Топливо

Категория:
Производство черных и цветных металлов


Топливо

Топливом называют горючие вещества, применяемые в технике и в быту для получения тепловой энергии.

В металлургии топливо играет важную роль, так как многие металлургические процессы протекают с использованием теплоты и химических реакций при горении. Пирометаллургия (пиро — от греч. огонь) является основной и старейшей областью металлургии.

Тоцливо, используемое без предварительной обработки, называют естественным; топЛиво, получаемое из естественного путем тепловой (или химической) переработки, называют искусственным. К искусственному топливу относят также брикеты, полученные прессованием мелких.частиц естественного топлива, и пылевидное топливо, полученное размолом кусков естественного топливй до состояния пыли.

В состав топлива входят: органическая масса, состоящая из соединений углерода, водорода, азота, кислорода и серы, различные минеральные соединения/ переходящие при сгорании- топлива в золу (Si02, А1203, Fe203, СаО и др.), и влага. Из органической массы углерод, водород и сера являются горючими составляющими, кислород поддерживает горение, а азот переходит э Состав продуктов горения. По признаку агрегатного состояния различают твердое, жидкое и газообразное топливо.

Для производства и обработки металлов наибольшее значение имеют каменный уголь, каменноугольный кокс, дрова, древесный уголь, а также мазут, доменный и коксовальный газы. В настоящее время большое значение приобрел также природный газ.

.Основными характеристиками топлива являются: теплотворная способность (в ккал/кг для твердого и жидкого топлива и в ккал/м3 для газообразного топлива), температура воспламенения, температура горения топлива, прочность, пористость, спекаемость, зольность, количестве вредных примесей.

Каменный уголь является главным видом ископаемого топлива, так как его запасы весьма велики. Он содержит 75% углерода и более, 3—12% влаги, 2—4% серы и 12—20% минеральных соединений. Теплотворная способность каменных углей составляет 5200— 7000 ккал/кг. Они применяются для сжигания в топках котлов, печей, а также в горнах и газогенераторах. Кроме того, каменный уголь служит сырьем для производства кокса, искусственного жидкого топлива и для других целей.

Каменноугольный кокс получается в результате тепловой обработки коксующихся углей при температуре 1000—1100° без доступа воздуха. Другим продуктом такой обработки угля является коксовальный газ (см. ниже). Коксование производится в течение 12—20 час. в камерных печах емкостью до 20 т., которые нагреваются при сжигании генераторного или коксовального газа. Кокс представляет прочные пористые куски различных размеров и имеет цвет от блестящего серебристого до матового темно-серого. Поры занимают в коксе в среднем 50% объема, поэтому кажущийся (с порами) удельный вес его составляет 0,8—1,0 г/см3. Теплотворная способность кокса около 7000 ккал/кг; содержание влаги 2—4%; минеральных соединений 7—13%; серы 0,6—2,0%; остальное — углерод. Подавляющая масса кокса производится для доменной плавки; такой кокс называется доменным. Для плавки чугуна в вагранках применяется литейный кокс, которъш должен иметь пониженное содержание серы (не более 1%).

В качестве дров используются преимущественно отходы деловой древесины. Древесина всех пород содержит около 50% углерода и мало различается по количеству других горючих составляющих, поэтому теплотворная способность абсолютно сухих дров различных пород практически одинакова (около 4500 ккал/кг)’, а при 25% влажности (воздушно-сухие дрова) она равна около 3200 ккал/кг. Дрова характеризуются легкой воспламеняемостью, а также почти полным отсутствием серы. Применяются при разжигании доменных печей, вагранок и др. Кроме того, они являются сырьем для получения древесного угля и генераторного газа.

Древесный уголь получают путем нагрева дров в специальных печах без доступа воздуха, причем на 1 м3 дров получается 110—140 кг угля. Температура нагрева дров составляет 400—450°. Древесный уголь имеет очень низкое содержание серы (0,05—0,15%) и минеральных соединений (1—3%); теплотворная способность его достигает 8100 ккал/кг. Основным промышленным потребителем древесного угля является древесноугольное доменное производство (в СССР — на Урале). Древесный уголь используется также для нагрева кузнечных горнов и при химико-термической обработке металлов.

Мазутом называют остаток после перегонки из нефти бензина и керосина, составляющий 40—50% от веса исходной нефти. Мазут в зависимости от его состава используют для получения масел (масляный мазут) или сжигания (топочный мазут). Теплотворная способность * мазута очень высока (10 500—11000 ккал/кг). Топочный мазут используют для нагрева мартеновских, отражательных и термических печей, котельных установок и пр.

Естественный (природный) газ находится в земной коре или вблизи нефтяных месторождений, или залегает отдельно. Он состоит в основном (до 99,9%) из углеводородов, а также примесей азота, инертных газов, углекислоты, сероводорода, водяных паров. