Důležitá paliva:
Dřevo
Uhlí
Koks
Ropné produkty (topné oleje, propan)
Zemní plny
Uhlí
Koks
Ropné produkty (topné oleje, propan)
Zemní plny
Složení některých paliv:
Koks
Spalování
Je účinné jen tehdy, když se přivádí dostatečné množství kyslíku.
Při úplném spalování se uhlík (C) a kyslík (O) přeměňuje na oxid uhličitý CO2 a vodík (H) s kyslíkem (0) na vodu (H2O) (vodní pára)
Při neúplném spalování zůstane ve spalinách popel, hořlavé plyny, saze (oxid uhelnatý, uhlovodíky, vodík)
Spaliny jsou kouřové a odpadní plyny
| Složka | Procentuální podíl |
|---|---|
| Uhlík | 80 - 98 % |
| Oxidů a dusíku | 2 - 6 % |
| Vodík | 0,4 - 3 % |
| Síra | 0,5 - 1,2 % |
| Popela a vody | 6 - 10 % |
Topný olej
| Složka | Procentuální podíl |
|---|---|
| Uhlík | 84,6 - 86 % |
| Vodík | 11,9 - 13,3 % |
| Síra | 0,5 - 2,8 % |
| Popel a voda | 0,01 - 0,15 % |
Zemní plyn
| Složka | Procentuální podíl |
|---|---|
| Metan | 70 -98 % |
| Etan | 0,6 - 10 % |
| Dusík | 0,5 -13 % |
| Propan, butan, oxid uhelnatý, sirovodík | 0,1 -10 % |
Spalování
Je účinné jen tehdy, když se přivádí dostatečné množství kyslíku.
Při úplném spalování se uhlík (C) a kyslík (O) přeměňuje na oxid uhličitý CO2 a vodík (H) s kyslíkem (0) na vodu (H2O) (vodní pára)
Při neúplném spalování zůstane ve spalinách popel, hořlavé plyny, saze (oxid uhelnatý, uhlovodíky, vodík)
Spaliny jsou kouřové a odpadní plyny
Výhřevnost
Množství tepla, která palivo "odevzdá" se nazývá výhřevnost.
Množství uvolněného tepla při úplném hoření 1 kg tuhého/kapalného/1m3 plynného paliva za předpokladu, že vodní pára zůstane v plynném skupenství
Udává se v [kJ.kg-1]
Množství tepla, která palivo "odevzdá" se nazývá výhřevnost.
Množství uvolněného tepla při úplném hoření 1 kg tuhého/kapalného/1m3 plynného paliva za předpokladu, že vodní pára zůstane v plynném skupenství
Udává se v [kJ.kg-1]
Dělení paliv
A) Pevná
Přírodní
Dřevo
Rašelina
Uhlí (hnědé/černé)
Dřevo
Rašelina
Uhlí (hnědé/černé)
Chemicky upraveno/vyrobeno
Dřevěné/rašelinové uhlí
Koks z hnědého/černého uhlí
Dřevěné/rašelinové uhlí
Koks z hnědého/černého uhlí
Chemická úprava se provádí pyrolýzou
Tepelný rozklad organických látek (např. karbonizací)
Pevné palivo se bez přístupu vzduchu ohřeje (dřevěné uhlí 400 °C, černé uhlí 1000 °C), tak aby že se oddělí plynné sloučeniny a kapaliny (např. voda, dehet, lehké oleje) -> zvýší se výhřevnost paliva
Podíl dehtu vznikající při karbonizací obsahuje nejméně 300 organických sloučenin, které po destilaci tvoří velké množství výchozích látek pro chemický průmysl (barviva, ochrana rostlin)
Tepelný rozklad organických látek (např. karbonizací)
Pevné palivo se bez přístupu vzduchu ohřeje (dřevěné uhlí 400 °C, černé uhlí 1000 °C), tak aby že se oddělí plynné sloučeniny a kapaliny (např. voda, dehet, lehké oleje) -> zvýší se výhřevnost paliva
Podíl dehtu vznikající při karbonizací obsahuje nejméně 300 organických sloučenin, které po destilaci tvoří velké množství výchozích látek pro chemický průmysl (barviva, ochrana rostlin)
B) Kapalná
Topné oleje
Získávají se z ropy a uhlí
Získávají se z ropy a uhlí
Lehké topné oleje
Lehké topné oleje
- Téměř pouze ropné destiláty
Velmi lehké topné oleje
- Destiláty lehkých olejů vzniklých hnědého a černého uhlí
Mohou se spalovat bez předehřívání a jsou vhodné pro vytápění bytů
Lehké topné oleje
- Téměř pouze ropné destiláty
Velmi lehké topné oleje
- Destiláty lehkých olejů vzniklých hnědého a černého uhlí
Mohou se spalovat bez předehřívání a jsou vhodné pro vytápění bytů
Těžké topné oleje
Středně kapalinové
- Dehtové oleje z hnědého nebo černého uhlí
Těžkokapalinové
- Získávají se při zpracování ropy
- Vysoký bod tuhnutí
- Vysoká viskozita
- Použití: Průmyslová spalovací zařízení
- Aby rychle protékaly potrubím a armaturami musí být předehřívány
Středně kapalinové
- Dehtové oleje z hnědého nebo černého uhlí
Těžkokapalinové
- Získávají se při zpracování ropy
