lëndë djegëse organike. Lëngu i lëngshëm dhe karakteristikat e tij Klasifikimi i karburantit sipas mënyrës së prodhimit

Karburant- Këto janë substanca të djegshme që lëshojnë një sasi të konsiderueshme nxehtësie gjatë djegies, e cila përdoret drejtpërdrejt në proceset teknologjike ose shndërrohet në forma të tjera të energjisë. Këto përfshijnë minerale me origjinë organike - qymyr, gazra të djegshëm, argjilë nafte, naftë, torfe, si dhe mbetje druri dhe bimore.

Në energjinë bërthamore përdoret koncepti i karburantit bërthamor- një substancë, bërthamat e së cilës ndahen nën veprimin e neutroneve, duke çliruar energji kryesisht në formën e energjisë kinetike të fragmenteve të ndarjes së bërthamave dhe neutroneve.

Karburanti kimik konvencional, në ndryshim nga ai bërthamor, quhet organik dhe ai aktualisht është burimi kryesor i nxehtësisë.

Për të analizuar karakteristikat termike të lëndëve djegëse, për të përcaktuar përbërjen e gazeve dhe llogaritjet e tjera, është e nevojshme të njihet struktura kimike e secilit lloj karburanti. Pjesa organike e lëndëve djegëse të ngurta dhe të lëngëta përbëhet nga një numër i madh i përbërjeve kimike komplekse, të cilat kryesisht përfshijnë pesë elementë kimikë.: karboni ME, hidrogjen H, oksigjen O, squfuri S dhe nitrogjenit N. Përveç kësaj, karburanti përmban papastërti minerale A dhe lagështisë W që përfaqësojnë së bashku çakëllin e jashtëm të karburantit.

Përbërja kimike e lëndëve djegëse të ngurta, të lëngëta dhe të gazta përcaktohet jo nga numri i përbërjeve, por nga masa e përgjithshme e elementeve kimike (në përqindje për 1 kg ose 1 metër kub lëndë djegëse), d.m.th. përcaktoni përbërjen elementare të karburantit. Ekzistojnë tre përbërje kryesore elementare të karburantit:

1) masa e punës e karburantit C+H+O+N+S+A+W=100%;

2) pesha e thatë e karburantit C+H+O+N+A=100%;

3) masa e djegshme e karburantit C+ H+O+N=100%.

Masa e punës konsiderohet të jetë masa e karburantit në formën në të cilën hyn në ndërmarrje.

Nëse karburanti nxehet në 102-105ºС, atëherë lagështia do të avullojë, atëherë do të merret një masë e thatë e karburantit. Emri i masës së djegshme është i kushtëzuar; pasi përmban azoti dhe oksigjeni nuk janë elementë të djegshëm dhe përbëjnë çakëllin e brendshëm të karburantit. Azoti dhe oksigjeni kontribuojnë në procesin e djegies së karburantit.

Elementet e karburantit të djegshëm janë karboni, hidrogjeni dhe squfuri.. Karboni është elementi kryesor, i djegshëm i karburantit. Ka një vlerë të lartë kalorifike (33,600 kJ/kg) dhe përbën pjesën më të madhe të masës punuese të karburantit (50-75% për lëndët djegëse të ngurta dhe 80-85% për vajrat djegëse). Hidrogjeni ka një vlerë të lartë kalorifike (rreth 130,000 kJ/kg), por sasia e tij në lëndë djegëse të ngurta është e vogël. H= 2-6%) dhe disi më shumë në lëng (rreth 10%). Kjo e bën vlerën kalorifike të lëndëve djegëse të lëngshme më të larta se ato të ngurta.

Squfuri ka një vlerë të ulët kalorifike (9000 kJ/kg). Përmbajtja e tij në lëndë djegëse është e ulët ( S\u003d 0.2-4%), prandaj squfuri, si një përbërës i djegshëm, nuk vlerësohet.

Prania e oksideve të squfurit në produktet e djegies në përqendrime të caktuara është e rrezikshme për organizmat dhe bimët dhe kërkon masa dhe mjete të caktuara për ta kapur ose shpërndarë atë në atmosferë.

LLOJET E KARBURANTIT. KLASIFIKIMI I KARBURANTIT

Sipas përkufizimit të D.I. Mendeleev, "karburanti është një substancë e djegshme që digjet qëllimisht për të prodhuar nxehtësi".

Aktualisht, termi "karburant" mbulon të gjitha materialet që shërbejnë si burim energjie (për shembull, karburanti bërthamor).

Karburanti sipas origjinës ndahet në:

Lëndët djegëse natyrore (thëngjilli, torfe, nafta, shist argjilor, druri, etj.)

Lëndë djegëse artificiale (karburant motorik, gaz gjenerator, koks, briketa, etj.).

Sipas gjendjes së grumbullimit, ndahet në lëndë djegëse të ngurta, të lëngëta dhe të gazta dhe sipas qëllimit kur përdoret, ndahet në energji, teknologjik dhe amvisëri. Kërkesat më të larta vlejnë për karburantet energjetike, ndërsa kërkesat minimale zbatohen për karburantet shtëpiake.

Lëndë djegëse e ngurtë - masë druri dhe vegjetale, torfe, shist argjilor, qymyr kafe, qymyr.

Lëndë djegëse - produkte të përpunimit të naftës (karburant).

Lëndë djegëse e gaztë - gaz natyror; gazi i prodhuar gjatë përpunimit të naftës, si dhe biogazi.

Lëndë djegëse bërthamore - substanca të zbërthyeshme (radioaktive) (uranium, plutonium).

Lëndët djegëse fosile, d.m.th. qymyri, nafta, gazi natyror, përbëjnë shumicën dërrmuese të të gjithë konsumit të energjisë. Formimi i lëndës djegëse organike është rezultat i ndikimit termik, mekanik dhe biologjik gjatë shumë shekujve në mbetjet e florës dhe faunës të depozituara në të gjitha formacionet gjeologjike. Të gjitha këto lëndë djegëse janë me bazë karboni dhe energjia çlirohet prej tyre kryesisht përmes formimit të dioksidit të karbonit.

KARBURANT E NGURTË. KARAKTERISTIKAT KRYESORE

lëndë djegëse e ngurtë . Lëndët djegëse të ngurta fosile (me përjashtim të pllakave) janë produkt i dekompozimit të lëndës organike të bimëve. Më i riu prej tyre - torfe - është një masë e dendur , formuar nga mbetjet e kalbura të bimëve kënetore. Më pas në "moshë" janë qymyr kafe- një masë homogjene dheu ose e zezë, e cila, gjatë ruajtjes së zgjatur në ajër, oksidohet pjesërisht ("moti") dhe shkërmoqet në pluhur. Më pas vijnë qymyri, të cilët, si rregull, kanë forcë të shtuar dhe porozitet më të vogël. Masa organike e më të vjetrit prej tyre - antraciteve - ka pësuar ndryshimet më të mëdha dhe përbëhet nga 93% karbon. Antraciti ka një fortësi të lartë.

Rezervat gjeologjike botërore të qymyrit, të shprehura në karburant standard, vlerësohen në 14,000 miliardë tonë, gjysma e të cilave janë të besueshme (Azia - 63%, Amerika - 27%). Shtetet e Bashkuara dhe Rusia kanë rezervat më të mëdha të qymyrit. Rezerva të konsiderueshme janë të disponueshme në Gjermani, Angli, Kinë, Ukrainë dhe Kazakistan.

E gjithë sasia e qymyrit mund të përfaqësohet si një kub me një anë prej 21 km, nga i cili një "kub" me një anë prej 1.8 km tërhiqet çdo vit nga një person. Me këtë normë konsumi, qymyri do të zgjasë rreth 1000 vjet. Por qymyri është një lëndë djegëse e rëndë, e papërshtatshme që ka shumë papastërti minerale, gjë që e ndërlikon përdorimin e tij. Rezervat e tij shpërndahen jashtëzakonisht në mënyrë të pabarabartë. Depozitat më të famshme të qymyrit: Donbass (rezervat e qymyrit 128 miliardë ton), Pechora (210 miliardë ton), Karaganda (50 miliardë ton), Ekibastuz (10 miliardë ton), Kuznetsk (600 miliardë ton) , Kansk-Achinsk (600 miliardë ton). ). Basene Irkutsk (70 miliardë ton). Depozitat më të mëdha të qymyrit në botë janë Tungusskoye (2300 miliardë ton - më shumë se 15% e rezervave botërore) dhe Lenskoye (1800 miliardë ton - pothuajse 13% e rezervave botërore).

