Сгорание газового топлива — ГАЗОСНАБЖЕНИЕ: УСТРОЙСТВО И ЭКСПЛУАТАЦИЯ ГАЗОВОГО ХОЗЯЙСТВА

Вступление

Горючих ископаемых по существу , содержат углерод (С), водорода (Н) и меньшие пропорции кислорода (O), то азот (N) , из серы (S) и следовых количеств различных других элементов.

Когда это топливо сжигается на воздухе (состоит из азота (N 2) примерно на 79% и кислорода (O 2) около 21%), последний реагирует с компонентами топлива с образованием диоксида углерода, водяного пара (H 2 O), диоксид серы (SO 2) и оксидов азота .

Азот в воздухе не участвует в реакции (за исключением того, что он может частично диссоциировать при высокой температуре, а также давать NOx) и содержится в дымовых газах. Поэтому они состоят в основном из азота, водяного пара и диоксида углерода, а другие компоненты присутствуют только в меньшей пропорции.

Последние, значительные загрязняющие вещества, могут быть удалены химической реакцией: диоксид серы реакцией с известняком или известью с образованием сульфата кальция (CaSO 4);

NOx можно уменьшить реакцией с аммиаком . Химическое удаление углекислого газа сложнее. Однако этот газ является парниковым и считается основным фактором глобального потепления . Среди методов, исследованных для извлечения дымовых газов и лучшего управления углекислым газом, кислородное сжигание кажется многообещающим.

Почему «горит» спираль

Не измерялось, при какой температуре в точности начинается горение пыли. Из опыта видно, что подошва утюга неспособна воспламенить пыль, а спираль это делает. Потому при включении стареньких моделей утюгов слышится неприятный запах. Внутри оседает пыль, загорающаяся при включении. Считается, чем ниже температура нагревательного элемента, тем меньше жжет прибор воздух.

Окисляются пыль и материал спирали. Порой прибор перегорает. Это заметили, появились технологии, ограничивающие доступ воздуха к поверхности. К примеру, нашумевшее керамическое покрытие выполняет одновременно две функции:

1. Снижает наружную температуру спирали.
2. Защищает нихром от контакта с кислородом.

Температура уменьшается, так как площадь поверхности элемента становится больше. Керамика в качестве покрытия выбрана в силу двух особенностей:

1. Инертность.
2. Жаропрочность.
3. Дешевизна.
4. Доступность.
5. Простота изготовления.

Материал, получаемый при температуре 1200 ºС (порой выше), не боится 300 ºС, встречающихся в типичном обогревателе. Одновременно керамическое покрытие гладкое, мало подвержено оседанию пыли в сравнении с металлом. Обогреватель, не сжигающий кислород, снабжается защитным покрытием из керамического материала.

Найден альтернативный способ защиты – воздушные фильтры. Приспособления уже применяются в керамических обогревателях (ветродувках) и конвекторах. В результате воздух на входе очищается от механических загрязнений, от запахов и микробов. Так функционируют конвекторные обогреватели Электролюкс Air Gate. В созданные Ворота проходит чистый воздух, не оставляющий на нагревательном элементе следа.

При сгорании алкана образовалось 80,64 л углекислого газа и 75,6 г воды. Установите формулу алкана.2. При сжигании газообразного углеводорода с плотностью по кислороду 1,312 получено 16,8 л углекислого газа и 13,5 г воды. Определите молекулярную формулу углеводорода. Помогите решить эти две задачи с:

Выполнение

Сгорание в чистом кислороде приводит к тому, что температура пламени достигает таких уровней, которым не может противостоять обычное оборудование (печи, печи и  т . Таким образом, образующийся углекислый газ рециркулирует в качестве «балласта» для замены азота в воздухе.

Таким образом, получается газ (O 2 -CO 2 ), который снижает температуру сгорания, увеличивает эффективность, при этом образуя пары с еще большей концентрацией диоксида углерода, в частности, благодаря резкому снижению образования оксидов азота (NOx).

Теоретически сжигание топлива в смеси из 21% кислорода и 79% углекислого газа снижает температуру до уровня, близкого к уровню горения на воздухе. Фактически, нам не нужно строго соблюдать эту пропорцию (21% / 79%), тем более что азот и углекислый газ не имеют одинаковых физических характеристик (плотность, коэффициент излучения и  т . Д. ). Сейчас ведутся эксперименты по оптимизации этой пропорции.

Таким образом, установка кислородного горения включает:

Горение газа. продукты полного и неполного сгорания газа.

Инфракрасные обогреватели

Хвалят электрические инфракрасные обогреватели потолочного типа. Создаются двух разновидностей:

1. Ламповые.
2. Керамические.

Первые не отличаются от ламп дневного света. Внутри за решеткой находится длинная стеклянная колба со спиралью. По науке перед работой указанного обогревателя нужно смахнуть пыль с лампы и рефлектора, на практике это делается реже, процесс затрудняется решеткой.

На этом фоне керамические инфракрасные обогреватели смотрятся выгоднее. Напоминают лампы дневного света, вместо решеток защитные панели, но не стекло. Гладкая поверхность представляет сталь, покрытую керамикой. Конструкция ведет себя по свойствам как абсолютно черное тело. Максимум излучения приходится на инфракрасный диапазон. К указанному классу относятся изделия Пион, Билюкс и Иколайн.

Газовые инфракрасные обогреватели для помещений являются неплохим решением. К примеру, камины, работающие по инфракрасному принципу. Внутри за жаропрочным стеклом горит пламя, докрасна разогревая керамическую решетку. Начинается излучение тепла. Газ подводится снаружи, придется пробурить стену под желтую трубу, вдобавок требуется забрать с улицы воздух и выбросить продукты сгорания.

Подумайте, стоит ли так стараться, только чтобы получить хороший камин. Это дорогое устройство, красивое. Газовый камин называют прибором, обладающим декоративным эффектом и работоспособным в качестве нагревателя.

Для справки. Электрокамины являются устройствами, имитирующими горение очага и не дающими тепла. В лучшем случае внутри спрятана спираль с вентилятором. В наличии маломощная ветродувка. Огромные деньги, уплаченные за оборудование, отдаются за внешнее оформление и спецэффекты.

Имеются газовые конвекторы, не слишком сильно сушат воздух, однако по красоте (и цене) уступают каминам, а дыры в стене все равно делать придется. Если уж задумались о вопросах климата, не стоит брать модели. Обратите внимание, что избранные газовые камины с баллоном забирают воздух из помещения и выкидывают обратно.

Такие обогреватели жгут и сушат воздух. Однако! При сгорании газа образуется водяной пар, потери восполняются. Вдобавок образуется четырехвалентный оксид серы, образуя во влажном воздухе серную кислоту. Подобные приборы хороши на даче, на природе, куда выезжает толпа людей повеселиться и отдохнуть.

Как правильно выбрать электрический конвектор, несжигающий воздух

1. Потребляемая мощность. Выбор осуществляется с учётом размера помещения, в котором планируется установка прибора.
2. Нагревательный элемент. В конвекторных обогревателях возможны элементы ленточного типа, тэна или монолитные. Наилучшим образом в обеспечении помещения тёплым и качественным кислородом зарекомендовал себя монолитный нагревательный элемент.
3. Варианты установки прибора. Существуют два варианта установки конвекторов — напольный или настенный. Если обогреватель планируется переносить из одного помещения в другое, то следует выбирать напольный вариант, имеющий опорные ножки с колёсами. Возможны варианты опорных ножек и без колёс.
4. Терморегулятор. Наличие терморегулятора даёт возможность регулировать интенсивность обогрева, убавлять и прибавлять мощность для создания оптимальной температуры в помещении. Для большего удобства рекомендуется отдавать предпочтение электронному переключателю.
5. Наличие термостата позволит поддерживать заданную температуру.
6. Размеры устройства. От высоты прибора зависит скорость циркуляции воздуха — чем ниже сам конвектор, тем выше скорость воздушного потока, соответственно, помещение будет прогреваться быстрее. Длинные конвекторы плинтусного типа способны значительно прогревать нижнюю часть помещения.
7. Безопасность. Дополнительным бонусом низкой температуры нагревательного элемента можно считать и безопасность эксплуатации прибора. Ведь благодаря тому, что нагревание корпуса происходит максимум до 60 градусов, отсутствует возможность обжечься. Так же возможно выбрать устройство с защитой от опрокидывания и корпусом, имеющим плавные очертания без острых углов. Такой конвектор будет оптимальным выбором если в доме есть маленькие дети.
8. Встроенный таймер позволит задавать определённое время включения и отключения прибора.

