A. 燃料分为几种主要成分是什么
燃料能源包括矿物燃料(如煤炭、石油、天然气等)、生物燃料(如木材、沼气、碳水化合物、有机废物等)、化工燃料(如丙烷、甲醇、酒精、苯胺、火药等)和核燃料(如铀、钍、氘、氚等)。
B. 对燃料中的成分分析有哪些
生物质成型燃料由可燃质、无机物和水分组成,主要含有碳(C)、氢(H)、氧(O)及少量的氮(N)、 硫(S)等元素,并含有灰分和水分。
碳:生物质成型燃料含碳量少(约为40-45%),尤其固定碳的含量低,易于燃烧。
氢:生物质成型燃料含氢量多(约为8-10%),挥发分高(约为75%)。生物质燃料中碳多数和氢结合成低分子的碳氢化合物,遇到一定的温度后热分解而析出挥发。
硫:生物质成型燃料中含硫量少于0.02%,燃烧时不必设置烟气脱硫装置,降低了企业处理脱硫成本,又有利于环境的保护。
氮:生物质成型燃料中含氮量少于0.15%,NOx排放完全达标。
灰分:生物质成型燃料采用高品质的木质类生物质作为原料,灰分极低,只有3-5%左右。
C. 什么是煤的元素分析煤由哪几种元素组成如何测定
煤的元素分析是对煤中的元素含量进行检测和分析(一般用质量百分数表示),包括常规的C、H、O、N、S、Al、Si、Fe、Ca等元素含量,还可检测煤中的痕量元素包括Ti、Na、K等。 元素分析是研究煤的变质程度,计算煤的发热量,估算煤的干馏产物的重要指标,也是工业中以煤作燃料时进行热量计算的基础。
煤的元素组成,是研究煤的变质程度,计算煤的发热量,估算煤的干馏产物的重要指标,也是工业中以煤作燃料时进行热量计算的基础。 煤中除无机矿物质和水分以外,其余都是有机质。
由于组成煤的基本结构单元是以碳为骨架得多聚芳香环系统,在芳香环周围有碳、氢、氧及少量的氮和硫等原子组成的侧链和官能团。如羧基(-COOH)、羟基(-OH)和甲氧基(-OCH3)。说明了煤中有机质主要由碳、氢、氧和氮、硫等元素组成。
煤的变质程度不同,其结构单元不同,元素组成也不同。碳含量随变质程度的增加而增加,氢、氧含量随变质程度的增加而减少,氮、硫与变质程度则无关系(但硫含量与成煤的古地质环境和条件有关)。
D. 用元素分析法分析固体燃料有哪些成分
煤的组成以有机质为主体,构成有机分子的主要是碳、氢、氧、氮、硫、磷等元素。煤中存在的元素有数十种之多,但通常所指的煤的元素组成主要是五种元素,即碳、氢、氧、氮和硫。在煤中含量很少、种类繁多的其他元素,一般不作为煤的元素组成考虑,而只当作煤中伴生元素或微量元素。其中碳元素燃烧生成一氧化碳、二氧化碳,硫以二氧化硫的形式释放。
E. 甲醇燃料的配方或加工方法
1.工业上合成甲醇几乎全部采用一氧化碳加压催化加氢的方法,工艺过程包括造气、合成净化、甲醇合成和粗甲醇精馏等工序;(粗甲醇的净化过程包括精馏和化学处理。化学处理主要用碱破坏在精馏过程中难以分离的杂质,并调节pH;精馏主要是脱除易挥发组分如二甲醚,以及难挥发组分职乙醇、高碳醇和水。粗馏后的纯度一般都可达到98%以上。)
2.将工业甲醇用精馏的方法将含水量降到0.01%以下。再用次碘酸钠处理,可除去其中的丙酮。经精馏得纯品甲醇;
3.一般均以工业甲醇为原料,经常压蒸馏除去水分,控制塔顶64~65℃,过滤除去不溶物即可;
4.还可从木材干馏时得到的焦木酸分出;
5.甲醇的制备主要采用精馏工艺。以工业甲醇为原料,经精馏、超净过滤、超净分装,得高纯甲醇产品。
F. 炼油厂锅炉燃料油燃烧后烟道内气体主要成分是什么分析方法
