Системы отопления > Первичные источники тепловой энергии
Твердое топливо | Жидкое топливо | Природный газ | Солнечная энергия | Экологические предпосылки |
Природный газ
Свойства существующих топливных
или сжигаемых газов в значительной степени различаются. Большинство топливных
газов являются смесью горючих и негорючих газов, с преобладанием горючих
компонентов: углеводородов, водорода и в меньшей степени монооксида углерода. В качестве газообразного топливаобычно используются природный газ, нефтяной (попутный) газ и остаточные газы
технических процессов, например, коксовый газ, доменный газ, газ, получаемый в
генераторе с отсасыванием и т.д.
Топливные газы разделяются на
группы в соответствии с теплотворной способностью (Hu)
следующим образом:
Тощий газ |
Hu < 2.5 |
кВтч/м3n |
Средние газы |
Hu = 2.4-4.0 |
кВтч/м3n |
Сильные газы |
Hu = 4.0 – 6.0 |
кВтч/м3n |
Обогащенный газ |
Hu > 6.0 |
кВтч/м3n |
На сегодняшний день природный газ
является наиболее важным первичным источником энергии. Все газообразные, в
большинстве своем неочищенные углеводородные соединения, которые добываются из
недр земли и являются горючими, называются природным газом. Они не имеют запаха
и содержат множество примесей.
Залежи природного газа, как и
нефти , и угля, образовались в местах отложений простых организмов, которые
преобразовались под воздействием высоких давлений и температур. Месторождения
природного газа находятся в пористых горных породах, образовавшихся в
результате тектонических сдвигов. Слои, покрывающие эти породы, не пропускают
газ. Состав природного газа существенно отличается от одного месторождения к
другому. Поэтому перед использованием природный газ должен проходить обработку,
позволяющую удалить ненужные компоненты, например, сернистокислую соль, воду и т.д. Обработка, как правило, осуществляется на месте добычи. При
этом особую сложность представляет удаление серных соединений, поскольку при их сжигании выделяется токсичный сернистый газ (SO2). В таблицах .5
и 6 приводятся основные технические характеристики важнейших топливных газов.
Таблица 5 Состав,
плотность и теплотворная способность промышленных газов (данные Ф. Шустера и др.)
| |
Газовое топливо |
Объемный состав %/объем |
Максимальная теплотворная спосбность |
Минимальная теплотворная способность |
Относительная плотность |
Показатель неустойчивости |
| |
|
H2 |
CO |
CH4 |
(C3H6) CnHm |
Другие углеводороды |
CO2 |
N2 |
Ho кДж/м3n |
Ho кДж/м3n |
dv (воздух = 1) |
|
| 1 |
Доменный газ |
2 |
30 |
- |
- |
- |
8 |
60 |
4,080 |
3,975 |
0,99 |
4,100 |
| 2 |
Коксовый газ в виде побочного продукта |
12 |
28 |
(<)
0.5 |
- |
- |
5 |
54.5 |
5,340 |
5,025 |
0,88 |
5,700 |
| 3 |
Газ, образующийся при сжигании каменного угля |
12 |
29 |
2 |
- |
- |
3 |
54 |
5,965 |
5,650 |
0,86 |
6,400 |
| 4 |
Газ, образующийся при сжигании бурого угля |
15 |
27 |
2 |
- |
- |
7 |
49 |
6,070 |
5,760 |
0,86 |
6,500 |
| 5 |
Смешенный газ (12+1) |
19.3 |
22.2 |
8.4 |
0.6 |
- |
6 |
43.7 |
9,125 |
8,370 |
0,80 |
10,200 |
| 6 |
Водяной газ, образующийся при сжигании кокса |
50 |
40 |
(<)
0.5 |
- |
- |
5 |
4.5 |
11,510 |