- Vysoký bod tuhnutí
- Vysoká viskozita
- Použití: Průmyslová spalovací zařízení
- Aby rychle protékaly potrubím a armaturami musí být předehřívány
Ropa
Žlutohnědá až černě silně páchnoucí kapalina
V nalezišti se vyskytuje společně se zemním plynem a solankou v různých hloubkách země
Vytvářela se po milióny let z organických zbytků (těla uhynulých živočichů a rostlin)
Ropa i zemní plyn obsahují vedle dusičnatých, kyslíkatých a sirnatých sloučenin mnoho různých uhlovodíkových sloučenin např.:
- Metan (CH4)
- Propan (C3H8)
- Butan (C4H10)
Žlutohnědá až černě silně páchnoucí kapalina
V nalezišti se vyskytuje společně se zemním plynem a solankou v různých hloubkách země
Vytvářela se po milióny let z organických zbytků (těla uhynulých živočichů a rostlin)
Ropa i zemní plyn obsahují vedle dusičnatých, kyslíkatých a sirnatých sloučenin mnoho různých uhlovodíkových sloučenin např.:
- Metan (CH4)
- Propan (C3H8)
- Butan (C4H10)
Sloučeniny výše uvedené slouží pro výrobu mnoha ropných produktů
Ropné produkty:
Benzín
Nafta
Topné, strojní a mazací oleje
Rozpouštědla, plastické hmoty, barviva, farmaceutické látky
Ropné produkty:
Benzín
Nafta
Topné, strojní a mazací oleje
Rozpouštědla, plastické hmoty, barviva, farmaceutické látky
Těžba ropy:
Ve většině případů stačí tlak, jaký je v úložišti
Není-li dostatečný užíváme:
Těžbu pomocí stlačeného vzduchu nebo vody
Mechanických hlubinných čerpadel
- Nejčastěji používané
- Pístové čerpadlo se sací trubkou umístěné těsně nad hladinou ropy je poháněno přes tyčovou soustavu k čerpacímu bloku, který je na povrchu země.
Ve většině případů stačí tlak, jaký je v úložišti
Není-li dostatečný užíváme:
Těžbu pomocí stlačeného vzduchu nebo vody
Mechanických hlubinných čerpadel
- Nejčastěji používané
- Pístové čerpadlo se sací trubkou umístěné těsně nad hladinou ropy je poháněno přes tyčovou soustavu k čerpacímu bloku, který je na povrchu země.
C) Plynná
Hořlavé plyny z přirozených surovin
Zemní plyn
Nachází se nad nalezištěm ropy
Často se nachází v nalezišti bez ropy
Použití: Palivo v průmyslu a v domácnosti
Složení: viz. výše
Jako nežádoucí součást obsahuj sirovodík H2S, který působí na železo korozivně-> před přepravou (v dálkovém potrubí) se odstraňuje vodními roztoky
Výhřevnost upraveného zemního plynu: 34 000 kJ.m-3
Zemní plyn
Nachází se nad nalezištěm ropy
Často se nachází v nalezišti bez ropy
Použití: Palivo v průmyslu a v domácnosti
Složení: viz. výše
Jako nežádoucí součást obsahuj sirovodík H2S, který působí na železo korozivně-> před přepravou (v dálkovém potrubí) se odstraňuje vodními roztoky
Výhřevnost upraveného zemního plynu: 34 000 kJ.m-3
Hořlavé (kapalné) plyny z ropy
Ropa obsahuje často:
Metan (CH4)
Etan (C2H6)
jakož i tzv. kapalné plyny:
Propan (C3H8)
Butan (C4H10)
V protikladu k metanu a etanu jsou kapalné plyny při vysokém tlaku a prostorové teplotě zkapalnitelné
Ropa obsahuje často:
Metan (CH4)
Etan (C2H6)
jakož i tzv. kapalné plyny:
Propan (C3H8)
Butan (C4H10)
V protikladu k metanu a etanu jsou kapalné plyny při vysokém tlaku a prostorové teplotě zkapalnitelné
Hořlavé plyny vznikající hořlavým procesem
Vysokopecní plyn
Vzniká ve vysokých pecích z koksu a kyslíku přiváděného do teplého vzduchu
Malá výhřevnost
Vysoký podíl oxidu uhelnatého (CO)(25 - 30 %)
Použití: Ohřívání vysokopecního vzduchu (rekuperátorů)
Vysokopecní plyn
Vzniká ve vysokých pecích z koksu a kyslíku přiváděného do teplého vzduchu
Malá výhřevnost
Vysoký podíl oxidu uhelnatého (CO)(25 - 30 %)
Použití: Ohřívání vysokopecního vzduchu (rekuperátorů)
Koksárenský plyn
Vzniká při karbonizaci hnědého a černého uhlí
Výhřevnost závisí na druhu uhlí a postupu karbonizace
Vzniká při karbonizaci hnědého a černého uhlí
Výhřevnost závisí na druhu uhlí a postupu karbonizace
Generátorový plyn
Vzniká při spalování koksu, hnědého/černého uhlí při nedostatku kyslíku
Vlastnosti podrobné vysokopecnímu plynu