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主要成分是氮气,二氧化碳,氧气,二氧化硫,一氧化碳,氮氧化物及烟尘,不同的物质用不同的方法,烟尘用重量法,氮氧化物用分光光度法,一氧化碳及氧气可以用仪器法,二氧化碳可以用重量法。
G. 材料问题
a 收到基、 b 分析基、 C干燥基、d 干燥无灰基
分析基准是指分离燃料组成时所依据的试样状态。常用的基准有:
1、收到基(应用基下角标y):收到基下标ar表示,是以包括全部水分和灰分以及挥发分和固定碳的燃料作为100%的成分。Mar+Aar+Var+FCar=100,或Mar+Aar+Car+Har+Oar+Nar+Sc,ar(收到基可燃硫)=100
2、空气干燥基(分析基下角标f):下标ad,分析基是以去除外部(外在)水分剩下成分的燃料作为100%,为在实验室内进行燃料分析时的试样成分。Mad+Aad+Vad+FCad=100 或Mad+Aad+Cad+Had+Oad+Nad+Sc,ad=100简称空干基
3、干燥基:用下标daf,干燥基是以去除全部水分的燃料剩下其余的成分组合作为100%,对于灰分含量常用干燥基成分表示。Ad+Vd+FCd=100 或Ad+Cd+Hd+Od+Nd+Sc,d=100,
4、干燥无灰基(可燃基r):可燃基以去掉水分和灰分的燃料作为100%的成分,用下角标r表示,煤矿通常提供的煤质资料作为可燃基成分。Adaf+Vdaf+FCdaf=100 Adaf+Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sc,daf=100,
因为应用基表示的是实际燃料,在进行燃料计算和热效率试验时,都以应用基为准。但由于煤的外部水分是不稳定的,应用基的百分成分也随之波动,因此利用应用基评价煤的性质是不准确的。
H. 燃料元素分析包括哪些成分
燃料的元素分析成分:C、H、O、N、S、A、M。
碳(C)
燃料中主要的可燃成分。1kg碳完全燃烧时可释放33900kJ的热量。含碳量高的煤,发热量也高。但碳的着火点也高,所以含碳量高的煤着火和燃烧均较困难。煤的含碳量随地质年代增长而增加。煤的含碳量约为可燃成分总量的30~90%之间。
氢(H)
燃料中重要的可燃成分。 1kg氢完全燃烧时可释放125600kJ的热量。氢极易着火燃烧,含氢量高的燃料,不仅发热量高,而且容易着火燃烧。煤中氢的含量只有2~4%左右。地质年代愈久的煤,含氢量愈少。
硫(S)
固体燃料中的硫包括三种形态,即有机硫、硫化铁硫和硫酸盐硫。前两种硫能参加燃烧,称为可燃硫,后一种硫不参加燃烧,算在灰分中。可燃硫虽然能够燃烧,但其放热量很少,仅为9050kJ/kg。硫的燃烧产物二氧化硫和三氧化硫气体部分愈烟气中的水蒸气结合生成亚硫酸及硫酸,会对锅炉低温受热面产生腐蚀,另一部分随烟气排入大气中,会污染环境。所以燃料中的硫是一种有害成分。
氧(O)和氮(N)
燃料中的不可燃成分。其存在使得燃料中的可燃成分相对减少,使燃烧放出的热量降低。氧的含量随燃料地质年代的增长而降低,氧在无烟煤中仅有1~3%,在泥煤中最高可达35%。氮是一种有害元素。煤燃烧时,部分氮与氧化合生成有害气体,污染大气。氮在煤中的含量占可燃成分的0.5~2.5%。
水分(M)
燃料中的主要杂质。由于它的存在,不仅使燃料中可燃元素相对减少,发热量降低,而且燃料燃烧时水分汽化还要吸收热量,使炉膛温度降低,燃烧着火困难,排烟带走的热损失增加,同时还可能加剧尾部低温受热面的低温腐蚀和堵灰。煤中的水分由外水分和内水分两部分组成。内水分是凝聚或吸附在煤炭内部毛细孔中的水分,也称固有水分。内水分要将煤加热到105℃左右并持续一段时间才能除去。外水分是煤炭在开采、贮运过程中受外界影响而吸附或凝聚在煤炭颗粒表面的水分,它可以通过自然干燥除去。