Nxjerrja e qymyrit kryhet me metodën e minierës (nga një thellësi prej qindra metrash deri në disa kilometra) ose në formën e minierave të hapura. Tashmë në fazën e minierave dhe transportit të qymyrit, duke përdorur teknologji të avancuara, është e mundur të arrihet një reduktim i humbjeve të transportit. Reduktimi i përmbajtjes së hirit dhe lagështisë së qymyrit të dërguar.

Lënda e ngurtë e rinovueshme është druri. Pjesa e tij në bilancin energjetik të botës tani është jashtëzakonisht e vogël, por në disa rajone druri (dhe më shpesh mbetjet e tij) përdoret gjithashtu si lëndë djegëse.

Si lëndë djegëse e ngurtë Mund të përdoren gjithashtu briketa - një përzierje mekanike e grimcave të qymyrit dhe torfe me lidhës (bitum, etj.), të shtypura nën presion deri në 100 MPa në presa speciale.

KARBURANT I LËNGËT. KARAKTERISTIKAT KRYESORE

Karburant i lëngshëm. Pothuajse të gjitha lëndët djegëse të lëngshme merren ende nga rafinimi i naftës. Nafta, një lëndë djegëse fosile e lëngshme, është një lëng kafe që përmban në tretësirë ​​hidrokarbure të gazta dhe të paqëndrueshme. Ka një erë të veçantë rrëshirë. Gjatë distilimit të vajit fitohen një sërë produktesh me rëndësi të madhe teknike: benzina, vajguri, vajrat lubrifikues, si dhe vazelina, e përdorur në mjekësi dhe parfumeri.

Nafta e papërpunuar nxehet në 300-370 °C, pas së cilës avujt që rezultojnë shpërndahen në fraksione që kondensohen në temperatura të ndryshme tª: gaz i lëngshëm (rreth 1% rendiment), benzinë ​​(rreth 15%, tª=30 - 180 °C) . Vajguri (rreth 17%, tª=120 - 135°С), naftë (rreth 18%, tª=180 - 350°С). Mbetja e lëngshme me pikë fillestare vlimi 330-350°C quhet vaj djegës. Nafta, si karburanti motorik, është një përzierje komplekse e hidrokarbureve, të cilat përfshijnë kryesisht karbonin (84-86%) dhe hidrogjenin (10-12%).

Nafta djegëse e marrë nga nafta nga një numër fushash mund të përmbajë shumë squfur (deri në 4.3%), gjë që e ndërlikon shumë mbrojtjen e pajisjeve dhe mjedisi kur digjet.

Përmbajtja e hirit në naftë nuk duhet të kalojë 0,14%, dhe përmbajtja e ujit nuk duhet të kalojë 1,5%. Përbërja e hirit përfshin komponime të vanadiumit, nikelit, hekurit dhe metaleve të tjera, kështu që shpesh përdoret si lëndë e parë për marrjen, për shembull, vanadium.

Në kaldaja e shtëpive të bojlerëve dhe termocentraleve, vaji i karburantit zakonisht digjet, në instalimet e ngrohjes shtëpiake - vaji i ngrohjes shtëpiake (një përzierje e fraksioneve të mesme).

Rezervat gjeologjike botërore të naftës vlerësohen në 200 miliardë tonë, nga të cilat 53 miliardë tonë. përbëjnë rezerva të besueshme. Më shumë se gjysma e të gjitha rezervave të provuara të naftës ndodhen në vendet e Lindjes së Mesme dhe të Afërt. Në vendet e Evropës Perëndimore, ku ka industri shumë të zhvilluara, janë të përqendruara rezerva relativisht të vogla të naftës. Rezervat e eksploruara të naftës po rriten gjatë gjithë kohës. Rritja ndodh kryesisht për shkak të rafteve të detit. Prandaj, të gjitha vlerësimet e rezervave të naftës të disponueshme në literaturë janë të kushtëzuara dhe karakterizojnë vetëm një renditje të madhësisë.

Rezervat totale të naftës në botë janë më të ulëta se ato të qymyrit. Por nafta është një lëndë djegëse më e përdorshme. Sidomos në një formë të rishikuar. Pas daljes nga pusi, nafta u dërgohet konsumatorëve kryesisht përmes tubacioneve të naftës, hekurudhave ose cisternave. Prandaj, komponenti i transportit ka një pjesë të konsiderueshme në koston e naftës.

KARBURANT GAZH. KARAKTERISTIKAT KRYESORE

karburant i gaztë. Lëndët djegëse të gazta përfshijnë kryesisht gazin natyror. Ky është gazi i prodhuar nga fushat e gazit të pastër, gazi i lidhur fushat e naftës, gazi i kondensatës së fushës, metani i minierës etj. Komponenti kryesor i tij është metani CH 4; përveç kësaj, gazi nga fusha të ndryshme përmban sasi të vogla të azotit N 2 , hidrokarbure më të larta СnНm , dioksid karboni CO 2 . Gjatë nxjerrjes së gazit natyror, ai pastrohet nga përbërjet e squfurit, por disa prej tyre (kryesisht sulfidi i hidrogjenit) mund të mbeten.

Kur nxirret nafta, lirohet i ashtuquajturi gaz i shoqëruar, i cili përmban më pak metan se gazi natyror, por më shumë hidrokarbure më të larta dhe për këtë arsye lëshon më shumë nxehtësi gjatë djegies.

Në industri dhe veçanërisht në jetën e përditshme, përdoret gjerësisht gazi i lëngshëm i marrë gjatë përpunimit parësor të naftës dhe gazeve të naftës shoqëruese. Ato prodhojnë propan teknik (të paktën 93% C 3 H 8 + C 3 H 6), butan teknik (të paktën 93% C 4 H 10 + C 4 H 8) dhe përzierjet e tyre.

Rezervat botërore të gazit gjeologjik vlerësohen në 140-170 trilion m³.

Gazi natyror ndodhet në depozitime, të cilat janë "kupola" të një shtrese të papërshkueshme nga uji (lloji balte), nën të cilën gazi, i përbërë kryesisht nga metani CH 4, është nën presion në një mjedis poroz (gur ranor). Në dalje nga pusi, gazi pastrohet nga pezullimi i rërës, pikat e kondensatës dhe përfshirjet e tjera dhe ushqehet në tubacioni kryesor i gazit me një diametër 0,5 - 1,5 m dhe një gjatësi prej disa mijëra kilometrash. Presioni i gazit në tubacionin e gazit mbahet në 5 MPa duke përdorur kompresorë të instaluar çdo 100-150 m. Kompresorët rrotullohen turbinat me gaz konsumimi i gazit. Konsumi total i gazit për ruajtjen e presionit në tubacionin e gazit është 10-12% e totalit të pompuar. Prandaj, transporti i karburantit të gaztë është shumë energjik intensiv.

V Kohët e fundit Në një sërë vendesh po përdoret gjithnjë e më shumë biogazi, produkt i fermentimit (fermentimit) anaerobik të mbetjeve organike (plehu organik, mbetje bimore, mbeturina, ujëra të zeza etj.). Në Kinë, më shumë se një milion fabrika të biogazit po operojnë tashmë me një shumëllojshmëri mbetjesh (sipas UNESCO-s, deri në 7 milionë). Në Japoni, burimet e biogazit janë deponitë e mbeturinave shtëpiake të para-ndara. “Fabrika”, me kapacitet deri në 10-20 m³ gaz në ditë. Ofron karburant për një termocentral të vogël me kapacitet 716 kW.

Tretja anaerobe e mbetjeve nga komplekset e mëdha blegtorale mundëson zgjidhjen e problemit jashtëzakonisht të mprehtë të ndotjes së mjedisit me mbetje të lëngshme duke i kthyer ato në biogaz (rreth 1 metër kub në ditë për njësi bagëti) dhe plehra të cilësisë së lartë.

