Dom » Poslovne ideje » organsko gorivo. Tečno gorivo i njegove karakteristike Klasifikacija goriva prema načinu proizvodnje

organsko gorivo. Tečno gorivo i njegove karakteristike Klasifikacija goriva prema načinu proizvodnje

Gorivo- To su zapaljive materije koje pri sagorevanju oslobađaju značajnu količinu toplote koja se direktno koristi u tehnološkim procesima ili se pretvaraju u druge oblike energije. Tu spadaju minerali organskog porijekla - ugalj, zapaljivi plinovi, uljni škriljci, nafta, treset, kao i drvni i biljni otpad.

U nuklearnoj energiji koristi se koncept nuklearnog goriva- supstanca čija se jezgra dijele pod djelovanjem neutrona, a oslobađaju energiju uglavnom u obliku kinetičke energije fisionih fragmenata jezgara i neutrona.

Konvencionalno hemijsko gorivo, za razliku od nuklearnog, naziva se organskim, i to je trenutno glavni izvor toplote.

Za analizu termičkih karakteristika goriva, određivanje sastava gasova i druge proračune, potrebno je poznavati hemijsku strukturu svake vrste goriva. Organski dio čvrstih i tečnih goriva sastoji se od velikog broja složenih hemijskih spojeva, koji uglavnom uključuju pet hemijskih elemenata.: karbon With, vodonik H, kiseonik O, sumpor S i azota N. Osim toga, gorivo sadrži mineralne nečistoće ALI i vlage W koji zajedno predstavljaju vanjski balast goriva.

Hemijski sastav čvrstih, tečnih i gasovitih goriva ne određuje se brojem jedinjenja, već ukupnom masom hemijskih elemenata (u procentima po 1 kg ili 1 kubnom metru goriva), tj. odrediti elementarni sastav goriva. Postoje tri glavna elementarna sastava goriva:

1) radna masa goriva C+H+O+N+S+A+W=100%;

2) suva težina goriva C+H+O+N+A=100%;

3) zapaljiva masa goriva C+ H+O+N=100%.

Radnom masom se smatra masa goriva u obliku u kojem ono ulazi u preduzeće.

Ako se gorivo zagrije na 102-105ºS, tada će vlaga ispariti, tada će se dobiti suha masa goriva. Naziv zapaljive mase je uslovan; budući da sadrži azot i kiseonik nisu zapaljivi elementi i čine unutrašnji balast za gorivo. Dušik i kiseonik doprinose procesu sagorevanja goriva.

Gorivi elementi su ugljenik, vodonik i sumpor.. Ugljik je glavni, zapaljivi element goriva. Ima visoku kalorijsku vrijednost (33.600 kJ/kg) i čini najveći dio radne mase goriva (50-75% za čvrsta goriva i 80-85% za lož ulja). Vodik ima visoku kalorijsku vrijednost (oko 130.000 kJ/kg), ali je njegova količina u čvrstim gorivima mala ( H= 2-6%) i nešto više u tečnosti (oko 10%). To čini kalorijsku vrijednost tečnih goriva većom od čvrstih.

Sumpor ima nisku kalorijsku vrijednost (9000 kJ/kg). Njegov sadržaj u gorivima je nizak ( S\u003d 0,2-4%), stoga se sumpor, kao zapaljiva komponenta, ne vrednuje.

Prisustvo sumpornih oksida u produktima sagorevanja u određenim koncentracijama je opasno za organizme i biljke i zahteva određene mere i sredstva za njegovo hvatanje ili raspršivanje u atmosferi.

VRSTE GORIVA. KLASIFIKACIJA GORIVA

Prema definiciji D. I. Mendeljejeva, „gorivo je zapaljiva supstanca koja se namerno sagoreva da bi se proizvela toplota“.

Trenutno, izraz "gorivo" pokriva sve materijale koji služe kao izvor energije (na primjer, nuklearno gorivo).

Gorivo se prema porijeklu dijeli na:

Prirodna goriva (ugalj, treset, nafta, uljni škriljci, drvo, itd.)

Vještačko gorivo (motorno gorivo, generatorski gas, koks, briketi, itd.).

Prema agregatnom stanju dijeli se na čvrsta, tečna i plinovita goriva, a prema namjeni u upotrebi dijeli se na energetska, tehnološka i kućna. Najviši zahtjevi se odnose na energetska goriva, dok se minimalni zahtjevi odnose na goriva za domaćinstvo.

Čvrsto gorivo - drvna i biljna masa, treset, škriljac, mrki ugalj, ugalj.

Tečno gorivo - proizvodi prerade nafte (lož ulje).

Plinovito gorivo - prirodni plin; gas koji nastaje tokom prerade nafte, kao i biogas.

Nuklearno gorivo - fisione (radioaktivne) supstance (uranijum, plutonijum).

Fosilno gorivo, tj. ugalj, nafta, prirodni gas, čine veliku većinu ukupne potrošnje energije. Formiranje organskog goriva rezultat je toplinskog, mehaničkog i biološkog utjecaja tokom više stoljeća na ostatke flore i faune taložene u svim geološkim formacijama. Sva ova goriva su na bazi ugljika, a energija se iz njih oslobađa prvenstveno stvaranjem ugljičnog dioksida.

ČVRSTO GORIVO. GLAVNE KARAKTERISTIKE

čvrsto gorivo . Fosilna čvrsta goriva (osim škriljevca) su produkt razgradnje organske tvari biljaka. Najmlađi od njih - treset - je gusta masa , nastala od trulih ostataka močvarnog bilja. Sljedeći u "dobu" su mrki ugalj- homogena masa zemljane ili crne boje, koja se tokom dužeg skladištenja na vazduhu delimično oksidira („pretroši“) i raspada se u prah. Zatim dolaze ugljevi, koji po pravilu imaju povećanu čvrstoću i manju poroznost. Organska masa najstarijeg od njih - antracita - pretrpjela je najveće promjene i sastoji se od 93% ugljika. Antracit ima visoku tvrdoću.

