Теплотехника Учебн.для вузов. Под ред. А.П.Баскакова. М. (1013707), страница 37
Текст из файла (страница 37)
На определенной стадии разложения органической массы при нагревании она может становиться вязкой, текучей, пластичной. При дальнейшем разложении пластичная масса снова затвердевает. В зависимости ат того, происходит пластификация или нет и какова степень ее (а это зависит от сорта угля), коксовый остаток может быть плотным спекшимся или рыхлым рассыпающимся. В первом случае угли относятся к разряду к о к с у ю щ и х с я.
Запасы таких углей относительно невелики, они весьма дефнцитны и используются талька для получения металлургического кокса. В энергетических и технологических установках сжигают только угли, непригодные для получения кокса, или коксовые отсевы мельче 10 мм и отходы углеабогащения. ШШ. СОСТАВ И ОСИОВИЫВ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЖИДКОГО ТОПЛИВА Практически все жидкие топлива пока получают путем переработки нефти. Сырую нефть нагревают до 300 — 370 'С, после чего полученные пары разгоняют на фракции, конденсируюшиеся при раз.
личной температуре йн сжиженный газ (выход окало 1 ой), бензиновую (около 15 о~о, П = 30 —: 180 'С), керосиновую (аколо 17 Я~, 0=120 —:135'С), дизельную (около 16 Я~, 1„= 160 —: 350 'С). Жидкий остаток с температурой начала кипения 330 — 350 'С называется мазутом.
Указанные фракции служат исходным сырьем для получения смазочных материалов и топлив для двигателей внутреннего сгорания и газотурбинных установок — бензина, керосина, дизельных топлив и т. д. Мазутная фракция может подвергаться дальнейшей переработке на светлые нефтепродукты путем крекинга, т. е. расщепления тяжелых молекул на более легкие.
Первый патент на уста- новку термического (т. е. осуществляемого путем нагрева до высоких температур под давлением) крекинга нефтепродуктов был получен русским инженером В. Г. Шуховым в 20-х годах нашего века по решению международного суда на основании «привилегии», выданной ему еще в 189! г. Сейчас этот процесс ускоряют с помощью катализаторов, Большое количество мазута (с некоторыми добавками) все еще используется в качестве топлива. В 1975 г. выход мазута в СССР составил около 45 ой количества сырой нефти. В начале 80-х годов глубина переработки нефти возросла примерно до 60 ою а к концу века выход мазута уменьшится до 20 Я сырой нефти, Поскольку мазут служит и предметом экспорта, его потребление в качестве топлива уменьшается Мазут, как и моторные топлива, представляет собой сложную смесь углеводородов, в состав которых входят в основном углерод (С'= = 84 †: 86 о4,') и водород (Н'= 10 †: 12 ",4).
Мазуты, получаемые иэ нефти рида месторождений, могут содержать много серы (до 4,3 оо), что резко усложняет защиту оборудования и окружающей среды при их сжигании. Зольность мазута не должна превы. шать 0,14 оо, а содержание воды должно быть не более 1,5 ою В состав золы входят соединения ванадия, никеля, железа и других металлов, поэтому ее часто используют в качестве сырья лля получения, например, ванадия В последнее время все более актуальным становится получение жидкого топлива из угля, однако в условиях СССР искусственное жидкое топливо пока еще экономически неконкуректоспособно по отношению к природному.
15.3. СОСТАВ И ОСНОВН616 ХА РА КТЕ РИ ОТ И КИ ГАЗООБРАЗНОГО ТОПЛИВА К газообразным топливам относится прежде всего п р и р од н ы й г а з,) огромными запасами которого располагает СССР. Основным его компонентом является метан СНь кроме того, в газе разных месторождений содержатся неболь- шие количества азота Чо, высших углеводородов С,Н, диоксида углерода СОо. В процессе добычи природного газа его очищают от сернистых соеднненой, но часть их (в основном сероводород) может оставаться.
Кроме того, в бьтоаой газ для обнаружения утечек доба оляют так называемые одоризаторы, придающие газу специфический запах; оно тоже содержат соединения серы. Принято считать, что концентрация водяного пара в природном газе соответствует состоянию насьпцения прн температуре газа в трубопроводе. При добыче нефти выделяется так называемый п о п у т н ы й г а з,:одержащий меньше метана, чем природный, но больше высших углеводородов и поэтому выделяющий при сгорании больше теплоты.'Проблема полного его и польо зования сейчас весьма актуальна. Так, в СССР на попутном газе работает Сургутскаи ГРЭС мощностью 2,5 ГВт, в том же районе сооружаются аналогичные ГРЭС.
