Пересчет результата измерения газов
Для подгруппы Б, не выполнявшей данную лабораторную работу, в рабочей тетрадке написать отчет. Теоретическую часть переписываем полностью, из экспериментальной части только таблицу 1 и расчеты, заканчиваем выводом.
Лабораторная работа № 2
Исследование состава продуктов горения веществ
Цель работы. Теоретически и экспериментально с помощью газоанализатора ДАГ – 510 определить состав продуктов горения некоторых видов топлив.
Теоретическая часть
Топливо – горючее вещество, выделяющее при сжигании значительное количество теплоты, которая используется непосредственно в технологических процессах или преобразуется в другие виды энергии (например, в механическую на транспорте, в электрическую на тепловых электростанциях и др.).
Важнейшие свойства топлива
Основные характеристики топлива, определяющие его ценность, удобство использования, эффективность и др., приведены ниже:
· Теплотворная способность, или теплота сгорания. Представляет собой количество теплоты, которое выделяется при сгорании либо 1 кг, либо 1м3 топлива. Эта характеристика определяет расход топлива и транспортные расходы на единицу энергии.
· Жаропроизводительность. Представляет собой максимальную температуру, которой можно достигнуть при сжигании топлива в адиабатических условиях. Определяет эффективность топлива в высокотемпературных процессах.
|
|
|
· Содержание балласта, т.е. минеральной несгораемой массы, а также влаги в твердом и жидком топливе, а азота и углекислого газа – в газообразном топливе. Чем выше содержание балласта, тем ниже теплотворная способность и жаропроизводительность.
· Содержание вредных примесей, снижающих ценность топлива и обуславливающих загрязнение окружающей среды (например, серы).
· Выход летучих веществ и обуглероженных остатков (например, кокса), определяющий легкость его зажигания и целесообразность применения в данном технологическом процессе.
· Удобство сжигания топлива (простота устройств для сжигания, легкость регулировки процесса горения).
· Сложность и затраты подготовки топлива к сжиганию.
· Степень сложности разведки, трудности добычи и себестоимость топлива.
· Удаленность месторождения от районов потребления.
Состав продуктов горения является важной характеристикой пожарной опасности веществ и материалов, так как в условиях пожара от него зависит токсичность среды, а это, в свою очередь, влияет на безопасность и здоровье людей, оказавшихся в зоне задымления.
В основе процесса горения лежит химическое взаимодействие горючего и окислителя. При горении веществ в воздухе окислителем является кислород. Азот, содержащийся в воздухе, не участвует в химическом превращении.
|
|
|
Экологические проблемы
Из более чем 200 загрязнителей воздуха, на которые установлены нормы предельно допустимых концентраций (ПДК), следует выделить пять основных, связанных с горением топлива:
1. Твердые частицы
2. Оксиды серы SO2
3. Оксиды азота NO, NO2
4. Оксид углерода СО
5. Оксид углерода СО2
6. Углеводороды
Эти вещества определяют до 90-98% валовых выбросов вредных веществ в крупных городах и промышленных регионах. Для большинства регионов характерно следующее весовое соотношение этих веществ в атмосферу: оксид углерода около 50%, оксиды серы около 20%, твердые частицы 16-20%, оксиды азота 6-8% и углеводороды 2-5%.
К очень опасным веществам следует отнести также и бенз(а)пирен, который выбрасывается в очень незначительном количестве по сравнению с перечисленными веществами, но является крайне токсичным веществом.
Экспериментальная часть
Для контроля содержания загрязняющих веществ в отходящих газах стационарных и передвижных источников промышленных выбросов в целях экологического контроля и оптимизации процесса горения топлива используется переносной газоанализатор ДАГ-510 (рис. 1).
|
|
|
Рис. 1. Переносной газоанализатор ДАГ-510
Переносной газоанализатор ДАГ-510 применяется для измерения:
Ø содержания кислорода (О2);
Ø оксида углерода (СО);
Ø оксида азота (NO);
Ø диоксида азота (NO2);
Ø сернистого ангидрида (SO2);
Ø сероводорода (Н2S) и углеводородов (по метану или пропану) в отходящих газах топливосжигающих установок;
Ø измерения температуры в точке отбора пробы и температуры окружающей среды; измерения абсолютного давления, разности давлений;
Ø определения расчётным методом скорости и расхода газопылевых потоков при работе с пневмометрической трубкой Пито или НИИОГАЗ в соответствии с ГОСТ 17.2.4.06-90; определения расчётным методом содержания диоксида углерода (СО2);
Ø суммы оксидов азота (NOX);
Ø определения расчетным методом технологических параметров топливосжигающих установок - коэффициента избытка воздуха и коэффициента потерь тепла.
Выполнение работы
Рис. 2. Внешний вид газоанализатора ДАГ 510, лицевая панель.
где:
1 - включение и выключение прибора.
2 - вывод краткой справочной информации, содержащей рекомендации по текущему режиму работы прибора.
|
|
|
3 - включение и выключение подсветки дисплея.