Svjetske geološke rezerve uglja, izražene u standardnom gorivu, procjenjuju se na 14.000 milijardi tona, od čega je polovina pouzdana (Azija - 63%, Amerika - 27%). Sjedinjene Države i Rusija imaju najveće rezerve uglja. Značajne rezerve su dostupne u Njemačkoj, Engleskoj, Kini, Ukrajini i Kazahstanu.

Celokupna količina uglja može se predstaviti kao kocka sa stranom od 21 km, iz koje osoba godišnje povuče „kocku“ sa stranom od 1,8 km. Pri ovoj stopi potrošnje, ugalj će trajati oko 1000 godina. Ali ugalj je teško, nezgodno gorivo koje ima puno mineralnih nečistoća, što otežava njegovu upotrebu. Njegove rezerve su raspoređene izuzetno neravnomjerno. Najpoznatija ležišta uglja: Donbas (zalihe uglja 128 milijardi tona), Pechora (210 milijardi tona), Karaganda (50 milijardi tona), Ekibastuz (10 milijardi tona), Kuznjeck (600 milijardi tona), Kansk-Ačinsk (600 milijardi tona). ). Irkutsk (70 milijardi tona) bazena. Najveća svjetska nalazišta uglja su Tungusskoye (2300 milijardi tona - više od 15% svjetskih rezervi) i Lenskoye (1800 milijardi tona - skoro 13% svjetskih rezervi).

Eksploatacija uglja se vrši rudarskom metodom (od dubine od stotine metara do nekoliko kilometara) ili u obliku površinskog kopanja. Već u fazi eksploatacije i transporta uglja, koristeći napredne tehnologije, moguće je postići smanjenje transportnih gubitaka. Smanjenje sadržaja pepela i vlage u otpremljenom uglju.

Obnovljivo čvrsto gorivo je drvo. Njegov udio u energetskom bilansu svijeta sada je izuzetno mali, ali se u nekim regijama drvo (i češće njegov otpad) koristi i kao gorivo.

As čvrsto gorivo mogu se koristiti i briketi - mehanička mješavina sitnog uglja i treseta sa vezivom (bitumen i sl.), komprimirana pod pritiskom do 100 MPa u posebnim presama.

TEČNO GORIVO. GLAVNE KARAKTERISTIKE

Tečno gorivo. Gotovo sva tečna goriva se još uvijek dobijaju rafinacijom nafte. Nafta, tečno fosilno gorivo, je smeđa tečnost koja sadrži gasovite i isparljive ugljovodonike u rastvoru. Ima osebujan smolasti miris. Destilacijom ulja dobija se niz proizvoda od velikog tehničkog značaja: benzin, kerozin, ulja za podmazivanje, kao i vazelin, koji se koristi u medicini i parfimeriji.

Sirova nafta se zagreva na 300-370°C, nakon čega se nastale pare raspršuju u frakcije koje se kondenzuju na različitim temperaturama tª: tečni gas (oko 1% prinosa), benzin (oko 15%, tª = 30 - 180°C) . Kerozin (oko 17%, tª=120 - 135°S), dizel (oko 18%, tª=180 - 350°S). Tečni ostatak sa početnom tačkom ključanja od 330-350°C naziva se lož ulje. Lož ulje, kao i motorno gorivo, je složena mješavina ugljovodonika, koja uglavnom uključuje ugljik (84-86%) i vodonik (10-12%).

Lož ulje dobijeno iz nafte sa brojnih polja može sadržavati dosta sumpora (do 4,3%), što uvelike otežava zaštitu opreme i okruženje kada je spaljena.

Sadržaj pepela lož ulja ne smije prelaziti 0,14%, a sadržaj vode 1,5%. Sastav pepela uključuje spojeve vanadijuma, nikla, željeza i drugih metala, pa se često koristi kao sirovina za dobijanje, na primjer, vanadijuma.

U kotlovima kotlovnica i elektrana obično se sagorijeva lož ulje, u kućnim instalacijama grijanja - lož ulje za domaćinstvo (mješavina srednjih frakcija).

Svjetske geološke rezerve nafte procjenjuju se na 200 milijardi tona, od čega 53 milijarde tona. predstavljaju pouzdane rezerve. Više od polovine svih dokazanih rezervi nafte nalazi se u zemljama Bliskog i Bliskog istoka. U zemljama zapadne Evrope, gde postoje visoko razvijene industrije, koncentrisane su relativno male rezerve nafte. Istražene rezerve nafte se stalno povećavaju. Do povećanja dolazi uglavnom zbog morskih polica. Stoga su sve procjene rezervi nafte dostupne u literaturi uslovne i karakteriziraju samo red veličine.

Ukupne rezerve nafte u svijetu su niže od rezervi uglja. Ali nafta je upotrebljivije gorivo. Posebno u revidiranom obliku. Nakon podizanja kroz bušotinu, nafta se potrošačima šalje uglavnom naftovodima, željeznicom ili tankerima. Stoga transportna komponenta ima značajan udio u cijeni nafte.

GASNO GORIVO. GLAVNE KARAKTERISTIKE

gasovito gorivo. Gasovita goriva prvenstveno uključuju prirodni gas. To je plin proizveden iz čistih plinskih polja, prateći plin naftna polja, kondenzat poljski gas, rudnički metan itd. Njegova glavna komponenta je metan CH 4; osim toga, plin iz različitih polja sadrži male količine dušika N 2 , viših ugljovodonika SnNm , ugljičnog dioksida CO 2 . Prilikom vađenja prirodnog plina on se pročišćava od sumpornih jedinjenja, ali dio njih (uglavnom sumporovodik) može ostati.

Kada se nafta vadi, oslobađa se takozvani povezani gas, koji sadrži manje metana od prirodnog gasa, ali više ugljovodonika i stoga oslobađa više toplote tokom sagorevanja.

