6.2. Паливо
До основних видів палива відносять кам'яне вугілля, нафту, природний газ, дрова, торф, горючі сланці, а також продукти переробки цих природних видів палива — кам'яновугільний кокс, деревне вугілля, коксовий газ., продукти переробки нафти (ма-
293
зут, дизельне, реактивне паливо, тощо). В розвинутих країнах на душу населення витрачають до 10т умовного палива (29200 кДж/кг) щорічно.
Нафта є зараз чи ненайважливішим видом палива. її видобуток складає в світі — 3,6 млрд. т, а в Україні — 3,8 млн. т. (76 кг на душу населення), що явно недостатньо для внутрішніх потреб. У зв'язку — з нестабільністю ринку нафти є необхідність розширити її видобуток.
Резервом для збільшення видобутку нафти в Україні є не-розвідані її поклади в глибинах Дніпровсько-Донецької западини, Передкарпатського прогину, Волинсько-Подільської нафтогазоносної області та Азово-Чорноморського шельфу. Питома теплота згоряння нафти складає 40000 Дж/кг. Нафту добувають з свердловин із яких нафта виходить на поверхню фонтанами.
Кам'яне вугілля є головним видом природного палива. Виробництво вугілля в Україні Складає (80...85) млн. т щорічно (а в світі — 4,3 млрд. т). Воно містить 75% вуглецю, (3... 12)% вологи, (2...4)% сірки (головним чином, у складі сірчаного колчедану) і (12...20)% негорючих мінералів, що переходять при горінні в золу. Кам'яне вугілля складає зараз 1/3 загального споживання палива. На початку XX століття було 2/3. Питома теплота згоряння кам'яного вугілля складає (22000...30000) кДж/кг. Вугілля спалюють у топках теплових електростанцій, нагрівальних печах, газогенераторах і ін.
Крім того, кам'яне вугілля служить сировиною для одержання коксу, штучного рідкого палива, тощо. Україна має значні запаси кам'яного вугілля, що дає змогу повністю забезпечити потреби економіки. Вугілля добувають в підземних копалинах, які мають потужність (товщину) від 0,5доЗ,5м.Ау відкритих наземних родовищах товщина значно більша.
Кам'яновугільний кокс одержують у результаті теплової обробки коксового вугілля при температурі (1000... 1100) °С без доступу повітря. При коксуванні вугілля одержують крім коксу коксовий газ, смолу і підсмолені води з аміаком.
Кокс уявляє собою міцні, шпаруваті шматки різних розмірів і має колір від блискучого сріблистого до матового темно-сірого. Питома теплота згоряння коксу близько 30000 кДж/кг; містить вологи (2...4)%; мінеральних з'єднань — (7... 13)%, сірки — (0,6...2)%; інше — вуглець. Основна маса коксу випалюється для домнової плавки, і його називають домновим. Для виплавки ча-
294
вуну у вагранках застосовують ливарний кокс зі зниженим вмістом сірки (не більш 1%).
Кращою сировиною для одержання коксу є коксівне вугілля, запаси яких дуже обмежені. Змішуючи різні сорти вугілля, близькі за властивостями до коксових, складають шихту, що завантажують у камерну коксову піч.
Сучасна коксова піч уявляє собою камеру, що обігрівається, розміром 14 х 0,4 х 4 м, виконану з вогнетривкої динасової цегли і яка вміщує понад 15т шихти. Камери групуються в коксові батареї. Одна батарея має до 70 камер. Число печей у батареї таке, що при послідовному їхньому завантаженні кокс видається майже безупинно до закінчення процесу коксування. Гарячий коксовий газ, прогріваючи стінку камери, підтримує в ній температуру в межах (1100.. 1200) °С. Вугілля витримують у печі без доступу повітря (14... 17) годин доти, доки воно не спечеться в суцільну масу, яка називається "коксовим тістечком". Леткі продукти коксування по газопроводу відводяться для по дальшої переробки.
