты имеют древнейший геологический возраст среди твердых топлив. Влажность антрацитов 3. 7%, зольность 10. 18%, выход летучих веществ 2. 9%, теплота сгорания 25. 27МДж/кг.
Жидкое топливо, использующееся для нужд теплоэнергетики, получают путем термохимического разделения.
Нефть образуется в основном из углеводородов трех классов: метановые углеводороды (метан, этан, пропан, бутан, изобутан); нафтановые углеводороды (1диклотексан и т.п.); ароматические углеводороды (бензол, толуол, нафталин и т.п.).
Газообразное топливо подразделяют на естественное (природное) и искусственное. К естественному относят газ, который добывают из газовых месторождений, попутный газ, получаемый одновременно с добычей нефти, а также газ, который добывают из конденсатных месторождении. К искусственным относят газы, которые получают при переработке нефти, перегонке твердого топлива, ферментации отходов (биогаз), а также сжиженные газы.
Газы, добываемые из газовых месторождений состоят в основном из метана. Низшая теплота сгорания этих газов 33.. 40 МДж/м .
Генераторный газ получают при перегонке твердого топлива (каменные или бурые угли, дрова, торф) при уменьшении подачи воздуха в специальных установках — газогенераторах. Низшая теплота сгорания генераторного газа 5. 6,5МДж/м 3 .
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:
Лучшие изречения: Сдача сессии и защита диплома — страшная бессонница, которая потом кажется страшным сном. 8815 — 
| 7172 — 
или читать все.
91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.
Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно
Идёт приём заявок
Подать заявку 
Для учеников 1-11 классов и дошкольников
План – конспект урока
Тема: Воздух и его состав. Топливо и способы его сжигания.
Главная дидактическая цель: раскрыть состав воздуха. Принципы горения веществ в воздухе
Обучающая: Создать условия для продолжения формирования познавательной активности
при изучении состава воздуха.
Для формирования умения составления химических реакций горения
сложных веществ в воздухе
обеспечить формирования навыков практического применения знаний.
Развивающие: Создать условия для развития инициативной исследовательской деятельности.
Воспитывать стремление к получению новых знаний, обобщению знаний из различных областей жизни.
Воспитывать формирование экологической культуры учащихся, осознания важности знаний химии в решении экологических проблем.
Оборудование : Компьютер, мультимедийный проектор. Таблица «Периодическая система Менделеева», оборудование для демонстрации опытов. Раздаточный материал
Тип урока : Комбинированный урок, с элементами исследовательской деятельности.
Формы работы: вступительное слово учителя, работа по решению познавательных заданий, выступления с результатами своей познавательной деятельности, заполнение схем, составление диаграмм, общее обсуждение проблемных заданий, проверка усвоения новых знаний с помощью незаконченных предложений.
Изучение нового материала
Этап применения знаний. Решение познавательных задач
Этап проверки понимания изученного
Организационный этап ( 2минуты )
Актуализация знаний (8-10мин)
Задание 1 : В каждом ряду выбрать лишнее вещество, указать причину выбора
CaO , CO 2 , HCl , NaOH – вещество не содержит кислород
CaCO 3 , SO 2 , MgO , Na 2 O – вещество не является оксидом
CaCO 3 , KMnO 4 , HgO , H 2 O 2 — из вещества нельзя получить кислород
Задание 2 : в каком предложении идёт речь о кислороде, как о простом веществе?
Кислород растворяется в воде.
Кислород входит в состав воды.
Кислородом мы дышим.
Кислород входит в состав белков, жиров, углеводов.
В кислороде горят многие вещества.
Кислород является одним из постоянных компонентов воздуха.