ВАЖНО! При включении прибора движущийся кислород будет перемещать вместе с собой частицы пыли, которые осядут между пластинами конвектора — в таком случае о свежем воздухе придётся забыть.

Поддерживая в комнате чистоту с помощью регулярной влажной уборки и ухаживая за самим прибором, своевременно удаляя из него осевшую пыль при помощи пылесоса, возможно создание в помещении оптимального микроклимата с комфортной и стабильной температурой.

Какие обогреватели не жгут кислород

Поговорим, какие обогреватели не сжигают кислород.

Конвекторы

Лучшими считают конвекторы. Добавим, что полезны обогреватели фирмы Электролюкс, снабжённые специальными фильтрами. Timberk выпускает конвекторы с увлажнителями в виде дополнительной опции. Это нормализует микроклимат, больше подходит для юга России, чем для средней полосы, заросшей лесами.

Меры устранения сжигания кислорода нагревателем

Уже назвали косвенно два условия, когда обогреватель жжет кислород:

1. Малая площадь рабочего элемента.
2. Высокая температура.

На указанные два параметра направлено противодействие сжиганию кислорода.

1. К примеру, в ламповых инфракрасных обогревателях стекло прозрачно для рабочего диапазона, не греется слишком сильно, вдобавок площадь мала. 90% энергии уходит в виде излучения и не трогает пыль. Однако лампу требуется периодически обмахивать щеткой, иначе гарь не отступит.
2. Гораздо дальше идут пленочные инфракрасные обогреватели систем Теплый пол и Теплый потолок. Греются до 60 ºС. При такой температуре кислород не сгорает, воздух сушится гораздо меньше. Пленочные обогреватели ПЛЭН не пропускают пар, применяются совместно с ПЕНОФОЛ, который является изолятором тепла. Получается, через потолок молекулы воды уже не пройдут.
3. В керамических обогревателях ТЭН покрывается защитным слоем.
4. В конвекторах увеличивается площадь нагревательного элемента при снижении температуры, но с ухищрением: применяется специальное покрытие, отталкивающее пыль. Это увеличивает КПД, устраняет запах гари.
5. Настенные инфракрасные обогреватели в виде плит из камня и тканых панно не горячие, не вызывают значительных эффектов в осушении и сжигании воздуха.

Чтобы избежать осушения воздуха часто в обогреватели добавляют функции увлажнения. Это позволит удержать параметры микроклимата на нормальном уровне. Микробы убиваются ионизатором или ультрафиолетовым излучением. Подобные приборы выпускает шведская фирма Timberk.

Миф 1. все нагреватели пожароопасны, а особенно масляные

Действительно, все электроприборы являются пожароопасными по умолчанию, и обогреватели — не исключение, ведь они подключаются к электросети. Но давайте разберемся.

В современных электрических обогревателях установлены безопасные ТЭНы, которые защищены от замыканий. У многих приборов предусмотрены терморегуляторы, которые вообще не дают устройству перегреваться и отключаются при достижении определенной температуры. 

У конвекторов температура корпуса и вовсе не поднимается выше 90 ᵒC, а в некоторых случаях и 60 ᵒC. В современных тепловентиляторах все пожароопасные элементы тоже закрыты, а безлопастные модели и устройства с керамическим нагревательным элементом тем более не опасны.

