Состав топлива и теплота его сгорания

Состав твердого и жидкого топлива.

Топливо состоит из горючей и негорючей частей.

К горючей части твердого и жидкого топлива относят C, H, S, а также условно O и N, которые, как известно из химии не горят.

Поэтому: горючая часть топлива называется условно-горючей массой.

Г = C + H + S + O + N (1)

Негорючая часть называется балластом топлива. Балласт состоит из влаги W и золы A.

Б = A + W (2)

Топливо в том виде, в каком оно поступает в топки и печи для сжигания принято называть рабочей массой топлива или просто рабочим топливом.

p = Г + Б (3)

Т.к. содержание влаги в рабочем топливе может колебаться в широких приделах, то состав топлива часто характеризуют в пересчете на сухую массу.

С = Г+ A (4)

В теплотехнических расчетах горения топлива состав его принимается в рабочем состоянии.

Летучие вещества топлива.

При нагревании топливо сначала разлагается на летучие горючие и твердый остаток (кокс).

Количество летучих горючих веществ в % от массы топлива (Л_г) является одной из основных его характеристик.

Топливо, содержащее много летучих веществ, горит длинным пламенем; топливо с малым содержанием летучих веществ горит коротким пламенем.

Величина (Л_г) имеет особое значение при выборе топлива для печей. Так для шахтных печей применяют короткопламенное топливо, а для вращающихся печей – лучше использовать длиннопламенное топливо.

Теплота сгорания топлива.

Теплотой сгорания топлива называют кол-во тепла, выделяющееся при полном сгорании единицы массы или объема топлива.

Теплоту сгорания твёрдого и жидкого топлива относят к 1кг, а газообразного – к 1м³ газа, находящегося в нормальных условиях, т. е. при 0⁰ С и давлении 1 ат; (0,1 МПа).

Если образующаяся при сгорании топлива влага может учитываться в виде жидкости, то говорят о высшем пределе теплоты сгорания (О_в); при учете влаги в продуктах сгорания в виде водяного пара говорят о низшем приделе сгорания топлива (О_н).

В условиях обычного сжигания топлива влага уносится из топок и печей с дымовыми газами в виде водяного пара, поэтому в теплотехнических расчетах обычно применяют величину Q_н. Для сравнения отдельных видов топлива между собой по величинам их теплоты сгорания применяют понятие об условном топливе, теплота сгорания которого равна 7000 ккал/кг (29 300 кДж/кг). Условное топливо является как бы эталоном, с которым сравнивают теплоту сгорания любого топлива.

Свойства топлива

Главнейшими свойствами твердого топлива являются:

- теплотворность;

- температура воспламенения;

- температура плавления золы;

- механическая прочность;

- погодостойкость;

- склонность к самовозгоранию.

Для жидких топлив кроме теплотворности важны еще вязкость и температура вспышки.

Температурой воспламенения топлива называют ту низшую температуру, при достижении которой топливо воспламеняется без участия горящего очага.

Температура воспламенения повышается по мере увеличения возраста топлива и уменьшается с ростом содержания в нем летучих горючих веществ.

Температура воспламенения для различных видов топлива:

-дрова – 250–300⁰ С

-торф - 250–300⁰ С

-бурый уголь – 350–400⁰ С

-каменный уголь -400–500⁰ С

-антрацит и кокс – 700–800⁰ С

Температура вспышки является специфическим свойством жидкого топлива и характеризует температуру, при которой топливо загорается в присутствии горящего очага.

Огнеупорность золы - температура ее плавления, обуславливает агрегатное состояние золы при температуре горения топлива, а также физическую структуру зольного остатка после удаления его из топочного пространства.

По огнеупорности различают 4 группы зол с температурой плавления:

-легкоплавкая t_пл < 1160⁰ C;

-среднеплавкая t_пл = 1160–1350⁰ C;

-тугоплавкая t_пл = 1350–1500⁰ C;

-огнеупорная t_пл > 1500⁰ C .

При сжигании топлив, зола которых огнеупорна, она после сжигания получается в виде тонкодисперсного порошка, а при легкоплавких золах – в виде пористого омоноличенного конгломерата – шлака.

После сжигания топлив со средне- и тугоплавкой золами минеральный остаток получится в виде золошлаковой смеси.

При сжигании топлива путем его ввода (запрессовки) в обжигаемый материал, точнее в сырьевую смесь (принцип “ Черного брикета”) приходится учитывать состав и минеральную природу золы, т.к. в этих случаях она участвует в формировании свойств готового продукта (его состава, структуры, и т.п.) и, следовательно, влияет на физико-технические свойства.

Погодостойкость топлива определяет его транспортабельность и возможность длительного хранения, которая, в свою очередь, зависит от склонности топлива к выветриванию.

Самовозгорание вызывается наличием в топливе сульфидов железа, которые при окислении кислородом воздуха превращаются в сульфаты с выделением тепла. Этот процесс сопровождается разрыхлением и нагреванием угля, которое приводит к его самовозгоранию.

Поиск по сайту: