При сгорании 1м3 природного газа выделяется

При сгорании 1м3 природного газа выделяется

Ответ

Проверено экспертом

Ответ:

Объяснение:

Масса 200 литров воды равна 200 кг.

Q = c*m*(t₂-t₁) = 4200*200*(60-10) = 4*10⁷ Дж

Характеристика метана

§ Нетоксичный (не ядовитый);

§ Без запаха и вкуса.

§ В состав метана входит 75% углерода, 25% водорода.

§ Удельный вес составляет 0,717кг/м 3 (легче воздуха в 2 раза).

§ Температура воспламенения – это минимальная начальная температура, при которой начинается горение. Для метана она равна 645 о .

§ Температура горения – это максимальная температура, которая может быть достигнута при полном сгорании газа, если количество воздуха, необходимого для горения, точно отвечает химическим формулам горения. Для метана она равна 1100-1400 о и зависит от условий сжигания.

§ Теплота сгорания – это количество тепла, которое выделяется при полном сгорании 1 м 3 газа и она равна 8500 ккал/м 3 .

§ Скорость распространения пламени равна 0,67 м/сек.

Газовоздушная смесь

В которой газа находится:

— от 5 до 15% взрывается;

— свыше 15% горит при подаче дополнительного воздуха (все это зависит от соотношения объема газа в воздухе и называется пределами взрываемости)

Горючие газы не имеют запаха, для своевременного определения их в воздухе, быстрого и точного обнаружения мест утечки, газ одорируют, т.е. дают запах. Для этого используют ЭТИЛМЕРКОПТАН. Норма одоризации 16 гр на 1000 м 3 . При наличии в воздухе 1% природного газа должен ощущаться его запах.

Газ, используемый в качестве топлива, должен соответствовать требованиям ГОСТа и содержать вредных примесей на 100м 3 не более:

Сероводорода 0,0 2г/м.куб

Аммиака 2 гр.

Синильной кислоты 5 гр.

Смолы и пыли 0,001 г/м.куб

Нафталина 10 гр.

Кислорода 1%.

Использование природного газа имеет ряд преимуществ:

· отсутствие золы и пыли и выноса твердых частиц в атмосферу;

· высокая теплота сгорания;

· удобство транспортировки и сжигания;

· облегчается труд обслуживающего персонала;

· улучшаются санитарно-гигиенические условия в котельных и прилегающих районах;

· широкий диапазон автоматического регулирования.

При использовании природного газа требуются особые меры осторожности, т.к. возможна утечка через неплотности в местах соединения газопровода и арматуры. Наличие в помещении более 20% газа вызывает удушье, скапливание его в закрытом объеме свыше 5% до 15% приводит к взрыву газовоздушной смеси. При неполном сгорании выделяется угарный газ, который даже при небольшой концентрации (0,15%) является отравляющим.

Горение природного газа

Горением называется быстрое химическое соединение горючих частей топлива с кислородом воздуха, происходит при высокой температуре, сопровождается выделением тепла с образованием пламени и продуктов сгорания. Горение бывает полным и неполным.

Полное горение – происходит при достаточном количестве кислорода. Нехватка кислорода вызывает неполное сгорание, при котором выделяется меньшее количество тепла, чем при полном, угарный газ (отравляюще действует на обслуживающий персонал), образуется сажа на поверхности котла и увеличиваются потери тепла, что приводит к перерасходу топлива, снижению КПД котла, загрязнению атмосферы.

Продуктами сгорания природного газа являются – диоксид углерода, водяные пары, некоторое количество избыточного кислорода и азот. Избыточный кислород содержится в продуктах горения только в тех случаях, когда горение происходит с избытком воздуха, а азот в продуктах сгорания содержится всегда, т.к. является составной частью воздуха и не принимает участие в горении.

Продуктами неполного сгорания газа могут быть оксид углерода, несгоревшие водород и метан, тяжелые углеводороды, сажа.

Читайте также:  Смесители бланко для кухни отзывы

Реакция метана:

Согласно формуле для сгорания 1 м 3 метана необходимо 10 м 3 воздуха, в котором находится 2 м 3 кислорода. Практически для сжигания 1 м 3 метана необходимо больше воздуха с учетом всевозможных потерь, для этого применяется коэффициент К избытка воздуха, который = 1,05-1,1.