Готовий кокс, знімають з дверей камер і вивантажують його коксовиштовхувачем у тушильний вагон і відвозять на спеціальну ділянку, де гасять водою чи інертними газами. Леткі продукти коксування, що містяться в коксовому газі, залишають пекти при (1700..800) °С у вигляді парогазової суміші, з якої при послідовному охолодженні виділяється кам'яновугільна смола, над-смольна вода, сирий бензол і гази (аміак, сірководень).
З 1 т шихти при коксуванні виходить 730 кг коксу, 30 кг кам'яновугільної смоли, 80 кг надсмольної води, 10 кг бензольних вуглеводнів, 3 кг аміаку і 140 кг сухого коксового газу.
Отримані продукти розділяють на фракції; з них багатостадійною переробкою одержують кілька сотен органічних речовин. Так, кам'яновугільна смола містить понад 300 речовин, причому близько (50. ..60%) від маси смоли складають висококиплячі продукти з великою молекулярною масою. Смолу піддають розгонці на фракції, з яких потім виділяють індивідуальні речовини, такі як фенол, нафталін, антрацен, піридин і ін.
Залишок після перегонки смоли — пек використовують для виготовлення пластмас, електродів електричних печей, у дорожнім будівництві.
Надсмольна вода містить розчинений аміак і різні солі амонію, що утворюються в результаті взаємодії аміаку з іншими компонентами коксового газу при його охолодженні. Переробка
295
надсмольної воды полягає у виділенні з неї аміаку при нагріванні її парою і обробці вапняним молоком. Аміак використовується потім для одержання сульфату амонію в сатураторах. Феноли, що містяться в надсмольній воді, відганяються, а потім витягаються розчином гідроксиду натрія.
Сирий бензол уявляє собою складну суміш різноманітних індивідуальних хімічних сполук, які застосовувуються у виробництві полімерів, барвників, вибухових речовин, миючих засобів, лікарських препаратів. Сирий бензол розділяють розгонкою за температурою кипіння на різні фракції.
Скрапленням називають переведення речовини із газоподібного стану в рідинний. Це можливо здійснити при температурах менше критичних. В промисловості це відбувається при температурах нижче -50 °С стисненням газу компресорами з температурною конденсацією в теплообмінниках, що охолоджуються водою або охолоджуючою ропою. Сучасні методи скраплення газів засновані на використанні глибокого охолодження в детандерах.
Скраплений газ. Природний газ містить значну кількість відносно важких вуглеводнів (етан, пропан, бутан, пентан та вищі вуглеводні), які використовуються в якості побутового та моторного палива і сировини для хімічної промисловості. Перша стадія відокремлення важких вуглеводнів від природного газу і перехід їх в скраплений стан проводяться на промислових установках в місцях видобутку газу для попередження ускладнень в магістральних газопроводах. На промислових установках від природного газу відокремлюється приблизно 36% етану, 65% пропану, 74% бутану і 94% пентану та вищих компонентів. Для отримання товарного етану суміш газів, що отримується на промислових установках, фракціонується в заводських умовах.
Частина скраплених газів споживається при нафтовидобутку із свердловин зі зниженим тиском в технологіях змішуваного витиснення для підвищення нафтовіддачі пластів. Пропаїї-бутано-ва суміш приблизно в різних обсягах використовується в житлово-побутовому та комерційному секторах і на транспорті.
Етан споживаєся також для виробництва етилену — основної сировини при виробництві полімерних матеріалів.
Деревне вугілля випалюють із дров у печах при сухій перегонці без доступу повітря. Питома теплота згоряння сухих дров різних порід майже однакова і складає близько 20000 кДж/кг. Для обвуглювання достатня температура (400...450) °С. У дерев-
296
ному вугіллі сірки міститься (0,05...0,15)%, непальних з'єднань — (1..3)%; питома теплота згоряння його — 34000 кДж/кг. Деревне вугілля використовується для нагрівання ковальських горнів і при цементації сталі.
