PHYSIKALISCHE UND CHEMISCHE EIGENSCHAFTEN VON ERDGASEN
Erdgase sind farb-, geruchs- und geschmacksneutral.
Zu den Hauptindikatoren von Erdgasen gehören: Zusammensetzung, Verbrennungswärme, Dichte, Verbrennungs- und Zündtemperatur, Explosionsgrenzen und Explosionsdruck.
Erdgase aus reinen Gasfeldern bestehen hauptsächlich aus Methan (82-98 %) und anderen Kohlenwasserstoffen.
Brennbares Gas enthält brennbare und nicht brennbare Stoffe. Zu den brennbaren Gasen gehören: Kohlenwasserstoffe, Wasserstoff, Schwefelwasserstoff. Zu den nicht brennbaren Stoffen gehören: Kohlendioxid, Sauerstoff, Stickstoff und Wasserdampf. Ihre Zusammensetzung ist gering und beträgt 0,1–0,3 % CO 2 und 1–14 % N 2 . Nach der Absaugung wird dem Gas giftiges Schwefelwasserstoffgas entzogen, dessen Gehalt 0,02 g/m3 nicht überschreiten sollte.
Der Heizwert ist die Wärmemenge, die bei der vollständigen Verbrennung von 1 m3 Gas freigesetzt wird. Die Verbrennungswärme wird in kcal/m3, kJ/m3 Gas gemessen. Der Heizwert von trockenem Erdgas beträgt 8000-8500 kcal/m 3 .
Der aus dem Verhältnis der Masse eines Stoffes zu seinem Volumen errechnete Wert wird als Dichte des Stoffes bezeichnet. Die Dichte wird in kg/m3 gemessen. Die Dichte von Erdgas hängt ganz von seiner Zusammensetzung ab und liegt innerhalb von c = 0,73-0,85 kg/m3.
Das wichtigste Merkmal eines brennbaren Gases ist die Wärmeabgabe, d.h. Maximale Temperatur bei vollständiger Verbrennung des Gases erreicht, wenn die benötigte Luftmenge zur Verbrennung exakt den chemischen Verbrennungsformeln entspricht und die Anfangstemperatur von Gas und Luft Null ist.
Die Wärmekapazität von Erdgas beträgt etwa 2000 -2100 °C, Methan - 2043 °C. Die tatsächliche Verbrennungstemperatur in Öfen ist viel niedriger als die Wärmeleistung und hängt von den Verbrennungsbedingungen ab.
Die Zündtemperatur ist die Temperatur des Luft-Kraftstoff-Gemisches, bei der sich das Gemisch ohne Zündquelle entzündet. Bei Erdgas liegt sie im Bereich von 645-700 °C.
Alle brennbaren Gase sind explosiv und können sich entzünden Offenes Feuer oder Funke. Unterscheiden untere und obere Konzentrationsgrenze der Flammenausbreitung , d.h. die unteren und oberen Konzentrationen, bei denen eine Explosion des Gemisches möglich ist. Die untere Explosionsgrenze von Gasen beträgt 3÷6%, die obere Grenze 12÷16%.
Explosionsgrenzen.
Gas-Luft-Gemisch mit der Gasmenge:
bis zu 5% - brennt nicht;
von 5 bis 15% - explodiert;
mehr als 15 % - brennt, wenn Luft zugeführt wird.
Der Druck während der Explosion von Erdgas beträgt 0,8-1,0 MPa.
Alle brennbaren Gase können eine Vergiftung des menschlichen Körpers verursachen. Die wichtigsten Giftstoffe sind: Kohlenmonoxid (CO), Schwefelwasserstoff (H 2 S), Ammoniak (NH 3).
Erdgas hat keinen Geruch. Um das Leck zu bestimmen, wird das Gas odoriert (d.h. sie verleihen ihm einen bestimmten Geruch). Die Durchführung der Odorierung erfolgt unter Verwendung von Ethylmercaptan. Odorierung an Gasverteilerstationen (GDS) durchführen. Wenn 1 % Erdgas in die Luft gelangt, beginnt man seinen Geruch wahrzunehmen. Das zeigt die Praxis Durchschnittsrate Ethylmercaptan für die Odorierung von Erdgas, das in die Stadtnetze eingespeist wird, sollte 16 g pro 1.000 m3 Gas betragen.
Gegenüber festen und flüssigen Brennstoffen gewinnt Erdgas in vielerlei Hinsicht:
Relative Billigkeit, die durch mehr erklärt wird der einfache Weg Bergbau und Transport;
Keine Asche und Entfernung von Feststoffpartikeln in die Atmosphäre;
Hohe Verbrennungswärme;
Es ist keine Vorbereitung des Brennstoffs für die Verbrennung erforderlich;
Die Arbeit von Servicemitarbeitern wird erleichtert und die sanitären und hygienischen Bedingungen ihrer Arbeit werden verbessert;
Erleichtert die Automatisierung von Arbeitsprozessen.
Aufgrund möglicher Undichtigkeiten durch Undichtigkeiten in Gasleitungsverbindungen und Armaturen erfordert die Verwendung von Erdgas besondere Sorgfalt und Vorsicht. Das Eindringen von mehr als 20 % des Gases in den Raum kann zum Ersticken führen, und wenn es in einem geschlossenen Volumen von 5 bis 15 % vorhanden ist, kann es eine Explosion des Gas-Luft-Gemisches verursachen. Unvollständige Verbrennung erzeugt giftig Kohlenmonoxid CO, das bereits in geringen Konzentrationen zur Vergiftung des Servicepersonals führt.
Erdgase werden nach ihrer Herkunft in zwei Gruppen eingeteilt: trockene und fettige.
Trocken Gase sind Gase mineralischen Ursprungs und kommen in Gebieten vor, die mit gegenwärtiger oder vergangener vulkanischer Aktivität in Verbindung stehen. Trockene Gase bestehen fast ausschließlich nur aus Methan mit vernachlässigbarem Gehalt an Ballastkomponenten (Stickstoff, Kohlendioxid) und haben einen Heizwert Qн=7000÷9000 kcal/nm3.
fettig Gase begleiten Ölfelder und reichern sich meist in den oberen Schichten an. Fettgase sind ihrem Ursprung nach ölähnlich und enthalten viele leicht kondensierbare Kohlenwasserstoffe. Heizwert von Flüssiggasen Qн=8000-15000 kcal/nm3
Zu den Vorteilen von gasförmigem Brennstoff gehören die Leichtigkeit des Transports und der Verbrennung, das Fehlen von Aschefeuchtigkeit und die erhebliche Einfachheit der Kesselausrüstung.
