Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Отрута, що не діє відразу, не стає менш небезпечною.

М Лессінг

3.1. Особливості ви користання органічного палива

У всьому світі понад 80 % теплової та електричної енергії одержують, спалюючи викопне органічне паливо і перетворюючи його хімічну енер — гію на електричну і теплову. Близько 80 % усіх видів забруднень біосфе­ри зумовлено саме енергетичними процесами.

Через інтенсивне використання невідновлюваних паливно-енергетич­них ресурсів планети у XX ст. їх запаси значно зменшилися. У структурі викопного органічного палива питома вага нафти становить майже 45 %, природного газу — 18 %, вугілля — 37 %. Загальне уявлення про світове використання енергоресурсів за останні 100 років дають дані табл. 3.1.

Нафта, природний газ і вугілля спалюють у таких кількостях, що про­дукти їх згорання (шкідливі й токсичні газові викиди та аерозолі) зміню­ють склад атмосфери, забруднюють гідросферу та літосферу. В атмосфе­ру щорічно викидаються десятки мільярдів тонн газоподібних і паротвір- них сполук, твердих частинок, склад яких визначається видом і умовами спалювання органічного палива. Це прямо стосується й енергетики Укра­їни. Достатньо для цього проаналізувати загальні дані споживання основ­них видів органічного палива всім ПЕК України (табл. 3.2).

Розрізняють повне та неповне згорання палива. У процесі повного згорання вся хімічна енергія палива переходить в теплову, немає хімічної (q3 = 0) та механічної (q4 = 0) неповноти згорання і в продуктах згорання, крім азоту та надлишкового кисню, знаходяться тільки оксиди горючих елементів вищих порядків (С02, H2O, SO2). Такий склад продуктів зго­рання називають теоретичним.

У процесі неповного згорання (q3 > 0 та q4 > 0) до теоретичного скла­ду додаються продукти неповного згорання у вигляді: С0, H2, СН4 (якщо згорає природний газ); С та С*H, а також С0 (якщо згорає тверде та рідке паливо).

Залежно від співвідношення між кількістю палива та окисника (за­звичай — чисте повітря або повітря, забаластоване продуктами згорання) розрізняють стехіометричне та нестехіометричне горіння.

Стехіометричне горіння визначається подачею в зону горіння теоре­тично потрібної кількості окисника, що називають стехіометричним кое­фіцієнтом, і при цьому коефіцієнт надлишку повітря буде дорівнювати одиниці (а = 1,0).

Нестехіо метричне горіння може бути, якщо а > 1,0 та а < 1,0.

Якщо а > 1,0, то в продуктах згорання є надлишковий кисень та ок­сиди горючих елементів.

Якщо а < 1,0, то в продуктах згорання фіксують нестачу кисню і, крім оксидів вищих порядків, у продуктах згорання будуть продукти не­повного згорання (здебільшого у вигляді СО, Н2, С*НД які утворюють так зване відновлюване середовище.

Основне джерело забруднення середовища в теплоенергетиці — газо­подібні продукти згорання органічного палива, що викидаються через димову трубу.

Основа горіння — реакції окиснення горючих складових палива, у ре­зультаті яких вихідні речовини (паливо й окиснювач) перетворюються на компоненти (продукти згорання) з іншими фізичними і хімічними влас­тивостями. Характерною ознакою горіння є процес, що швидко відбува-

ється, супроводжується інтенсивним виділенням теплоти, різким підви­щенням температури й утворенням розжарених продуктів згорання з різ­ним ступенем світності.

Процес горіння газоподібного палива умовно можна розділити на дві стадії: перша — утворення горючої суміші (суміші палива і повітря); друга — нагрівання, запалення і горіння горючої суміші. Складніший процес го­ріння рідкого палива. Початковою стадією є нагрівання, розпилювання і випаровування пального. Краплини та пара пального змішуються з повіт­рям, і горюча суміш випаровується, запалюється і згорає.

У процесі горіння твердого палива в топках енергетичних котлів по­чатковою стадією є подрібнення палива та транспорт аеросуміші до паль­ників факельних топок.

Потрапляючи в топку, частинки твердого палива підсушуються, піді­гріваються. Далі при відповідній температурі леткі виходять, спалахують і вигорають, після чого вигорає коксовий залишок.

Залежно від агрегатного стану палива та окиснювача розрізняють го­могенне і гетерогенне горіння. Якщо агрегатний стан палива й окиснюва­ча однаковий і між ними немає поверхні поділу фаз, то вони утворять го­могенну систему. Якщо ж агрегатний стан палива й окиснювача різний, то вони утворять гетерогенну систему.

Якщо швидкість перебігу хімічної реакції між паливом і окиснювачем значно нижча за швидкість утворення горючої суміші, то підсумкова швидкість процесу горіння лімітується лише швидкістю хімічної реакції, тобто процесами хімічної кінетики. Таке горіння називають кінетичним. Якщо ж швидкість підведення окиснювача до палива менша за швидкість хімічної реакції окиснювання, то сумарна швидкість горіння не залежить від швидкості реакції і лімітується лише швидкістю процесу сумішоутво­рення або процесом дифузії кисню до палива. Таке горіння називають дифузійним.

Комментарии запрещены.