Organik yoqilg'ilar: turlari, tarkibi va tasnifi

2024 Muallif: Howard Calhoun | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-17 19:12

An'anaviy energiya 2 turdagi yoqilg'idan foydalanadi - organik va yadroviy. Garchi XX asrning ikkinchi yarmidan boshlab. atom energetikasi juda faol rivojlanmoqda, umumiy tuzilmada organik yoqilg'ining ulushi ustunlik qiladi. Hozirgi vaqtda u issiqlik va elektr energiyasini ishlab chiqarishning asosiy manbai hisoblanadi. Hammasi bo'lib uning ikki yuzga yaqin turlari inson tomonidan qo'llaniladi, ularning har biri o'ziga xos xususiyat va ko'rsatkichlarga ega.

Koʻrishlar

Qalbali yoqilgʻilarning bir nechta tasnifi mavjud:

• Kelbi bo’yicha: tabiiy (tabiiy); sun'iy (tabiiy qayta ishlash natijasida olingan).
• Foydalanish sohasi boʻyicha: energiya (elektr va issiqlik energiyasini ishlab chiqarish uchun); texnologik (turli xil sanoat mahsulotlarini ishlab chiqarish uchun).
• Moddaning fizik holatiga ko'ra (eng keng tarqalganlari qavs ichida ko'rsatilgan): suyuqlik (mazut); qattiq (qazilgan ko'mir); gazsimon (tabiiy gaz).
• "Umr bo'yi" bo'yicha: qayta tiklanadigan (yog'och, o'simliklar); shartli ravishda yangilanadigan, muddati kimninger qobig'ida to'planishi bir necha ming yil (torf); qayta tiklanmaydigan (ko'mir, slanets, neft, gaz).

Qayta tiklanmaydigan yoqilg'i manbalari uchun to'planish davri taxminiy iste'mol davridan bir necha baravar ko'p.

Tabiiy yoqilg'i

Tabiiy qazilma yoqilgʻilar quyidagi guruhlarga boʻlinadi:

• Fotoalbomlar (ichakdan olingan): qattiq va jigarrang ko'mir; Tabiiy gaz; torf; antrasit; yog '; slanets va boshqalar.
• Sun'iy: benzin; kerosin; slanets moyi; yoqilg'i briketlari; ko'mir; gidrolitik lignin; oziq-ovqat, qishloq xo'jaligi va sellyuloza-qog'oz sanoati chiqindilari; mazut; neft slanetslarini qayta ishlash, temir eritish, piroliz va boshqa texnologik jarayonlardan qo'shimcha mahsulot sifatida olingan gaz yoqilg'isi; yog'ochni qayta ishlash chiqindilari (quruq talaş, talaş, bo'lak chiqindilar).

Qishloq xoʻjaligi chiqindilaridan olingan organik yoqilgʻi

Qishloq xoʻjaligi chiqindilaridan koʻpincha quyidagilar qoʻllaniladi:

• kungaboqar urug'i qobig'i;
• grechka qobig'i;
• guruch qobig'i;
• somon.

Bu manbalar kichik boʻlgani uchun ular koʻpincha mahalliy qozonxonalar uchun yoqilgʻi sifatida ishlatiladi.

Origin

Ilmiy tushunchalarga ko'ra, barcha turdagi qazilma yoqilg'i o'simlik qoldiqlari va mavjud mikroorganizmlardan hosil bo'lgan.500 mingdan 500 million yil oldin. Ularning to'planishi er qobig'ining faol oksidlanishdan himoyalangan qismlarida (suv omborlarining sayoz qirg'oq zonalari, botqoqliklar, dengiz tubi) sodir bo'ldi. Ushbu qoldiqlarning kimyoviy tarkibi 4 ta asosiy elementni o'z ichiga oladi:

• uglevodlar;
• lignin (yuqori oʻsimliklarning hujayralararo moddasi);
• yog'ga o'xshash moddalar (qatronlar, mumlar, glitserin efirlari);
• oqsillar.

Yuqori oʻsimliklar va moxlarning botqoqli hududlarida toʻplangan qoldiqlari gomolitlar (togallangan toshkoʻmirlar), suv omborlari tubida esa mikrosuv oʻtlari va bakteriyalar - sapropelitlarning paydo boʻlishiga asos boʻldi. Yuqori bosim va harorat ta'sirida organik moddalar o'zgargan (ko'mirlanish).