Shumë pamje perspektive Lënda djegëse, e cila ka trefishin e intensitetit specifik të energjisë në krahasim me naftën, është hidrogjen, punë shkencore dhe eksperimentale për gjetjen e mënyrave me kosto efektive të transformimit industrial, e cila aktualisht po kryhet në mënyrë aktive si në vendin tonë ashtu edhe jashtë saj. Rezervat e hidrogjenit janë të pashtershme dhe nuk lidhen me asnjë rajon të planetit. Hidrogjeni në gjendje të lidhur gjendet në molekulat e ujit (H 2 O). Kur digjet, formohet ujë që nuk ndot mjedisin. Hidrogjeni ruhet në mënyrë të përshtatshme, shpërndahet përmes tubacioneve dhe transportohet me kosto të ulët.

Aktualisht, hidrogjeni merret kryesisht nga gazi natyror, në të ardhmen e afërt do të jetë e mundur të merret në procesin e gazifikimit të qymyrit. Për të marrë energjinë kimike të hidrogjenit përdoret edhe procesi i elektrolizës. Metoda e fundit ka një avantazh të konsiderueshëm, pasi çon në pasurimin e oksigjenit në mjedis. Përdorimi i gjerë i karburantit të hidrogjenit mund të zgjidhë tre probleme urgjente:

Ulja e konsumit të karburantit organik dhe bërthamor;

Kënaqni nevojat në rritje për energji;

Ulja e ndotjes së mjedisit.

Karburant Bërthamor. KLASIFIKIMI DHE APLIKIMI

Karburanti bërthamor. Lloji i vetëm natyror i karburantit bërthamor janë bërthamat e rënda të uraniumit dhe toriumit. Energjia në formën e nxehtësisë lirohet nën veprimin e neutroneve të ngadalta gjatë ndarjes së izotopit 235 U, i cili është 1/140 pjesë e uraniumit natyror. 238 U dhe 239 Th mund të përdoren si lëndë të para, të cilat, kur rrezatohen me neutrone, shndërrohen në lëndë djegëse të re bërthamore - përkatësisht 239 Pu dhe 239 U. Me ndarjen e të gjitha bërthamave që përmbahen në 1 kg uranium, lirohet energji 2 10 7 kWh, që barazohet me 2,5 mijë ton qymyr të fortë me cilësi të lartë me një vlerë kalorifike 35 MJ/kg (8373 kcal/kg).

Karburanti bërthamor ndahet në dy lloje:

    Uranium natyror, që përmban bërthama të zbërthyeshme 235 U, si dhe lëndë të para 238 U, të aftë për të formuar plutonium 239 Pu me kapjen e neutronit;

    Karburanti dytësor që nuk gjendet në natyrë, duke përfshirë 239 Pu të marrë nga karburanti i llojit të parë, si dhe 233 izotope U të formuara gjatë kapjes së neutroneve nga bërthamat e toriumit 232 Th.

Nga përbërje kimike, karburanti bërthamor mund të jetë:

    Metal, duke përfshirë lidhjet;

    Oksid (për shembull, UO 2);

    Karbid (p.sh. PuC 1-x)

    nitridi

    Të përziera (PuO 2 + UO 2)

Aplikacion. Karburanti bërthamor përdoret në reaktorët bërthamorë, ku zakonisht ndodhet në elementët e karburantit të mbyllur hermetikisht (TVELs) në formën e peletit me përmasa disa centimetra.

Karburanti bërthamor i nënshtrohet kërkesave të larta për përputhshmërinë kimike me veshjet e shufrave të karburantit, ai duhet të ketë një temperaturë të mjaftueshme shkrirjeje dhe avullimi, përçueshmëri të mirë termike, një rritje të vogël të vëllimit gjatë rrezatimit të neutronit dhe aftësi prodhuese.

Uraniumi metalik përdoret relativisht rrallë si lëndë djegëse bërthamore. Temperatura maksimale e saj është e kufizuar në 660 °C. Në këtë temperaturë, ndodh një tranzicion fazor në të cilin struktura kristalore e uraniumit ndryshon. Tranzicioni fazor shoqërohet me një rritje të vëllimit të uraniumit, gjë që mund të çojë në shkatërrimin e veshjes së elementit të karburantit. Me rrezatim të zgjatur në intervalin e temperaturës 200-500°C, uraniumi i nënshtrohet rritjes së rrezatimit. Ky fenomen është se shufra e uraniumit të rrezatuar është e zgjatur. Një rritje në gjatësinë e shufrës së uraniumit me një herë e gjysmë u vu re eksperimentalisht.

Përdorimi i uraniumit metalik, veçanërisht në temperaturat mbi 500 °C, është i vështirë për shkak të fryrjes së tij. Pas ndarjes bërthamore, formohen dy fragmente të ndarjes, vëllimi i përgjithshëm i të cilave është më i madh se vëllimi i një atomi të uraniumit (plutonium). Një pjesë e atomeve - fragmente të ndarjes janë atomet e gazit (kripton, ksenon, etj.). Atomet e gazit grumbullohen në poret e uraniumit dhe krijojnë një presion të brendshëm që rritet me rritjen e temperaturës. Për shkak të një ndryshimi në vëllimin e atomeve në procesin e ndarjes dhe një rritje të presionit të brendshëm të gazeve, uraniumi dhe lëndët djegëse të tjera bërthamore fillojnë të bymehen. Ënjtja kuptohet si ndryshimi relativ në vëllimin e karburantit bërthamor i lidhur me ndarjen bërthamore.

Ënjtja varet nga djegia dhe temperatura e shufrave të karburantit. Numri i fragmenteve të ndarjes rritet me djegien, dhe presioni i brendshëm i gazit rritet me djegien dhe temperaturën. Fryrja e karburantit bërthamor mund të çojë në shkatërrimin e veshjes së elementit të karburantit. Karburanti bërthamor është më pak i prirur ndaj ënjtjes nëse është i lartë vetitë mekanike. Uraniumi metalik thjesht nuk vlen për materiale të tilla. Prandaj, përdorimi i uraniumit metalik si lëndë djegëse bërthamore kufizon djegien, e cila është një nga vlerësimet kryesore të ekonomisë së energjisë bërthamore.

Rezistenca ndaj rrezatimit dhe vetitë mekanike të karburantit përmirësohen pas lidhjes së uraniumit, gjatë së cilës sasi të vogla të molibdenit, aluminit dhe metaleve të tjera i shtohen uraniumit. Aditivët e dopingut zvogëlojnë numrin e neutroneve të ndarjes për kapjen e neutronit nga karburanti bërthamor. Prandaj, shtesat aliazhe të uraniumit priren të zgjidhen nga materialet që thithin dobët neutronet.

Lëndët djegëse të mira bërthamore përfshijnë disa përbërje zjarrduruese të uraniumit: oksidet, karbidet dhe komponimet ndërmetalike. Qeramika më e përdorur - dioksidi i uraniumit UO 2 . Pika e shkrirjes së saj është 2800 ° C, dendësia - 10.2 t / m 3. Dioksidi i uraniumit nuk ka kalime fazore dhe është më pak i prirur ndaj fryrjes sesa lidhjet e uraniumit. Kjo ju lejon të rrisni djegien deri në disa përqind. Dioksidi i uraniumit nuk ndërvepron me zirkonin, niobin, çelik inox dhe materiale të tjera në temperatura të larta. Disavantazhi kryesor i qeramikës është përçueshmëria e ulët termike - 4,5 kJ/(m·K), e cila kufizon fuqinë specifike të reaktorit për sa i përket temperaturës së shkrirjes. Kështu, dendësia maksimale e fluksit të nxehtësisë në reaktorët VVER që punojnë me dioksid uraniumi nuk kalon 1,4 10 3 kW/m 2, ndërsa temperatura maksimale në shufrat e karburantit arrin 2200 °C. Përveç kësaj, qeramika e nxehtë është shumë e brishtë dhe mund të plasaritet.