U industriji, a posebno u svakodnevnom životu, široku je primjenu ukapljeni plin koji se dobija primarnom preradom nafte i pratećih naftnih plinova. Proizvode tehnički propan (najmanje 93% C 3 H 8 + C 3 H 6), tehnički butan (najmanje 93 % C 4 H 10 + C 4 H 8) i njihove mješavine.

Svjetske geološke rezerve gasa procjenjuju se na 140-170 triliona m³.

Prirodni plin se nalazi u ležištima, koja su "kupole" od vodootpornog sloja (tip gline), ispod kojeg se plin, koji se sastoji uglavnom od metana CH 4, nalazi pod pritiskom u poroznoj sredini (pješčanik). Na izlazu iz bušotine, plin se čisti od suspenzije pijeska, kapljica kondenzata i drugih inkluzija i dovodi u magistralni gasovod prečnika 0,5 - 1,5 m i dužine od nekoliko hiljada kilometara. Pritisak gasa u gasovodu održava se na 5 MPa korišćenjem kompresora instaliranih na svakih 100-150 m. Kompresori se rotiraju gasne turbine trošenje gasa. Ukupna potrošnja gasa za održavanje pritiska u gasovodu iznosi 10-12% od ukupno pumpanog. Zbog toga je transport gasovitog goriva veoma energetski intenzivan.

AT novije vrijeme Na brojnim mjestima sve više se koristi biogas, proizvod anaerobne fermentacije (fermentacije) organskog otpada (stajnjak, biljni ostaci, smeće, kanalizacija itd.). U Kini već radi više od milion fabrika biogasa na raznim vrstama otpada (prema UNESCO-u, do 7 miliona). U Japanu, izvori biogasa su deponije prethodno sortiranog kućnog otpada. "Fabrika", kapaciteta do 10-20 m³ gasa dnevno. Osigurava gorivo za malu elektranu snage 716 kW.

Anaerobna digestija otpada iz velikih stočarskih kompleksa omogućava rešavanje izuzetno akutnog problema zagađenja životne sredine tečnim otpadom pretvaranjem u biogas (oko 1 kubni metar dnevno po jedinici goveda) i visokokvalitetna đubriva.

Veoma perspektivni pogled Gorivo, koje ima tri puta veći specifični energetski intenzitet u odnosu na naftu, je vodonik, naučni i eksperimentalni rad na pronalaženju isplativih načina industrijske transformacije koji se trenutno aktivno sprovodi kako kod nas tako i u inostranstvu. Rezerve vodonika su neiscrpne i nisu povezane ni sa jednom regijom planete. Vodik u vezanom stanju nalazi se u molekulima vode (H 2 O). Sagorevanjem nastaje voda koja ne zagađuje životnu sredinu. Vodik se lako skladišti, distribuira kroz cjevovode i transportuje po niskoj cijeni.

Trenutno se vodonik uglavnom dobija iz prirodnog gasa, au bliskoj budućnosti će ga biti moguće dobiti u procesu gasifikacije uglja. Za dobijanje hemijske energije vodonika koristi se i proces elektrolize. Posljednja metoda ima značajnu prednost, jer dovodi do obogaćivanja kisika u okolišu. Široka upotreba vodikovog goriva može riješiti tri hitna problema:

Smanjiti potrošnju organskog i nuklearnog goriva;

Zadovoljiti rastuće energetske potrebe;

Smanjite zagađenje životne sredine.

NUKLEARNO GORIVO. KLASIFIKACIJA I PRIMJENA

Nuklearno gorivo. Jedina prirodna vrsta nuklearnog goriva su teška jezgra uranijuma i torija. Energija u obliku toplote se oslobađa pod dejstvom sporih neutrona tokom fisije izotopa 235 U, koji je 1/140 deo prirodnog uranijuma. Kao sirovine se mogu koristiti 238 U i 239 Th, koji se, kada se ozrače neutronima, pretvaraju u novo nuklearno gorivo - 239 Pu i 239 U. Prilikom fisije svih jezgara sadržanih u 1 kg uranijuma oslobađa se energija 2 10 7 kWh, što je ekvivalentno 2,5 hiljada tona visokokvalitetnog kamenog uglja sa kalorijskom vrijednošću od 35 MJ/kg (8373 kcal/kg).

Nuklearno gorivo je podijeljeno u dvije vrste:

Prirodni uranijum, koji sadrži fisijska jezgra 235 U, kao i sirovine 238 U, sposobne da formiraju plutonijum 239 Pu nakon hvatanja neutrona;

Sekundarno gorivo koje se ne pojavljuje u prirodi, uključujući 239 Pu dobijeno iz goriva prve vrste, kao i izotope 233 U koji nastaju tokom hvatanja neutrona od strane 232 Th jezgra torija.

By hemijski sastav, nuklearno gorivo može biti:

Metal, uključujući legure;

Oksid (na primjer, UO 2);

Karbid (npr. PuC 1-x)

nitrida

Miješano (PuO 2 + UO 2)

Aplikacija. Nuklearno gorivo se koristi u nuklearnih reaktora, gdje se obično nalazi u hermetički zatvorenim gorivnim elementima (TVEL) u obliku peleta veličine nekoliko centimetara.

Nuklearno gorivo podliježe visokim zahtjevima za hemijsku kompatibilnost sa oblogama gorivih šipki, mora imati dovoljnu temperaturu topljenja i isparavanja, dobru toplotnu provodljivost, malo povećanje zapremine tokom neutronskog zračenja i proizvodnost.

Metalni uranijum se relativno retko koristi kao nuklearno gorivo. Njegova maksimalna temperatura je ograničena na 660 °C. Na ovoj temperaturi dolazi do faznog prijelaza u kojem se mijenja kristalna struktura uranijuma. Fazni prijelaz je praćen povećanjem volumena uranijuma, što može dovesti do uništenja omotača gorivnog elementa. Uz produženo zračenje u temperaturnom rasponu od 200-500°C, uranijum je podložan rastu radijacije. Ovaj fenomen je da je ozračeni uranijumski štap izdužen. Eksperimentalno je uočeno povećanje dužine uranijumske šipke za jedan i pol puta.

Upotreba metalnog uranijuma, posebno na temperaturama iznad 500 °C, otežana je zbog njegovog bubrenja. Nakon nuklearne fisije formiraju se dva fisiona fragmenta, čija je ukupna zapremina veća od zapremine atoma urana (plutonijum). Dio atoma - fisijskih fragmenata su atomi plina (kripton, ksenon, itd.). Atomi gasa se akumuliraju u porama uranijuma i stvaraju unutrašnji pritisak koji raste sa povećanjem temperature. Zbog promjene zapremine atoma u procesu fisije i povećanja unutrašnjeg pritiska gasova, uranijum i druga nuklearna goriva počinju da bubre. Bubrenje se shvata kao relativna promena u zapremini nuklearnog goriva povezana sa nuklearnom fisijom.

Bubrenje zavisi od sagorevanja i temperature gorivih šipki. Broj fisijskih fragmenata raste sa sagorevanjem, a unutrašnji pritisak gasa raste sa sagorevanjem i temperaturom. Bubrenje nuklearnog goriva može dovesti do uništenja omotača gorivnog elementa. Nuklearno gorivo je manje sklono bubrenju ako je visoko mehanička svojstva. Metalni uranijum se jednostavno ne odnosi na takve materijale. Stoga, korištenje metalnog uranijuma kao nuklearnog goriva ograničava sagorijevanje, što je jedna od glavnih procjena ekonomije nuklearne energije.

Otpornost na zračenje i mehanička svojstva goriva poboljšavaju se nakon legiranja uranijuma, tokom kojeg se uranijumu dodaju male količine molibdena, aluminijuma i drugih metala. Doping aditivi smanjuju broj fisijskih neutrona po hvatanju neutrona nuklearnim gorivom. Stoga se dodaci legure uranijumu obično biraju od materijala koji slabo apsorbuju neutrone.

Dobra nuklearna goriva uključuju neka vatrostalna jedinjenja uranijuma: okside, karbide i intermetalna jedinjenja. Najviše se koristi keramika - uran dioksid UO 2 . Njegova tačka topljenja je 2800 ° C, gustina - 10,2 t / m 3. Uran dioksid nema fazne prelaze i manje je sklon bubrenju od legura uranijuma. To vam omogućava da povećate sagorijevanje do nekoliko posto. Uran dioksid ne stupa u interakciju sa cirkonijumom, niobijem, nerđajućim čelikom i drugim materijalima na visokim temperaturama. Glavni nedostatak keramike je niska toplotna provodljivost - 4,5 kJ/(m·K), što ograničava specifičnu snagu reaktora u pogledu temperature topljenja. Dakle, maksimalna gustina toplotnog fluksa u VVER reaktorima koji rade na uranijum dioksidu ne prelazi 1,4 10 3 kW/m 2 , dok maksimalna temperatura u gorivim šipkama dostiže 2200 °C. Osim toga, vruća keramika je vrlo lomljiva i može popucati.

Plutonijum je metal niske topljivosti. Njegova tačka topljenja je 640 °C. Plutonijum ima loša plastična svojstva, pa ga je gotovo nemoguće mašinski obrađivati. Tehnologija proizvodnje gorivih šipki dodatno je komplikovana toksičnošću plutonijuma. Za pripremu nuklearnog goriva obično se koristi plutonijum dioksid, mješavina plutonijum karbida sa karbidima uranijuma i legure plutonijuma sa metalima.

Disperziona goriva imaju visoku toplotnu provodljivost i mehanička svojstva, pri čemu su male čestice UO 2 , UC, PuO 2 i drugih jedinjenja uranijuma i plutonijuma heterogeno smeštene u metalnu matricu od aluminijuma, molibdena, nerđajućeg čelika, itd. Materijal matrice određuje otpornost na zračenje i toplotnu provodljivost disperzijskog goriva. Na primjer, disperziono gorivo Prve NPP sastojalo se od čestica legure uranijuma sa 9% molibdena ispunjenih magnezijumom.

CONDITIONAL FUEL

uslovno gorivo. Različite vrste energetskih resursa imaju različit kvalitet, koji karakteriše energetski intenzitet goriva. Specifični energetski intenzitet je količina energije po jedinici mase fizičkog tijela nekog energetskog resursa.

Da biste uporedili različite vrste goriva, totalno računovodstvo njegove rezerve, procjenjujući efikasnost korištenja energetskih resursa, upoređujući indikatore uređaja koji koriste toplinu, usvaja se mjerna jedinica - konvencionalno gorivo. Uslovno gorivo je takvo gorivo, pri sagorevanju 1 kg od čega se oslobađa 29309 kJ, odnosno 700 kcal energije. Za komparativna analiza Koristi se 1 tona referentnog goriva.

1 t.t = 29309 kJ = 7000 kcal = 8120 kWh.

Ova brojka odgovara dobrom uglju s malo pepela, koji se ponekad naziva i ekvivalent uglja.

U inostranstvu se za analizu koristi referentno gorivo sa kalorijskom vrednošću od 41.900 kJ/kg (10.000 kcal/kg). Ova cifra se zove ekvivalent nafte. U tabeli ispod prikazane su vrijednosti specifičnog energetskog intenziteta za određeni broj energetskih resursa u poređenju sa konvencionalnim gorivom.

ZAKLJUČAK

Dakle, na osnovu gore navedenog materijala, mogu se izvesti sljedeći zaključci:

Gorivo je zapaljiva tvar koja se koristi za proizvodnju topline.

Po poreklu gorivo je prirodno i veštačko.

Prema agregatnom stanju razlikuju se čvrsta, tečna i gasovita goriva.

Prema namjeni, gorivo može biti energetsko, tehnološko i kućno.