Zusammen mit natürliche Gase auch künstliche brennbare Gase, die bei der Verarbeitung anfallen, werden verwendet feste Brennstoffe, oder beim Betrieb von Industrieanlagen als Abgase entstehen. Künstliche Gase bestehen aus brennbaren Gasen der unvollständigen Verbrennung von Kraftstoff, Ballastgasen und Wasserdampf und werden in reich und arm unterteilt und haben einen durchschnittlichen Heizwert von 4500 kcal/m3 bzw. 1300 kkam3. Zusammensetzung der Gase: Wasserstoff, Methan, andere Kohlenwasserstoffverbindungen CmHn, Schwefelwasserstoff H 2 S, nicht brennbare Gase, Kohlendioxid, Sauerstoff, Stickstoff und eine geringe Menge Wasserdampf. Ballast - Stickstoff und Kohlendioxid.
Somit kann die Zusammensetzung von trockenem gasförmigem Brennstoff als die folgende Mischung von Elementen dargestellt werden:
CO + H 2 + ∑CmHn + H 2 S + CO 2 + O 2 + N 2 \u003d 100%.
Die Zusammensetzung des nassen gasförmigen Brennstoffs wird wie folgt ausgedrückt:
CO + H 2 + ∑CmHn + H 2 S + CO 2 + O 2 + N 2 + H 2 O \u003d 100%.
Verbrennungswärme trocken gasförmiger Brennstoff kJ/m3 (kcal/m3) pro 1 m3 Gas bei normale Bedingungen wie folgt definiert:
Qn \u003d 0,01,
Wobei Qi der Brennwert des entsprechenden Gases ist.
Die Verbrennungswärme von gasförmigem Brennstoff ist in Tabelle 3 angegeben.
Hochofengas entsteht beim Schmelzen von Eisen in Hochöfen. Seine Ausbeute und chemische Zusammensetzung hängen von den Eigenschaften der Charge und des Brennstoffs, der Betriebsweise des Ofens, Methoden zur Intensivierung des Prozesses und anderen Faktoren ab. Die Gasleistung reicht von 1500-2500 m 3 pro Tonne Roheisen. Der Anteil der nicht brennbaren Komponenten (N 2 und CO 2) im Hochofengas beträgt etwa 70 %, was zu seiner geringen Wärmeleistung führt (der niedrigste Heizwert des Gases beträgt 3-5 MJ/m 3 ).
Bei der Verbrennung von Hochofengas beträgt die maximale Temperatur der Verbrennungsprodukte (ohne Wärmeverluste und Wärmeverbrauch für die Spaltung von CO 2 und H 2 O) 400-1500 0 C. Werden Gas und Luft vor der Verbrennung erhitzt, so beträgt die Temperatur der Verbrennungsprodukte deutlich erhöht werden.
Ferrolegierungsgas entsteht beim Schmelzen von Ferrolegierungen in Erzreduktionsöfen. Das Abgas geschlossener Feuerungen kann als Brennstoff SER (Sekundärenergieträger) genutzt werden. In offenen Öfen verbrennt das Gas aufgrund des freien Luftzutritts oben. Die Ausbeute und Zusammensetzung von Ferrolegierungsgas hängt von der Qualität der Schmelze ab
Legierung, Chargenzusammensetzung, Betriebsart des Ofens, seine Leistung usw. Gaszusammensetzung: 50-90 % CO, 2-8 % H 2 , 0,3-1 % CH 4 , O 2<1%, 2-5% CO 2 , остальное N 2 . Максимальная температура продуктов сгорания равна 2080 ^0 C. Запылённость газа составляет 30-40 г/м^3 .
Konvertergas entsteht beim Schmelzen von Stahl in Sauerstoffkonvertern. Das Gas besteht hauptsächlich aus Kohlenmonoxid, seine Ausbeute und Zusammensetzung ändert sich beim Schmelzen erheblich. Nach der Reinigung ist die Zusammensetzung des Gases ungefähr wie folgt: 70–80 % CO; 15–20 % CO 2 ; 0,5–0,8 % O 2 ; 3–12 % N 2 . Die Verbrennungswärme des Gases beträgt 8,4–9,2 MJ/m 3 . Die maximale Verbrennungstemperatur erreicht 2000 0 C.
Koksofengas während der Verkokung von Kohleladung gebildet. In der Eisenmetallurgie wird es nach der Gewinnung chemischer Produkte verwendet. Die Zusammensetzung des Kokereigases hängt von den Eigenschaften des Kohleeinsatzes und den Verkokungsbedingungen ab. Volumenanteile von Komponenten im Gas liegen innerhalb der folgenden Grenzen, %: 52-62H 2 ; 0,3–0,6 O 2 ; 23,5-26,5 CH4; 5,5-7,7 CO; 1,8–2,6 CO 2 . Die Verbrennungswärme beträgt 17-17,6 MJ / m ^ 3, die maximale Temperatur der Verbrennungsprodukte beträgt 2070 0 С.
Was ist Kraftstoff?
Hierbei handelt es sich um eine Komponente oder ein Stoffgemisch, die zu chemischen Umwandlungen im Zusammenhang mit Wärmeabgabe befähigt sind. Verschiedene Arten von Brennstoffen unterscheiden sich im quantitativen Gehalt des Oxidationsmittels, das zur Freisetzung von Wärmeenergie verwendet wird.
Kraftstoff ist im weiteren Sinne ein Energieträger, also eine potentielle Art von potentieller Energie.
Einstufung
Derzeit werden Kraftstoffe nach ihrem Aggregatzustand in flüssig, fest, gasförmig eingeteilt.
Stein- und Brennholz, Anthrazit gelten als solide Naturholzart. Briketts, Koks, Thermoanthrazit sind Sorten von künstlichen festen Brennstoffen.
Flüssigkeiten sind Stoffe, die Stoffe organischen Ursprungs enthalten. Ihre Hauptbestandteile sind: Sauerstoff, Kohlenstoff, Stickstoff, Wasserstoff, Schwefel. Künstlicher flüssiger Brennstoff wird eine Vielzahl von Harzen, Heizöl sein.
Es ist ein Gemisch verschiedener Gase: Ethylen, Methan, Propan, Butan. Darüber hinaus enthält der gasförmige Brennstoff Kohlendioxid und Kohlenmonoxid, Schwefelwasserstoff, Stickstoff, Wasserdampf und Sauerstoff.
Kraftstoffanzeigen
Der Hauptindikator für die Verbrennung. Die Formel zur Brennwertbestimmung wird in der Thermochemie betrachtet. emittieren "Referenzbrennstoff", der den Heizwert von 1 Kilogramm Anthrazit impliziert.
Haushaltsheizöl ist für die Verbrennung in Heizgeräten mit geringer Leistung bestimmt, die sich in Wohngebäuden befinden, Wärmegeneratoren, die in der Landwirtschaft zum Trocknen von Futter verwendet werden, Konserven.
Die spezifische Verbrennungswärme von Kraftstoff ist ein solcher Wert, der die Wärmemenge angibt, die bei der vollständigen Verbrennung von Kraftstoff mit einem Volumen von 1 m 3 oder einer Masse von einem Kilogramm entsteht.
Um diesen Wert zu messen, werden J / kg, J / m 3, Kalorien / m 3 verwendet. Verwenden Sie zur Bestimmung der Verbrennungswärme die Kalorimetriemethode.
Mit zunehmender spezifischer Verbrennungswärme des Kraftstoffs sinkt der spezifische Kraftstoffverbrauch und der Wirkungsgrad bleibt unverändert.
Die Verbrennungswärme von Stoffen ist die Energiemenge, die bei der Oxidation eines festen, flüssigen, gasförmigen Stoffes freigesetzt wird.
Sie wird durch die chemische Zusammensetzung sowie den Aggregatzustand des brennbaren Stoffes bestimmt.
Merkmale von Verbrennungsprodukten
Der höhere und niedrigere Heizwert hängt mit dem Aggregatzustand des Wassers in den Stoffen zusammen, die nach der Verbrennung von Kraftstoff erhalten werden.
Der Brennwert ist die Wärmemenge, die bei der vollständigen Verbrennung eines Stoffes freigesetzt wird. Dieser Wert beinhaltet die Kondensationswärme von Wasserdampf.
Der untere Arbeitsheizwert ist der Wert, der der Wärmefreisetzung bei der Verbrennung ohne Berücksichtigung der Kondensationswärme des Wasserdampfes entspricht.
Die latente Kondensationswärme ist der Wert der Kondensationsenergie von Wasserdampf.
Mathematische Beziehung
Der obere und untere Heizwert stehen in folgender Beziehung:
QB = QH + k(W + 9H)
wobei W der Gewichtsanteil (in %) an Wasser im brennbaren Stoff ist;
H ist die Wasserstoffmenge (Massen-%) in der brennbaren Substanz;
k - Koeffizient von 6 kcal/kg
Berechnungsmethoden
Der obere und untere Heizwert wird durch zwei Hauptmethoden bestimmt: berechnet und experimentell.
Kalorimeter werden für experimentelle Berechnungen verwendet. Zunächst wird darin eine Brennstoffprobe verbrannt. Die dabei freigesetzte Wärme wird vollständig vom Wasser aufgenommen. Mit einer Vorstellung von der Masse des Wassers ist es möglich, den Wert seiner Verbrennungswärme durch Änderung seiner Temperatur zu bestimmen.
Diese Technik gilt als einfach und effektiv, sie setzt lediglich die Kenntnis technischer Analysedaten voraus.
Bei der Berechnungsmethode werden der höchste und der niedrigste Heizwert nach der Mendelejew-Formel berechnet.
Q p H \u003d 339 C p + 1030 H p -109 (O p - S p) - 25 W p (kJ / kg)
Es berücksichtigt den Gehalt an Kohlenstoff, Sauerstoff, Wasserstoff, Wasserdampf und Schwefel in der Arbeitszusammensetzung (in Prozent). Die Wärmemenge bei der Verbrennung wird unter Berücksichtigung des Bezugsbrennstoffs ermittelt.
Die Verbrennungswärme von Gas ermöglicht es Ihnen, vorläufige Berechnungen durchzuführen, um die Effizienz der Verwendung einer bestimmten Art von Brennstoff zu ermitteln.
Herkunftsmerkmale
Um zu verstehen, wie viel Wärme bei der Verbrennung eines bestimmten Brennstoffs freigesetzt wird, ist es notwendig, eine Vorstellung von seiner Herkunft zu haben.
In der Natur gibt es verschiedene Arten fester Brennstoffe, die sich in Zusammensetzung und Eigenschaften unterscheiden.
Seine Bildung erfolgt in mehreren Stufen. Zuerst wird Torf gebildet, dann wird Braun- und Steinkohle gewonnen, dann wird Anthrazit gebildet. Die Hauptquellen der Festbrennstoffbildung sind Blätter, Holz und Nadeln. Absterbende Pflanzenteile werden an der Luft von Pilzen zerstört und bilden Torf. Seine Ansammlung verwandelt sich in eine braune Masse, dann wird braunes Gas erhalten.
Braunes Gas wird bei hohem Druck und hoher Temperatur zu Kohle, dann fällt der Brennstoff in Form von Anthrazit an.
Neben organischen Stoffen befindet sich zusätzlicher Ballast im Kraftstoff. Organisch Betrachten Sie den Teil, der aus organischen Substanzen gebildet wurde: Wasserstoff, Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff. Neben diesen chemischen Elementen enthält es Ballast: Feuchtigkeit, Asche.
Die Ofentechnologie beinhaltet die Zuweisung von funktionierender, trockener sowie brennbarer Masse von verbranntem Brennstoff. Die Arbeitsmasse wird als Kraftstoff in seiner ursprünglichen Form bezeichnet und dem Verbraucher zugeführt. Trockengewicht ist eine Zusammensetzung, in der kein Wasser vorhanden ist.
Verbindung
Die wertvollsten Bestandteile sind Kohlenstoff und Wasserstoff.
Diese Elemente sind in jeder Art von Kraftstoff enthalten. In Torf und Holz erreicht der Kohlenstoffanteil 58 Prozent, in Schwarz- und Braunkohle 80 Prozent und in Anthrazit 95 Gewichtsprozent. Abhängig von diesem Indikator ändert sich die Wärmemenge, die bei der Verbrennung von Kraftstoff freigesetzt wird. Wasserstoff ist das zweitwichtigste Element eines jeden Kraftstoffs. Bei Kontakt mit Sauerstoff bildet es Feuchtigkeit, die den Heizwert jedes Brennstoffs erheblich verringert.
Sein Anteil reicht von 3,8 in Ölschiefer bis 11 in Heizöl. Als Ballast dient der im Kraftstoff enthaltene Sauerstoff.
Es ist kein wärmeerzeugendes chemisches Element und beeinflusst daher den Wert seiner Verbrennungswärme negativ. Die Verbrennung von Stickstoff, der in freier oder gebundener Form in Verbrennungsprodukten enthalten ist, gilt als schädliche Verunreinigung, daher ist seine Menge klar begrenzt.
Schwefel ist in der Zusammensetzung des Brennstoffs in Form von Sulfaten, Sulfiden und auch als Schwefeldioxidgas enthalten. Bei der Hydratisierung bilden Schwefeloxide Schwefelsäure, die die Kesselausrüstung zerstört und die Vegetation und lebende Organismen beeinträchtigt.
Aus diesem Grund ist Schwefel das chemische Element, dessen Vorhandensein in natürlichem Kraftstoff höchst unerwünscht ist. Beim Betreten des Arbeitsraumes verursachen Schwefelverbindungen erhebliche Vergiftungen des Bedienpersonals.
Je nach Herkunft unterscheidet man drei Arten von Asche:
- primär;
- sekundär;
- Tertiär.