Современные обогреватели защищены от электрических замыканий и перегрева

Но больше всех достается масляному обогревателю: «Перевернется, кипящее масло выльется, всем конец,» — примерно так звучат эти страшилки. Хотя масляные модели — одни из самых безопасных. На таких даже можно сушить белье (но на всякий случай напомним, что делать это лучше под контролем).

Масло не выплескивается из корпуса просто так, как описывают это авторы страшилок. Оно герметично закрыто внутри прибора, и вы не можете почувствовать даже его запах, не говоря уже о протечках. Сомневаетесь по какой-то причине в герметичности корпуса? Тогда вообще не покупайте эту модель, выберите другую, в надежности которой будете уверены.

Опасность же представляют, в основном, старые обогреватели с нихромовой проволокой — если в них попадет что-то наподобие бумаги, может случиться пожар. Но где сейчас найти этот раритет? Разве что у бабушки на антресолях.

Миф 2. инфракрасные обогреватели опасны для здоровья

Этот миф отчасти является правдой. Однако ИК-обогреватели опасны для здоровья только при несоблюдении условий эксплуатации – что можно сказать про любой тип электроприборов.

Начнем с того, что ИК-обогреватели нагревают не воздух, а предметы в помещении — точно так же работают солнечные лучи или тепло от камина. Инфракрасное излучение — часть естественного солнечного спектра, и его не стоит путать с ультрафиолетовым излучением, которое действительно несет в себе опасность для здоровья. Волны УФ-спектра инфракрасные обогреватели не излучают.

Инфракрасные обогреватели не опасней каминов

Все научные исследования, которые проводились на данный момент, не обнаружили опасности в ИК-излучении. Тогда почему не рекомендуется направлять такие обогреватели непосредственно на человека? А все по той же причине — они могут очень сильно сушить кожу, слизистые и даже вызвать катаракту при постоянном использовании и направленности на человека.

Кстати, в принципе действия ИК-обогревателей заключается их главное преимущество: даже после отключения прибора в помещении долго сохраняется тепло. Именно поэтому ИК-обогреватели часто используют на открытом воздухе, например, на террасах.

Миф 3. некоторые типы обогревателей не сжигают кислород

С точки зрения физики и химии «сжигание кислорода» — это уменьшение его количества в воздухе. Но ни один из ныне существующих типов обогревателей просто не способен сжигать кислород, так как они используют нагревательные элементы закрытого типа. 

В совсем старых приборах использовалась раскаленная спираль открытого типа, но сейчас такие встретить можно разве на сайтах продажи ненужных вещей. Также открытая спираль используется в электрокалориферах, но в них она постоянно охлаждается из-за потока нагнетаемого воздуха, а сами приборы не применяют для обогрева жилых помещений. 

Современные электрообогреватели не способны сжигать кислород

Так что нет, ни один из существующих ныне типов обогревателей не сжигает кислород каким-то особым образом.

Некоторые пользователи приписывают определенный запах, возникающий при горении пыли, налипшей на решётку, как раз эффекту от сжигания кислорода. Но это разные вещи — да, запах неприятный, но не опасный (конечно, если у вас не лежит на решетке пятилетний слой пыли). И лучше все-таки вытирать с обогревателей пыль перед включением.

Миф 4. есть обогреватели, которые не сушат воздух

Единственное, что обогреватели могут делать с воздухом кроме нагрева — это сушить его, и это нормально. При нагревании воздуха уменьшается его относительная влажность — именно благодаря этому явлению мы сушим волосы феном. И точно по такому же принципу воздух осушают батареи центрального отопления и, конечно, обогреватели.

Воздух сушат все отопительные приборы, обогреватели — не исключение 

Более того — воздух сушат все обогревательные приборы. Если производитель уверяет, что конкретная модель этого не делает, то он явно хитрит. Такой обогреватель должен иметь, как минимум, встроенный увлажнитель – а подобных моделей на коммерческом рынке пока не существует. 