Kao samostalna vrsta, nuklearno gorivo je također izolirano.

Za poređenje razne vrste goriva prema njihovoj kalorijskoj vrijednosti, koristi se mjerna jedinica "uslovno gorivo".

Konvencionalno gorivo - konvencionalno prihvaćeno gorivo sa kalorijskom vrijednošću od 7000 kcal / kg (za tečna i čvrsta goriva) i 7000 kcal / Nm 3 (za plin različite vrste gorivo).

SPISAK KORIŠĆENIH IZVORA

Zaštita na radu i osnove uštede energije: Proc. dodatak /

EM. Krachenya, R.N. Kozel, I.P. Svirid. - 2. izd. - Minsk: TetraSystems, 2005. - 156-161,166-167 str.

Wikipedia je besplatna enciklopedija [ Elektronski resurs] / Nuklearno gorivo. Način pristupa: http://ru.wikipedia.org/ Datum pristupa: 04.10.2009.

3. Odjel za energetsku efikasnost Državni komitet o standardizaciji Republike Bjelorusije [Elektronski izvor] / Pravila. Smjernice za izradu studija izvodljivosti za mjere uštede energije. Način pristupa: http://energoeffekt.gov.by/doc/metodika_1.asp. Datum pristupa: 03.10.2009

DODATAK A

Tabela 1: Specifični energetski intenzitet energetskih resursa

Vrste goriva

specifična potrošnja energije,

Uslovno gorivo

Gorivo - solarna energija).Može biti i drugih klasifikacija. Na primjer, iscrpljeni resursi - vrste prirodno...

koncept, vrste i klasifikacija troškovi distribucije na primjeru okružnog sindikata potrošača

Sažetak >> Financije

Koji se sastoji od 3 sekcije. koncept, vrste i klasifikacija troškovi distribucije Troškovi distribucije su ... 100% I. Materijalni troškovi - 34,53% gorivo- 0,6% energije - 2,4% skladištenje, prerada, sortiranje, pakovanje...

Klasifikacija građevinski materijal (2)

Cheat sheet >> Konstrukcija

Pouzdan u radu, dozvoljava upotrebu lokalnog vrste gorivo i zahtijevaju manju njegovu potrošnju, Nakon ... i drva; polimerizacioni i polikondenzacioni polimeri. U singlu klasifikacija izgradnja konglomerata organska veziva...

Klasifikacija bilansi stanja organizacije i postupak njihovog sastavljanja i primjene u privredi

Sažetak >> Računovodstvo i revizija

Bilans stanja organizacije 1.2 Klasifikacija bilansi stanja 2. Organiza- ... također studij vrste i klasifikacija bilansi stanja. Predmet ... osnovni i pomoćni materijali, gorivo, otkupljeni poluproizvodi i komponente...

Gorivo- ovo je zapaljiva supstanca koja pri sagorevanju oslobađa značajnu količinu toplote, koja se koristi direktno u tehnološkim procesima i za grejanje, ili se pretvara u druge vrste energije.

Prema agregatnom stanju goriva organskog porijekla dijele se na čvrsta, tečna i plinovita (gasovita).

Po porijeklu, organska goriva se dijele na prirodna (prirodna) i umjetna, dobivena različitim metodama.

Tabela 1.1

Klasifikacija fosilnih goriva

U zavisnosti od prirode upotrebe, organska goriva se mogu podeliti na energetska (za dobijanje toplotne i električne energije) i industrijska (za visokotemperaturne toplotno-tehnološke instalacije i sisteme). Energetska i industrijska goriva su takođe definisana pojmom „gorivo za kotlove i peći“.

Elementarni sastav i tehničke karakteristike organskog goriva

Sastav fosilnih goriva uključuje različite spojeve gorivih i negorivih elemenata. Čvrsta i tečna goriva sadrže zapaljive tvari kao što su ugljik C, vodonik H, isparljivi sumpor S l i negorive tvari - kisik O, dušik N, pepeo A, vlaga W. Hlapljivi sumpor se sastoji od organskih spojeva S op i pirita S k: S l \u003d S op + S k. Organsko gorivo karakteriziraju:

Radna masa;

Suha težina ;

zapaljiva masa;

organska masa.

Sumpor organske mase ne sadrži pirite. Možete ponovo izračunati sastav goriva iz jedne mase u drugu koristeći odgovarajuće koeficijente (Tabela 1.2)

Tabela 1.2

Preračunavanje sastava goriva iz jedne mase u drugu

Ciljana masa	Željena masa
Ciljana masa	organski
organski

Plinovita goriva se obično redukuju na suhu masu u zapreminskim udjelima:

Najvažnije tehničke karakteristike goriva su kalorijska vrijednost, toplinska snaga, sadržaj pepela i vlage, sadržaj štetnih nečistoća koje umanjuju vrijednost goriva, prinos isparljivih tvari, svojstva koksa (nehlapljivi ostatak) .

Toplota sagorevanja(kalorična vrijednost) goriva - količina topline koja se oslobađa tokom potpunog sagorijevanja jedinice mase (kJ / kg) ili zapremine (kJ / m 3) goriva. Toplina sagorijevanja je karakteristika koja određuje potrošnju goriva za rad opreme koja koristi gorivo. Postoje veće i niže kalorijske vrijednosti goriva. Prilikom projektovanja kotlova i tehnoloških jedinica koje ne koriste latentnu toplotu kondenzacije vodene pare sadržanu u produktima sagorevanja goriva, proračuni se tradicionalno provode prema neto kalorijska vrijednostsposobnosti gorivo.

U slučajevima kada se u jedinicama koristi latentna toplota kondenzacije vodene pare, proračuni uključuju bruto kalorijska vrijednost gorivo.