Plutoniumi është një metal me shkrirje të ulët. Pika e shkrirjes së saj është 640 °C. Plutoniumi ka veti të dobëta plastike, kështu që është pothuajse e pamundur të përpunohet. Teknologjia për prodhimin e shufrave të karburantit ndërlikohet më tej nga toksiciteti i plutoniumit. Për përgatitjen e karburantit bërthamor, zakonisht përdoret dioksidi i plutoniumit, një përzierje e karbiteve të plutoniumit me karbitet e uraniumit dhe lidhjet e plutoniumit me metale.

Lëndët djegëse të shpërndarjes kanë përçueshmëri të lartë termike dhe veti mekanike, në të cilat grimcat e imëta të UO 2 , UC, PuO 2 dhe komponimeve të tjera të uraniumit dhe plutoniumit vendosen në mënyrë heterogjene në një matricë metalike prej alumini, molibdeni, çeliku inox etj. Materiali i matricës përcakton rezistenca ndaj rrezatimit dhe përçueshmëria termike e lëndës djegëse të dispersionit.karburant. Për shembull, karburanti i dispersionit të NPP-së së Parë përbëhej nga grimca të një aliazh uraniumi me 9% molibden të mbushur me magnez.

KARBURANT KUSHT

karburant i kushtëzuar. Llojet e ndryshme të burimeve të energjisë kanë cilësi të ndryshme, e cila karakterizohet nga intensiteti energjetik i karburantit. Intensiteti specifik i energjisë është sasia e energjisë për njësi masë të trupit fizik të një burimi energjetik.

Për të krahasuar lloje të ndryshme të karburantit, totali i kontabilitetit rezervat e tij, duke vlerësuar efikasitetin e përdorimit të burimeve të energjisë, duke krahasuar treguesit e pajisjeve që përdorin nxehtësinë, miratohet njësia e matjes - karburanti konvencional. Lënda djegëse e kushtëzuar është lëndë djegëse e tillë, gjatë djegies së 1 kg nga e cila lirohen 29309 kJ, ose 700 kcal energji. Për analiza krahasuese Përdoret 1 ton karburant referencë.

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

Kjo shifër korrespondon me qymyrin e mirë të ulët të hirit, i cili nganjëherë quhet ekuivalent i qymyrit.

Jashtë vendit, për analiza përdoret karburanti referencë me vlerë kalorifike 41,900 kJ/kg (10,000 kcal/kg). Kjo shifër quhet ekuivalent i naftës. Tabela më poshtë tregon vlerat e intensitetit specifik të energjisë për një numër burimesh energjetike në krahasim me karburantin konvencional.

PËRFUNDIM

Kështu, në bazë të materialit të mësipërm, mund të nxirren përfundimet e mëposhtme:

    Karburanti është një substancë e djegshme që përdoret për të prodhuar nxehtësi.

    Nga origjina, karburanti është natyral dhe artificial.

    Sipas gjendjes së grumbullimit dallohen lëndët djegëse të ngurta, të lëngëta dhe të gazta.

    Sipas qëllimit të përdorimit, karburanti mund të jetë energjetik, teknologjik dhe shtëpiak.

    Si një specie e pavarur, karburanti bërthamor është gjithashtu i izoluar.

    Per krahasim lloje te ndryshme të karburantit sipas vlerës së tyre kalorifike përdoret njësia matëse "karburant i kushtëzuar".

    Karburanti konvencional - karburant i pranuar në mënyrë konvencionale me një vlerë kalorifike prej 7000 kcal / kg (për lëndë djegëse të lëngshme dhe të ngurta) dhe 7000 kcal / Nm 3 (për gaz tipe te ndryshme karburant).

LISTA E BURIMEVE TË PËRDORUR

    Siguria në punë dhe bazat e kursimit të energjisë: Proc. kompensim /

EM. Krachenya, R.N. Kozel, I.P. Svirid. - Botimi i 2-të. - Minsk: TetraSystems, 2005. - 156-161,166-167 f.

    Wikipedia është enciklopedia e lirë [ Burim elektronik] / Karburanti bërthamor. Mënyra e hyrjes: http://ru.wikipedia.org/ Data e hyrjes: 04.10.2009.

3. Departamenti i Efiçiencës së Energjisë Komiteti Shtetëror mbi standardizimin e Republikës së Bjellorusisë [Burimi elektronik] / Rregulloret. Udhëzime për përgatitjen e studimeve të fizibilitetit për masat e kursimit të energjisë. Mënyra e hyrjes: http://energoeffekt.gov.by/doc/metodika_1.asp. Data e hyrjes: 03.10.2009

SHTOJCA A

Tabela 1: Intensiteti specifik energjetik i burimeve të energjisë

Llojet e karburantit

konsumi specifik i energjisë,

konsumi specifik i energjisë,

Karburanti i kushtëzuar

Karburanti - energji diellore).Mund të ketë të tjera klasifikimi. Për shembull, burimet janë varfëruar - llojet natyrale...

  • koncepti, llojet dhe klasifikimi kostot e shpërndarjes në shembullin e sindikatës së konsumatorëve të rrethit

    Abstrakt >> Financa

    I cili përbëhet nga 3 seksione. koncepti, llojet dhe klasifikimi kostot e shpërndarjes Kostot e shpërndarjes janë ... 100% I. Kostot materiale - 34.53% karburant- 0.6% energji - 2.4% ruajtja, përpunimi, klasifikimi, paketimi...

  • Klasifikimi materiale ndërtimi (2)

    Fletë mashtrimi >> Ndërtim

    I besueshëm në funksionim, lejoni përdorimin e lokaleve llojet karburant dhe kërkojnë më pak nga konsumi i tij, Pas ... dhe druri; polimeret e polimerizimit dhe polikondensimit. Në një single klasifikimi konglomeratet e ndërtimit lidhës organik...

  • Klasifikimi bilancet e organizatës dhe procedura e përpilimit dhe zbatimit të tyre në ekonomi

    Abstrakt >> Kontabiliteti dhe auditimi

    Bilanci i organizatës 1.2 Klasifikimi bilancet 2. Organizativ- ... edhe studimi llojet dhe klasifikimi bilancet. Lënda ... materiale bazë dhe ndihmëse, karburant, blerë produkte gjysëm të gatshme dhe komponentë ...

  • Karburant- kjo është një substancë e djegshme që lëshon një sasi të konsiderueshme nxehtësie gjatë djegies, e cila përdoret drejtpërdrejt në proceset teknologjike dhe për ngrohje, ose shndërrohet në lloje të tjera të energjisë.

    Sipas gjendjes së grumbullimit, lëndët djegëse me origjinë organike ndahen në të ngurta, të lëngëta dhe të gazta (të gazta).

    Nga origjina, lëndët djegëse organike ndahen në natyrore (natyrale) dhe artificiale, të marra me metoda të ndryshme.

    Tabela 1.1

    Klasifikimi i karburanteve fosile

    Në varësi të natyrës së përdorimit, karburanti organik mund të ndahet në energji (për marrjen e energjisë termike dhe elektrike) dhe industriale (për instalime dhe sisteme ngrohje-teknologjike me temperaturë të lartë). Lëndët djegëse energjetike dhe industriale përkufizohen gjithashtu me termin "karburant bojler dhe furre".

      1. Përbërja elementare dhe karakteristikat teknike të karburantit organik

    Përbërja e lëndëve djegëse fosile përfshin përbërje të ndryshme të elementeve të djegshme dhe jo të djegshme. Lëndët djegëse të ngurta dhe të lëngshme përmbajnë substanca të djegshme si karboni C, hidrogjen H, squfur i paqëndrueshëm Sl, dhe substanca jo të djegshme - oksigjen O, azot N, hiri A, lagështi W. Squfuri i paqëndrueshëm përbëhet nga përbërje organike S op dhe pirit S k: S l \u003d S op + S k. Karburanti organik karakterizohet nga:

    Masa e punës;

    Pesha e thatë;

    masë e djegshme;

    masë organike.

    Squfuri i masës organike nuk përmban pirite. Ju mund të rillogaritni përbërjen e karburantit nga një masë në tjetrën duke përdorur koeficientët e duhur (Tabela 1.2)

    Tabela 1.2

    Rillogaritja e përbërjes së karburantit nga një masë në tjetrën

    Pesha e synuar

    Masa e dëshiruar

    organike

    organike

    Lëndët djegëse të gazta zakonisht reduktohen në masë të thatë në fraksione vëllimore:

    Karakteristikat teknike më të rëndësishme të karburantit janë vlera kalorifike, prodhimi i nxehtësisë, përmbajtja e hirit dhe lagështisë, përmbajtja e papastërtive të dëmshme që zvogëlojnë vlerën e karburantit, rendimenti i substancave të avullueshme, vetitë e koksit (mbetje jo e paqëndrueshme) .