Koʻmirlanish darajasi past boʻlgan gumolitlarga qoʻngʻir koʻmir deyiladi. Yuqori haroratlarda hümik kislotalar neytral guminlarga aylantirildi. Ko'mirda hümik kislotalar to'liq yo'q.

Engil sharoitda sapropelitlarda toʻyinmagan uglevodorodlarning yonuvchan slanets hosil boʻlishi bilan polimerlanish jarayonlari, asosan, distillash jarayonida tarkibi jihatidan neftga oʻxshash koʻp miqdorda qatronlar hosil qiladi. Sapropelning yuqori haroratlarda metamorfozalari va tog' jinslarining katalitik ishtiroki suyuq va gazsimon (neft, tabiiy, bog'langan gaz) uglevodorodlar aralashmasining hosil bo'lishiga olib keldi.

Qattiq yoqilg'i

Qattiq qazilma yoqilg'ilar kapillyar-g'ovak heterojen materiallardir. Ularning tuzilishi o'z ichiga oladiko'p miqdordagi gözenekler va yoriqlar. Issiqlik elektr stansiyalarida yonishdan oldin xom ashyo maydalagichlarda 15-25 mm hajmgacha (qozonlarda qatlamli yonish) yoki maydalangan holatga keltiriladi.

Suyuq va qattiq qazilma yoqilgʻilar 5 ta yonuvchi kimyoviy elementga asoslangan: C, H₂, O_{2, S. Tashqi (yonishdan keyin kul qoldig'i, namlik) va ichki (azot va kislorod) balast yoqilg'i sifatini yomonlashtiradi.}

Qattiq yoqilg'i xususiyatlari

Yonuvchan organik yoqilg'ining asosiy turlari, ularning navlari va qisqacha tavsifi quyidagi jadvalda keltirilgan.

Yoqilg'i turi	Brendlar va navlar	Xususiyatlar
Qoʻngʻir koʻmir	1B, 2B, 3B (namlik sigʻimiga qarab)	past navli yoqilg'i; yuqori gigroskopiklik va namlik; past mexanik kuch; uchuvchi birikmalarning yuqori rentabelligi; kamaytirilgan uglerod miqdori; o'z-o'zidan yonish tendentsiyasining kuchayishi; kaloriya qiymati 7-20 MJ/kg.
Koʻmir, antrasitlar	D, 1G, 2G, 1GJ, 2GJ, 1J, 2J, 1K, 2K, 1KO, 2KO, 1KS, 2KS, 1OS, 2OS, TS, 1SS, 2SS, 3SS, 1T, 2T, 1A,, 3A	an'anaviy yoqilg'i; yuqori kaloriyalilik (25 MJ/kg gacha); yuqori uglerod miqdori; past gigroskopiklik va namlik; yuqorikuch; uchuvchi komponentlar unumi 3-40%.
torf	frezeleme; topak	mahalliy yoqilgʻi turi; yuqori namlik; uchuvchi birikmalarning yuqori rentabelligi; o'z-o'zidan yonish tendentsiyasi; quritgandan keyin kaloriyali qiymati – 8 MJ/kg.
Neft slanetsi	gumit-sapropelit; sapropelit kukersitlari (kelib chiqishi boʻyicha tasnif).	eng yuqori oʻzgaruvchan kontent; yuqori reaktiv yoqilgʻi; o'rtacha kaloriyali qiymati – 4,6-9 MJ/kg; past navli yoqilgʻi, mahalliy ehtiyojlar uchun, shuningdek, yuqori energiyali yoqilgʻi (slanets moyi, gazsimon yoqilgʻi) ishlab chiqarish uchun xom ashyo sifatida ishlatiladi.

Namlikning ta'siri

Yuqori namlik yonuvchan materiallarni yoqishni qiyinlashtiradi, o'choq ichidagi haroratni pasaytiradi, issiqlik yo'qotilishini oshiradi. Uzoq geologik yoshi bilan ajralib turadigan yoqilg'ilar tarkibida suv kam (qo'ng'ir tosh, torf) mavjud.

Bir necha turdagi namlik mavjud:

• sorbsiya, qattiq va gazsimon fazalar chegarasida to'planadi;
• kapillyar (gözenek);
• yuzaki (parchalarning tashqi yuzasida topilgan);
• gidratlangan (kristalli gidratlardan iborat).

Birinchi 3 turdagi namlikni quritish orqali qattiq qazilma yoqilg'idan olib tashlash mumkin105 ° S haroratda, ikkinchisi - faqat 700-800 ° S gacha qizdirilganda kimyoviy reaktsiyalar orqali. Tashish va ochiq havoda saqlash vaqtida suv miqdori sezilarli darajada ortib, yoqilg‘i sifatini yomonlashishi mumkin.