Естественно, если близко есть газопровод природного газа, попутный газ проще всего закачивать в него. В промышленности и особенно з быту находит широкое распространение с ж и. ж е н н ы й г а з, получаемый пр» первичной переработке нефти и попутных нефтяных газов ) По ГОСТ 2~)448— 80 с изменениями от 01.03.84 г. и 01.07.86 г. выпускают тех нический пропан (не менее 93 оп СоНо+ СоНо), технический бутан (не менее 93 36 С4Нм+СоНо) н их смеси. Температура конденсации пропана при атмосферном давлении равна — 44,5 'С, а бутана +5 'С; соответственно при 20 'С давление паров пропана составлязт около 0,8, а бутана — около 0,2 МПа.
Поэтому эти газы транспортируют в жидком виде в баллонах под небохьшим давлением (менее 2 МПа). В зависимости от назначения и условий использования смеси содержание в ней пропановой и бутановой фракций должно быть разным. Например, в районах с суровым климатом цистерны без подогрева, размещаемые на улице, должны зимой заполняться пропаном, ибо бутан при отрицательных температурах испаряться не будет.
Наоборот, неболь- 121 шие баллоны, устанавливаемые в помещении, и любые баллоны в районах с теплым климатом, заполняют смесью, состоишей примерно поровну из пропана и бутана, в результате чего давление в баллоне обычно не превышает 0,6 МПа. На металлургических заводах в качестве попутных продуктов получают , к о к с о в ы й и д о м е н и ы й газы.~ И тот и другой используются здесь же йа заводах для отопления печей и техноло. гических аппаратов. Коксовый газ иногда (после очистки от сернистых соединений) применяют для бытового газоснабжения прилегающих жилых массивов. Из-за большого содержания СО (5— 10 «6) он значительно токсичнее природного. Избытки доменного газа обычно сжигают в топках заводских электростанций.
В районе расположения угольных шахт своеобразным «топливом» может служить метан, выделяющийся из пластов прн их вентиляции. Концентрация его в смеси с воздухом может составлять от '2,5 до 40 «г«и вьпне Поскольку метана-воздушная смесь взрывоопасна при концентрации метана в ней более 5, но менее 15 Я и может загореться (взорваться) в подводящих трубопроводах, для сжигания используют лишь смеси с концентрацией, лежащей за этими пределамн Газы, получаемые путем газификации (генераторные) или путем сухой перегонки (иагрева без доступа воздуха) твердых топлив, в большинстве стран практически полностью вытеснены природным, однако сейчас снова возрождается интерес к их производству и использованию. В последнее время в ряде мест все большее применение находит (б и ог а з ~- продукт анаэробной ферментации (сбраживания) органических отходов (навоза, растительных остатков, мусора, сточных вод и т.
д.). По данным академика И. В. Петрянова-Соколова в Китае на самых разных отбросах работают уже свыше миллиона фабрик биогаза (по данным Юнеско — до 7 млн). В Японии источниками биогаза служат свалки предварительно отсортированно- 122 го бытового мусора. «Фабрика» производительностью до 20 ° 10' м' газа в сутки отапливает небольшую электростанцию мощностью 716 кВт. В СССР первые установки для получения биогаза были построены в Латвийском совхозе «Огре».
Конструкция небольшого фермента- тора для индивидуального потребители предельно проста: тепло- и гидроизолированная яма с гидрозатвором, заполненная разжиженным сырьем (влажность 88 — 94 «в) с плавающим в ией колоколом-аккумулятором для вывода газа.
Производительность ферментатора составляет грубо около 1 м' газа в сутки с 1 м' его обьема при температуре в нем 30 — 40 'С.Ферментатора размерами 2Х Х 2Х 1,5 и вполне достаточно для работы двух бытовых газовых горелок. Сырье загружается порциями по крайней мере 1 раз в сутки. Получающийся газ состоит в основном из метана и диоксида углерода с небольшими количествами сероводорода, азота и водорода.
Его сжигание (учитывая более высокую эффективность) дает не меньше энергии, чем непосредственное сжигание кизяка. Г!олучаюшиеся в процессах ферментации жидкие отходы используются в качестве высококачественного удобрения, содержащего вдвое больше связанного азота, чем исходное сырье. Анаэробное сбраживание отходов крупных животноводческих комплексов позволяет решить чрезвычайно острую проблему загрязнения окружающей среды жидкими отходами путем превращения их в биогаз (примерно 1 м' в сутки на единицу крупного рогатого скота) и высококачественные удобрения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