Поэтому если не хотите, чтобы воздух в помещении становится слишком сухим, мы рекомендуем во время всего отопительного сезона (или на протяжении периода, когда вы пользуетесь обогревателем) дополнительно включать увлажнитель воздуха.

Миф 5. от обогревателей болит голова

На самом деле не существует обогревателей, которые напрямую вызывают у пользователя головную боль из-за каких-то особенностей своей работы. Однако это явление можно объяснить. Зачастую мы закрываем окна, когда включаем обогрев – и это вполне логично, ведь так проще сохранить тепло. Многие вообще ставят прибор прямо возле рабочего места или любимого дивана.

Голова болит не от обогревателя, а от духоты

В результате голова болит от духоты и оксида азота, как это бывает в любом непроветриваемом помещении. Доступ кислорода все-таки нужен — вот такой замкнутый круг. 

Также самочувствие может ухудшиться из-за пересушенного воздуха – что с этим делать, мы рассказывали выше.

Миф 6. чем мощнее обогреватель, тем он эффективнее

По идее, обогреватель с высокой мощностью быстрее прогреет любое помещение, а потом его можно просто отключить. Но если задуматься, в небольшом помещении целесообразнее использовать прибор средней мощности, который не устроит вам Сахару и не заставит плакать над счетами за электроэнергию, но при этом быстро справится со своей задачей. В таком случае уже можно говорить об эффективности. 

Эффективность обогревателя зависит не от мощности

Чтобы купить действительно эффективный обогреватель, нужно учесть огромное количество параметров. В первую очередь, стоит знать площадь помещения, которую вы собираетесь отапливать, хотя и это даст только приблизительное понимание необходимой мощности.

Очень приблизительно принято считать, что 100 Вт электроэнергии хватит на обогрев 1 кв.м. То есть для помещения площадью 12 кв.м. нужен обогреватель мощностью 1200 Вт и т.д. Однако важна не только площадь, но и толщина стен и высота потолков, количество и размер окон и дверей.

Также нужно учитывать условия эксплуатации устройства. Например, при сильных морозах нужен более мощный прибор, а для отопления в межсезонье можно взять обогреватель с меньшими аппетитами. Не говоря уже о том, что у разных моделей бывает разная длительность циклов работы-отключения и особенности конструкции.

Так что заявка о какой-то особенной мощности обогревателя — обычно еще один маркетинговый трюк, не более. А эффективность работы каждого устройства зависит от условий, в которых его используют.

Миф 7. существуют специальные энергосберегающие обогреватели

Производители очень любят говорить, что их обогреватели поддерживают особые энергосберегающие технологии. Одно время такие свойства приписывали инфракрасным приборам, сейчас — керамическим: их энергопотребление сравнивают буквально с лампочкой.

Сколько бы обогреватель не потребил энергии, она превращается в тепло, поэтому энергоэффективность у всех приборов одинаковая

Но абсолютно любой обогреватель работает на основе нагревательного элемента, который греется за счет прохождения электрического тока и отдает тепло в воздух. То есть все электрообогреватели всю полученную энергию преобразуют в тепло и отдают. Потери при этом столь незначительны, что принято считать КПД всех типов приборов равным 100%.

Тепловентиляторы и конвекторы быстро нагревают воздух, ИК-обогреватели тратят энергию на прогрев предметов, но позволяют дольше сохранять тепло, а их масляные «коллеги» долго разогреваются сами, запасают тепло и потом также долго его отдают. То есть фактически ни один из приборов не является более или менее энергоэффективным, чем остальные — они просто обогревают помещение с разной скоростью.

Еще есть мнение, что обогреватели с низкой мощностью — энергосберегающие. Ведь они «съедают» меньше электроэнергии. И вроде логично: включаете маломощный прибор даже в большой комнате и он постепенно в течение всей ночи, а то и на протяжении суток греет воздух.

Но разве можно говорить о низком энергопотреблении, если прибор постоянно работает? Вы удивитесь, но все время включенный маломощный обогреватель потребляет не меньше энергии, чем недолго работающий, но с высокой мощностью.

