¿Cuál es el calor específico de combustión de la turba? Propiedades térmicas de la madera. Estudio de las propiedades termofísicas de la turba
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El obstáculo inicial asociado con el transporte a gran escala desde los campos hasta los puntos de consumo ha sido superado con la fabricación y soldadura de tuberías capaces de soportar altas presiones, que hizo posible el nacimiento de gasoductos para el trasvase continental de esta energía primaria. Esto se logró en Estados Unidos durante el período de entreguerras, permitiendo la explotación de sus vastos recursos de gas natural, cuyas cualidades permitieron que se adoptara rápidamente. El descubrimiento de los ricos yacimientos de gas de Alberta en Canadá ha servido para impulsar el crecimiento del consumo y la expansión geográfica en gran parte de América del Norte, donde contribuirá con hasta el 30 % de la demanda mundial de energía primaria.
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Por otro lado, Europa se mantuvo completamente al margen del uso del gas natural hasta la segunda mitad del siglo. Varias razones explican este retraso, en primer lugar, por la falta de producción propia, que persiste hasta la segunda posguerra; en segundo lugar, la imposibilidad de transferencia intercontinental de gas por vía marítima; en tercer lugar, debido a que el papel del gas natural en el consumo doméstico y otros fines comerciales lo desempeñará durante casi cien años, el gas resultante obtenido de la destilación de carbones se distribuye generalmente en casi todos los países europeos.
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La importancia del petróleo de la Segunda Guerra Mundial dará lugar a una gran oleada de sondeos en suelo europeo, con resultados mucho más brillantes en cuanto a la detección de bolsas de gas que en el caso del crudo. Evolución de la producción y reservas comerciales mundiales de gas natural.
Este es combustible sólido. origen vegetal. En épocas geológicas remotas, especialmente durante el período Carbonífero, grandes extensiones del planeta estaban cubiertas de abundante vegetación que crecía en pantanos. Muchas de estas plantas eran del tipo helecho, algunas de las cuales eran tan grandes como árboles. Cuando las plantas morían, se hundían en el agua y se descomponían gradualmente. Cuando se produjo esta descomposición, el material vegetal perdió átomos de oxígeno e hidrógeno, quedando un residuo con un alto porcentaje de carbono.
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Con el tiempo, arena y lodo de agua se acumularon en algunas de estas turberas. La presión de las capas superiores, así como los movimientos de la corteza terrestre y, en ocasiones, el calor volcánico, comprimen y solidifican los sedimentos para formar carbón. Diferentes tipos Los carbones se clasifican según su contenido de carbono fijo. La turba, el primer paso en la formación del carbón, tiene un bajo contenido de carbono fijo y un alto índice de humedad. El lignito, un carbón de menor calidad, tiene un mayor contenido de carbono.
El carbón bituminoso tiene un contenido aún mayor, por lo que su poder calorífico también es mayor. La antracita es el carbono con mayor contenido de carbono y máxima valor calorífico. La presión y el calor adicionales pueden convertir el carbono en grafito, que es esencialmente carbono puro. Además de carbono, el carbón contiene hidrocarburos volátiles, azufre y nitrógeno, y varios minerales que permanecen como cenizas cuando se queman.
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Algunos productos de la combustión del carbón pueden tener un efecto perjudicial sobre el medio ambiente. Cuando se quema el carbono, se forma dióxido de carbono entre otros compuestos. Muchos científicos creen que debido al uso generalizado de carbón y otros combustibles fósiles, la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera de la Tierra puede aumentar a niveles que provoquen cambios en el clima de la Tierra. Por otro lado, el azufre y el dióxido de carbono forman óxidos durante la combustión, lo que puede contribuir a la formación de lluvia ácida.
Todos los tipos de carbón tienen utilidad. La turba se ha utilizado durante siglos como combustible para fuegos abiertos y, más recientemente, se han fabricado briquetas de turba y lignito para quemarlas en hornos. La industria siderúrgica utiliza carbón metalúrgico o coque, un combustible destilado que es casi carbono puro. El proceso de producción de coque proporciona muchos sustancias químicas, como el alquitrán de hulla, que se utilizan para fabricar otros productos. La producción de combustibles gaseosos y otros productos del carbón ha disminuido a medida que ha aumentado la disponibilidad de gas natural.