灰分(A)
灰分是燃料中不可燃的固体矿物杂质。它不仅使固体燃料的发热量降低,燃烧困难,而且增加运煤、出灰的工作量和运输费用。此外,灰分中一部分飞灰在锅炉中随烟气流动,造成受热面和引风机磨损,排入大气污染环境。若灰的熔点过低,会造成炉排和受热面结渣,影响传热和正常燃烧。固体燃料中灰分含量变化很大,一般为5~50%。液体燃料中灰分很少,在0.1%以下。气体燃料基本不含灰分。
I. 固体燃料的组成有哪几种基准表示
中进行可控自持链式裂变反应以产生热能的装置。裂变反应堆利用可裂变的重元素(如铀-235、铀-233和钚-239),在中子的作用下,形成可控自持链式裂变反应,释放能量。典型的反应方程式如下:[323-01]世界上第一座裂变反应堆于1942年12月2日在芝加哥大学达到临界。那是一座以天然铀为燃料、石墨为慢化剂的实验性反应堆。第一座原型生产堆于1943年11月建成并投入运行。1954年6月27日,苏联建成世界上第一座核电站,采用天然铀石墨慢化压力管式水冷反应堆,电功率为5000千瓦。1961年7月,美国建成世界上第一座商用压水堆核电站,电功率为28.5万千瓦(初期设计值)。到80年代,裂变反应堆已成为世界上最重要的替代能源。核反应堆按用途可分为:舰船推进、发电、供热的动力堆,生产裂变材料钚或氚的生产堆,做材料和燃料辐照试验用的试验堆等;按结构可分为:均匀堆、半均匀堆、非均匀堆、固体燃料堆、液体燃料堆、游泳池式堆、壳式加压型反应堆、压力管式加压型反应堆等;按中心能谱可分为:热中子堆、快中子堆、中能中子堆和谱移堆;按冷却剂可以分为:轻水堆、重水堆、压水(重水)堆、沸水(重水)堆、气冷堆、液态金属冷却堆等;按慢化剂可分为:轻水堆、重水堆、石墨堆等;按燃料增殖性可分为:增殖堆和非增殖堆。核电站应用最普遍的是压水堆。裂变反应堆系统的一般组成是:核燃料元件、控制棒及其驱动机构、慢化剂、冷却剂以及堆内结构部件构成的堆心堆心连同包容它的反应堆容器称为反应堆(见图[反应堆示意])。通常所说的反应堆实际多指反应堆系统或反应堆装置。反应堆系统还包括主冷却回路管道、主冷却泵(或鼓风机)、蒸发器(或热交换器)以及进一步冷却或利用热能的二次回路。核燃料在反应堆中受中子作用产生核裂变反应并释放中子和热量的一种材料。作为燃料“烧掉”的是3种可裂变核素铀-233、铀-235和钚-239中的一种或其混合物。直到80年代,广泛使用的核燃料是铀。天然铀中含铀-235只有0.71%,需通过扩散、离心、激光等方法将天然铀中的铀-235和铀-238分离,提供铀-235含量比天然铀比例更高的浓缩的铀燃料。另两种可裂变核素是在反应堆中人工生产的。核燃料的应用形式有作为固体燃料的纯金属、合金、化合物(特别是钠的氧化物和碳化物)以及作为液体燃料的水溶液、液态金属溶液和悬浮物。对固体燃料来说,为了包容裂变产物和防止核燃料的氧化和腐蚀,采用金属或石墨包壳将燃料包覆起来。这种燃料称为芯体。一组用合金包覆的燃料元件(形式可为棒状、片状和环状)可装配成组件,元件之间的定位部件称为定位架。目前运行的压水堆、沸水堆、重水堆都采用这种燃料组件。用石墨包覆的核燃料颗粒与石墨混合,压制成球形或棱柱形燃料元件,可用于高温气冷堆。锆与金属铀的合金经氢化,形成铀氢锆元件,用不锈钢管包覆,可作为一种特殊试验堆(TRCA,实际是半均匀堆)的燃料元件。