Разбираясь в параметрах обогревателей и не доверяя нелепым мифам, гораздо проще выбрать хорошую модель для дома или даже для улицы.

Недостатки

Главный недостаток — блок разделения воздуха; Фактически, проблема разделения азота и углекислого газа, составляющих пары, смещена в сторону разделения азота и кислорода, составляющих воздух. Этот последний метод (криогенное разделение фракционной перегонкой ) был разработан и долгое время применялся в промышленности, но он очень энергоемкий.

Однако улавливание углекислого газа в основном касается тепловых электростанций, производящих электроэнергию, — деятельности, которая выбрасывает больше всего углекислого газа. Использование кислородного горения снижает чистую эффективность электростанции на 10-15 пунктов , если мы принимаем во внимание мощность, потребляемую для работы блока разделения воздуха (и то же самое касается всех других методов, испытанных для улавливания диоксида углерода).

Принцип

Пары горения (в воздухе) состоят в основном из азота (N 2), водяной пар (H 2 O) и диоксид углерода (CO 2), водяной пар легко удалить, конденсируя пары и собирая воду в жидкой форме.

Основная трудность связана с разделением азота и углекислого газа. При кислородном сжигании с использованием чистого кислорода вместо воздуха в дымовых газах образуются только два основных компонента: углекислый газ и водяной пар. После удаления воды путем конденсации остается только углекислый газ.

Однако этот газ не чистый: присутствуют также следы аргона и диоксида серы (SO 2) из серы, содержащейся в топливе, и остаточного не израсходованного кислорода (≤ 7% в целом)

Сушит ли конвектор воздух

Сжигание кислорода, возникающие при работе обогревателей — распространённое заблуждение. Связано это с субъективными ощущениями, возникающими в процессе эксплуатации отопительных приборов. Простое нагревание, без использования специально созданных для этого установок, применяемых при строительных работах, не способно удалить из атмосферы частицы воды.

ВНИМАНИЕ! Выпускаемые в нынешнее время конвекторные обогреватели лишены недостатков, просушивания воздуха, так как в них отсутствует вентилятор — выходящий из них нагретый кислород естественным образом рассеивается, не влияя на распределение влаги в помещении. А за счёт встроенного плоского низкотемпературного нагревательного элемента полностью исключается возможность горения пылевых частиц и создаётся приятное ощущение свежести и чистоты воздуха.

Эффект сжигания кислорода

Пользователи замечали, что масляный обогреватель после включения вызывает эффект духоты. Становится трудно дышать. Ситуацию тоже причислили к явлению сжигания кислорода, хотя процесс близко не стоит с химическими реакциями. На деле начинает стремительно понижаться влажность воздуха.

Вдобавок подобные эффекты вызывают постепенное снижение иммунитета, что приводит к резкому росту заболеваемости. Врачи советуют поддерживать в комнате естественный режим:

• температуру 20 ºС;
• влажность в пределах 40 – 60%.

Это возвращает человеку нормальное самочувствие, поднимает иммунитет, блокирует размножение большинства грибков и вирусов. Для паразитов создаются неприемлемые условия – слишком холодно. И влажность не подходит. Обогреватель для детской комнаты не ухудшает микроклимат.

Эффект высушивания воздуха получается из-за повышения температуры. Молекулы пара приобретают энергии, чтобы покинуть помещение через бетонные плиты. Стены дышат, слой пароизоляции не блокирует проникновение воды напрочь. Просто процесс обмена пара с окружающей средой сильно замедляется.

При повышении температуры концентрация пара снижается. Масляные обогреватели ругают за нежелательный эффект. Чем выше температура и больше площадь, тем сильнее прибор сушит воздух. У масляного обогревателя оба критерия в сумме дают максимум, отсюда и мнение, что жжет кислород.

Правдоподобности добавляет запах гари, витающий вокруг. Инфракрасное излучение прогревает стены, потолок, пол. Отсутствие движения воздуха создает благоприятные условия для осаждения паров на поверхность бетона, способствуя проникновению влаги в поры плит, кирпича.