Кислород – простое вещество
Закончить уравнения реакции, уравнять, назвать образующиеся вещества:
III Целеполагание ( 5 минут)
Парижские ученые Гей-Люссак и Гумбольдт занимались исследованиями газов. Для опытов им были нужны тонкие пробирки, которые изготовлялись только в Германии. Но посылки облагались высокими налогами. Это было не по карману ученым. Чтобы избежать этого, Гумбольдт предложил одно решение, после которого посылки стали проходить через границу бесплатно, посылки с пробирками снабжались этикеткой "Осторожно! Немецкий воздух". У служащих на почте не было расценок на провоз воздуха, и они решили, что воздух можно пересылать бесплатно. Ребята, а мы понимаем ценность воздуха, мы можем сказать, что воздух не имеет для нас никакого значения?
Что вы уже знаете о воздухе?
Тема нашего урока: Воздух и его состав. Топливо и способы его сжигания. (запись темы в тетрадь)
Что мы можем ещё узнать о воздухе и о видах топлива.
IV Изучение нового материала (15 мин)
До 18 в. ученые все газы, образующиеся в каких — либо реакциях называли воздухом, хотя и с особыми свойствами (например "горючий газ- водород, "лесной воздух"- углекислый газ).
Установление французским ученым Антуаном Лавуазье того, что воздух — это смесь двух газов. ( Демонстрация опыта: учителем — горения фосфора под стеклянным цилиндром;)
Учащиеся легко объясняют поднятие воды в колоколе на 1/5 его объема и делают вывод о том, что кислород составляет 20% воздуха.
Теоретическое исследование (работа с учебником). Изучить текст учебника стр. 61. Составить диаграмму, отражающую состав воздуха.
Изучаем физические свойства воздуха. Решаем задачи
( учащиеся решают задачи и одновременно составляют схему о свойствах вохдуха)
Какое свойство воздуха позволяет велосипеду ехать плавно, без толчков? (упругость и сжимаемость)
Какое свойство воздуха позволяет нам видеть друг друга?(прозрачность и бесветность)
Из-за какого свойства воздуха человек предпочитает зимой двойные рамы? (Слабая теплопроводность.)
Физические свойства воздуха
На прошлых уроках мы выяснили. Что кислород поддерживает 2 жизненно важных процесса. Назовите их (дыхание., горение). Следует ли это, что вещества горят и в воздухе?
Посмотрите демонстрацию опыта и заполните таблицу( Демонстрация опыта "Несгораемый платок")
Вопрос: почему не сгорел платок?
Условия возникновения горения
Условия прекращения горения
Нагревание до температуры воспламенения.
Охлаждение ниже температуры воспламенения.
Платок, бумага., дрова – это примеры горения сложных веществ. Для составления реакции горения сложных веществ, нужно руководствоваться правилом:
ПРИ горении сложных веществ, образуются оксиды тех элементов, из которых состоит это вещество.
Например: H2S + O2 = H2O + SO2
С правилами уравнивания можно познакомиться на стр.62-63
Промежуточное закрепление: Закончить уравнения реакции
Вспомните какие виды топлива существуют, дополните схему с примерами (Устно)
каменный и бензин, метан,
бурый уголь, керосин, пропан,
торф, кокс, мазут, природный газ
антрацит, дизельное топливо
V. Этап применения знаний. Решение познавательных задач ( 5 минут)
Задание №1: Подумайте над вопросом: "Почему состав воздуха остается постоянным в течение длительного времени, хотя кислород расходуется на дыхание живых существ и горение?"
Справка: В процессе фотосинтеза, происходящего во всех зеленых растениях суши и Мирового океана, восстанавливается 320 млрд. т. кислорода в год.
Задание №2 Решите задачу: На каждые 10км. пути с выхлопными газами грузового автомобиля в атмосферу попадают 700г. углекислого газа и 70г. оксида азота (IV). Чему будет равна масса вредных выбросов при перевозке груза от с. Петропавловского до г. Бийска?
Задание №3 У писательницы В.Инбер есть такие строки: "Подобно тому, как кислород и азот, соединяясь, составляют воздух, необходимый для жизни — точно также мысль и чувство образуют воздух, которым дышит поэзия". Покритикуйте это выражение с точки зрения химика.
