 |
Виды и характеристики твёрдого топлива (классификация, марки углей, влажность, выход летучих, зола, шлак, плавкость золы).
|
|
|
|
Твердое топливо по степени углефикации исходного органического материала делят:
· Древесина;
· Торф;
· Бурый уголь;
· Каменный уголь и антрацит.
Бурыми углями называют угли, имеющие высшую теплоту сгорания во влажном беззольном состоянии 
<24 МДж/кг.
Каменные - >24 МДж/кг и выход летучих веществ на сухое беззольное состояние более 9%.
Антрацитами называют каменные угли, выход летучих веществ которых менее 9%.
Бурые угли классифицируются по влажности топлива в рабочем состоянии на три группы:
Б1 – 
>40%;
Б2 – =30-40%
Б3 – <30%
Марки каменных углей
| Марка угля | Уголь | Выход летучих веществ Vdaf,% |
| Д | Длиннопламенный | >37% |
| Г | Газовый | >35% |
| Ж | Жирный | 27-37% |
| К | Коксовый | 18-27% |
| ОС | Отощенный спекающийся | 14-22% |
| СС | Слабоспекающийся | 25-37% |
| Т | Тощий | 8-17% |
Антрациты делят на антрациты А и полуантрациты ПА.
Выход летучих V – горючая смесь газов и паров в % от анализируемой массы угля, выделяющихся из измельченного угля при его нагреве в лабораторной муфельной печи при температуре 850 °С, масса – 1 кг, время – 7 мин.
· Петрографический состав угля. Уголь по своей природе является веществом неоднородным по цвету, блеску, твердости, пористости и др. все геохимические компоненты угля делят на три группы:
1. Витриниты – аморфные слоистые вещества серого цвета.
2. Инертиниты – вещества с хорошо различимой структурой древесины желтовато-бурого цвета.
3. Липтиниты – включают смолистые вещества.
Наиболее ценные – витриниты и липтиниты. Хуже – инертиниты, имеющие низкую теплоту сгорания и повышенное содержание кислорода. Они также наиболее склонны к самовозгоранию из-за большой удельной поверхности.
· Влага твердого топлива. Влагу, удерживаемую веществом угля – общую влагу 
условно делят на внешнюю влагу 
и гидратную 
.
|
|
|
К внешней относят влагу, попавшую в массу угля в пласте, а также влагу, попавшую при добыче, хранении и транспортировке топлива, за счет грунтовых вод и вод из атмосферы (свободная влага), сорбированную влагу, заполняющую капилляры и поры угля (связанная влага). Внешняя влага легко удаляется из угля механическими средствами и термической сушкой при температуре 105°С.
Гидратную влагу удаляют при t=150 - 200°С, при кратковременном термическом воздействии – при t=600°С. Гидратная влага составляет несколько процентов от общего содержания влаги в топливе. Доля гидратной влаги растет с ростом зольности топлива.
· Термическое разложение твердого топлива. Выход летучих веществ. По мере повышения степени углефикации в топливе выход летучих веществ Vdaf понижается. Величина Vdaf составляет, %:
- для сланцев 80-90%;
- для торфа 70%;
- для бурых углей 40-60%;
- для каменных углей 35-40%;
- для тощих углей 11-13%;
- для антрацита 2-9%.
При нагревании выход летучих начинается при температуре:
- для торфа 100-120°С;
- для бурых углей 140-160°С;
- для тощих углей и антрацитов 400-450°С.
И завершается при температуре 1000-1100°С.
После завершения выхода летучих остается высокопористый твердый остаток – коксовый остаток, содержащий углерод и зольную часть.
· Минеральные компоненты твердого топлива. Минеральные негорючие компоненты делятся в зависимости от причины их попадания в топливо на:
- первичные примеси. Они находились в исходном органическом веществе, составляют до 0,5% массы топлива в сухом состоянии
- вторичные – минеральные вещества, попавшие в залежи топлива под действием ветра и воды (глина, песок), результаты жизнедеятельности бактерий (сульфаты, перриты, карбонаты).
Первичные и вторичные компоненты называют внутренними.
- третичные или внешние примеси – это глинозем Al2O3, кремнезем SiO2, сульфиды FeS, CaS, карбонаты CaCO3, MgCO3, FeCO3, сульфаты CaSO4,MgSO4, сложные минералы CaMg(CO3)2 – доломит, а также редкие и рассеянные металлы Pt, Сo, Ge U.
|
|
|
· Зольность А. по зольности топлива судят о содержании в нем минеральных примесей. Зольность – негорючий остаток, образующийся при полном окислении всех горючих компонентов топлива в стандартных условиях при температуре 800°С, выражается в % от исходной массы топлива.
Зольность твердого топлива в зависимости от месторождения меняется от 2 – 3 до 60 – 70%. Несгоревшая часть топлива образует очаговые остатки, состоящие из золы и шлака.
Зола – порошкообразный негорючий остаток, образовавшийся после термического разложения и обжига минеральных примесей топлива в процессе его горения. Зола бывает в виде летучей золы и провала.
Летучая зола (унос) – пылевидные фракции золы, выносимые продуктами сгорания из топки котла или осаждающиеся в конвективных газоходах.
Провал – крупные фракции золы, выпадающие в холодную воронку топки или под колосниковую решетку.
Шлак – минеральные примеси, подвергшиеся высокому температурному нагреву в результате которого они расплавились или опеклись и приобрели значительную прочность.
|
|
|