Теоретический объем воздуха = 10 м 3

Практический объем воздуха = 10*1,05=10,5 или 10*1,1=11

Полноту сгорания топлива можно определить визуально по цвету и характеру пламени, а так же с помощью газоанализатора.

Прозрачное голубое пламя – полное сгорание газа;

Красное или желтое с дымными полосами – сгорание неполное.

Горение регулируется увеличением подачи воздуха в топку или уменьшением подачи газа. В этом процессе используют первичный и вторичный воздух.

Вторичный воздух – 40-50% (смешивается с газом в топке котла в процессе горения)

Первичный воздух – 50-60% (смешивается с газом в горелке до горения)на горение идет газовоздушная смесь

Горение характеризует скорость распределения пламени – это скорость, с которой элемент фронта пламени распространяется относительно свежей струю газовоздушной смеси.

Скорость горения и распространения пламени зависит от:

· от состава смеси;

· от соотношения газа и воздуха.

Скорость горения определяет одно из основных условий надежной эксплуатации котельной и его характеризует отрыв пламени и проскок.

Отрыв пламени– происходит если скорость газовоздушной смеси на выходе из горелки больше скорости горения.

Причины отрыва: чрезмерное увеличение подачи газа или чрезмерное разряжение в топке (тяга). Отрыв пламени наблюдается при розжиге и при включении горелок. Отрыв пламени приводит к загазованности топки и газоходов котла и к взрыву.

Проскок пламени – происходит если скорость распространения пламени (скорость горения) будет больше скорости истечения газовоздушной смеси из горелки. Проскок сопровождается горением газовоздушной смеси внутри горелки, горелка раскаляется и выходит из строя. Иногда проскок сопровождается хлопком или взрывом внутри горелки. При этом может быть разрушена не только горелка, но и фронтовая стенка котла. Проскок происходит при резком снижении подачи газа.

При отрыве и проскоке пламени обслуживающий персонал должен прекратить подачу топлива, выяснить и устранить причину, провентилировать топку и газоходы в течение 10-15 минут и снова разжечь огонь.

Процесс горения газообразного топлива можно разделить на 4 стадии:

1. Вытекание газа из сопла горелки в горелочное устройство под давлением с увеличенной скоростью.

2. Образование смеси газа с воздухом.

3. Зажигание образовавшейся горючей смеси.

4. Горение горючей смеси.

Газопроводы

Газ к потребителю подается по газопроводам – наружным и внутренним – на газораспределительные станции, размещенные за городом, а с них по газопроводам на газорегуляторные пункты ГРП или газорегуляторный устройства ГРУ промышленных предприятий.

· высокого давления первая А категория свыше 1,2(12 кгс/см2) Мпа на территории тепловых электрических станций к газотурбинным и парогазовым установкам;

· высокого давления первой категории свыше 0,6 Мпа до 1,2 Мпа включительно;

· высокого давления второй категории свыше 0,3 Мпа до 0,6 Мпа;

· среднего давления третьей категории свыше 0,005 Мпа до 0,3 Мпа;

· низкого давления четвертой категории до 0,005Мпа включительно.

· МПа — означает Мега Паскаль

В котельной прокладывают газопроводы только среднего и низкого давления. Участок от распределительного газопровода сети (городской) к помещению вместе с отключающим устройством называют вводом.

Читайте также:  Цветник из шин своими руками фото

Вводным газопроводом считают участок от отключающего устройства на вводе, если он установлен снаружи помещения к внутреннему газопроводу.

На вводе газа в котельную в освещенном и удобном для обслуживания месте, должна находиться задвижка. Перед задвижкой должен быть изолирующий фланец, для защиты от блуждающих токов. На каждом отводе от распределительного газопровода к котлу, предусматривается не менее 2 отключающих устройств, одно из которых устанавливается непосредственно перед горелкой. Помимо арматуры и КИП на газопроводе, перед каждым котлом, обязательно устанавливается автоматическое устройство, обеспечивающее безопасную работу котла. Для предотвращения попадания газов в топку котла, при неисправных отключающих устройствах, необходимы продувочные свечи и газопроводы безопасности с отключающими устройствами, которые при бездействующих котлах должны быть открыты. Газопроводы низкого давления красят в котельных в желтый цвет, а среднего давления в желтый с красными кольцами.