Die Primärform wird aus den in Pflanzen enthaltenen Mineralstoffen gebildet. Sekundärasche entsteht durch die Aufnahme von Pflanzenresten durch Sand und Erde während der Formationsbildung.
Tertiäre Asche erweist sich im Prozess der Gewinnung, Lagerung und auch des Transports als Teil des Brennstoffs. Bei einer erheblichen Ablagerung von Asche nimmt die Wärmeübertragung auf der Heizfläche der Kesseleinheit ab und die Wärmeübertragung von Gasen auf Wasser wird verringert. Eine große Menge Asche beeinträchtigt den Betrieb des Kessels.
Abschließend
Flüchtige Substanzen haben einen erheblichen Einfluss auf den Verbrennungsprozess jeder Art von Kraftstoff. Je größer ihre Leistung, desto größer wird das Volumen der Flammenfront. Zum Beispiel Kohle, Torf, fangen leicht Feuer, der Prozess wird von unbedeutenden Wärmeverlusten begleitet. Der nach der Entfernung flüchtiger Verunreinigungen verbleibende Koks enthält nur Mineral- und Kohlenstoffverbindungen. Abhängig von den Eigenschaften des Brennstoffs variiert die Wärmemenge erheblich.
Je nach chemischer Zusammensetzung werden drei Stufen der Bildung fester Brennstoffe unterschieden: Torf, Braunkohle, Steinkohle.
Naturholz wird in Kleinkesselanlagen verwendet. Verwendet werden hauptsächlich Hackschnitzel, Sägespäne, Brammen, Rinde, Brennholz selbst wird in geringen Mengen verwendet. Je nach Holzart variiert die freigesetzte Wärmemenge stark.
Mit abnehmendem Heizwert erhält Brennholz gewisse Vorteile: schnelle Entflammbarkeit, minimaler Aschegehalt und das Fehlen von Schwefelspuren.
Zuverlässige Informationen über die Zusammensetzung natürlicher oder synthetischer Kraftstoffe, ihren Heizwert, sind eine hervorragende Möglichkeit, thermochemische Berechnungen durchzuführen.
Derzeit besteht eine echte Chance, die Hauptoptionen für feste, gasförmige und flüssige Brennstoffe zu identifizieren, die in einer bestimmten Situation am effizientesten und kostengünstigsten zu verwenden sind.
Die Verbrennungswärme wird durch die chemische Zusammensetzung des brennbaren Stoffes bestimmt. Die im brennbaren Stoff enthaltenen chemischen Elemente werden mit den anerkannten Symbolen bezeichnet MIT , H , UM , N , S, und Asche und Wasser sind Symbole A Und W bzw.
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Die Verbrennungswärme kann auf die Arbeitsmasse des Brennstoffs bezogen werden QP (\displaystyle Q^(P)), d. h. auf einen brennbaren Stoff in der Form, in der er beim Verbraucher ankommt; zu Trockenmasse QC (\displaystyle Q^(C)); zur brennbaren Masse der Materie Q Γ (\displaystyle Q^(\Gamma)), das heißt, zu einer brennbaren Substanz, die keine Feuchtigkeit und Asche enthält.
Höher unterscheiden ( QB (\displaystyle Q_(B))) Und niedriger ( QH (\displaystyle Q_(H))) Verbrennungswärme.
Unter höheren Heizwert verstehen die Wärmemenge, die bei der vollständigen Verbrennung eines Stoffes freigesetzt wird, einschließlich der Kondensationswärme von Wasserdampf beim Abkühlen der Verbrennungsprodukte.
Netto-Heizwert entspricht der Wärmemenge, die bei vollständiger Verbrennung freigesetzt wird, ohne Berücksichtigung der Kondensationswärme von Wasserdampf. Die Kondensationswärme von Wasserdampf wird auch genannt latente Verdampfungswärme (Kondensation).
Der untere und der obere Heizwert stehen im Verhältnis: Q B = Q H + k (W + 9 H) (\displaystyle Q_(B)=Q_(H)+k(W+9H)),
wobei k ein Koeffizient von 25 kJ/kg (6 kcal/kg) ist; W - die Wassermenge in der brennbaren Substanz, % (nach Gewicht); H ist die Menge an Wasserstoff in der brennbaren Substanz, % (nach Masse).
Berechnung der Verbrennungswärme
Der höhere Heizwert ist also die Wärmemenge, die bei der vollständigen Verbrennung einer Massen- oder Volumeneinheit (bei Gas) eines brennbaren Stoffes freigesetzt wird und die Verbrennungsprodukte auf die Taupunkttemperatur abkühlt. Bei wärmetechnischen Berechnungen wird der Brennwert zu 100 % angenommen. Die latente Verbrennungswärme von Gas ist die Wärme, die bei der Kondensation von in den Verbrennungsprodukten enthaltenem Wasserdampf freigesetzt wird. Theoretisch kann sie 11 % erreichen.
In der Praxis ist es nicht möglich, die Verbrennungsprodukte bis zur vollständigen Kondensation abzukühlen, und daher wird das Konzept des Nettoheizwerts (QHp) eingeführt, das durch Subtrahieren der Verdampfungswärme des Wasserdampfs, die beide darin enthalten sind, vom höheren Heizwert erhalten wird Stoff und entsteht bei seiner Verbrennung. Für die Verdampfung von 1 kg Wasserdampf werden 2514 kJ/kg (600 kcal/kg) aufgewendet. Der Heizwert wird nach den Formeln (kJ/kg bzw. kcal/kg) ermittelt:
Q H P = Q B P − 2514 ⋅ ((9 H P + W P) / 100) (\displaystyle Q_(H)^(P)=Q_(B)^(P)-2514\cdot ((9H^(P)+W^ (P))/100))(für fest)
Q H P = Q B P − 600 ⋅ ((9 H P + W P) / 100) (\displaystyle Q_(H)^(P)=Q_(B)^(P)-600\cdot ((9H^(P)+W^ (P))/100))(für einen flüssigen Stoff), wobei:
2514 - Verdampfungswärme bei 0 °C und atmosphärischem Druck, kJ/kg;
H P (\ displaystyle H ^ (P)) Und W P (\ displaystyle W ^ (P))- der Gehalt an Wasserstoff und Wasserdampf im Arbeitskraftstoff, %;
9 ist ein Koeffizient, der zeigt, dass, wenn 1 kg Wasserstoff in Kombination mit Sauerstoff verbrannt wird, 9 kg Wasser gebildet werden.
Der Heizwert ist die wichtigste Kenngröße eines Brennstoffs, da er die Wärmemenge angibt, die bei der Verbrennung von 1 kg festem oder flüssigem Brennstoff oder 1 m³ gasförmigem Brennstoff in kJ/kg (kcal/kg) gewonnen wird. 1 kcal = 4,1868 oder 4,19 kJ.