Мазутом називають залишок від перегонки нафти, що складає (40..50)% від її маси. Питома теплота згоряння мазуту дуже висока (44000...46000) кДж/кг. Мазутом нагрівають мартенівські, відбивні печі і печі термічних цехів. Мазут використовують також на теплових електростанціях.
Природний газ складається в основному (до 99,9%) з вуглеводнів: нижча об'ємна теплота згоряння його складає 33000, а в окремих родовищах досягає 65000. Великою превагою природних газів є відсутність у них отрутного окису вуглецю.
Коксовий газ уявляє собою суміш, що містить водень — (50..60)%, метан — (20..35)%, оксид вуглецю СО (II) (4,5...4,7)%, оксид вуглецю (ІУ) (вуглекислий газ) — (1,8...4,0)%, азот — (5... 10)% й інші гази, а також водяну пару. При коксуванні 1 т вугілля відходить звичайно (300..320) газу. Об'ємна теплота згоряння його досягає 19000. Коксовим газом нагрівають мартенівські печі, на ньому працюють двигуни внутрішнього згоряння.
- Системи технологій (за видами діяльності)
- Розділ 1. Промисловість України
- 1.1. Загальна характеристика промисловості
- 1.2. Одиниці виміру фізичних величин, фізичні властивості матеріалів і робочих агентів
- 1.3. Властивості сировини, кінцевих продуктів і робочих агентів
- Розділ 2. Теоретичні засади технології
- 2.1. Основні технологічні поняття та визначення
- 2.2. Класифікація технологічних процесів та апаратів технології
- 2.3. Фізико-хімічні та біохімічні закономірності в технології
- 2.3.7. Закони зберігання маси та енергії в умовах рівноваги систем
- 2.3.2. Кінетика технологічних процесів
- 2.4. Технологічні закономірності технології
- 2.4.1. Використання законів фундаментальних наук
- 2.4.2. Принципи ресурса- ma енергозбереження в технології
- 2.4.3. Принцип інтенсифікації процесів
- 2.4.4. Принцип найкращого використання устаткування
- 2.4.5. Принцип оптимального варіанту
- Контрольні запитання до 2-ї глави
- Розділ 3. Технологічна лінія як система
- 3.1. Загальні уявлення про систему
- 3.2. Технологічна система
- 3.3. Система керування підприємством
- 3.3.1. Визначення системи керування
- 3.3.2. Виявлення і аналіз проблем та суперечностей
- 3.3.3. Структура управління
- 3.4. Моделювання систем керування (управління)
- 3.4.1. Загальна постановка завдань моделювання
- 3.4.2. Складання моделі для визначення собівартості продукції
- 3.5. Технічниий рівнь об'єктів технології
- 3.5.1. Показники якості технологічних процесів
- 3.5.2. Номенклатура показників якості технічних об'єктів
- 3.5.3. Методи визначення показників якості технічної продукції
- 3.5.4. Економічна оцінка технічного рівня
- 9. Економічна оцінка технічного рівня.