Mineral aralashmalar

Barcha turdagi qattiq yoqilg'ida mineral aralashmalar mavjud bo'lib, ular asosan quyidagi birikmalardan iborat:

• silikatlar;
• sulfidlar;
• Ca, Mg va Fe ning karbonat tuzlari;
• fosfatlar;
• xloridlar;
• k altsiy va temir sulfatlar.

Qalbaviy yoqilg'ilarni yoqish jarayonida ular yuqori haroratli transformatsiyaga uchraydi, buning natijasida qattiq yonmaydigan kul qoladi. Uning tarkibi quyidagi reaksiyalar tufayli asl moddalardan juda farq qiladi:

• temir oksidi tuzlarining oksidlarga aylanishi;
• silikat birikmalarining suvsizlanishi;
• karbonatlarning parchalanishi, CO_{2 ajralishi, oksidlarning shakllanishi;}
• oltingugurt birikmalarining oksidlanishi, oltingugurt dioksidining ajralib chiqishi;
• ishqoriy metal tuzlarining bug'lanishi.

Kul qoldig'ining yakuniy tarkibi qazib olinadigan yoqilg'ining yonish sharoitlariga bog'liq. Yuqori haroratlarda u erishi va suyuq holatga (shlak) aylanishi mumkin. Kulning bir qismi uchuvchi yonish mahsulotlari bilan birga pechlardan chiqariladi, bu esa o'choq uskunasining ifloslanishiga, shlaklanishiga va korroziv aşınmasına olib keladi.

Termik parchalanish

Qattiq qazilma yoqilgʻi yondirilganda bir necha bosqichda parchalanadi:

• bertinatsiya (harorat 300 °S gacha, karbonat angidrid va karbon monoksit, vodorod va uglevodorodlar, pirogenetik suv ajralib chiqadi);
• yarim kokslash (400-450 °S, yonuvchi gazning asosiy hajmi chiqariladi);
• kokslash (700-1100 °C, uchuvchi birikmalarni chiqarish jarayonining tugashi).

Koks yoqilgʻilarining yonish mahsulotlari mos ravishda bertinatlar, yarimkokslar, kokslar deb ataladi.

Eng past kaloriyalilik koʻp kulli slanets, nam torf va qoʻngʻir koʻmir uchun, eng yuqorii esa antrasitlar uchun. Qattiq yoqilg'i uchun suv bug'i atmosferaga chiqadigan va kondensatsiyalanmaydigan past kaloriya qiymati 4,6-26 MJ / kg ni tashkil qiladi.

Suyuq yoqilg'ilar

Energetika sanoati uchun suyuq qazilma yoqilgʻilar neftdan uning termokimyoviy parchalanishi yordamida olinadi. Mazut yirik ob'ektlarda (issiqlik elektr stansiyalari, qozonxonalar) ishlatiladi va maishiy maqsadlarda neft mahsulotlarining distillangan fraktsiyalari (benzin, kerosin, dizel yoqilg'isi, dizel yoqilg'isi) ishlatiladi.

Mazut, xuddi moy kabi, murakkab kolloid birikmadir. Uning kimyoviy tarkibi quyidagi chegaralar ichida o'zgaradi (foizda):

• uglerod - 86-89;
• vodorod - 9, 6-12;
• oltingugurt - 0, 3-3, 5;
• kislorod va azot - 0, 5-1, 7.

Mazut turlari

Mazutning tasnifi quyidagicha:

• Tarkibida oltingugurt: kam oltingugurt (<0, 5%); kam oltingugurt (0,5-1%); oltingugurtli (1-2%); yuqori oltingugurt (2-3,5%).
• Yopishqoqlik bo'yicha (qavslar ichidabrendlar): engil yoki dengiz (F5, F12); o'rtacha (40V, 40); og'ir (100, 200 va 100V); ko'mir va slanets (slanets va ko'mirni qayta ishlash jarayonida hosil bo'ladi).

Suyuq yoqilg'ining kalorifik qiymati 39-41 MJ/kg orasida o'zgarib turadi.

Gaz yoqilg'isi

Gazsimon yoqilg'ining tarkibiga quyidagi moddalar kiradi:

• yonuvchan (toʻyingan uglevodorodlar, H₂, CO, H_{2S) va yonmaydigan (karbonat angidrid va oltingugurt, azot), kislorod, atmosfera havosi) gazlari;}
• suv bugʻi;
• qatron;
• chang.