    Nxehtësia e djegies(vlera kalorifike) e karburantit - sasia e nxehtësisë së lëshuar gjatë djegies së plotë të një njësie të masës (kJ / kg) ose vëllimit (kJ / m 3) të karburantit. Nxehtësia e djegies është një karakteristikë që përcakton konsumin e karburantit për funksionimin e pajisjeve që përdorin karburant. Ka vlera kalorifike më të larta dhe më të ulëta të karburantit. Gjatë projektimit të kaldajave dhe njësive teknologjike që nuk përdorin nxehtësinë latente të kondensimit të avullit të ujit të përmbajtur në produktet e djegies së karburantit, llogaritjet kryhen tradicionalisht sipas vlera kalorifike netoaftësitë karburant.

    Në rastet kur nxehtësia latente e kondensimit të avullit të ujit përdoret në njësi, llogaritjet përfshijnë vlera kalorifike bruto karburant.

    Vlera më e ulët kalorifike e një karburanti mund të përcaktohet duke ditur vlerën më të lartë kalorifike

    Nxehtësia e djegies së karburantit përcaktohet eksperimentalisht në një bombë kalorimetrike ose në një kalorimetër gazi. Parimi i funksionimit të kalorimetrave bazohet në faktin se ata djegin një masë ose vëllim karburanti të matur saktësisht, nxehtësia e lëshuar e të cilit transferohet në ujë, temperatura dhe masa fillestare e të cilit dihen. Duke ditur masën e ujit dhe duke matur rritjen e temperaturës së tij, përcaktoni sasinë e nxehtësisë së çliruar dhe vlerën kalorifike të karburantit. Me një përbërje të njohur të karburantit, nxehtësia e djegies mund të llogaritet në mënyrë analitike. Vlera më e ulët kalorifike e punës e lëndëve djegëse të ngurta dhe të lëngshme mund të përcaktohet afërsisht nga formula e D.I. Mendeleev, kJ/kg

    ku



    - nxehtësia e djegies së çdo gazi që është pjesë e karburantit, MJ / m 3; C m H n,H 2 S, CO, H 2 - përmbajtja e gazeve individuale në karburant, % vol.

    Nxehtësia e djegies së gazeve individuale që përbëjnë lëndën djegëse të gaztë është dhënë në tabelë. 1.3.

    Nxehtësia e djegies së llojeve të ndryshme të karburantit ndryshon në një gamë shumë të gjerë. Për të krahasuar lloje të ndryshme të karburantit në përcaktimin e normave të konsumit, rezervave, ekonomisë së karburantit, është prezantuar koncepti i karburantit konvencional. Karburanti konvencional quhet karburant, vlera më e ulët kalorifike e së cilës është e barabartë me P c.t = 29310 kJ/kg (7000 kcal/kg).

    Për të rillogaritur konsumin e çdo lloj karburanti natyror në karburant konvencional dhe anasjelltas, përdoret ekuivalenti i nxehtësisë, i cili është raporti i vlerës më të ulët kalorifike të masës së punës të karburantit natyror me vlerën kalorifike të karburantit konvencional.

    .

    LLOJET E KARBURANTIT. KLASIFIKIMI I KARBURANTIT

    Sipas përkufizimit të D.I. Mendeleev, "karburanti është një substancë e djegshme që digjet qëllimisht për të prodhuar nxehtësi".

    Aktualisht, termi "karburant" mbulon të gjitha materialet që shërbejnë si burim energjie (për shembull, karburanti bërthamor).

    Karburanti sipas origjinës ndahet në:

    Lëndët djegëse natyrore (thëngjilli, torfe, nafta, shist argjilor, druri, etj.)

    Lëndë djegëse artificiale (karburant motorik, gaz gjenerator, koks, briketa, etj.).

    Sipas gjendjes së grumbullimit, ndahet në lëndë djegëse të ngurta, të lëngëta dhe të gazta dhe sipas qëllimit kur përdoret, ndahet në energji, teknologjik dhe amvisëri. Kërkesat më të larta vlejnë për karburantet energjetike, ndërsa kërkesat minimale zbatohen për karburantet shtëpiake.

    Lëndë djegëse e ngurtë - masë druri dhe vegjetale, torfe, shist argjilor, qymyr kafe, qymyr.

    Lëndë djegëse - produkte të përpunimit të naftës (karburant).

    Lëndë djegëse e gaztë - gaz natyror; gazi i prodhuar gjatë përpunimit të naftës, si dhe biogazi.

    Lëndë djegëse bërthamore - substanca të zbërthyeshme (radioaktive) (uranium, plutonium).

    Lëndët djegëse fosile, d.m.th. qymyri, nafta, gazi natyror, përbëjnë shumicën dërrmuese të të gjithë konsumit të energjisë. Formimi i lëndës djegëse organike është rezultat i ndikimit termik, mekanik dhe biologjik gjatë shumë shekujve në mbetjet e florës dhe faunës të depozituara në të gjitha formacionet gjeologjike. Të gjitha këto lëndë djegëse janë me bazë karboni dhe energjia çlirohet prej tyre kryesisht përmes formimit të dioksidit të karbonit.

    KARBURANT E NGURTË. KARAKTERISTIKAT KRYESORE

    lëndë djegëse e ngurtë . Lëndët djegëse të ngurta fosile (me përjashtim të pllakave) janë produkt i dekompozimit të lëndës organike të bimëve. Më i riu prej tyre - torfe - është një masë e dendur , formuar nga mbetjet e kalbura të bimëve kënetore. Tjetra në "moshë" janë qymyri kafe - një masë homogjene prej dheu ose e zezë, e cila, gjatë ruajtjes afatgjatë në ajër, oksidohet pjesërisht ("motifikohet") dhe shkërmoqet në pluhur. Më pas vijnë qymyri, të cilët, si rregull, kanë forcë të shtuar dhe porozitet më të vogël. Masa organike e më të vjetrit prej tyre - antraciteve - ka pësuar ndryshimet më të mëdha dhe përbëhet nga 93% karbon. Antraciti ka një fortësi të lartë.

    Rezervat gjeologjike botërore të qymyrit, të shprehura në karburant standard, vlerësohen në 14,000 miliardë tonë, gjysma e të cilave janë të besueshme (Azia - 63%, Amerika - 27%). Shtetet e Bashkuara dhe Rusia kanë rezervat më të mëdha të qymyrit. Rezerva të konsiderueshme janë të disponueshme në Gjermani, Angli, Kinë, Ukrainë dhe Kazakistan.

    E gjithë sasia e qymyrit mund të përfaqësohet si një kub me një anë prej 21 km, nga i cili një "kub" me një anë prej 1.8 km tërhiqet çdo vit nga një person. Me këtë normë konsumi, qymyri do të zgjasë rreth 1000 vjet. Por qymyri është një lëndë djegëse e rëndë, e papërshtatshme që ka shumë papastërti minerale, gjë që e ndërlikon përdorimin e tij. Rezervat e tij shpërndahen jashtëzakonisht në mënyrë të pabarabartë. Depozitat më të famshme të qymyrit: Donbass (rezervat e qymyrit 128 miliardë ton), Pechora (210 miliardë ton), Karaganda (50 miliardë ton), Ekibastuz (10 miliardë ton), Kuznetsk (600 miliardë ton) , Kansk-Achinsk (600 miliardë ton). ). Basene Irkutsk (70 miliardë ton). Depozitat më të mëdha të qymyrit në botë janë Tungusskoye (2300 miliardë ton - më shumë se 15% e rezervave botërore) dhe Lenskoye (1800 miliardë ton - pothuajse 13% e rezervave botërore).

    Nxjerrja e qymyrit kryhet me metodën e minierës (nga një thellësi prej qindra metrash deri në disa kilometra) ose në formën e minierave të hapura. Tashmë në fazën e minierave dhe transportit të qymyrit, duke përdorur teknologji të avancuara, është e mundur të arrihet një reduktim i humbjeve të transportit. Reduktimi i përmbajtjes së hirit dhe lagështisë së qymyrit të dërguar.