Der Heizwert wird für jeden Stoff experimentell bestimmt und ist ein Referenzwert. Es kann auch für feste und flüssige Materialien mit bekannter Elementzusammensetzung durch Berechnung nach der Formel von D. I. Mendeleev, kJ / kg oder kcal / kg bestimmt werden:
Q H P = 339 ⋅ C P + 1256 ⋅ H P − 109 ⋅ (O P − S L P) − 25,14 ⋅ (9 ⋅ H P + W P) (\displaystyle Q_(H)^(P)=339\cdot C^(P)+1256\ cdot H^(P)-109\cdot (O^(P)-S_(L)^(P))-25.14\cdot (9\cdot H^(P)+W^(P)))
Q H P = 81 ⋅ C P + 246 ⋅ H P − 26 ⋅ (O P + S L P) − 6 ⋅ W P (\displaystyle Q_(H)^(P)=81\cdot C^(P)+246\cdot H^(P) -26\cdot (O^(P)+S_(L)^(P))-6\cdot W^(P)), Wo:
CP (\displaystyle C_(P)), H P (\ displaystyle H_ (P)), O P (\displaystyle O_(P)), S L P (\ displaystyle S_ (L) ^ (P)), W P (\ displaystyle W_ (P))- der Gehalt an Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, flüchtigem Schwefel und Feuchtigkeit in der Arbeitsmasse des Kraftstoffs in % (nach Masse).
Für Vergleichsrechnungen wird der sogenannte konventionelle Kraftstoff verwendet, der eine spezifische Verbrennungswärme von 29308 kJ/kg (7000 kcal/kg) hat.
In Russland werden thermische Berechnungen (z. B. Berechnung der Wärmelast zur Bestimmung der Kategorie eines Raums für Explosions- und Brandgefahr) normalerweise nach dem niedrigsten Heizwert durchgeführt, in den USA, Großbritannien und Frankreich nach dem höchsten . Im Vereinigten Königreich und den Vereinigten Staaten wurde der Heizwert vor der Einführung des metrischen Systems in British Thermal Units (BTU) pro Pfund (lb) (1 Btu/lb = 2,326 kJ/kg) gemessen.
Stoffe und Materialien Netto-Heizwert QH P (\displaystyle Q_(H)^(P)), MJ/kg Benzin 41,87 Kerosin 43,54 Papier: Bücher, Zeitschriften 13,4 Holz (Balken W = 14%) 13,8 Natürliches Gummi 44,73 Polyvinylchlorid-Linoleum 14,31 Gummi 33,52 Stapelfaser 13,8 Polyethylen 47,14 Styropor 41,6 Baumwolle gelöst 15,7 Plastik 41,87 5. WÄRMEBILANZ DER VERBRENNUNG
Betrachten Sie Methoden zur Berechnung der Wärmebilanz des Verbrennungsprozesses von gasförmigen, flüssigen und festen Brennstoffen. Die Berechnung reduziert sich auf die Lösung der folgenden Probleme.
· Bestimmung der Verbrennungswärme (Brennwert) von Kraftstoff.
· Bestimmung der theoretischen Verbrennungstemperatur.
5.1. BRENNENDE HITZE
Bei chemischen Reaktionen wird Wärme freigesetzt oder aufgenommen. Wenn Wärme freigesetzt wird, wird die Reaktion als exotherm bezeichnet, und wenn sie absorbiert wird, wird sie als endotherm bezeichnet. Alle Verbrennungsreaktionen sind exotherm und Verbrennungsprodukte sind exotherme Verbindungen.
Die bei einer chemischen Reaktion freigesetzte (oder absorbierte) Wärme wird als Reaktionswärme bezeichnet. Bei exothermen Reaktionen ist er positiv, bei endothermen Reaktionen negativ. Die Verbrennungsreaktion ist immer von einer Wärmefreisetzung begleitet. Verbrennungswärme Qg(J / mol) ist die Wärmemenge, die bei der vollständigen Verbrennung von einem Mol eines Stoffes und der Umwandlung eines brennbaren Stoffes in Produkte der vollständigen Verbrennung freigesetzt wird. Das Mol ist die grundlegende SI-Einheit für die Menge eines Stoffes. Ein Mol ist eine solche Menge einer Substanz, die so viele Teilchen (Atome, Moleküle usw.) enthält, wie Atome in 12 g des Kohlenstoff-12-Isotops vorhanden sind. Die Masse einer Stoffmenge gleich 1 Mol (Molekül oder Molmasse) stimmt numerisch mit dem relativen Molekulargewicht eines bestimmten Stoffes überein.
Beispielsweise beträgt das relative Molekulargewicht von Sauerstoff (O 2 ) 32, von Kohlendioxid (CO 2 ) 44 und die entsprechenden Molekulargewichte wären M = 32 g/mol und M = 44 g/mol. Somit enthält ein Mol Sauerstoff 32 Gramm dieser Substanz und ein Mol CO 2 enthält 44 Gramm Kohlendioxid.
In technischen Berechnungen wird oft nicht die Verbrennungswärme verwendet Qg, und dem Heizwert des Brennstoffs Q(J / kg oder J / m 3). Der Brennwert eines Stoffes ist die Wärmemenge, die bei der vollständigen Verbrennung von 1 kg oder 1 m 3 eines Stoffes freigesetzt wird. Bei flüssigen und festen Stoffen erfolgt die Berechnung pro 1 kg und bei gasförmigen Stoffen pro 1 m 3.
Zur Berechnung der Verbrennungs- bzw. Explosionstemperatur, des Explosionsdrucks, der Flund anderer Kenngrößen ist die Kenntnis der Verbrennungswärme und des Brennwerts des Brennstoffs erforderlich. Der Heizwert des Brennstoffs wird entweder experimentell oder rechnerisch bestimmt. Bei der experimentellen Brennwertbestimmung wird eine vorgegebene Masse fester oder flüssiger Brennstoffe in einer kalorimetrischen Bombe und bei gasförmigen Brennstoffen in einem Gaskalorimeter verbrannt. Diese Geräte messen die Gesamtwärme Q 0 , freigesetzt bei der Verbrennung einer Brennstoffprobe M. Heizwert Qg wird nach der Formel gefunden
Zusammenhang zwischen Verbrennungswärme u
Brennstoff HeizwertUm einen Zusammenhang zwischen der Verbrennungswärme und dem Brennwert eines Stoffes herzustellen, ist es notwendig, die Reaktionsgleichung für die chemische Verbrennungsreaktion aufzustellen.
Das Produkt der vollständigen Verbrennung von Kohlenstoff ist Kohlendioxid:
C + O 2 → CO 2.
Das Produkt der vollständigen Verbrennung von Wasserstoff ist Wasser:
2H 2 + O 2 → 2H 2 O.
Das Produkt der vollständigen Verbrennung von Schwefel ist Schwefeldioxid:
S + O 2 → SO 2.