VI Этап проверки понимания изученного (5 минут)
На слайдах появляются слова: 1. Теплее. 2. Вниз. 3. Расширяется. 4. Холоднее. 5. Кверху. 6. Сжимается. 7. Охлаждается.
При нагревании воздух…
При охлаждении воздух…
Тёплый воздух поднимается…
Воздух над водой днём…., чем над сушей
Воздух над водой ночью…, чем над сушей
VII Домашнее задание :
П.22 . Заполнить таблицу Проблемы загрязнения воздуха.
Образование растворов кислот в атмосфере.
Нарушение теплового обмена между атмосферой и космосом.
Образование облаков из твердых частиц.
Сжигание топлива, металлургия.
Сжигание топлива, транспорт, металлургия.
Сжигание топлива, транспорт, металлургия.
Закисление почвы, гибель живых организмов.
Глобальное потепление климата.
Нарушение прозрачности воздуха, болезни человека.
Изменение состава атмосферы в результате деятельности человека приводит к серьезным экологическим последствиям. Для снижения нагрузки на атмосферу необходимо уменьшить сжигание топлива.
Состав воздуха: инертные или благородные газы — химические элементы главной подгруппы VIII группы
— Гелий
— Неон
— Аргон
— Криптон
— Ксенон
— Радон
Инертные газы бесцветны и не имеют запаха. В небольшом количестве они присутствуют в воздухе и некоторых горных породах.
Инертные газы не ядовиты. Тем не менее, в атмосфере чистого инертного газа человек жить не может из-за отсутствия кислорода. Известны случаи гибели людей при утечках аргона. Вдыхание радиоактивного радона может вызвать рак.
Инертные газы, благородные газы — редкие газы, химические элементы, образующие главную подгруппу 8-й группы периодической системы Менделеева: гелий Не (атомный номер 2), неон Ne (10), аргон Ar (18), криптон Kr (36), ксенон Xe (54) и радон Rn (86). Из всех И. г. только Rn не имеет стабильных изотопов и представляет собой радиоактивный химический элемент.
Название И. г. отражает химическую инертность элементов этой подгруппы, что объясняется наличием у атомов И. г. устойчивой внешней электронной оболочки, на которой у Не находится 2 электрона, а у остальных И. г. по 8 электронов. Удаление электронов с такой оболочки требует больших затрат энергии в соответствии с высокими потенциалами ионизации атомов И. г. (см. таблицу).
Из-за химической инертности И. г. долгое время не удавалось обнаружить, и они были открыты только во 2-й половине 19 в. К открытию первого И. г. — гелия — привело проведённое в 1868 французом Ж. Жансеном и англичанином Н. Локьером спектроскопическое исследование солнечных протуберанцев. Остальные И. г. были открыты в 1892—1908.
Молекулы инертных газов одноатомны.
Кислород. Это важнейшая составная часть воздуха. Его биологическое значение для человека состоит прежде всего в обеспечении окислительных процессов в организме. Без него невозможна жизнь людей, животных и растений. Взрослый человек в покое поглощает в среднем 12 л кислорода в час, а при физической работе — в 10 с лишним раз больше. Значительное количество кислорода воздуха расходуется на окисление органических веществ, содержащихся в нем, воде, почве, и на процессы горения. В нормальных условиях концентрация кислорода у поверхности почвы практически постоянна.
Двуокись углерода, или углекислый газ. Этот газ образуется в результате окислительно-восстановительных процессов, протекающих в организме людей и животных, горения топлива, гниения органических веществ.
Количество углекислого газа в атмосфере колеблется от 0,03 до 0,04%. В воздухе городов концентрация углекислого газа увеличивается за счет промышленных выбросов — до 0,045%, в жилых и общественных зданиях (при плохой вентиляции) — до 0,6—0,8%. Взрослый человек в покое выделяет в среднем 22 л углекислоты в час, а при физической работе — в 2—3 раза больше.
