Файл: Варанкин, Ю. В. Газовое хозяйство заводов учеб. пособие.pdf

ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ И СХЕМЫ ПОЛУЧЕНИЯ ЕСТЕСТВЕННЫХ И ИСКУССТВЕННЫХ ГОРЮЧИХ ГАЗОВ

Г л а в а 1. КЛАССИФИКАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ ГОРЮЧИХ ГАЗОВ И ОСНОВНЫЕ ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ

§ 1.1. Классификация технических горючих газов

Техническими горючими газами называются те газы пли газовые смеси, которые способны гореть и могут быть использованы в качестве топлива.

Все технические горючие газы разделяются на есте­ ственные и искусственные. К естественным относятся различные природные и попутные газы; к искусствен­ ным — коксовый, доменный, генераторные газы, газы, получаемые при нефтепереработке, сжиженный газ и т. п. Общая классификация технических горючих газов представлена на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Классификация технических горючих газов.

10

ется в объемных частях или в процентах по объему. Это значит, что для сухого газа:

Н2+ CO2+C O + C „H 2n+2+C„H2„+O2+N2+H2S==100%;.

r H2+ / co3- |- ''c o + r C rtH 2,l+ 2 + Гc„H 2n + r 0 2 + ^ 2 - h r H,s = 1 ,

где г — объемные доли отдельных компонентов газовой смеси.

Иногда состав горючих газов дается в весовых долях (в процентах по весу) или в молярных долях. В этих случаях всегда делается специальная оговорка.

В соответствии с законами газовых смесей между объемной и весовой частями компонента имеется сле­ дующая зависимость:

где gi — весовая доля компонента; гг — объемная доля компонента; рг— плотность компонента.

О б ъ е м и п л о т н о с т ь

Объем горючих газов измеряется в кубических мет­ рах (м3). Обычно он приводится к нормальным услови­ ям, т. е. к давлению ро= 101,325 кПа (760 мм рт. ст.) и 273°К (0°С). Удельный объем — объем единицы массы (м3/кг). Плотность — величина, обратная удельному объему; это масса единицы объема. В справочной техни­ ческой литературе удельный объем и плотность приве­ дены к нормальным условиям. Во временно допущенной системе физических единиц разрешается употреблять удельный вес у0 (кгс/нм3).

■Значения ро (кг/нм3) для основных компонентов го­

13

Таблица 1.1

Некоторые характеристики основных компонентов горючих газов [35]

Теплота сгорания газовых смесей при расчетах может быть достаточно точно определена по выражению

1

где (Q1,,); — низшая теплота сгорания горючих компо­

жить на (1 —■тн.о ); здесь гн,0 ■— объемная доля водя­ ных паров во влажном газе.

Во время испытаний действующих установок, исполь­ зующих горючие газы, их теплотворность должна опре­ деляться путем лабораторных измерений.

15

Ж а р о и р о и з в о д и т е л ь м о с т ь

Жаропроизводительность — это максимальная тем­ пература, которая может быть получена в камере сго­ рания (в рабочем пространстве печи) без предваритель­ ного подогрева воздуха и газа при полном сгорании топ­ лива и без потерь тепла в окружающую среду. Значения жаропроизводителы-юсти различных технических горю­ чих газов приведены далее, в табл. 4.5.

Жаропроизводительность представляет собой одну из основных энергетических характеристик горючих газов при их использовании в качестве топлива для промыш­ ленных печен. Известно, что для выплавки стали в мар­ теновских печах температура в рабочем пространстве должна доходить до 1900°С; в медеплавильных отража­ тельных печах максимальная (по длине печи) темпера­ тура достигает 1500°С, так же как и в нагревательных печах для ковки. Такие же высокие температуры требу­ ются в ряде печей обжига строительных материалов. Таким образом, при использовании в этих печах горю­ чих газов, обладающих низкой жаропроизводительно­ стью, обязательно потребуется высокотемпературный подогрев воздуха или самого газа.

В з р ы в а е м о с т ь

При использовании на гіромпредприятиях в качестве топлива горючих газов могут возникать взрывы как в камерах сгорания, так и в производственных помещени­ ях. Как показывает практика, возможность возникнове­ ния такого взрыва (при внесении открытого огня, искры) при прочих равных условиях зависит от вида горючего газа и его соотношения с кислородом в газбвоздушной среде, в которой возможно образование взрыва.

Холодные газовоздушные смеси могут воспламеняться только в интервале между нижним и верхним пределами взрываемости. В табл. 1.2 приведены значения этих пре­ делов взрываемости некоторых видов газов, входящих в качестве компонентов в состав различных технических горючих газов.

Пределы взрываемости указываются здесь в процен­ тах содержания' данного газа в холодной газовоздушной смеси. Нижний предел соответствует низшему содержа-

16

Таблица 1.2

Значения пределов взрываемости компонентов горючих газов [34]

нию данного горючего газа в газовоздушной смеси, при котором еще возможно его воспламенение и распростра­ нение горения (взрыв). При содержании газа в воздуш­ ной смеси выше верхнего предела взрываемости распро­ странения горения (взрыва) не получается вследствие недостатка кислорода. Чем больше интервал между ниж­ ним л верхним пределами взрываемости, тем больше опасность взрыва при работе с данным видом газа. В этом отношении заслуживают пристального внимания водород и окись углерода, •входящие в значительных ко­ личествах в различные искусственные газы (коксовый, водяной и др.). Пределы взрываемости искусственных горючих газов зависят в первую очередь от содержания в них вышеуказанных компонентов.

Расчет значений пределов взрываемости для много­ компонентных горючих газов может производиться по формуле

1

1 а

где z — нижний или верхний предел взрываемости (в процентахгазовоздушной омеси); ѵ

Г; — объемные доли горючих компонентов газовой смеси;

а — значение нижнего или верхнего предела взры­ ваемости компонентов газовой смеси (см. табл.

1. 2. ) .

Надо иметь в виду, что наличие в горючих газах не­

го с. публичная

каучно-тохкіічоскач

библиотека GCCP