慢化剂核燃料裂变反应释放的中子为快中子,而在热中子或中能中子反应堆中要应用慢化中子维持链式反应,慢化剂就是用来将快中子能量减少,使之慢化成为中子或中能中子的物质。选择慢化剂要考虑许多不同的要求。首先是核特性:即良好的慢化性能和尽可能低的中子俘获截面;其次是价格、机械特性和辐照敏感性。有时慢化剂兼作冷却剂,既使不是,在设计中两者也是紧密相关的。应用最多的固体慢化剂是石墨,其优点是具有良好的慢化性能和机械加工性能,小的中子俘获截面和价廉。石墨是迄今发现的可以采用天然铀为燃料的两种慢化剂之一;另一种是重水。其他种类慢化剂则必须使用浓缩的核燃料。从核特性看,重水是更好的慢化剂,并且因其是液体,可兼做冷却剂,主要缺点是价格较贵,系统设计需有严格的密封要求。轻水是应用最广泛的慢化剂,虽然它的慢化性能不如重水,但价格便宜。重水和轻水有共同的缺点,即产生辐照分解,出现氢、氧的积累和复合。控制棒在反应堆中起补偿和调节中子反应性以及紧急停堆的作用。制作控制棒的材料其热中子吸收截面大,而散射截面小。好的控制棒材料(如铪、镝等)在吸收中子后产生的新同位素仍具有大的热中子吸收截面,因而使用寿命很长。核电站常用的控制棒材料有硼钢、银-铟-镉合金等。其中含硼材料因资源丰富、价格低,应用较广,但它容易产生辐照脆化和尺寸变化(肿胀)。银-铟-镉合金热中子吸收截面大,是轻水堆的主要控制材料。压水堆中采用棒束控制,控制材料制成棒状,每个棒束由24根控制棒组成,均匀分布在17×17的燃料组件间。核电站通过专门驱动机构调节控制棒插入燃料组件的深度,以控制反应堆的反应性,紧急情况下则利用控制棒停堆(这时,控制棒材料大量吸收热中子,使自持链式反应无法维持而中止)。冷却剂由主循环泵驱动,在一回路中循环,从堆心带走热量并传给二回路中的工质,使蒸汽发生器产生高温高压蒸汽,以驱动汽轮发电机发电。冷却剂是唯一既在堆心中工作又在堆外工作的一种反应堆成分,这就要求冷却剂必需在高温和高中子通量场中工作是稳定的。此外,大多数适合的流体以及它们含有的杂质在中子辐照下将具有放射性,因此冷却剂要用耐辐照的材料包容起来,用具有良好射线阻挡能力的材料进行屏蔽。理想的冷却剂应具有优良慢化剂核特性,有较大的传热系数和热容量、抗氧化以及不会产生很高的放射性。液态钠(主要用于快中子堆)和钠钾合金(主要用于空间动力堆)具有大的热容量和良好的传热性能。轻水在价格、处理、抗氧化和活化方面都有优点,但是它的热特性不好。重水是好的冷却剂和慢化剂,但价格昂贵。气体冷却剂(如二氧化碳、氦)具有许多优点,但要求比液体冷却剂更高的循环泵功率,系统密封性要求也较高。有机冷却剂较突出的优点是在堆内的激活活性较低,这是因为全部有机冷却剂的中子俘获截面较低,主要缺点是辐照分解率较大。应用最普遍的压水堆核电站用轻水作冷却剂兼慢化剂。屏蔽为防护中子、γ射线和热辐射,必须在反应堆和大多数辅助设备周围设置屏蔽层。其设计要力求造价便宜并节省空间。对γ射线屏蔽,通常选择钢、铅、普通混凝土和重混凝土。钢的强度最好,但价格较高;铅的优点是密度高,因此铅屏蔽厚度较小;混凝土比金属便宜,但密度较小,因而屏蔽层厚度比其他的都大。来自反应堆的γ射线强度很高,被屏蔽体吸收后会发热,因此紧靠反应堆的γ射线屏蔽层中常设有冷却水管。某些反应堆堆心和压力壳之间设有热屏蔽,以减少中子引起压力壳的辐照损伤和射线引起压力壳发热。中子屏蔽需用有较大中子俘获截面元素的材料,通常含硼,有时是浓缩的硼-10。有些屏蔽材料俘获中子后放射出γ射线,因此在中子屏蔽外要有一层γ射线屏蔽。通常设计最外层屏蔽时应将辐射减到人类允许剂量水平以下,常称为生物屏蔽。核电站反应堆最外层屏蔽一般选用普通混凝土或重混凝土。