La tabla muestra las propiedades termofísicas de la turba y los productos de turba en función de la temperatura en el rango de -71 a 20 °C. Se dan las siguientes propiedades de la turba: densidad aparente en kg/m 3 , conductividad térmica en W/(m deg) y kcal/(m h deg) y difusividad térmica en unidades de 10 8 m 2 /s y 10 4 m 2 / hora.
Las propiedades se especifican para turba triturada, turba en terrones, molida, en briquetas y placas de turba. Para la densidad, la conductividad térmica y la difusividad térmica se dan a temperaturas negativas. La densidad de la turba puede variar de 200 a 890 kg/m 3. La turba en briquetas tiene una alta densidad, a diferencia de la turba ligera grumosa. La densidad de la turba se indica a presión atmosférica.
La licuefacción del carbón cubre todas las necesidades de petróleo de Sudáfrica. Las reservas mundiales de carbón son enormes. La cantidad de carbón recuperable, desde el punto de vista técnico y económico, en las condiciones actuales proporcionará cinco veces más energía que las reservas de crudo; Dado que hay muchas reservas valiosas de carbón, la cantidad que será económicamente recuperable a medida que aumenten los precios de la energía podría proporcionar más de 20 veces más energía que las reservas de petróleo.
Incluso en el mercado de la energía térmica, el petróleo y el gas tenían una mayor participación, y la contribución del carbón al panorama energético mundial se ha desplomado. La minería subterránea puede causar silicosis en los mineros, hundimiento de la tierra sobre las minas y fugas de ácido a los acuíferos. La minería a cielo abierto requiere una cuidadosa restauración ambiente para que la tierra vuelva a ser productiva y el paisaje se recupere. Además, la quema de carbón provoca la emisión de partículas de dióxido de azufre, óxido de nitrógeno y otras impurezas. Se cree que la lluvia ácida y otras precipitaciones con relativamente un alto grado Los ácidos, que están dañando lagos y bosques en muchas partes del mundo, están parcialmente relacionados con dichas emisiones.
La conductividad térmica de la turba varía en el rango de 0,06 a 0,45 W/(m deg). El más térmicamente conductor es la turba en briquetas y losas de turba. La difusividad térmica de la turba está en el rango de 12·10 -8 a 60·10 -8 m 2 /s.
Densidad y conductividad térmica de turba y losas de turba.
La tabla muestra los valores de conductividad térmica de la turba y losas de turba con diferentes densidades según la temperatura a 0, 50 y 100 °C. La densidad de turba y losas es de 180 a 190 kg/m 3 . La dimensión de la conductividad térmica en el numerador en W / (m deg); en el denominador - en kcal / (m hora grado). De acuerdo con la tabla, se puede ver que cuando se calientan turba y losas de turba, su conductividad térmica aumenta.
Resolver estos problemas es costoso y la cuestión de quién debe pagar por ello es discutible. Esto significa que es probable que el consumo de carbón continúe creciendo a un ritmo más lento de lo esperado inicialmente. Sin embargo, las enormes reservas de carbón, las mejoras en las tecnologías de reducción de la contaminación y el progreso en la gasificación del carbón indican que el mercado del carbón crecerá en los próximos años.
En general, estas tecnologías son más limpias, más eficientes y menos costosas que los procesos convencionales. Hay muchas tecnologías limpias, pero la mayoría cambia la estructura básica del carbón antes, durante o después de la combustión. Esto reduce las emisiones de impurezas como el azufre y el óxido de nitrógeno y aumenta la eficiencia de la producción de energía.
Conductividad térmica de las astillas de turba
Se indican los valores de conductividad térmica de astillas de turba seca con diferente densidad aparente a una temperatura de 20°C. La densidad de las astillas de turba varía de 77 a 250 kg/m 3 . Con un aumento en la densidad aparente de la miga, su conductividad térmica también aumenta y para la miga más densa puede alcanzar un valor de 0,076 W/(m deg).
Ubicación de los depósitos. El carbón se encuentra en casi todas las regiones del mundo, pero en la actualidad los únicos yacimientos de importancia comercial son Europa, Asia, Australia y América del Norte. Europa occidental tiene importantes yacimientos de carbón en la región francesa de Alsacia, en Bélgica y en los valles alemanes del Sarre y del Ruhr. En Europa Central, hay depósitos en Polonia, República Checa y Hungría. El yacimiento de carbón más extenso y valioso de la antigua Unión Soviética se encuentra en el Donbass, entre los ríos Dniéper y Don; También se están explotando grandes depósitos en la cuenca de carbón de Kuznetsk en Siberia Occidental.