    Lënda e ngurtë e rinovueshme është druri. Pjesa e tij në bilancin energjetik të botës tani është jashtëzakonisht e vogël, por në disa rajone druri (dhe më shpesh mbetjet e tij) përdoret gjithashtu si lëndë djegëse.

    Briketat mund të përdoren gjithashtu si lëndë djegëse e ngurtë - një përzierje mekanike e qymyrit dhe grimcave torfe me lidhës (bitum, etj.), të ngjeshur nën presion deri në 100 MPa në presa speciale.

    KARBURANT I LËNGËT. KARAKTERISTIKAT KRYESORE

    Karburant i lëngshëm. Pothuajse të gjitha lëndët djegëse të lëngshme merren ende nga rafinimi i naftës. Nafta, një lëndë djegëse fosile e lëngshme, është një lëng kafe që përmban në tretësirë ​​hidrokarbure të gazta dhe të paqëndrueshme. Ka një erë të veçantë rrëshirë. Gjatë distilimit të vajit fitohen një sërë produktesh me rëndësi të madhe teknike: benzina, vajguri, vajrat lubrifikues, si dhe vazelina, e përdorur në mjekësi dhe parfumeri.

    Nafta e papërpunuar nxehet në 300-370 °C, pas së cilës avujt që rezultojnë shpërndahen në fraksione që kondensohen në temperatura të ndryshme tª: gaz i lëngshëm (rreth 1% rendiment), benzinë ​​(rreth 15%, tª=30 - 180 °C) . Vajguri (rreth 17%, tª=120 - 135°С), naftë (rreth 18%, tª=180 - 350°С). Mbetja e lëngshme me pikë fillestare vlimi 330-350°C quhet vaj djegës. Nafta, si karburanti motorik, është një përzierje komplekse e hidrokarbureve, të cilat përfshijnë kryesisht karbonin (84-86%) dhe hidrogjenin (10-12%).

    Nafta djegëse e marrë nga nafta nga një sërë fushash mund të përmbajë shumë squfur (deri në 4.3%), gjë që e ndërlikon shumë mbrojtjen e pajisjeve dhe mjedisit gjatë djegies së saj.

    Përmbajtja e hirit në naftë nuk duhet të kalojë 0,14%, dhe përmbajtja e ujit nuk duhet të kalojë 1,5%. Përbërja e hirit përfshin komponime të vanadiumit, nikelit, hekurit dhe metaleve të tjera, kështu që shpesh përdoret si lëndë e parë për marrjen, për shembull, vanadium.

    Në kaldaja e shtëpive të bojlerëve dhe termocentraleve, vaji i karburantit zakonisht digjet, në instalimet e ngrohjes shtëpiake - vaji i ngrohjes shtëpiake (një përzierje e fraksioneve të mesme).

    Rezervat gjeologjike botërore të naftës vlerësohen në 200 miliardë tonë, nga të cilat 53 miliardë tonë. përbëjnë rezerva të besueshme. Më shumë se gjysma e të gjitha rezervave të provuara të naftës ndodhen në vendet e Lindjes së Mesme dhe të Afërt. Në vendet e Evropës Perëndimore, ku ka industri shumë të zhvilluara, janë të përqendruara rezerva relativisht të vogla të naftës. Rezervat e eksploruara të naftës po rriten gjatë gjithë kohës. Rritja ndodh kryesisht për shkak të rafteve të detit. Prandaj, të gjitha vlerësimet e rezervave të naftës të disponueshme në literaturë janë të kushtëzuara dhe karakterizojnë vetëm një renditje të madhësisë.

    Rezervat totale të naftës në botë janë më të ulëta se ato të qymyrit. Por nafta është një lëndë djegëse më e përdorshme. Sidomos në një formë të rishikuar. Pas daljes nga pusi, nafta u dërgohet konsumatorëve kryesisht përmes tubacioneve të naftës, hekurudhave ose cisternave. Prandaj, komponenti i transportit ka një pjesë të konsiderueshme në koston e naftës.


    KARBURANT GAZH. KARAKTERISTIKAT KRYESORE

    karburant i gaztë. Lëndët djegëse të gazta përfshijnë kryesisht gazin natyror. Bëhet fjalë për gazin e prodhuar nga fushat e gazit të pastër, gazin e shoqëruar nga fushat e naftës, gazin nga fushat e kondensatës, metanin e minierës së qymyrit, etj. Komponenti kryesor i tij është metani CH 4; përveç kësaj, gazi nga fusha të ndryshme përmban sasi të vogla të azotit N 2 , hidrokarbure më të larta СnНm , dioksid karboni CO 2 . Gjatë nxjerrjes së gazit natyror, ai pastrohet nga përbërjet e squfurit, por disa prej tyre (kryesisht sulfidi i hidrogjenit) mund të mbeten.

    Kur nxirret nafta, lirohet i ashtuquajturi gaz i shoqëruar, i cili përmban më pak metan se gazi natyror, por më shumë hidrokarbure më të larta dhe për këtë arsye lëshon më shumë nxehtësi gjatë djegies.

    Në industri dhe veçanërisht në jetën e përditshme, përdoret gjerësisht gazi i lëngshëm i marrë gjatë përpunimit parësor të naftës dhe gazeve të naftës shoqëruese. Ato prodhojnë propan teknik (të paktën 93% C 3 H 8 + C 3 H 6), butan teknik (të paktën 93% C 4 H 10 + C 4 H 8) dhe përzierjet e tyre.

    Rezervat botërore të gazit gjeologjik vlerësohen në 140-170 trilion m³.

    Gazi natyror ndodhet në depozitime, të cilat janë "kupola" të një shtrese të papërshkueshme nga uji (lloji balte), nën të cilën gazi, i përbërë kryesisht nga metani CH 4, është nën presion në një mjedis poroz (gur ranor). Në dalje nga pusi, gazi pastrohet nga pezullimi i rërës, pikat e kondensatës dhe përfshirjet e tjera dhe futet në tubacionin kryesor të gazit me një diametër 0,5 - 1,5 m dhe një gjatësi prej disa mijëra kilometrash. Presioni i gazit në tubacion mbahet në 5 MPa me anë të kompresorëve të instaluar çdo 100-150 m. Kompresorët rrotullohen nga turbinat me gaz që konsumojnë gaz. Konsumi total i gazit për ruajtjen e presionit në tubacionin e gazit është 10-12% e totalit të pompuar. Prandaj, transporti i karburantit të gaztë është shumë energjik intensiv.

    Kohët e fundit, biogazi, produkt i fermentimit (fermentimit) anaerobik të mbetjeve organike (plehu organik, mbetjet e bimëve, mbeturinat, ujërat e zeza, etj.), është përdorur gjithnjë e më shumë në një sërë vendesh. Në Kinë, më shumë se një milion fabrika të biogazit po operojnë tashmë me një shumëllojshmëri mbetjesh (sipas UNESCO-s, deri në 7 milionë). Në Japoni, burimet e biogazit janë deponitë e mbeturinave shtëpiake të para-ndara. “Fabrika”, me kapacitet deri në 10-20 m³ gaz në ditë. Ofron karburant për një termocentral të vogël me kapacitet 716 kW.

    Tretja anaerobe e mbetjeve nga komplekset e mëdha blegtorale mundëson zgjidhjen e problemit jashtëzakonisht të mprehtë të ndotjes së mjedisit me mbetje të lëngshme duke i kthyer ato në biogaz (rreth 1 metër kub në ditë për njësi bagëti) dhe plehra të cilësisë së lartë.

    Një lloj karburanti shumë premtues, i cili ka trefishin e intensitetit energjetik specifik në krahasim me naftën, është puna hidrogjenore, shkencore dhe eksperimentale për gjetjen e mënyrave ekonomike të transformimit industrial të së cilës aktualisht po kryhet në mënyrë aktive si në vendin tonë ashtu edhe jashtë saj. Rezervat e hidrogjenit janë të pashtershme dhe nuk lidhen me asnjë rajon të planetit. Hidrogjeni në gjendje të lidhur gjendet në molekulat e ujit (H 2 O). Kur digjet, formohet ujë që nuk ndot mjedisin. Hidrogjeni ruhet në mënyrë të përshtatshme, shpërndahet përmes tubacioneve dhe transportohet me kosto të ulët.