Vzniká při spalování koksu, hnědého/černého uhlí při nedostatku kyslíku
Vlastnosti podrobné vysokopecnímu plynu
Hořlavé plyny vyráběné chemickou cestou
Acetylén
Vyrábí se z karbidu vápenatého (CaC2) a vody H2O
Použití:Hořlavý plyn ke svařování a řezání kyslíkem
Oproti jiným plynům má vyšší rychlost spalování, výkon a teplotu plamene
Acetylén
Vyrábí se z karbidu vápenatého (CaC2) a vody H2O
Použití:Hořlavý plyn ke svařování a řezání kyslíkem
Oproti jiným plynům má vyšší rychlost spalování, výkon a teplotu plamene
Vodík
Většinou vázaný ve větším množství ve vodě
Získává se elektrolýzou vody nebo vodního plynu
Použití:Pro svařování pod vodou
Většinou vázaný ve větším množství ve vodě
Získává se elektrolýzou vody nebo vodního plynu
Použití:Pro svařování pod vodou
Hořlavé plyny z biologických procesů
Získávají se kvašením výchozích materiálů bez přístupu kyslíku (např. kalové bahno, hnůj, rostlinné zbytky) působením mikroorganismů
Pomocí exotermického procesu (uvolňuje se teplo) se materiál zahřívá a vzniká hořlavý plyn
Získávají se kvašením výchozích materiálů bez přístupu kyslíku (např. kalové bahno, hnůj, rostlinné zbytky) působením mikroorganismů
Pomocí exotermického procesu (uvolňuje se teplo) se materiál zahřívá a vzniká hořlavý plyn
3. Pohonné látky
Jsou to paliva, jejichž spalování se uskutečňuje ve spalovacím motoru (tepelná energie se přemění na mechanickou)
Výchozí látka: Ropa (vyčištěná a zbavená vody)
Benzíny
Pohonné látky pro zážehové spalovací motory
Směs destilovaných uhlovodíků -> získají se z ropy frakční destilací nebo krakováním
Prodávají se u čerpacích stanic pod názvy např. special, super, natural
Směs destilovaných uhlovodíků -> získají se z ropy frakční destilací nebo krakováním
Prodávají se u čerpacích stanic pod názvy např. special, super, natural
Frakční destilace
Postupné odpařování směsi
Rozložení ropy na více uhlovodíkových molekul
Postupné odpařování směsi
Rozložení ropy na více uhlovodíkových molekul
Krakovací zařízení
Krakování - tepelné štěpení těžké směsi na lehkou
Krakovací zařízení - Zařízení ke štěpení velkých uhlovodíkových molekul-> zvyšuje výtěžek lehkých produktů v neprospěch těžkých frakcí
Krakování - tepelné štěpení těžké směsi na lehkou
Krakovací zařízení - Zařízení ke štěpení velkých uhlovodíkových molekul-> zvyšuje výtěžek lehkých produktů v neprospěch těžkých frakcí
Antidetonační stálost
Důležitá vlastnost pohonných látek
Vlastnost: Nevznítit se předčasně při spalování v motoru
Zajistit rovnoměrnost spalování
Vysoká teplota samovznícení = vysoká antidetonační stálost
Měřítkem je oktanové číslo
Důležitá vlastnost pohonných látek
Vlastnost: Nevznítit se předčasně při spalování v motoru
Zajistit rovnoměrnost spalování
Vysoká teplota samovznícení = vysoká antidetonační stálost
Měřítkem je oktanové číslo
Nafta
Získává se převážně z části destilovaných uhlovodíků z ropy v oblasti varu od 180 °C do 360 °C
Získává se převážně z části destilovaných uhlovodíků z ropy v oblasti varu od 180 °C do 360 °C
Vznětové motory potřebují k zabránění detonačních jevů pohonné látky s dobrou vznětlivostí
Cetanové číslo je měřítkem pro vznětlivost paliva vznětových motorů
Nafta má cetanové číslo > 45
Cetanové číslo je měřítkem pro vznětlivost paliva vznětových motorů
Nafta má cetanové číslo > 45
Paliva pro plynové turbíny
Stacionární plynové turbíny
Jsou většinou poháněny hořlavými plyny z těžkých ropných směsí nebo vysokopecním plynem (z hutí)
Stacionární plynové turbíny
Jsou většinou poháněny hořlavými plyny z těžkých ropných směsí nebo vysokopecním plynem (z hutí)
Mobilní plynové turbíny
Poháněny lehčími ropnými frakcemi (benzín, oleje)
Poháněny lehčími ropnými frakcemi (benzín, oleje)
Pohonné látky pro tryskové motory
Používají se ropné frakce s velmi širokou oblastí varu od 100 °C do 290 °C
Používají se ropné frakce s velmi širokou oblastí varu od 100 °C do 290 °C
Žádné komentáře:
Okomentovat