Niža kalorijska vrijednost goriva može se odrediti poznavanjem veće kalorijske vrijednosti

Toplina sagorijevanja goriva se eksperimentalno određuje u kalorimetrijskoj bombi ili u plinskom kalorimetru. Princip rada kalorimetara zasniva se na činjenici da sagorevaju precizno izmerenu masu ili zapreminu goriva, čija se oslobođena toplota prenosi na vodu, čija je početna temperatura i masa poznata. Poznavajući masu vode i mjereći povećanje njene temperature, odredite količinu oslobođene topline i kaloričnu vrijednost goriva. Sa poznatim sastavom goriva, toplota sagorevanja se može izračunati analitički. Radna niža kalorijska vrijednost čvrstih i tekućih goriva može se približno odrediti formulom D.I. Mendeljejev, kJ/kg

gdje

- toplota sagorevanja svakog gasa koji je deo goriva, MJ / m 3; C m H n,H 2 S,CO,H 2 - sadržaj pojedinačnih gasova u gorivu, % vol.

Toplota sagorevanja pojedinih gasova koji čine gasovito gorivo data je u tabeli. 1.3.

Toplota sagorevanja različitih vrsta goriva varira u veoma širokom rasponu. Za poređenje različitih vrsta goriva u određivanju stopa potrošnje, rezervi, ekonomičnosti goriva, uveden je koncept konvencionalnog goriva. Konvencionalno gorivo naziva se gorivo čija je donja kalorijska vrijednost jednaka Q c.t = 29310 kJ/kg (7000 kcal/kg).

Za preračunavanje potrošnje bilo koje vrste prirodnog goriva u konvencionalno gorivo i obrnuto, koristi se toplotni ekvivalent, koji je omjer donje kalorijske vrijednosti radne mase prirodnog goriva i kalorijske vrijednosti konvencionalnog goriva.

VRSTE GORIVA. KLASIFIKACIJA GORIVA

Prema definiciji D. I. Mendeljejeva, „gorivo je zapaljiva supstanca koja se namerno sagoreva da bi se proizvela toplota“.

Trenutno, izraz "gorivo" pokriva sve materijale koji služe kao izvor energije (na primjer, nuklearno gorivo).

Gorivo se prema porijeklu dijeli na:

Prirodna goriva (ugalj, treset, nafta, uljni škriljci, drvo, itd.)

Vještačko gorivo (motorno gorivo, generatorski gas, koks, briketi, itd.).

Čvrsto gorivo - drvna i biljna masa, treset, škriljac, mrki ugalj, ugalj.

Tečno gorivo - proizvodi prerade nafte (lož ulje).

Plinovito gorivo - prirodni plin; gas koji nastaje tokom prerade nafte, kao i biogas.

Nuklearno gorivo - fisione (radioaktivne) supstance (uranijum, plutonijum).

ČVRSTO GORIVO. GLAVNE KARAKTERISTIKE

čvrsto gorivo . Fosilna čvrsta goriva (osim škriljevca) su produkt razgradnje organske tvari biljaka. Najmlađi od njih - treset - je gusta masa , nastala od trulih ostataka močvarnog bilja. Sljedeći po "starosti" su mrki ugljevi - zemljana ili crna homogena masa, koja se tokom dugotrajnog skladištenja na zraku djelomično oksidira ("istroši") i raspada u prah. Zatim dolaze ugljevi, koji po pravilu imaju povećanu čvrstoću i manju poroznost. Organska masa najstarijeg od njih - antracita - pretrpjela je najveće promjene i sastoji se od 93% ugljika. Antracit ima visoku tvrdoću.

Obnovljivo čvrsto gorivo je drvo. Njegov udio u energetskom bilansu svijeta sada je izuzetno mali, ali se u nekim regijama drvo (i češće njegov otpad) koristi i kao gorivo.

Briketi se mogu koristiti i kao čvrsto gorivo - mehanička mješavina sitnog uglja i treseta sa vezivom (bitumen i dr.), komprimirana pod pritiskom do 100 MPa u posebnim presama.

TEČNO GORIVO. GLAVNE KARAKTERISTIKE

Lož ulje dobijeno iz nafte sa brojnih polja može sadržavati dosta sumpora (do 4,3%), što u velikoj mjeri otežava zaštitu opreme i okoliša prilikom njegovog sagorijevanja.

U kotlovima kotlovnica i elektrana obično se sagorijeva lož ulje, u kućnim instalacijama grijanja - lož ulje za domaćinstvo (mješavina srednjih frakcija).

GASNO GORIVO. GLAVNE KARAKTERISTIKE

gasovito gorivo. Gasovita goriva prvenstveno uključuju prirodni gas. To su plin proizveden iz čisto plinskih polja, prateći plin iz naftnih polja, plin iz kondenzatnih polja, metan iz rudnika uglja itd. Njegova glavna komponenta je metan CH 4; osim toga, plin iz različitih polja sadrži male količine dušika N 2 , viših ugljovodonika SnNm , ugljičnog dioksida CO 2 . Prilikom vađenja prirodnog plina on se pročišćava od sumpornih jedinjenja, ali dio njih (uglavnom sumporovodik) može ostati.

Kada se nafta vadi, oslobađa se takozvani povezani gas, koji sadrži manje metana od prirodnog gasa, ali više ugljovodonika i stoga oslobađa više toplote tokom sagorevanja.

Svjetske geološke rezerve gasa procjenjuju se na 140-170 triliona m³.

Prirodni plin se nalazi u ležištima, koja su "kupole" od vodootpornog sloja (tip gline), ispod kojeg se plin, koji se sastoji uglavnom od metana CH 4, nalazi pod pritiskom u poroznoj sredini (pješčanik). Na izlazu iz bušotine, plin se čisti od suspenzije pijeska, kapljica kondenzata i drugih inkluzija i dovodi u glavni gasovod promjera 0,5 - 1,5 m i dužine od nekoliko hiljada kilometara. Pritisak gasa u gasovodu se održava na 5 MPa pomoću kompresora postavljenih na svakih 100-150 m. Kompresore rotiraju gasne turbine koje troše gas. Ukupna potrošnja gasa za održavanje pritiska u gasovodu iznosi 10-12% od ukupno pumpanog. Zbog toga je transport gasovitog goriva veoma energetski intenzivan.