Азот. Азот атмосферы — индифферентный для человека газ, он служит как бы разбавителем других газов. Количество азота во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе одинаково. В условиях повышенного давления вдыхание азота может оказать наркотическое действие.
Основные сведения о топливе.
Топливом называются горючие вещества, которые сжигаются для получения тепла.
В соответствии с физическим состоянием топливо разделяют на твёрдое, жидкое и газообразное.
К твёрдому топливу относят древесину, торф, горючие сланцы и весь каменный уголь, который добывается.
К жидкому топливу в основном относят сырую нефть, различные нефтепродукты и мазут.
К газообразному топливу относят природный газ, а также различные промышленные газы: доменный, коксовый, генераторный и пр.
В зависимости от происхождения топливо разделяется на природное и искусственное.
Природным называют топливо в том виде, в котором оно было получено при добыче: каменный уголь, древесина, торф, сырая нефть, природный газ и др.
Искусственное топливо – это продукт, полученный при технологической переработке природного топлива. Например: кокс, брикеты, дизельное топливо, мазут, генераторный газ и др.
Топливо, которое по техническим и экономическим соображениям невыгодно перевозить на большие расстояния из-за его низкого качества, как правило, используют вблизи места добычи или получения, называется местным.
К высококачественному топливу относятся каменный уголь, антрациты, жидкое топливо и природный газ.
Все виды топлива состоят из горючей и негорючей частей.
К горючей части относятся: углерод, водород, углеводороды, а также сера, которая вредна для котлов и окружающего воздуха.
К негорючей части относятся кислород О2, азот N 2 , влага Н2О, и зола А. Влага и зола составляют внешний балласт топлива, а кислород и азот – внутренний
Топливо характеризуется рабочей, сухой и горючей массами.
Условия сжигания твёрдого топлива зависят от количества и свойств имеющихся в нём золы, влаги, количества летучих горючих веществ.
При сжигании жидкого топлива (мазута), имеющего высокую вязкость, одна из основных задач – распыление его на мелкие капельки.
Газовое топливо наиболее пригодное для смешивания его с воздухом, который необходим для горения, поскольку топливо и воздух находятся в одном агрегатном состоянии.
Физико-химические свойства природных газов.
Природные газы не имеют цвета, запаха и вкуса.
Основные показатели горючих газов, которые используются в котельных: состав, теплота сгорания, удельный вес, температура горения и воспламенения, границы взрываемости и скорость распространения пламени.
Природные газы сугубо газовых месторождений состоят в основном из метана (82…98%) и других углеводородов.
Теплота сгорания – это количество тепла, которое выделяется при полном сгорании 1 м 3 газа. Измеряется в ккал/м 3 . Различают высшую теплоту сгорания Q в , когда учитывается тепло, затраченное на конденсацию водяных паров, которые находятся в дымовых газах и низшую Q н , когда это тепло не учитывается – ею пользуются при расчётах.
На практике используются газы с различной теплотой сгорания. Для уравнительной характеристики качества топлива используется так называемое условное топливо, за единицу которого берут 1 кг топлива, имеющего теплоту сгорания Q н = 7000 ккал/м 3 (29300 кДж/кг).
Температурой горения называется максимальная температура, которая может быть достигнута при полном сгорании газа, если количество воздуха, необходимого для горения, точно отвечает химическим формулам горения, а начальная температура газа и воздуха равна 0.
Температура горения отдельных газов составляет 2000 — 2100ºС. Действительная температура горения в топках котлов ниже жаропродуктивности (1100 – 1400ºС) и зависит от условий сжигания.
Температура воспламенения – это минимальная начальная температура, при которой начинается горение. Для природного газа она составляет 645ºС.
Границы взрываемости . Газовоздушная смесь, в которой газа находится:
от 5 до 15% — взрывается;
больше 15% — горит при подаче воздуха.