10,460 |
0,55 |
15,500 |
| 7 |
Водяной газ, образующийся при сжигании угля |
50 |
35 |
5 |
- |
- |
5 |
5 |
12,770 |
11,615 |
0,53 |
17,550 |
| 8 |
Метан, образующийся в канализационных коллекторах (12+6) |
51 |
18 |
19 |
2 |
- |
4 |
6 |
18,000 |
16,120 |
0,46 |
26,540 |
| 9 |
Метан, образующийся в канализационных коллекторах (12+2) |
44 |
12 |
22 |
2 |
- |
4 |
16 |
18,000 |
16,120 |
0,51 |
25,200 |
| 10 |
Пропан + воздух (17 О2) |
- |
- |
- |
- |
18 |
- |
65 |
18,000 |
16,740 |
1,10 |
17,160 |
| 11 |
Водяной газ из жидкого науглероженного древесного угля |
37 |
28 |
15 |
5 |
- |
8 |
7 |
18,840 |
17,370 |
0,64 |
23,550 |
| 12 |
Коксовый газ |
55 |
6 |
25 |
2 |
- |
2 |
10 |
19,670 |
17,370 |
0,39 |
31,500 |
| 13 |
Водяной газ из жидкого науглероженного каменного угля |
45 |
35 |
1 |
10 |
- |
4 |
5 |
20,090 |
18,420 |
0,63 |
25,300 |
| 14 |
Угольный газ |
52 |
8 |
28 |
2.5 |
- |
2 |
10 |
20,930 |
18,840 |
0,41 |
32,700 |
| 15 |
Газ, полученный путем низкотемпературного коксования из
битуминозных углей |
25 |
5 |
45 |
5 |
10 |
5 |
5 |
33,500 |
30,350 |
0,62 |
42,550 |
| 16 |
Природный газ тип L |
- |
- |
82 |
- |
3.0 |
1.0 |
14 |
35,200 |
31,800 |
0,64 |
44,000 |
| 17 |
Природный газ тип Н |
- |
- |
93 |
- |
5.0 |
1.0 |
1.0 |
41,300 |
37,300 |
0,61 |
52,880 |
| 18 |
Матан |
- |
- |
100 |
- |
- |
- |
- |
39,850 |
35,790 |
0,55 |
53,750 |
| 19 |
Нефтяной газ |
20 |
5 |
40 |
20 |
10 |
1 |
4 |
45,210 |
41,230 |
0,74 |
52,550 |
| 20 |
Пропан С3Н8 |
- |
- |
- |
- |
100 |
- |
- |
100,890 |
92,890 |
1,562 |
80,730 |
| 21 |
Н-бутан С4Н10 |
- |
- |
- |
- |
100 |
- |
- |
133,870 |
123,650 |
2,091 |
92,600 |
Таблица 6 Характеристики газо- и
парообразного топлива при сжигании(1 кВт-ч = 3600 кДж)
| |
Символ |
Молекулярная масса |
Плотность |
Содержание |
|
| |
|
|
Р Кг/м3 |
С Вес % |
h вес % |
| Ацетилен |
С2Н2 |
26.04 |
1.17 |
92.5 |
7.5 |
| Бензол |
С6Н6 |
78.1 |
3.73 |
92.2 |
7.8 |
| Бутан (н) |
С4Н10 |
58.1 |
2.71 |
83 |
17 |
| Бутилен |
С4Н8 |
56.1 |
2.60 |
85 |
15 |
| Этан |
С2Н6 |
30.1 |
1.35 |
80 |
20 |
| Этанол |
С2Н5ОН |
45.11 |
2.19 |
52 |
13 |
| Этилен |
С2Н4 |
28.05 |
1.26 |
85.7 |
14.3 |
| Оксид углерода |
СО |
28.01 |
1.25 |
42.9 |
0 |
| Метан |
СН4 |
16.04 |
0.72 |
75 |
25 |
| Метанол |
СН3ОН |
32.04 |
1.52 |
37.5 |
12.5 |
| Пропан |
С3Н8 |
44.09 |
2.01 |
81.8 |
18.2 |
| Пропилен |
С3Н6 |
42.08 |
1.91 |
85.7 |
14.3 |
| Толуол |
С2Н8 |
92.11 |
4.87 |
91.2 |
8.8 |
| Водород |
Н2 |
2.016 |
0.090 |
0 |
100 |
|
|
|
|
|
|
| |
Символ |
Сжигание/теплотворная
способность |
Расчетный объем воздуха горения |
Объем отработанного газа, влажного |
Сухой отрабо-танный газ |
Влажный отрабо-танный газ |
| |
|
Но кДж/кг |
Но кДж/кг |
Но КДж/м3n |
Но КДж/м3n |
Lмин м3n /кг |
Lмин м3n /кг |
Vat м3n /кг |
Vat м3n /кг |
CO2 макс Об.-% |
НО Об.-% |
| Ацетилен |
С2Н2 |
 |
| Бензол |
С6Н6 |
| Бутан (н) |
С4Н10 |
| Бутилен |
С4Н8 |
| Этан |
С2Н6 |
| Этанол |
С2Н5ОН |
| Этилен |
С2Н4 |
| Оксид углерода |
СО |
| Метан |
СН4 |
| Метанол |
СН3ОН |
| Пропан |
С3Н8 |
| Пропилен |
С3Н6 |
| Толуол |
С2Н8 |
| Водород |
Н2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