Quyidagi qazilma yoqilgʻi turlari eng koʻp qoʻllaniladi:

• Tabiiy gaz. Asosiy komponent metandir. Iste'mol qilishdan oldin gaz quritiladi, changdan tozalanadi va vodorod sulfidining zararli aralashmalari chiqariladi.
• Neft ishlab chiqarish jarayonida ajralib chiqadigan assotsiatsiyalangan gaz. Uglevodorodlarni suyuq fazadan ajratish separatorlarda amalga oshiriladi. Metanning hajm ulushi tabiiy gazga qaraganda kamroq, og'ir uglevodorodlar esa ko'proq. Shu munosabat bilan, qazib olinadigan yoqilg'ilarning yonishi paytida ko'proq issiqlik chiqariladi.
• Suyultirilgan gaz. Asosiy komponentlar propan va butan, shuningdek og'ir uglevodorodlarning aralashmalari. 20 ° C haroratda va atmosfera bosimida u gaz holatini oladi. Bosim oshganda yoki harorat pasayganda, gaz uni tashish uchun ishlatiladigan suyuq fazaga o'tadi. Ushbu turdagi yoqilg'i uchun xomashyo - neftni qayta ishlash jarayonida olingan qo'shma gaz va gaz.
• Koks gazi. davomida hosil bo'lgan qo'shimcha mahsulotdirko'mirni kokslash. Dastlabki mahsulot zararli aralashmalar, ammiak, aromatik uglevodorodlardan tozalanadi. 1 tonna ko'mirdan 3000 kub metrgacha ishlab chiqariladi.
• Doma o'choq gazi. Koks va temir rudalarini domna pechlarida puflashda oʻzaro taʼsiri natijasida hosil boʻladi. Hosildorlik – 1 tonna quyma temir uchun 2200-3200 m3.

Gaz yoqilg'isining kalorifik qiymati uning kimyoviy tarkibiga bog'liq va 4-47 MJ/m3 oralig'ida. Yonuvchan gazlarning deyarli barcha turlari havodan engilroq va sizib chiqayotganda shift ostida to'planadi. Yonish uchun zarur bo'lgan havo aralashmasidagi eng past konsentratsiya pentandir (hajm bo'yicha 1,4%).

Xususiyatlar berilgan

Har xil turdagi yoqilg'ilarning xossalarini qiyosiy tahlil qilish uchun ishchi yoqilg'ining sifat ko'rsatkichining uning o'ziga xos past kaloriyali qiymatiga nisbati sifatida aniqlangan berilgan tavsiflardan foydalaniladi.

Asosiy hisoblangan koʻrsatkichlar:

• namlik;
• kul tarkibi;
• oltingugurt va azot miqdori.

Yoqilg'i-energetika sanoatida foydalaniladigan yoqilg'ining samaradorligini solishtirish uchun mos yozuvlar yoqilg'i tushunchasi ham qo'llaniladi. Bu ish sharoitida eng past o'ziga xos yonish issiqligi 7000 kkal / kg bo'lgan yoqilg'i. Yoqilg'ining har bir turi uchun o'lchovsiz issiqlik koeffitsientini o'ziga xos yonish issiqligining mos yozuvlar yoqilg'isi uchun ushbu qiymatga nisbati sifatida hisoblash mumkin.

Toʻliq qazib olinadigan yoqilgʻilar yondirilganda uch atomli gazlar (karbonat angidrid va oltingugurt dioksidi) hosil boʻladi.gaz) va suv. Yonishda ishtirok etadigan moddalarning iste'moli (1 mol yoqilg'i uchun) havo bilan ta'minlangan barcha kislorodning reaksiyaga kirishishi sharti asosida formulalar bo'yicha hisoblanadi. Bunday tenglamalar yonishning moddiy balansi deb ataladi.

Haqiqiy sharoitda hisoblangan qiymatlar koeffitsientlar yordamida tuzatiladi, chunki to'liq yonish uchun har doim ko'proq havo talab qilinadi. Yonish mahsulotlarining haroratini aniqlash uchun oksidlanish reaktsiyasining issiqlik balansi tuziladi (1 kg suyuq yoki qattiq qazilma yoqilg'i uchun yoki gazsimon yoqilg'i uchun 1 m3). Fizika nuqtai nazaridan issiqlik balansi tenglamasi energiyaning saqlanish qonunini yozishdan boshqa narsa emas.