Gleichzeitig werden Stickstoff, Halogenide und andere nicht brennbare Elemente in freier Form freigesetzt.
brennbares gas
Als Beispiel berechnen wir den Heizwert von Methan CH 4, für das die Verbrennungswärme gleich ist Qg=882.6 .
Bestimmen Sie das Molekulargewicht von Methan gemäß seiner chemischen Formel (CH 4):
Ì=1∙12+4∙1=16 g/mol.
Bestimmen Sie den Brennwert von 1 kg Methan:
Lassen Sie uns das Volumen von 1 kg Methan finden, wenn wir seine Dichte ρ=0,717 kg/m 3 unter normalen Bedingungen kennen:
.Bestimmen Sie den Heizwert von 1 m 3 Methan:
Der Heizwert von brennbaren Gasen wird auf ähnliche Weise bestimmt. Für viele gängige Substanzen wurden die Brennwerte und Brennwerte mit hoher Genauigkeit gemessen und sind in der einschlägigen Referenzliteratur angegeben. Geben wir eine Wertetabelle für den Heizwert einiger gasförmiger Substanzen (Tabelle 5.1). Wert Q in dieser Tabelle wird sie in MJ / m 3 und in kcal / m 3 angegeben, da als Wärmeeinheit oft 1 kcal = 4,1868 kJ verwendet wird.
Tabelle 5.1
Brennwert gasförmiger Brennstoffe
Substanz
Acetylen
Q
Brennbarer Stoff - flüssig oder fest
Als Beispiel berechnen wir den Brennwert von Ethylalkohol C 2 H 5 OH, für den die Verbrennungswärme gilt Qg= 1373,3 kJ/mol.
Bestimmen Sie das Molekulargewicht von Ethylalkohol gemäß seiner chemischen Formel (C 2 H 5 OH):
Ì = 2∙12 + 5∙1 + 1∙16 + 1∙1 = 46 g/mol.
Bestimmen Sie den Brennwert von 1 kg Ethylalkohol:
Auf ähnliche Weise wird der Brennwert von flüssigen und festen Brennstoffen bestimmt. Im Tisch. 5.2 und 5.3 zeigen die Heizwerte Q(MJ/kg und kcal/kg) für einige flüssige und feste Stoffe.
Tabelle 5.2
Heizwert flüssiger Brennstoffe
Substanz
Methylalkohol
Äthanol
Heizöl, Öl
Q
Tabelle 5.3
Brennwert fester Brennstoffe
Substanz
Holz frisch
Holz trocken
Braunkohle
Torf trocken
Anthrazit, Cola
Q
Mendelejews Formel
Wenn der Heizwert des Brennstoffs unbekannt ist, kann er unter Verwendung der von D.I. vorgeschlagenen empirischen Formel berechnet werden. Mendelejew. Dazu müssen Sie die elementare Zusammensetzung des Kraftstoffs (die äquivalente Formel des Kraftstoffs) kennen, dh den Prozentsatz der folgenden Elemente darin:
Sauerstoff (O);
Wasserstoff (H);
Kohlenstoff (C);
Schwefel (S);
Asche (A);
Wasser (W).
Die Verbrennungsprodukte von Kraftstoffen enthalten immer Wasserdampf, der sowohl durch Feuchtigkeit im Kraftstoff als auch bei der Verbrennung von Wasserstoff entsteht. Verbrennungsabfälle verlassen die Industrieanlage mit einer Temperatur oberhalb der Taupunkttemperatur. Daher kann die bei der Kondensation von Wasserdampf frei werdende Wärme nicht sinnvoll genutzt werden und sollte bei thermischen Berechnungen nicht berücksichtigt werden.
Zur Berechnung wird in der Regel der Heizwert herangezogen. Q n Kraftstoff, der Wärmeverluste mit Wasserdampf berücksichtigt. Bei festen und flüssigen Brennstoffen der Wert Q n(MJ / kg) wird ungefähr durch die Mendeleev-Formel bestimmt:
Q n=0.339+1.025+0.1085 – 0.1085 – 0.025, (5.1)
wobei der prozentuale (Massen-%) Gehalt der entsprechenden Elemente in der Kraftstoffzusammensetzung in Klammern angegeben ist.
Diese Formel berücksichtigt die Wärme exothermer Verbrennungsreaktionen von Kohlenstoff, Wasserstoff und Schwefel (mit Pluszeichen). Sauerstoff, der Teil des Kraftstoffs ist, ersetzt teilweise den Sauerstoff in der Luft, daher wird der entsprechende Term in Formel (5.1) mit einem Minuszeichen verwendet. Wenn Feuchtigkeit verdunstet, wird Wärme verbraucht, daher wird der entsprechende Term, der W enthält, ebenfalls mit einem Minuszeichen belegt.
Der Vergleich von berechneten und experimentellen Daten zum Heizwert verschiedener Brennstoffe (Holz, Torf, Kohle, Öl) hat gezeigt, dass die Berechnung nach der Mendeleev-Formel (5.1) einen Fehler von nicht mehr als 10% ergibt.
Netto-Heizwert Q n(MJ / m 3) trockener brennbarer Gase kann mit ausreichender Genauigkeit als Summe der Produkte aus dem Heizwert einzelner Komponenten und ihrem Anteil in 1 m 3 gasförmigem Brennstoff berechnet werden.
Q n= 0,108[Н 2 ] + 0,126[СО] + 0,358[CH 4 ] + 0,5[С 2 Н 2 ] + 0,234[Н 2 S ]…, (5.2)
wobei in Klammern der prozentuale (Vol.%) Gehalt der entsprechenden Gase im Gemisch angegeben ist.
Der durchschnittliche Heizwert von Erdgas beträgt ca. 53,6 MJ/m 3 . In künstlich hergestellten Brenngasen ist der Gehalt an CH 4 -Methan vernachlässigbar. Die brennbaren Hauptbestandteile sind Wasserstoff H 2 und Kohlenmonoxid CO. In Kokereigas erreicht beispielsweise der H 2 -Gehalt (55 ÷ 60) %, und der Nettoheizwert dieses Gases erreicht 17,6 MJ/m 3 . Im Generatorgas beträgt der Gehalt an CO ~ 30 % und H 2 ~ 15 %, während der Heizwert des Generatorgases Q n= (5,2÷6,5) MJ/m3. In Hochofengas ist der Gehalt an CO und H 2 geringer; Größe Q n= (4,0÷4,2) MJ/m3.
Betrachten Sie Beispiele für die Berechnung des Brennwerts von Substanzen mit der Mendelejew-Formel.
Lassen Sie uns den Heizwert von Kohle bestimmen, deren elementare Zusammensetzung in der Tabelle angegeben ist. 5.4.