- Розділ 4. Основні процеси, машини та апарати будь-якої технології
- 4.1. Класифікація процесів та апаратів в технології
- 4.2. Механічні процеси
- 4.2.1. Подрібнення
- 4.2.2. Класифікація подрібнювачів
- 4.3. Перемішування
- 4.4. Гідродинамічні процеси
- 4.4.1. Класифікація і характеристика неоднорідних систем
- 4.4.2. Осідання в гравітаційному полі
- 4.4.3. Фільтрування
- 4.4.4 Відцентрові методи розподілу неоднорідних систем
- 4.5. Теплові процеси
- 4.5.7. Теплопередача
- 4.5.2. Тепловіддача при зміні агрегатного стану речовини
- 4.5.3. Конструкції теплообмінників
- 4.5.4. Випарювання
- 4.4.5 Конденсація
- 4.6. Масообмінні процеси
- 4.6.1. Класифікація масообмінних процесів
- 4.6.2. Масопередача
- Загальні відомості
- Матеріальний баланс повітряної сушарки
- 4.6.4 Кристалізація
- 4.6.5. Перегонка і ректифікація
- 4.6.6. Сорбція
- 4.6.7. Екстрагування
- 4.7. Штучне охолодження
- 4.8. Хімічні та біохімічні перетворення
- 4.8.1. Хімічна кінетика
- 4.8.2. Кінетика мікробіологічних процесів
- Контрольні запитання до 4-го розділу
- Розділ 5. Металургійний комплекс
- 5.1. Загальна характеристика металургійного комплексу
- 5.2. Технологія чавуну
- 5.3. Характеристика, хімічний склад і класифікація чавуну
- 5.4. Виробництво сталі
- 5.4.1. Класифікація сталі та її технологія
- Електричні печі
- 5.4.2. Безчавунне виробництво сталі
- 5.4.3. Рафінування та розливання сталі
- 5.4.4. Виготовлення виробів тиском
- 5.5. Технологія кольорових металів
- 5.5.1. Класифікація кольорових металів
- 5.5.2. Технологія міді
- 5.5.3. Технологія алюмінію
- 5.6. Технологія магнію і титану
- 5.25. Схема електролізера
- 5.7. Корозія та антикорозійні заходи
- 5.7.1. Причини виненкнення корозії
- 5.7.2. Захист металів від корозії
- Контрольні запитання до 5 розділу
- Розділ 6. Паливно-енергетичний комплекс
- 6.1. Загальна характеристика паливно-енергетичного комплексу
- 6.2. Паливо
- 6.3. Характеристика підприємств для вироблення електроенергії
- 6.4. Технологічна схема вироблення електроенергії
- 6.5. Паротурбінні (теплові) електростанції
- 6.6. Електрогенератори
- 6.7. Атомні електростанції
- 6.8. Гідроелектростанції
- 6.9. Електричні мережі
- Контрольні запитання до 6-го розділу.
- Розділ 7. Будівельні матеріальні
- 7.2. Гіпсові в'яжучі матеріали
- 7.2.1. Виробництво гіпсових в'яжучих при низькотемпературному випалюванні
- 7.3. Повітряне вапно
- 7.3.1. Вапно-випалювальні печі
- 7.3.2. Фізико-хімічні основи процесу гасіння вапна
- 7.3.3. Мелене негашене вапно
- 7.3.4. Тверднення вапняного розчину
- 7.3.5. Властивості і застосування вапна
- 7.4. Технологія цементу
- 7.4.1. Сировина для цементу
- 7.4.2. Технологічна схема виробництва цементу
- 7.5. Цегла та черепиця
- 7.5.1. Сировина для виробництва цегли та черепиці
- 7.5.2. Формування цегли, та глиняно/черепиці
- 7.6. Керамічні вироби
- 7.6.1. Класифікація керамічних виробів
- 7.6.2. Керамічна плитка
- 7.7. Переробка деревини
- 7.8. Вироблеництво скла
- Контрольні запитання до 7-го розділу
- 5. Технологія цементу.
- 7. Виробництво скла.
- Розділ 8. Машинобудівний комплекс
- 8.1. Загальна характеристика машинобудівного комплексу
- 8.2. Конструкційні матеріали в машинобудуванні
- 8.3. Антифрикційні сплави
- 8.4. Матеріали на основі порошкової металургії
- 8.5. Композиційні матеріали
- 8.6. Мастильні матеріали та допоміжні матеріали
- 8.7. Антифрикційний чавун і його властивості
- Контрольні запитання до 8 розділу
- 1. Загальна характеристика машинобудівного комплексу.
