Спалення горючих копалин

Горючі копалини, що спалюються для виробництва тепла, називають паливом. У промисловості використовують тверде, рідке і газоподібне паливо.

Паливо повинно відповідати наступним вимогам:

1.низька вартість добування;

2.низька вартість транспорту;

3.зручність застосування;

4.можливість використання з високим коефіцієнтом корисної дії (ККД);

5.малий вміст шкідливих домішок.

Тверді і рідкі горючі копалини складаються, в основному, з вуглецю, водню, кисню, сірки, азоту, мінеральних компонентів і вологи. Газоподібне паливо характеризується складом і кількістю газів, що входять в нього (метан, етан, пропан, бутан, оксид вуглецю, водень, бензол, сірководень і інше).

Паливо характеризується декількома основними теплотехнічними показниками, головним з яких є теплота згоряння.

Процес горіння палива полягає в повному або неповному окисненні його вуглецю, водню і сірки з виділенням певної кількості тепла. Кількість тепла, що виділяється при повному згорянні 1 кг або 1 м3 палива, називають теплотою його згоряння. Кількість теплоти вимірюється в теплових одиницях калоріях. 1 кал відповідає кількості теплоти, необхідної для нагрівання 1 г дистильованої води від 19,5 до 20,5 0С при 760 мм рт. ст. Оскільки теплота є видом енергії, здатної виконувати роботу, то вона в системі СІ виражається загальною для всіх видів енергії одиницею - Джоулем (Дж), який рівний добутку сили 1 Н на шляху 1 м. 1кал=4,1868 Дж"4,19 Дж.

Вища теплота згоряння - кількість тепла, що виділяється при повному згорянні 1 кг або 1 м3 робочого палива за умови, що водень, що міститься в ньому згоряє з утворенням води.

Нижча теплота згоряння - кількість тепла, що виділяється 1 кг або 1м3 робочого палива, з урахуванням згоряння водню у водяну пару і випаровування вологи, палива.

Нижча теплота згоряння відрізняється від вищої на кількість тепла, що затрачується на випаровування вологи, що міститься в паливі і що утворюється при згорянні водню:

ккал/кг= кДж/кг,

де WP і HP дані в % по вазі.

Нижчу теплоту згоряння використовують для підрахунку потреби в паливі і його вартості, при складанні теплових балансів і визначенні ККД установок, що використовують паливо. Для зіставлення різних видів палива і підрахунку потреби в пальному введене поняття про умовне паливо. Умовне паливо характеризується нижчою теплотою згоряння, рівною 7000 ккал/кг або 29330 кДж/кг.

Визначення теплоти згоряння палива засноване на спаленні його наважки в кисні і поглинанні тепла, що виділилося водою в калориметрі. Спалення палива здійснюється в калориметричній бомбі, що являє собою циліндричну товстостінну стальну склянку місткістю біля 300 мл з стальною кришкою, що загвинчується на щільну різь.

У залежності від вигляду палива його спалюють за одним з вказаних нижче методів.