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天然气、柴油、煤三种能源的浅议与比较
发布时间: 2012-10-31 15:31:13
    摘要 浅议了饭店、食堂的灶具所用的天然气、柴油、煤三种能源,并对它们进行了比较,指出使用天然气灶具是污染少、快捷方便、干净的用能方式。
    关键词 天然气灶具热值环保
      目前,邢台市大部分取暖锅炉及饭店、食堂的灶具所用的能源是煤炭、柴油,每天排放大量的粉尘、二氧化硫等污染物。随着人们环保意识的增强,以及我市天然气的引进,将污染比较严重的燃煤、燃油锅炉和灶具改装成燃烧天然气,在技术上已经相当成熟。然而,有相当一部分人对此仍有很大的误解,认为改装成天然气灶会增加饭店的成本,烧天然气要比烧煤贵许多倍,烧煤比烧气方便。其实天然气是当今世界公认的二十一世纪洁净能源,且既好用又不贵。下面结合各种能源的经济技术数据加以比较。
   
    1、较深远的环保意义
    天然气、柴油、煤炭主要的成分构成及燃烧产物1)天然气的热值8550千卡/米0,其主要成分见表 1。
    表 1天然气的主要成分
   
    c0 H2 N2 CH4 C02 02 Cm心(各种烃类)
    12.2% 6.2% 3.2% 85.9% 1.6% 0.4% O.5%
   
    根据燃烧方程式:2C0+02=2C02+AHl、2H2+02=2H20+&H2、CH4+202=C02+2H20+△H3 I-I为燃烧热计算可知燃烧1m3天燃气需消耗1.5m302排出1.022m3 c02、1.5m3水蒸气。
     2)柴油的热值10267千卡/公斤,主要成分是烷烃,环烷烃和芳香烃,其中也含有少量的硫元素。烷烃的分子式构成是CnI-12。+2,环烷烃分子式构成是Cnl-Izn,芳香烃的分子构成是CnI-In(n是分子数)。各种烃类和硫的燃烧方程式是:CnH2n+2+(3n+1)/202=nC02+(n+1)、H20+△HCnl-12n+1.5n02=nC02+nil20+△H、CnHn+1.25n0I=nCOI+0.5nil20+△HS+02=s02由上式可知:燃烧1m3各种烃类,c原子数即N越大,所消耗的02越多,产生的C02越多。
    3)煤炭以烟煤为例,热值5742千卡俭斤,见表2烟煤的成分
   
    C H 0 N S
    83—87% 5.5~5.7% 5—10% 0.8—1.5% 1%
   
    C+02=C02+,Ski
   
    若不完全燃烧 2c+02:2C0+zSI-I由燃烧方程式可知:
    (1)12克c燃烧放出44克c02或28克CO;
    (2)32克s燃烧放出64克cQ,据此要获得 10000千卡热量。如燃烧天然气需:10000千卡/8550千卡/m3:1.17m3排出1.20m3c02,换算等于2.357kgc02。如燃烧柴油需:100(~千卡/10267千卡/kg:0.97k柴油中各元素含量:碳86.26%、氢13.14%、硫0.1%,0.97kg柴油中,c含量:97kg×86.26%=0.8367kg根据(1)式可知生成C02:0.8367kg×44/12=3.08kg,柴油中S含量:0.9r7kg×0.1%=O.00097kg.根据(2)式可知生成s02:0.00097×64÷32=0.002k~燃烧煤炭(烟煤)需:10000千卡/5742千卡俭斤:1.741,g1.74k烟煤中含C量:1.74kg×0.85=1.5kg 根据(1)式可知生成c0):1.5kg×44/12=5.5kg 1.74kg烟煤中含1.74kg×0.01=0.0174l,根据(2)式可知生成s0):0.0174kg×64/32=0.0348kg,三种能源燃烧10000千卡热量排放C02、s()'如下:天然气:柴油:烟煤上: 1.31:2.33 O:0.002kg:0.0348kg
      由以上可知:在排放的燃烧产物中主要是水和二氧化碳。水是无污染的,而二氧化碳是造成全球温室效应的罪魁祸首,科学家已证实,燃烧化石能源是造成二氧化碳急剧增加的主要因素。在化石能源中,煤含碳量最高,石油次之,天然气最低。另外,煤炭在不完全烧燃情况下会产生大量的有毒气体一氧化碳,煤中少量的硫燃烧会产生s02,s02会刺激人的咽、粘膜和眼睛,造成人体不适,并且腐蚀管道和锅灶,同时又是形成酸雨的主要因素。柴油在燃烧时也会产生少量二氧化硫。因此,从污染物排放方面进行比较,煤炭排放最高,柴油次之,天然气最少。从大方面上说,逐步用天然气替代煤炭、燃油可以改善大气环境,减少大气中温室气体的含量,减少了大气中粉尘、二氧化硫等污染物的含量。从小方面上说,可以改善厨房工作环境,改善劳动条件。
   
    2、最佳的经济效益
    以饭店常用的中餐双炒灶为例,如它的热负荷为70kW,不计热效率,则它每小时需消耗60287千卡能源,换算成天然气需:60287千卡/8550千卡/m3:7.05m3 柴油需:60287千卡/10267千卡/公=5.87kg/0.85kg/y+:6.91升、煤炭需:60287千卡/5742千卡/公斤=10.50公斤 (下转第22页)\(上接第17页)天然气灶具热效率约为85~90%,柴油灶热效率85%,燃煤灶的煤炭利用率约为10~15%,由此换算需:天然气:7.5m3/85%=8.3m3、柴油:6.9l升/85%=8.13升、煤:10.50公斤/15%=70公斤。按当前价格天然气2.2元/m3,柴油3.0元/升,烟煤200元/吨,折算:天然气灶8.3m3/J、时×2.2元/m3=18.26元柴油灶8.13升×3.0元/升=24.39元、烟煤0.07吨×200元/吨=14.00元。通过以上可以看出,单从经济角度看燃煤最便宜,天然气次之,柴油最贵,然而,燃煤需要一定的 储藏空间,炉渣的排放需要繁重的体力劳动,这在实际运行中自然也需要一定的经济支持,故综合比较起来,天然气价格比煤虽高,但其使用方便快捷,其效益反而不低于燃煤。
    3、使用方便快捷
     在燃油、燃煤灶所具有的煎炒烹炸,燃气灶都具备,另外,燃煤灶的燃烧不易控制,还需要经常买煤和清理煤渣。燃气灶则不存在这些问题,只需扭动阀门即可轻松操作,不仅使用方便、而且造型美观易于清洗。这些都是燃煤灶所不具备的。总之通过分析比较,笔者认为使用天然气灶具污染少、快捷方便、干净,某种程度上体现出现代文明的生活,是小康社会的具体体现。
   
 
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