- Розділ 9. Легка промисловість
- 9.1. Загальна характеристика легкої промисловості
- 9.2. Текстильна промисловість
- 9.3. Шкіряна і взуттєва промисловість
- 9.4. Швейна промисловість
- 9.5. Виробництво хімічних волокон
- 9.6. Виробництво паперу
- 9.6.1. Виробництво паперу та сировина для його виготовлення
- 9.6.2. Технологій виготовлення паперової маси
- 9.6.3. Виготовлення паперу
- Контрольні запитання до 9-го розділу
- 1. Загальна характеристика легкої промисловості.
- 13. Виготовлення паперу.
- Розділ 10. Хімічна промисловість
- 10.1. Загальна характеристика хімічної промисловості
- 10.2. Виробництво пластичних мас
- 10.2.1. Будова та структура пластичних мас
- 10.2.2. Пластмаси на основі продуктів ланцюгової полімеризації
- 10.2.3. Пластмаси на основі продуктів поліконденсації і ступеневої полімеризації
- 10.2.4. Пластмаси на основі природних полімерів
- 10.2.5. Переробка полімерів у вироби
- 10.3. Гума і гумові технічні вироби
- 10.4. Виробництво добрив
- 10.5. Виробництво миючих засобів
- 10.5.1. Миючі засоби
- 10.5.2. Сполуки і властивості миючих засобів
- 10.5.3. Класифікація миючих засобів
- 10.6. Процеси переробки нафти та нафтопродуктів
- 10.6.1. Фракційна переробка нафти
- 10.6.2. Фракційна переробка нафти
- 10.6.3. Високотемпературна переробка нафти
- 10.6.4. Коксування кам'яного вугілля
- 10.7. Виробництво кислот та лугів
- 10.8. Виробництво сірчаної кислоти
- 10.9. Виробництво хлору, водню та їдкого натру
- 10.10. Виробництво пеніциліну
- 10.11. Виготовлення лаку
- Контрольні запитання до 10 розділу
- Розділ 11. Загальна характеристика харчових виробництв
- 11.1. Харчування та харчові продукти
- 11.2. Сировина та асортимент харчових продуктів
- 11.3. Класифікація харчових виробництв
- Контрольні запитання до 11-го розділу
- Розділ 12. Технологія олії
- 12.1. Сировина для виготовлення олії і асортимент готової продукції
- 12.2. Технологічна схема виробництва олії
- 12.3. Екстрагування макухи
- 12.5. Гідрогенізація жирів
- 12.6. Технологія маргарину
- Контрольні запитання до 12-го розділу
- Розділ 13. Технологія кондитерських виробів
- 13.1. Сировина та асортимент кондитерських виробів
- 13.2. Технологія карамелі
- 13.3. Технології шоколаду
- 13.4. Технологія цукерок
- 13.5. Технологія мармеладу та пастили
- 13.6. Технологія мучних кондитерських виробів
- Контрольні запитання до 13-ї глави
- Розділ 14. Технологія молочних виробів
- 14.1. Склад та властивості молока
- 14.2. Технологія переробки молока
- 14.3. Виробництво морозива
- 14.4. Технологія сиру
- 14.4.1. Класифікація сирів
- 14.4.2. Технологія твердих сичужних сирів
- 14.5. Виробництво кисломолочного сиру (творогу)
- 14.6. Виробництво вершкового масла
- 6 Проміжний банк, 8 — сепаратор для одержання високожирних
- Контрольні запитання до 14 глави:
- Розділ 15. Технологія м'ясних виробів
- 15.1. Сировина для виробництва м'ясних виробів та асортимент продукції
- 15.2. Технологічна лінія виробництва ковбаси
- 15.3. Технологія сирокопчених ковбас
- Контрольні запитання до 15 розділу
- Розділ 16. Переробка, плодоовочевої сировини
- 16.1. Асортимент продукції при переробці овочів та плодів
- 16.2.Технологічна схема консервування, основні операції та устаткування
- 16.3. Технологічна лінія "Комплекс" для виробництва зеленого горошку
- 16.4. Контроль виробництва консервів
- 16.5. Квашення плодів і ягід
- Контрольні запитання до 16-го розділу.