    Aktualisht, hidrogjeni merret kryesisht nga gazi natyror, në të ardhmen e afërt do të jetë e mundur të merret në procesin e gazifikimit të qymyrit. Për të marrë energjinë kimike të hidrogjenit përdoret edhe procesi i elektrolizës. Metoda e fundit ka një avantazh të konsiderueshëm, pasi çon në pasurimin e oksigjenit në mjedis. Përdorimi i gjerë i karburantit të hidrogjenit mund të zgjidhë tre probleme urgjente:

    Ulja e konsumit të karburantit organik dhe bërthamor;

    Kënaqni nevojat në rritje për energji;

    Ulja e ndotjes së mjedisit.

    Karburant Bërthamor. KLASIFIKIMI DHE APLIKIMI

    Karburanti bërthamor. Lloji i vetëm natyror i karburantit bërthamor janë bërthamat e rënda të uraniumit dhe toriumit. Energjia në formën e nxehtësisë lirohet nën veprimin e neutroneve të ngadalta gjatë ndarjes së izotopit 235 U, i cili është 1/140 pjesë e uraniumit natyror. 238 U dhe 239 Th mund të përdoren si lëndë të para, të cilat, kur rrezatohen me neutrone, shndërrohen në lëndë djegëse të re bërthamore - përkatësisht 239 Pu dhe 239 U. Me ndarjen e të gjitha bërthamave që përmbahen në 1 kg uranium, lirohet energji 2 10 7 kWh, që barazohet me 2.5 mijë ton cilësi të lartë qymyr i fortë me një vlerë kalorifike 35 MJ/kg (8373 kcal/kg).

    Karburanti bërthamor ndahet në dy lloje:

    • Uranium natyror, që përmban bërthama të zbërthyeshme 235 U, si dhe lëndë të para 238 U, të aftë për të formuar plutonium 239 Pu me kapjen e neutronit;
    • Karburanti dytësor që nuk gjendet në natyrë, duke përfshirë 239 Pu të marrë nga karburanti i llojit të parë, si dhe 233 izotope U të formuara gjatë kapjes së neutroneve nga bërthamat e toriumit 232 Th.

    Sipas përbërjes kimike, karburanti bërthamor mund të jetë:

    • Metal, duke përfshirë lidhjet;
    • Oksid (për shembull, UO 2);
    • Karbid (p.sh. PuC 1-x)
    • nitridi
    • Të përziera (PuO 2 + UO 2)

    Aplikacion. Karburanti bërthamor përdoret në reaktorët bërthamorë, ku zakonisht ruhet në elementë të karburantit të mbyllur hermetikisht (FEL) në formën e fishekëve me madhësi disa centimetra.

    Karburanti bërthamor i nënshtrohet kërkesave të larta për përputhshmërinë kimike me veshjet e shufrave të karburantit, ai duhet të ketë një temperaturë të mjaftueshme shkrirjeje dhe avullimi, përçueshmëri të mirë termike, një rritje të vogël të vëllimit gjatë rrezatimit të neutronit dhe aftësi prodhuese.

    Uraniumi metalik përdoret relativisht rrallë si lëndë djegëse bërthamore. Temperatura maksimale e saj është e kufizuar në 660 °C. Në këtë temperaturë, ndodh një tranzicion fazor në të cilin struktura kristalore e uraniumit ndryshon. Tranzicioni fazor shoqërohet me një rritje të vëllimit të uraniumit, gjë që mund të çojë në shkatërrimin e veshjes së elementit të karburantit. Me rrezatim të zgjatur në intervalin e temperaturës 200-500°C, uraniumi i nënshtrohet rritjes së rrezatimit. Ky fenomen është se shufra e uraniumit të rrezatuar është e zgjatur. Një rritje në gjatësinë e shufrës së uraniumit me një herë e gjysmë u vu re eksperimentalisht.

    Përdorimi i uraniumit metalik, veçanërisht në temperaturat mbi 500 °C, është i vështirë për shkak të fryrjes së tij. Pas ndarjes bërthamore, formohen dy fragmente të ndarjes, vëllimi i përgjithshëm i të cilave është më i madh se vëllimi i një atomi të uraniumit (plutonium). Një pjesë e atomeve - fragmente të ndarjes janë atomet e gazit (kripton, ksenon, etj.). Atomet e gazit grumbullohen në poret e uraniumit dhe krijojnë një presion të brendshëm që rritet me rritjen e temperaturës. Për shkak të një ndryshimi në vëllimin e atomeve në procesin e ndarjes dhe një rritje të presionit të brendshëm të gazeve, uraniumi dhe lëndët djegëse të tjera bërthamore fillojnë të bymehen. Ënjtja kuptohet si ndryshimi relativ në vëllimin e karburantit bërthamor i lidhur me ndarjen bërthamore.

    Ënjtja varet nga djegia dhe temperatura e shufrave të karburantit. Numri i fragmenteve të ndarjes rritet me djegien, dhe presioni i brendshëm i gazit rritet me djegien dhe temperaturën. Fryrja e karburantit bërthamor mund të çojë në shkatërrimin e veshjes së elementit të karburantit. Karburanti bërthamor është më pak i ndjeshëm ndaj ënjtjes nëse ka veti të larta mekanike. Uraniumi metalik thjesht nuk vlen për materiale të tilla. Prandaj, përdorimi i uraniumit metalik si lëndë djegëse bërthamore kufizon djegien, e cila është një nga vlerësimet kryesore të ekonomisë së energjisë bërthamore.

    Rezistenca ndaj rrezatimit dhe vetitë mekanike të karburantit përmirësohen pas lidhjes së uraniumit, gjatë së cilës sasi të vogla të molibdenit, aluminit dhe metaleve të tjera i shtohen uraniumit. Aditivët e dopingut zvogëlojnë numrin e neutroneve të ndarjes për kapjen e neutronit nga karburanti bërthamor. Prandaj, shtesat aliazhe të uraniumit priren të zgjidhen nga materialet që thithin dobët neutronet.

    Lëndët djegëse të mira bërthamore përfshijnë disa përbërje zjarrduruese të uraniumit: oksidet, karbidet dhe komponimet ndërmetalike. Qeramika më e përdorur - dioksidi i uraniumit UO 2 . Pika e shkrirjes së saj është 2800 ° C, dendësia - 10.2 t / m 3. Dioksidi i uraniumit nuk ka kalime fazore dhe është më pak i prirur ndaj fryrjes sesa lidhjet e uraniumit. Kjo ju lejon të rrisni djegien deri në disa përqind. Dioksidi i uraniumit nuk ndërvepron me zirkonin, niobin, çelik inox dhe materiale të tjera kur temperaturat e larta. Disavantazhi kryesor i qeramikës është përçueshmëria e ulët termike - 4,5 kJ/(m·K), e cila kufizon fuqinë specifike të reaktorit për sa i përket temperaturës së shkrirjes. Kështu, dendësia maksimale e fluksit të nxehtësisë në reaktorët VVER që punojnë me dioksid uraniumi nuk kalon 1,4 10 3 kW/m 2, ndërsa temperatura maksimale në shufrat e karburantit arrin 2200 °C. Përveç kësaj, qeramika e nxehtë është shumë e brishtë dhe mund të plasaritet.

    Plutoniumi është një metal me shkrirje të ulët. Pika e shkrirjes së saj është 640 °C. Plutoniumi ka veti të dobëta plastike, kështu që është pothuajse e pamundur të përpunohet. Teknologjia për prodhimin e shufrave të karburantit ndërlikohet më tej nga toksiciteti i plutoniumit. Për përgatitjen e karburantit bërthamor, zakonisht përdoret dioksidi i plutoniumit, një përzierje e karbiteve të plutoniumit me karbitet e uraniumit dhe lidhjet e plutoniumit me metale.