4 - выход из текущего режима, меню, отказ от редактирования без сохранения изменений, прерывание вывода протокола измерения на принтер.
5 - ввод строки, подтверждение ввода величины.
6 - вывод подменю в измерительных режимах и при работе с памятью, открытие для редактирования справочников объектов измерения и типов сжигаемого топлива.
Клавиши с цифрами от 0 до 9 производят выбор пункта меню, ввод числового значения при редактировании. В режиме измерения и при редактировании эти клавиши имеют дополнительное назначение в соответствии с символами, находящимися над клавишами.
Нажатием клавиши с цифрой 8 (<X>) в измерительных режимах производится усреднение результатов измерения для снижения нестабильности показаний.
Клавиша (START/STOP) приостанавливает обновление результатов в измерительных режимах и производится управление насосом отбора пробы в режиме. При редактировании клавишей удаляется предшествующий маркеру символ.
На дисплей выводится меню режимов работы:
ГАЗОАНАЛИЗАТОР 1
ДАВЛЕНИЕ/СКОРОСТЬ 2
ТЕМПЕРАТУРА 3
ДЕТЕКТОР САЖИ 4
ПРОСМОТР ПАМЯТИ 5
СВЕДЕНИЯ О ПРИБОРЕ 6
Выбрать режим газоанализатор (нажать на клавишу с цифрой 1), после чего прибор автоматически начинает выполнять подготовку к измерению, производится установка «нуля» газовых датчиков и инфракрасного канала измерения, которая продолжается в течении 200 секунд.
После завершения подготовки к измерению предлагается ввести объект измерения и тип сжигаемого топлива. Название объекта выбирается из справочника «ОБЪЕКТ ИЗМЕРЕНИЯ». Для этого нужно нажать клавишу ( ), затем выбрать тип сжигаемого топлива, нажав клавишу с цифрой 2, на дисплее отобразятся названия топлива. Выбрать тип топлива при помощи клавиш с цифрами 0 и 5. Затем для подтверждения нажать клавишу ENTER (←|), выйти из меню при помощи клавиши ESC. Подставить зажженную спиртовку под стеклянную трубку (рис. 3) и произвести замер пробы в течении 5 минут. Выключение / включение режима отбора пробы производится клавишей START /STOP (←). Записать показания газоанализатора.
Рис. 3. Отбор пробы продуктов сгорания для анализа.
Аналогичным образом произвести замер следующей пробы.
Полученные результаты измерения и расчетные данные занести
в таблицу 1.
Т а б л и ц а 1
| Результат
Вид топлива | Тg,°С | О2, % | СО2, % | СО | NO | NO2 | SO2 | Н2S | Qa, % | Alf | |||||
| ррm | мг | ррm | мг | ррm | мг | ррm | мг | ррm | мг | ||||||
| С2Н5ОН | 259,1 | неизм | 11,8 | 13 | 0 | 0 | 0 | 0 | 9,31 | 1 | |||||
| CH3CH(OH)CH3 | 399 | неизм | 11,79 | 16 | 4 | 0 | 0 | 0 | 16,38 | 0,99 | |||||
где:
Тg – температура отходящих газов,
Qa – теплопотери при сгорании,
Alf – избыток воздуха.
Пересчет результата измерения газов
Сигналы о величине концентрации измеряемых газов, поступающие с датчиков, пропорциональны объемным долям измеряемых компонентов. В зависимости от выбранных единиц измерения и режимов расчета измеренное в объемных долях содержание газов в пробе Em (ppm) пересчитывается согласно формуле и выводится как результат измерения. Коэффициенты пересчета от объемных долей (ppm) в весовые концентрации (мг на м3 при нормальных условиях 101,3 кПа и температуре 273,15 К) приведены в таблице 2.
| мг = | Kmv • Em (ppm) |
где ppm - единица измерения концентрации. (ppm, от англ. parts per million — частей на миллион).
А б л и ц а 2
| Измеряемый газ, хим. формула | Kmv, мг/ppm |
| СО | 1.26 |
| NO | 1.34 |
| NO2 | 2.05 |
| SO2 | 2.93 |
| H2S | 1.52 |
| СH4 | 0,72 |
| С3H8 | 2,05 |
Вывод:
Контрольные вопросы
1. Какие продукты горения Вы знаете?
2. Какие факторы оказывают влияние на состав продуктов горения?
3. Что такое коэффициент избытка воздуха и как он рассчитывается?
4. Дайте определение полного и неполного горения; в каких условиях образуются продукты неполного горения. Способны ли они в определенных условиях гореть?
5. Как влияет содержание кислорода в воздухе на способность веществ к горению? Почему?
6. Почему в замкнутом объеме горение твердых и жидких веществ прекращается при наличии определенного содержания кислорода?
7. Укажите, какой тип горения реализуется при сжигании горючей жидкости в условиях опыта, проводимого при выполнении лабораторной работы?
Дата добавления: 2021-04-15; просмотров: 83; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!