Дослідження складу та основних характеристик палива

 

Збільшення  вмісту сіри в коксі на 1 % обумовлює підвищення витрати флюсів і палива приблизно на 15%. При цьому значно знижується продуктивність доменних печей.

        Окрім органічної і  колчеданної сірки в паливі міститься  невелика кількість повністю окисленої  сульфатної сірки, що входить до складу CaS0₄, FeSО₄ і інших сірчанокислих солей. При спалюванні палива сульфатна сірка переходить в золу і внаслідок цього її наявність мало позначається на властивостях палива.

        У рідкому паливі сірка міститься переважно у вигляді органічних сполук. Виробництво моторного палива і змащувальних масел, з високосернистой нафти украй ускладнюється необхідністю їх очищення від сірчистих з'єднань.

     У газоподібному паливі сірка міститься у вигляді сірководня і частково у вигляді сірковуглеця CS₂ і інших органічних сполук.

        При високому вмісті горючої сірки в котельному паливі димові гази сильно забруднені сірчистим  ангідридом S0₂, що згубно діє на металеві поверхні і рослинність. При спалюванні сірчистого палива з надміром повітря відбувається часткове окислення S0₂ до S0₃ з утворенням сірчаної кислоти. Температура конденсації водяної пари, що міститься в продуктах згорання палива, залежить від парціального тиску Н₂О.

        Для зменшення забруднення  повітряного басейну міст оксидами сірки створюють установки для очищення димових газів і споруджують багатокоштуючі високі димарі.

        Вихід летючих речовин  і коксу. При нагріванні твердого палива без, доступу повітря горюча маса руйнується із неї виділяються летючі речовини, що складаються в основному з молекулярного водню, оксидів вуглецю, метану і інших вуглеводнів.

        Вихід і склад  летючих речовин залежать від складу горючої маси палива, температури і тривалості нагріву палива.

        Вихід летючих речовин в горючій масі твердого палива коливається в широких межах. Він тим вище, чим більше вміст в горючій масі кисню і водню. Для найбільш поширених твердих палив вихід летючих речовин (у % від горючої маси) вказаний у таблиці 1.7.

  Таблиця 1.7

  Вихід летючих речовин для найбільш поширених твердих палив

  (у  % від горючої маси)

 

        Паливо з високим виходом летючих речовин (дрова, торф, буре вугілля, довгополум'яне і газове кам'яне вугілля, сланці) легко запалюється і горить з утворенням полум'я в об'ємі печі або топки.

        Вихід летючих речовин і коксу у поєднанні з характеристиками коксу (порошкоподібний, злиплий, такий, що спікся і т. д.) є найважливішою класифікаційною ознакою кам'яного вугілля, визначальним доцільність їх використання для виробництва металургійного коксу.

  Мінеральна  маса палива і зола

      Всі види палива, за винятком газоподібного і найбільш легких видів рідкого палива, що дистилює, містять мінеральні речовини. Вміст мінеральних речовин в паливі коливається у вельми широких межах — від малої долі відсотка в рідкому паливі до багатьох десятків відсотків у високозольному вугіллі і сланцях.

      Частина мінеральних речовин, що містяться в паливі, наприклад в дровах, витягує рослинами з грунту у вигляді різних солей. Тому при спалюванні дрів утворюється близько 1% золи, що складається з оксидів металів і мінеральних солей.

      У добутому твердому паливі (кам'яне і буре вугілля, торф) міститься значно більше мінеральних речовин, чим в деревині, унаслідок поступового відкладення солей в процесі тривалого утворення пластів палива. Ці мінеральні речовини рівномірно розподілені в паливі, і видалення їх практично неможливо.

      Крім  того, в процесі добування твердого викопного палива воно забруднюється  шматками порожньої породи, унаслідок чого вміст мінеральних речовин в паливі підвищується. Від цих забруднень вугілля може бути часково очищене шляхом збагачення.

      Мінеральні  речовини, що містяться в паливі, знижують його теплоту згорання унаслідок зменшення частки горючих компонентів і збільшення витрати тепла на нагрів і плавлення мінеральної маси.

      Збільшення  витрати тепла на нагрів і плавлення  мінеральної маси має істотне значення в топках з рідким шлаковидаленні, в топках при сухому шлаковидаленні ця величина порівняно незначна. Наявність в паливі мінеральної маси знижує також і його теплопродуктивність (збільшується витрата тепла на плавлення і нагрів золи до температури горіння палива). Практично це помітно позначається на теплопродуктивності лише при високій зольності палива.

      Дані  про зольність різних видів палива приведені в таблиці.   1.8.

Таблиця 1.8

Зразковий вміст золи в сухому паливі і приведенна зольність палива

(у % по  масі)

 

      Унаслідок підвищення зольності палива зростають витрати на його транспортування. Тому високозольне паливо (сланці, підмосковне вугілля) недоцільне перевозити на дальні відстані.

      Особливо  небажане підвищення зольності технологічного палива. У доменний процес, в цілях видалення золи з печі, вводять вапно, котре утворює із золою шлаки із зниженою температурою плавлення, при цьому значна кількість палива витрачається на нагрівання і разплавлення мінеральних з'єднань, що містяться в паливі і вводяться у вигляді флюсів. Наприклад, при підвищенні зольності металургійного коксу на 1% витрати його зростають на 2,5% і приблизно настільки ж знижується продуктивність доменних печей. Тому зниження зольності кам'яного вугілля, призначеного для коксування, особливо важливе.

      Застосування в технологічних печах, встановлених в продуктивних цечах, твердого палива з високою зольністю також ускладнює хід технологічного процесу, оскільки викликає необхідність постійного очищення колосників і видалення золи. Зольність технологічного палива негативно позначається на продуктивності печей і газогенераторів і ускладнюється їх експлуатацію.

      Паливо з великим вмістом золи, вживане як енергетичне, в порівнянні з малозольним також декілька ускладнює роботу парових казанів. Ефективне спалювання палива з вельми високою зольністю в потужних парових казанах електростанцій і великих промислових підприємств вперше здійснене у великому масштабі в СРСР.

Волога  палива

      Вміст вологи в паливі коливається від долі відсотка в рідкому паливі до 50—60% в сирих дровах і свіжоздобутому торфі. Для характеристики палива важливе значення має приведена вологість

      У таблиці. 1.9 приведені зразкові дані про загальну і приведену вологість різних видів палива.

      Природно,  що вологість  палива знижує теплоту його згорання.

      Паливо з високим вмістом вологи неекономічно перевозити па дальні відстані. Подібно до многозольного палива, воно належить до місцевих видів палива. При спалюванні палива з високою вологістю значно знижується також температура горіння унаслідок витрат тепла на випаровування води і нагрівання водяної пари, що утворюється. 
 
 
 
 
 

Таблиця 1.9

Зразковий вміст вологи в різних видах палива і приведена вологість палива

(у % по  масі)