Tabelle 5.4
Elementarzusammensetzung von Kohle
Lassen Sie uns die in Tab angegebenen ersetzen. 5.4 Daten in der Mendeleev-Formel (5.1) (Stickstoff N und Asche A sind in dieser Formel nicht enthalten, da sie inerte Substanzen sind und nicht an der Verbrennungsreaktion teilnehmen):
Q n=0,339∙37,2+1,025∙2,6+0,1085∙0,6–0,1085∙12–0,025∙40=13,04 MJ/kg.
Lassen Sie uns die Menge an Brennholz bestimmen, die erforderlich ist, um 50 Liter Wasser von 10 ° C auf 100 ° C zu erhitzen, wenn 5% der bei der Verbrennung freigesetzten Wärme zum Heizen aufgewendet werden, und die Wärmekapazität von Wasser Mit\u003d 1 kcal / (kg ∙ Grad) oder 4,1868 kJ / (kg ∙ Grad). Die elementare Zusammensetzung von Brennholz ist in der Tabelle angegeben. 5.5:
Tabelle 5.5
Elementare Zusammensetzung von Brennholz
Lassen Sie uns den Brennwert von Brennholz nach Mendeleevs Formel (5.1) ermitteln:
Q n=0,339∙43+1,025∙7–0,1085∙41–0,025∙7= 17,12 MJ/kg.
Bestimmen Sie die Wärmemenge, die beim Verbrennen von 1 kg Brennholz zum Erhitzen von Wasser aufgewendet wird (unter Berücksichtigung der Tatsache, dass 5 % der bei der Verbrennung freigesetzten Wärme (a = 0,05) zum Erhitzen aufgewendet werden):
Q 2 = ein Q n=0,05 17,12=0,86 MJ/kg.
Bestimmen Sie die Menge Brennholz, die benötigt wird, um 50 Liter Wasser von 10° C auf 100° C zu erhitzen:
kg.Somit werden etwa 22 kg Brennholz benötigt, um Wasser zu erhitzen.
Die Tabellen zeigen die massenspezifische Verbrennungswärme von Brennstoff (flüssig, fest und gasförmig) und einigen anderen brennbaren Materialien. Als Brennstoffe kommen in Betracht: Kohle, Brennholz, Koks, Torf, Kerosin, Öl, Alkohol, Benzin, Erdgas etc.
Liste der Tabellen:
In einer exothermen Kraftstoffoxidationsreaktion wird seine chemische Energie unter Freisetzung einer bestimmten Wärmemenge in thermische Energie umgewandelt. Die dabei entstehende thermische Energie wird als Verbrennungswärme des Brennstoffs bezeichnet. Es hängt von seiner chemischen Zusammensetzung und Feuchtigkeit ab und ist die wichtigste. Der Heizwert des Brennstoffs, bezogen auf 1 kg Masse oder 1 m 3 Volumen, bildet den massen- oder volumetrischen spezifischen Heizwert.
Die spezifische Verbrennungswärme von Brennstoff ist die Wärmemenge, die bei der vollständigen Verbrennung einer Massen- oder Volumeneinheit eines festen, flüssigen oder gasförmigen Brennstoffs freigesetzt wird. Im Internationalen Einheitensystem wird dieser Wert in J / kg oder J / m 3 gemessen.
Die spezifische Verbrennungswärme eines Kraftstoffs kann experimentell bestimmt oder analytisch berechnet werden. Experimentelle Methoden zur Brennwertbestimmung basieren auf der praktischen Messung der bei der Verbrennung von Kraftstoff freigesetzten Wärmemenge, beispielsweise in einem Kalorimeter mit Thermostat und Verbrennungsbombe. Für einen Kraftstoff mit bekannter chemischer Zusammensetzung kann die spezifische Verbrennungswärme aus der Mendelejew-Formel bestimmt werden.
Es gibt höhere und niedrigere spezifische Verbrennungswärme. Der Brennwert entspricht der maximalen Wärmemenge, die bei der vollständigen Verbrennung des Brennstoffs freigesetzt wird, wobei die Wärme berücksichtigt wird, die für die Verdampfung der im Brennstoff enthaltenen Feuchtigkeit aufgewendet wird. Der untere Heizwert ist um den Wert der Kondensationswärme, die aus der Feuchtigkeit des Brennstoffs und dem Wasserstoff der organischen Masse entsteht, die bei der Verbrennung zu Wasser wird, kleiner als der höhere Wert.
Zur Bestimmung von Kraftstoffqualitätsindikatoren sowie bei wärmetechnischen Berechnungen verwenden normalerweise die niedrigste spezifische Verbrennungswärme, die die wichtigste thermische und betriebliche Eigenschaft des Kraftstoffs ist und in den nachstehenden Tabellen angegeben ist.
Spezifische Verbrennungswärme fester Brennstoffe (Kohle, Brennholz, Torf, Koks)
Die Tabelle zeigt die Werte der spezifischen Verbrennungswärme von trockenem Festbrennstoff in der Einheit MJ/kg. Die Brennstoffe in der Tabelle sind nach Namen in alphabetischer Reihenfolge geordnet.
Von den betrachteten festen Brennstoffen hat Kokskohle den höchsten Heizwert – ihre spezifische Verbrennungswärme beträgt 36,3 MJ/kg (oder 36,3·10 6 J/kg in SI-Einheiten). Darüber hinaus ist ein hoher Heizwert charakteristisch für Kohle, Anthrazit, Holzkohle und Braunkohle.
Brennstoffe mit geringer Energieeffizienz sind Holz, Brennholz, Schießpulver, Freztorf, Ölschiefer. Beispielsweise beträgt die spezifische Verbrennungswärme von Brennholz 8,4 ... 12,5 und von Schießpulver nur 3,8 MJ / kg.
Spezifische Verbrennungswärme fester Brennstoffe (Kohle, Brennholz, Torf, Koks)
Kraftstoff Anthrazit 26,8…34,8 Holzpellets (Pillen) 18,5 Brennholz trocken 8,4…11 Trockenes Brennholz aus Birke 12,5 Gaskoks 26,9 Hochofenkoks 30,4 Halbkoks 27,3 Pulver 3,8 Schiefer 4,6…9 Ölschiefer 5,9…15 Festtreibstoff 4,2…10,5 Torf 16,3 faseriger Torf 21,8 Torf mahlen 8,1…10,5 Torfkrümel 10,8 Braunkohle 13…25 Braunkohle (Briketts) 20,2 Braunkohle (Staub) 25 Donezk Kohle 19,7…24 Holzkohle 31,5…34,4 Kohle 27 Kokskohle 36,3 Kusnezker Kohle 22,8…25,1 Tscheljabinsker Kohle 12,8 Ekibastuz-Kohle 16,7 franztorf 8,1 Schlacke 27,5 Spezifische Verbrennungswärme flüssiger Brennstoffe (Alkohol, Benzin, Kerosin, Öl)
Die Tabelle der spezifischen Verbrennungswärme von flüssigen Brennstoffen und einigen anderen organischen Flüssigkeiten ist angegeben. Zu beachten ist, dass sich Kraftstoffe wie Benzin, Dieselkraftstoff und Öl durch eine hohe Wärmefreisetzung bei der Verbrennung auszeichnen.