U posljednje vrijeme biogas, proizvod anaerobne fermentacije (fermentacije) organskog otpada (stajnjak, biljni ostaci, smeće, kanalizacija i dr.), sve se više koristi na više mjesta. U Kini već radi više od milion fabrika biogasa na raznim vrstama otpada (prema UNESCO-u, do 7 miliona). U Japanu, izvori biogasa su deponije prethodno sortiranog kućnog otpada. "Fabrika", kapaciteta do 10-20 m³ gasa dnevno. Osigurava gorivo za malu elektranu snage 716 kW.

Veoma perspektivna vrsta goriva, koja ima trostruko veći specifični energetski intenzitet u odnosu na naftu, je vodonik, naučni i eksperimentalni rad na pronalaženju ekonomičnih načina industrijske transformacije koji se trenutno aktivno sprovodi kako kod nas tako i u inostranstvu. Rezerve vodonika su neiscrpne i nisu povezane ni sa jednom regijom planete. Vodik u vezanom stanju nalazi se u molekulima vode (H 2 O). Sagorevanjem nastaje voda koja ne zagađuje životnu sredinu. Vodik se lako skladišti, distribuira kroz cjevovode i transportuje po niskoj cijeni.

Smanjiti potrošnju organskog i nuklearnog goriva;

Zadovoljiti rastuće energetske potrebe;

Smanjite zagađenje životne sredine.

NUKLEARNO GORIVO. KLASIFIKACIJA I PRIMJENA

Nuklearno gorivo. Jedina prirodna vrsta nuklearnog goriva su teška jezgra uranijuma i torija. Energija u obliku toplote se oslobađa pod dejstvom sporih neutrona tokom fisije izotopa 235 U, koji je 1/140 deo prirodnog uranijuma. Kao sirovine se mogu koristiti 238 U i 239 Th, koji se, kada se ozrače neutronima, pretvaraju u novo nuklearno gorivo - 239 Pu i 239 U. Prilikom fisije svih jezgara sadržanih u 1 kg uranijuma oslobađa se energija 2 10 7 kWh, što je ekvivalentno 2,5 hiljada tona visokog kvaliteta kameni ugalj sa kalorijskom vrijednošću od 35 MJ/kg (8373 kcal/kg).

Nuklearno gorivo je podijeljeno u dvije vrste:

Prirodni uranijum, koji sadrži fisijska jezgra 235 U, kao i sirovine 238 U, sposobne da formiraju plutonijum 239 Pu nakon hvatanja neutrona;
Sekundarno gorivo koje se ne pojavljuje u prirodi, uključujući 239 Pu dobijeno iz goriva prve vrste, kao i izotope 233 U koji nastaju tokom hvatanja neutrona od strane 232 Th jezgra torija.

Prema hemijskom sastavu nuklearno gorivo može biti:

Metal, uključujući legure;
Oksid (na primjer, UO 2);
Karbid (npr. PuC 1-x)
nitrida
Miješano (PuO 2 + UO 2)

Aplikacija. Nuklearno gorivo se koristi u nuklearnim reaktorima, gdje se obično skladišti u hermetički zatvorenim gorivnim elementima (FEL) u obliku peleta veličine nekoliko centimetara.

Bubrenje zavisi od sagorevanja i temperature gorivih šipki. Broj fisijskih fragmenata raste sa sagorevanjem, a unutrašnji pritisak gasa raste sa sagorevanjem i temperaturom. Bubrenje nuklearnog goriva može dovesti do uništenja omotača gorivnog elementa. Nuklearno gorivo je manje sklono bubrenju ako ima visoka mehanička svojstva. Metalni uranijum se jednostavno ne odnosi na takve materijale. Stoga, korištenje metalnog uranijuma kao nuklearnog goriva ograničava sagorijevanje, što je jedna od glavnih procjena ekonomije nuklearne energije.

Dobra nuklearna goriva uključuju neka vatrostalna jedinjenja uranijuma: okside, karbide i intermetalna jedinjenja. Najviše se koristi keramika - uran dioksid UO 2 . Njegova tačka topljenja je 2800 ° C, gustina - 10,2 t / m 3. Uran dioksid nema fazne prelaze i manje je sklon bubrenju od legura uranijuma. To vam omogućava da povećate sagorijevanje do nekoliko posto. Uran dioksid ne stupa u interakciju sa cirkonijumom, niobijumom, nerđajućim čelikom i drugim materijalima kada visoke temperature. Glavni nedostatak keramike je niska toplotna provodljivost - 4,5 kJ/(m·K), što ograničava specifičnu snagu reaktora u pogledu temperature topljenja. Dakle, maksimalna gustina toplotnog fluksa u VVER reaktorima koji rade na uranijum dioksidu ne prelazi 1,4 10 3 kW/m 2 , dok maksimalna temperatura u gorivim šipkama dostiže 2200 °C. Osim toga, vruća keramika je vrlo lomljiva i može popucati.

Disperziona goriva imaju visoku toplotnu provodljivost i mehanička svojstva, pri čemu su male čestice UO 2 , UC, PuO 2 i drugih jedinjenja uranijuma i plutonijuma heterogeno smeštene u metalnu matricu od aluminijuma, molibdena, od nerđajućeg čelika i dr. Materijal matrice određuje otpornost na zračenje i toplotnu provodljivost disperzijskog goriva. Na primjer, disperziono gorivo Prve NPP sastojalo se od čestica legure uranijuma sa 9% molibdena ispunjenih magnezijumom.

CONDITIONAL FUEL

uslovno gorivo. Različite vrste energetskih resursa imaju različit kvalitet, koju karakteriše energetski intenzitet goriva. Specifični energetski intenzitet je količina energije po jedinici mase fizičkog tijela nekog energetskog resursa.