- Розділ 17. Зберігання та переробка зерна
- 17.1. Загальні відомості про зерно та продукти його переробки
- 17.2. Технологічна лінія та устаткування для зберігання зерна
- 17.3. Сушіння та активне вентилювання зерна
- 17.4. Контроль та керування процесом зберігання зерна
- Контрольні запитання до 17 розділу
- Розділ 18. Технологія борошна
- 18.1. Сировина та асортимент продукції
- Контрольні запитання до 18—їглави
- Розділ 19. Технологія крупів
- 19.1. Асортимент крупів та сировина для їх виробництва
- 19.2. Хімічний склад крупів та норми виходу продукції
- 19.3. Підготовка зерна для переробки в крупи
- 19.4. Загальні принципи переробки зерна в крупи
- Контрольні запитання до 19-го розділу
- Розділ 20. Технологія хліба і макаронів
- 20.1. Сировина для виготовлення хліба і макаронів та асортимент продукції
- 20.2. Основні технологічні операції виробництва хліба
- 20.3. Технологічна схема виробництва хліба та основне устаткування
- 20.4. Контроль та керування технологічним процесом хлібопекарського виробництва
- 20.5. Технологічна схема виробництва макаронів
- 20.6. Пакування та зберігання макаронних виробів
- 20.7. Контроль та управління макаронним виробництвом
- Контрольні запитання до 20 розділу
- Розділ 21. Виробництво етилового спирту
- 21.1. Загальна характеристика бродильних виробництв
- 21.2. Сировина для виробництва спирту, показники якості сировини і готової продукції
- 21.3. Виробництво етилового спирту з крохмалевмісної сировини
- 21.4. Розварювання сировини
- 21.5. Зброджування оцукреної маси
- 21.6. Вилучення спирту
- 21.7. Особливості виробництва спирту із меляси
- 21.8. Контроль та управління технологічним процесом
- Контрольні запитання до 21-го розділу
- Розділ 22. Виробництво пива та безалкогольних напоїв
- 22.1. Сировина для виробництва пива, показники якості сировини і готової продукції
- 22.2. Технологічна схема виробництва пива
- 5__Змішувач для одержанні суспензії; 6— фільтр;
- 22.3. Виробництво безалкогольних напоїв
- Контрольні запитання до 22-го розділу
- Розділ 23. Виробництво вина
- 23.1. Сировина для виробництва вин
- 23.2. Технологічний процес виробництва виноградних вин
- 23.3. Особливості виробництва ігристих вин
- 23.4. Особливості виробництва кон'яку
- 23.5. Лінії первинного та вторинного виноробства
- Контрольні запитання до 23-го розділу
- Розділ 24. Технологія цукру
- 24.1. Сировина для виробництва цукру
- 24.2. Технологічна схема цукробурякового заводу
- 24.3. Контроль та керування технологічним процесом бурякоцукрового виробництва
- Контрольні запитання до 24-го розділу
- Розділ 25. Виробництво крохмалю і крохмальної патоки
- 25.1. Сировина для виробництва крохмалю, показники якості сировини і готової продукції
- 25.2. Технологічна схема виробництва крохмалю
- 25.3. Технологічна схема виробництва крохмальної патоки
- 25.4. Контроль і керування технологічним процесом виробництва патоки
- Розділ 26. Викиди в довкілля
- 26.1. Утворення шкідливих викидів на підприємствах та в побуті
- 26.2. Води в промисловості
- 26.5. Очищення газових (повітряних) викидів
- 26.6. Знешкодження твердих побутових відходів
- 26.6.1. Проблеми тпв в Україні
- 26.6.2. Варіанти утилізації тпв
- Контрольні запитання до 26-го розділу