Die spezifische Verbrennungswärme von Alkohol und Aceton ist deutlich geringer als bei herkömmlichen Kraftstoffen. Außerdem hat flüssiger Raketentreibstoff einen relativ niedrigen Heizwert und bei der vollständigen Verbrennung von 1 kg dieser Kohlenwasserstoffe wird eine Wärmemenge von 9,2 bzw. 13,3 MJ freigesetzt.
Spezifische Verbrennungswärme flüssiger Brennstoffe (Alkohol, Benzin, Kerosin, Öl)
Kraftstoff Spezifische Verbrennungswärme, MJ/kg Aceton 31,4 Benzin A-72 (GOST 2084-67) 44,2 Flugbenzin B-70 (GOST 1012-72) 44,1 Benzin AI-93 (GOST 2084-67) 43,6 Benzol 40,6 Winterdiesel (GOST 305-73) 43,6 Sommerdieselkraftstoff (GOST 305-73) 43,4 Flüssigtreibstoff (Kerosin + Flüssigsauerstoff) 9,2 Flugkerosin 42,9 Petroleumbeleuchtung (GOST 4753-68) 43,7 Xylol 43,2 Heizöl mit hohem Schwefelgehalt 39 Schwefelarmes Heizöl 40,5 Heizöl mit niedrigem Schwefelgehalt 41,7 Schwefelhaltiges Heizöl 39,6 Methylalkohol (Methanol) 21,1 n-Butylalkohol 36,8 Öl 43,5…46 Öl Methan 21,5 Toluol 40,9 Testbenzin (GOST 313452) 44 Ethylenglykol 13,3 Ethylalkohol (Ethanol) 30,6 Spezifische Verbrennungswärme von gasförmigen Brennstoffen und brennbaren Gasen
Dargestellt ist eine Tabelle der spezifischen Verbrennungswärme von gasförmigem Brennstoff und einigen anderen brennbaren Gasen in der Größenordnung von MJ/kg. Von den betrachteten Gasen unterscheidet sich die größte massenspezifische Verbrennungswärme. Bei der vollständigen Verbrennung von einem Kilogramm dieses Gases werden 119,83 MJ Wärme freigesetzt. Auch ein Brennstoff wie Erdgas hat einen hohen Heizwert – die spezifische Verbrennungswärme von Erdgas beträgt 41 ... 49 MJ/kg (für rein 50 MJ/kg).
Spezifische Verbrennungswärme gasförmiger Brennstoffe und brennbarer Gase (Wasserstoff, Erdgas, Methan)
Kraftstoff Spezifische Verbrennungswärme, MJ/kg 1-Buten 45,3 Ammoniak 18,6 Acetylen 48,3 Wasserstoff 119,83 Wasserstoff, Mischung mit Methan (50 % H 2 und 50 % CH 4 nach Masse) 85 Wasserstoff, Gemisch mit Methan und Kohlenmonoxid (33-33-33 Masse-%) 60 Wasserstoff, Mischung mit Kohlenmonoxid (50 % H 2 50 % CO 2 nach Masse) 65 Hochofengas 3 Koksofengas 38,5 LPG verflüssigtes Kohlenwasserstoffgas (Propan-Butan) 43,8 Isobutan 45,6 Methan 50 n-Butan 45,7 n-Hexan 45,1 n-Pentan 45,4 Begleitgas 40,6…43 Erdgas 41…49 Propadien 46,3 Propan 46,3 Propylen 45,8 Propylen, Gemisch mit Wasserstoff und Kohlenmonoxid (90–9–1 Gew.-%) 52 Ethan 47,5 Ethylen 47,2 Spezifische Verbrennungswärme einiger brennbarer Materialien
Eine Tabelle enthält die spezifische Verbrennungswärme einiger brennbarer Materialien (Holz, Papier, Kunststoff, Stroh, Gummi usw.). Es sind Materialien mit hoher Wärmefreisetzung bei der Verbrennung zu beachten. Zu diesen Materialien gehören: Gummi verschiedener Art, expandiertes Polystyrol (Polystyrol), Polypropylen und Polyethylen.
Spezifische Verbrennungswärme einiger brennbarer Materialien
Kraftstoff Spezifische Verbrennungswärme, MJ/kg Papier 17,6 Kunstleder 21,5 Holz (Barren mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 14%) 13,8 Holz in Stapeln 16,6 Eichenholz 19,9 Fichtenholz 20,3 Holz grün 6,3 Kiefernholz 20,9 Kapron 31,1 Carbolite-Produkte 26,9 Karton 16,5 Styrol-Butadien-Kautschuk SKS-30AR 43,9 Natürliches Gummi 44,8 Synthesekautschuk 40,2 Gummi-SCS 43,9 Chloroprenkautschuk 28 Polyvinylchlorid-Linoleum 14,3 Zweischichtiges Polyvinylchlorid-Linoleum 17,9 Linoleum Polyvinylchlorid auf Filzbasis 16,6 Linoleum Polyvinylchlorid auf warmer Basis 17,6 Linoleum Polyvinylchlorid auf Gewebebasis 20,3 Linolkautschuk (Relin) 27,2 Paraffin fest 11,2 Polyschaum PVC-1 19,5 Polyschaum FS-7 24,4 Polyschaum FF 31,4 Expandiertes Polystyrol PSB-S 41,6 Polyurethanschaum 24,3 Faserplatten 20,9 Polyvinylchlorid (PVC) 20,7 Polycarbonat 31 Polypropylen 45,7 Polystyrol 39 Polyethylen mit hoher Dichte 47 Niederdruck-Polyethylen 46,7 Gummi 33,5 Ruberoide 29,5 Rußkanal 28,3 Heu 16,7 Stroh 17 Organisches Glas (Plexiglas) 27,7 Textolith 20,9 Tol 16 TNT 15 Baumwolle 17,5 Zellulose 16,4 Wolle und Wollfasern 23,1 Quellen:
- GOST 147-2013 Fester mineralischer Brennstoff. Bestimmung des höheren Heizwertes und Berechnung des unteren Heizwertes.
- GOST 21261-91 Erdölprodukte. Verfahren zur Bestimmung des Brennwerts und Berechnung des Heizwerts.
- GOST 22667-82 Brennbare Erdgase. Berechnungsverfahren zur Bestimmung des Brennwerts, der relativen Dichte und der Wobbezahl.
- GOST 31369-2008 Erdgas. Berechnung von Brennwert, Dichte, relative Dichte und Wobbezahl auf Basis der Komponentenzusammensetzung.
- Zemsky G. T. Entflammbare Eigenschaften anorganischer und organischer Materialien: Nachschlagewerk M.: VNIIPO, 2016 - 970 p.