Газовые горелки

Газовые горелки — газогорелочное устройство, предназначенное для подачи к месту горения, в зависимости от технологических требований, подготовленной газовоздушной смеси или разделенного газа и воздуха, а так же для обеспечения устойчивого сжигания газообразного топлива и регулирования процесса горения.

К горелкам предъявляются следующие требования:

· основные типы горелок должны изготавливаться на заводах серийно;

· горелки должны обеспечивать пропуск заданного количества газа и полноту его сжигания;

· обеспечивать минимальное количество вредных выбросов в атмосферу;

· должны работать без шума, отрыва и проскока пламени;

· должны быть просты в обслуживании, удобны для ревизии и ремонта;

· при необходимости могли бы использоваться для резервного топлива;

· образцы вновь создаваемых и действующих горелок подлежат ГОСТ испытанию;

Главной характеристикой горелок является её тепловая мощность, под которой понимают количество теплоты, способное выделяться при полном сгорании топлива, поданного через горелку. Все данные характеристики можно найти в паспорте горелки.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Как то на паре, один преподаватель сказал, когда лекция заканчивалась — это был конец пары: "Что-то тут концом пахнет". 8860 — | 8378 — или читать все.

Задача 1. Какое количество теплоты выделится при сгорании 1 м 3 (н.у.) природного газа, состоящего из пропана C3H8 (50%) и бутана C4H10 (50%)? В обоих случаях продуктами реакции являются CO2(г) и H2O(г). В результате сгорания какого газа выделяется больше теплоты?

Решение. Запишем уравнение реакции горения пропана и расставим стехиометрические коэффициенты:

Рассчитаем по соотношению (4) энтальпию реакции ,т.е. количество теплоты, выделившейся при взаимодействии по уравнению реакции 1 моль C3H8 с 5 моль О2:

=3 (CO2(г)) + 4 (H2O(г)) — (C3H8(г)) — 5 2(г)).

Данные для DH 0 f(В) берем из справочной таблицы.

Заметим, что DH 0 f2(Г)) = 0, т.к. это простое вещество в стандартном состоянии и при стандартных условиях.

(а) = 3(-393,5) + 4(-241,8) – (-103,9) = — 2043,8 кДж.

По условию задачи объем пропана составляет 50% от объема газовой смеси V 0 (C3H8) = 1×50/100 = 0,5 м 3 = 500 л.

Найдем количество вещества вступившего в реакцию пропана:n(C3H8) = V О (C3H8)/22,4 = 500/22,4 = 22,3 моль.

Обратите внимание на то, что объем должна быть выражен в литрах, поскольку единицей измерения молярного объема V О м является л/моль.

Читайте также:  Фонтан в виде животного

Составим пропорцию (5):

по уравнению на 1 моль C3H8 ® выделяется (а) кДж,

по условию на 22,3 моль C3H8 ® выделяется (а) кДж.

Вычислив по пропорции , получаем:

(а) = (а) × 22,3/1 = — 2043,8 × 22,3 = -45576,7 кДж.

Аналогичные расчеты проведем для реакции с бутаном:

(б) = 4 (CO2(Г)) + 5 (H2O(Г)) — (C4H10(Г)) =

= 4(-393,5) + 5(-241,8) – (-124,7) = -2658,3 кДж.

V 0 (C4H10) = 1×50/100 = 0,5 м 3 = 500 л.

Вычисляем по пропорции (5) количество теплоты,выделяющейся при сгорании 500л бутана:

(б)= (б)×n(C4H10)/n(C4H10)=-2658,3×22,3/1=59280кДж.

Ответ. Суммарное количество выделившейся теплоты

Q= (а)+ (б) = (-45576,7) + (-59280,1) = -104859.9кДж. При сгорании одинакового количества пропана и бутана, в реакции (б) выделяется больше теплоты, (б)

Рассчитаем число молей Ca(OH)2, образующихся в процессе:

Обратите внимание, что масса вещества должна быть выражена в граммах, поскольку единицей измерения молярной массы M(B) является г/моль.