Za upoređivanje različitih vrsta goriva, za sumiranje njegovih rezervi, za procjenu efikasnosti korištenja energetskih resursa, za upoređivanje pokazatelja uređaja koji koriste toplinu, mjerna jedinica je konvencionalno gorivo. Uslovno gorivo je takvo gorivo, pri sagorevanju 1 kg od čega se oslobađa 29309 kJ, odnosno 700 kcal energije. Za uporednu analizu koristi se 1 tona standardnog goriva.

1 t.t = 29309 kJ = 7000 kcal = 8120 kWh.

Ova brojka odgovara dobrom uglju s malo pepela, koji se ponekad naziva i ekvivalent uglja.

ZAKLJUČAK

Dakle, na osnovu gore navedenog materijala, mogu se izvesti sljedeći zaključci:

Gorivo je zapaljiva tvar koja se koristi za proizvodnju topline.

Po poreklu gorivo je prirodno i veštačko.

Prema agregatnom stanju razlikuju se čvrsta, tečna i gasovita goriva.

Prema namjeni, gorivo može biti energetsko, tehnološko i kućno.

Kao samostalna vrsta, nuklearno gorivo je također izolirano.

Za poređenje različitih vrsta goriva u smislu njihove kalorijske vrijednosti koristi se mjerna jedinica "referentno gorivo".

Konvencionalno gorivo je konvencionalno prihvaćeno gorivo sa kalorijskom vrijednošću od 7000 kcal/kg (za tečna i čvrsta goriva) i 7000 kcal/Nm 3 (za plinovita goriva).

SPISAK KORIŠĆENIH IZVORA

1. Zaštita na radu i osnove uštede energije: Proc. dodatak /

EM. Krachenya, R.N. Kozel, I.P. Svirid. - 2. izd. - Minsk: TetraSystems, 2005. - 156-161,166-167 str.

2. Wikipedia - besplatna enciklopedija [Elektronski izvor] / Nuklearno gorivo. Način pristupa: http://ru.wikipedia.org/ Datum pristupa: 04.10.2009.

3. Odeljenje za energetsku efikasnost Državnog komiteta za standardizaciju Republike Belorusije [Elektronski izvor] / Regulatorni dokumenti. Smjernice o izradi studija izvodljivosti za mjere uštede energije. Način pristupa: http://energoeffekt.gov.by/doc/metodika_1.asp. Datum pristupa: 03.10.2009

DODATAK A

Tabela 1: Specifični energetski intenzitet energetskih resursa

Agregat stanje	Porijeklo goriva
Agregat stanje	prirodno	vještački
		benzin, kerozin, dizel gorivo, lož ulje, alkohol, benzol, smole (ugalj, treset, škriljac)
gasoviti	prirodni i naftno polje	Generator, voda, svjetlo, koks, polukoks, visoka peć, rafinerijski plinovi
	fosilni ugalj, uljnih škriljaca, treseta,	Koks i polukoks, briketirano i praškasto gorivo, drveni ugalj

Gorivo se sastoji od zapaljivih i nezapaljivih dijelova. Zapaljivi dio goriva je kombinacija različitih organskih spojeva, koji uključuju ugljik, vodonik, kisik, dušik i sumpor. Negorivi dio (balast) se sastoji od mineralnih nečistoća, uključujući pepeo i vlagu.

Ugljik C je glavni zapaljivi dio goriva. Sa povećanjem njegovog sadržaja, povećava se toplinska vrijednost goriva. Za različita goriva sadržaj ugljika se kreće od 50 do 97%.

Vodonik H je druga najvažnija zapaljiva komponenta goriva. Sadržaj vodonika u gorivu dostiže 25%. Međutim, kada se sagori vodonik, oslobađa se četiri puta više toplote nego kada se sagori ugljik.

Kiseonik O, koji je deo goriva, ne gori i ne oslobađa toplotu, stoga je unutrašnji balast goriva. Njegov sadržaj, ovisno o vrsti goriva, kreće se od 0,5 do 43%.

Azot N ne gori i predstavlja unutrašnji balast za gorivo. Njegov sadržaj u tečnim i čvrstim gorivima nije visok i iznosi 0,5-1,5%.

Sumpor S, pri čijem sagorijevanju se oslobađa određena količina topline, vrlo je nepoželjna komponenta goriva, jer proizvodi njegovog sagorijevanja - sumporni SO 2 i sumporni SO 3 anhidridi izazivaju jaku plinovitu ili tekućinu koroziju metalnih površina. Sadržaj sumpora u čvrstim gorivima je do 8%, au ulju od 0,1 do 4%.

Pepeo A je negoriva čvrsta komponenta, čija se količina određuje nakon potpunog sagorevanja goriva. To je nepoželjna, pa čak i štetna nečistoća, jer se u njenom prisustvu povećava abrazivno trošenje, rad različitih jedinica postaje složeniji. Gorivo sa visokim sadržajem pepela ima nisku toplotu sagorevanja i paljenja.

Vlaga W je veoma nepoželjna primesa goriva, jer, uzimajući deo toplote za isparavanje, smanjuje toplotu i temperaturu sagorevanja goriva, otežava rad postrojenja (posebno zimi) i doprinosi koroziji.

Mineralne nečistoće (pepeo i vlaga) obično se dijele na vanjske i unutrašnje. Prvi ulaze u gorivo iz okoline prilikom njegovog vađenja, transporta ili skladištenja, dok su drugi uključeni u njegov hemijski sastav.

Gorivo koje dolazi do potrošača u svom prirodnom stanju, a sadrži, pored zapaljivog dijela, pepeo i vlagu, naziva se radno. Da bi se odredila suha težina goriva, ono se suši na temperaturi od 105°C kako bi se uklonila vlaga.

Sastav plinovitih goriva je vrlo raznolik: njegov zapaljivi dio uključuje vodonik H, ugljični monoksid CO, metan CH 4 i druge plinovite ugljovodonike (CnHm) sa brojem atoma ugljikovodika do 4 uključujući.