    Lëndët djegëse të shpërndarjes kanë përçueshmëri të lartë termike dhe veti mekanike, në të cilat grimcat e vogla të UO 2 , UC, PuO 2 dhe komponimeve të tjera të uraniumit dhe plutoniumit vendosen në mënyrë heterogjene në një matricë metalike prej alumini, molibden, prej çeliku inox Materiali i matricës dhe përcakton rezistencën ndaj rrezatimit dhe përçueshmërinë termike të karburantit të shpërndarjes. Për shembull, karburanti i dispersionit të NPP-së së Parë përbëhej nga grimca të një aliazh uraniumi me 9% molibden të mbushur me magnez.

    KARBURANT KUSHT

    karburant i kushtëzuar. Llojet e ndryshme të burimeve të energjisë kanë cilësi të ndryshme, e cila karakterizohet nga intensiteti energjetik i karburantit. Intensiteti specifik i energjisë është sasia e energjisë për njësi masë të trupit fizik të një burimi energjetik.

    Për të krahasuar lloje të ndryshme të karburantit, për të përmbledhur rezervat e tij, për të vlerësuar efikasitetin e përdorimit të burimeve të energjisë, për të krahasuar treguesit e pajisjeve që përdorin nxehtësinë, njësia e matjes është karburanti konvencional. Lënda djegëse e kushtëzuar është lëndë djegëse e tillë, gjatë djegies së 1 kg nga e cila lirohen 29309 kJ, ose 700 kcal energji. Për analizë krahasuese, përdoret 1 ton karburant standard.

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

    Kjo shifër korrespondon me qymyrin e mirë të ulët të hirit, i cili nganjëherë quhet ekuivalent i qymyrit.

    Jashtë vendit, për analiza përdoret karburanti referencë me vlerë kalorifike 41,900 kJ/kg (10,000 kcal/kg). Kjo shifër quhet ekuivalent i naftës. Tabela më poshtë tregon vlerat e intensitetit specifik të energjisë për një numër burimesh energjetike në krahasim me karburantin konvencional.

    PËRFUNDIM

    Kështu, në bazë të materialit të mësipërm, mund të nxirren përfundimet e mëposhtme:

    Karburanti është një substancë e djegshme që përdoret për të prodhuar nxehtësi.

    Nga origjina, karburanti është natyral dhe artificial.

    Sipas gjendjes së grumbullimit dallohen lëndët djegëse të ngurta, të lëngëta dhe të gazta.

    Sipas qëllimit të përdorimit, karburanti mund të jetë energjetik, teknologjik dhe shtëpiak.

    Si një specie e pavarur, karburanti bërthamor është gjithashtu i izoluar.

    Për të krahasuar llojet e ndryshme të karburanteve për nga vlera e tyre kalorifike, përdoret njësia matëse "karburant referencë".

    Karburanti konvencional është karburant i pranuar në mënyrë konvencionale me një vlerë kalorifike prej 7000 kcal/kg (për lëndët djegëse të lëngshme dhe të ngurta) dhe 7000 kcal/Nm 3 (për lëndët djegëse të gazta).

    LISTA E BURIMEVE TË PËRDORUR

    1. Siguria në punë dhe bazat e kursimit të energjisë: Proc. kompensim /

    EM. Krachenya, R.N. Kozel, I.P. Svirid. - Botimi i 2-të. - Minsk: TetraSystems, 2005. - 156-161,166-167 f.

    2. Wikipedia - enciklopedia e lirë [Burimi elektronik] / Karburanti bërthamor. Mënyra e hyrjes: http://ru.wikipedia.org/ Data e hyrjes: 04.10.2009.

    3. Departamenti i Efiçiencës së Energjisë i Komitetit Shtetëror për Standardizimin e Republikës së Bjellorusisë [Burimet Elektronike] / Dokumentet rregullatore. Udhëzimet për hartimin e studimeve të fizibilitetit për masat e kursimit të energjisë. Mënyra e hyrjes: http://energoeffekt.gov.by/doc/metodika_1.asp. Data e hyrjes: 03.10.2009

    SHTOJCA A

    Tabela 1: Intensiteti specifik energjetik i burimeve të energjisë

    Agregat

    gjendje

    Origjina e karburantit

    natyrore

    artificiale

    benzinë, vajguri, nafte, naftë, alkool, benzinë, rrëshira (thëngjill, torfe, shist argjilor)

    të gaztë

    natyrore dhe

    fushë nafte

    Gjenerator, ujë, ndriçim, koks, gjysmë koks, furrë shpërthyese, gazra të rafinerisë së naftës

    qymyr fosile,

    shist argjilor vaji, torfe,

    Koks dhe gjysmëkoks qymyri, lëndë djegëse e briketuar dhe pluhur, qymyr druri

    Karburanti përbëhet nga pjesë të djegshme dhe jo të djegshme. Pjesa e djegshme e karburantit është një kombinim i përbërjeve të ndryshme organike, të cilat përfshijnë karbonin, hidrogjenin, oksigjenin, azotin dhe squfurin. Pjesa jo e djegshme (çakëlli) përbëhet nga papastërti minerale, duke përfshirë hirin dhe lagështinë.

    Karboni C është pjesa kryesore e djegshme e karburantit. Me një rritje të përmbajtjes së tij, vlera termike e karburantit rritet. Për lëndë djegëse të ndryshme, përmbajtja e karbonit varion nga 50 në 97%.

    Hidrogjeni H është komponenti i dytë më i rëndësishëm i djegshëm i karburantit. Përmbajtja e hidrogjenit në karburant arrin 25%. Megjithatë, kur hidrogjeni digjet, lirohet katër herë më shumë nxehtësi sesa kur digjet karboni.

    Oksigjeni O, i cili është pjesë e karburantit, nuk digjet dhe nuk lëshon nxehtësi, prandaj është çakëll i brendshëm i karburantit. Përmbajtja e tij, në varësi të llojit të karburantit, varion nga 0,5 në 43%.

    Azoti N nuk digjet dhe është çakëll i brendshëm i karburantit. Përmbajtja e tij në lëndë djegëse të lëngëta dhe të ngurta nuk është e lartë dhe arrin në 0,5 - 1,5%.

    Squfuri S, gjatë djegies së të cilit lirohet një sasi e caktuar nxehtësie, është një përbërës shumë i padëshirueshëm i karburantit, pasi produktet e tij të djegies - squfuri SO 2 dhe anhidridet sulfurik SO 3 shkaktojnë korrozion të rëndë të gazit ose të lëngshëm të sipërfaqeve metalike. Përmbajtja e squfurit në lëndët djegëse të ngurta është deri në 8%, dhe në vaj nga 0,1 në 4%.

    Hiri A është një përbërës i ngurtë jo i djegshëm, sasia e të cilit përcaktohet pas djegies së plotë të karburantit. Është një papastërti e padëshirueshme dhe madje e dëmshme, pasi në prani të saj rritet veshja gërryese, funksionimi i njësive të ndryshme bëhet më i ndërlikuar. Karburanti me përmbajtje të lartë hiri ka një nxehtësi të ulët djegieje dhe ndezjeje.

    Lagështia W është një përzierje shumë e padëshirueshme e karburantit, pasi, duke marrë një pjesë të nxehtësisë për avullim, zvogëlon nxehtësinë dhe temperaturën e djegies së karburantit, ndërlikon funksionimin e impianteve (veçanërisht në dimër) dhe kontribuon në korrozion.

    Papastërtitë minerale (hiri dhe lagështia) zakonisht ndahen në të jashtme dhe të brendshme. Të parët hyjnë në lëndë djegëse nga mjedisi gjatë nxjerrjes, transportit ose ruajtjes së tij, ndërsa të dytat përfshihen në përbërjen e tij kimike.

    Lënda djegëse që vjen te konsumatori në gjendjen e saj natyrore dhe përmban, përveç pjesës së djegshme, edhe hi dhe lagështi, quhet punë. Për të përcaktuar peshën e thatë të karburantit, ajo thahet në një temperaturë prej 105°C për të hequr lagështinë.

    Përbërja e lëndëve djegëse të gazta është shumë e larmishme: pjesa e tij e djegshme përfshin hidrogjen H, monoksid karboni CO, metan CH 4 dhe hidrokarbure të tjera të gazta (CnHm) me numrin e atomeve të hidrokarbureve deri në 4 përfshirëse.