Скорость распространения пламени для природного газа – 0,67 м/сек (метан СН4)
Горючие газы не имеют запаха. Для своевременного определения наличия их в воздухе, быстрого и точного определения мест утечки газ одорируют (дают запах). Для одоризации используют этилмеркоптан (С2Н5 S Н). Норма одоризации 16 г одоранта на 1000 м 3 газа. Одоризация проводится на газораспределительных станциях (ГРС). При наличии в воздухе 1% природного газа должен ощущаться его запах.
Наличие в помещении более 20% газа вызывает удушье, скопление его в закрытом объёме от 5 до 15% может привести к взрыву газовоздушной смеси, при неполном сгорании выделяется угарный газ СО, который даже при небольшой концентрации (0,15%) – отравляющий.
Горение природного газа.
Горение – это реакция, при которой происходит преобразование химической энергии топлива в тепло.
Горение бывает полным и неполным. Полное горение происходит при достаточном количестве кислорода. Нехватка его вызывает неполное сгорание, при котором выделяется меньшее количество тепла, чем при полном, и окись углерода (СО), отравляюще действующая на обслуживающий персонал, образовывается сажа, оседающая на поверхности нагрева котла и увеличивающая потери тепла, что приводит к перерасходу топлива и снижению к.п.д. котла, загрязнению атмосферы.
Для сгорания 1 м 3 метана нужно 10 м 3 воздуха, в котором находится 2 м 3 кислорода. Для полного сжигания природного газа воздух подают в топку с небольшим избытком. Отношение действительно израсходованного объёма воздуха V д к теоретически необходимому V т называется коэффициентом избытка воздуха a = V д / V т . Этот показатель зависит от конструкции газовой горелки и топки: чем они совершеннее тем меньше a . Необходимо следить, чтобы коэффициент излишка воздуха не был меньше 1, так как это приводит к неполному сгоранию газа. Увеличение коэффициента избытка воздуха снижает к.п.д. котлоагрегата.
Полноту сгорания топлива можно определить с помощью газоанализатора и визуально – по цвету и характеру пламени:
прозрачно-голубоватое – сгорание полное;
красный или жёлтый – сгорание неполное.
Горение регулируется увеличением подачи воздуха в топку котла или уменьшением подачи газа. В этом процессе используется первичный (смешивается с газом в горелке – до горения) и вторичный (соединяется с газом или газовоздушной смесью в топке котла в процессе горения) воздух.
В котлах, оборудованных диффузионными горелками (без принудительной подачи воздуха), вторичный воздух под действием разряжения поступает в топку через поддувочные дверцы.
В котлах, оборудованных инжекционными горелками: первичный воздух поступает в горелку за счёт инжекции и регулируется регулировочной шайбой, а вторичный – через поддувочные дверцы.
В котлах со смесительными горелками первичный и вторичный воздух подаётся в горелку вентилятором и регулируется воздушными задвижками.
Нарушение соотношения между скоростью газовоздушной смеси на выходе из горелки и скоростью распространения пламени приводит к отрыву или проскакиванию пламени на горелках.
Если скорость газовоздушной смеси на выходе из горелки больше скорости распространения пламени – отрыв, а если меньше – проскок.
При отрыве и проскоке пламени обслуживающий персонал должен погасить котёл, провентилировать топку и газоходы и снова разжечь котёл.
Жидкое топливо и его характеристика.
Про жидкое топливо напишу коротко т.к. сам никогда с ним не сталкивался. Если кому-то это необходимо, возможно рассмотрение этого раздела более подробно. Пишите kamenskih 2@ bk . ru
Основным видом жидкого топлива, которое используется в котельных, служит топливный мазут – конечный продукт переработки нефти.
Основные характеристики мазутов: вязкость, температура застывания, вспышки и воспламенения, а также содержание серы.
Перед подачей на форсунки и сжиганием мазут нужно подогреть до температуры 80…120°С. До указанной температуры можно подогреть мазут, который находится под давлением в закрытых ёмкостях (трубы, змеевики)