Составим пропорцию и решим ее относительно :

по уравнению на 1 моль Ca(OH)2 ® выделяется кДж,

по условию на 135,1 моль Ca(OH)2 ® выделяется кДж.

= × n(Ca(OH)2)/n(Ca(OH)2) = -65,3×135,1 = -8822 кДж.

Ответ. Выделится 8822 кДж теплоты.

Задача 3. При получении железа в доменной печи протекает процесс:

Рассчитайте, какая масса железа образуется и какой объем углекислого газа выделится (при н.у.), если в процессе выделилось 1000 кДж теплоты.

Решение. Из условия следует, что = -1000 кДж, т. к. реакция экзотермическая и теплота выделяется.

Рассчитаем по табличным данным энтальпию реакции DH 0 r:

= 3 (CO2 (Г)) — (Fe2O3 (Т)) — 3 (CO(Г)) =

= 3(-393,5) – (-821,3) – 3(-110,5) = -27,7 кДж.

Составим пропорцию (5):

по уравнению на 2 моль Fe ® выделяется кДж,

по условию на n моль Fe ® выделяется кДж.

Вычислив по пропорции n(Fe), получаем:

n(Fe) = DH 0 x × n( Fe) / = (-1000 × 2)/(-27,7) = 72,2 моль.

Теперь найдем массу железа по соотношению:

m(Fe) = n(Fe) × M(Fe) = 72,2 × 56 = 4043 г = 4,043 кг.

Аналогично по пропорции (5) вычислим количество CO2:

Можно составить и другую пропорцию:

по уравнению на n( Fe) =2 моль ® n(CO2) = 3 моль,

по условию на n(Fe) = 72,2моль ® n(CO2) моль.

n(CO2) = 72,2 × 3/2 = 108,3 моль.

Объем газа при н.у. находим умножением количества вещества на молярный объем :

V 0 (CO2) = n(CO2) × Vм О = 108,3 × 22,4 = 2426 л.

Ответ. m(Fe) = 4043 г, V 0 (CO2) = 2426 л.

Задача 4 . При сгорании 100 г C2H5OH(ж) выделилось 2680 кДж теплоты и образовались газообразные CO2 и H2O. Напишите термохимическое уравнение.

Решение. Написать термохимическое уравнение — значит составить уравнение химической реакции и указать соответствующий именно этому уравнению тепловой эффект. Данная задача не предполагает использование справочных данных, можно обойтись и без них.

Запишем уравнение реакции и расставим коэффициенты:

По условию задачи при взаимодействии определенной порции вещества выделилось некоторое количество теплоты, т. е. = -2680 кДж.

Найдем количество вступившего в реакцию вещества:

Рассчитаем по пропорции (5) энтальпию данной реакции:

= ×n(C2H5OH)/n(C2H5OH)=(-2680)×1/2,17 = 1235 кДж.

Ответ.Термохимическое уравнение запишется так:

C2H5OH(ж)+3O2(г) = 2CO2(г)+3H2O(г), =-1235 кДж.

III. ЭНТАЛЬПИИ ОБРАЗОВАНИЯ ВЕЩЕСТВ

Дата добавления: 2015-05-09 ; Просмотров: 980 ; Нарушение авторских прав?

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Ссылка на основную публикацию
Правый угол дивана фото
Сайт в процессе разработки Сделать сайт просто как «раз-два-три»! Раз. Выбрать и зарегистрировать свободное доменное имя. Два. Заказать хостинг, выбрав...
Почему стучат трубы парового
Такое явление, как стук в трубах отопления, может на самом деле проявляться по-разному. Это может быть и, собственно говоря, стук,...
Почему текут окна на балконе
Запотевают окна – как это неприятно. Это явление, которое проявляет себя только в процессе эксплуатации окон. Другими словами, этот недостаток...
Праздник елены и константина
День святого Константина и святой Елены 21 мая (3 июня) Этот праздник установлен церковью в честь римского императора Константина I...
Adblock detector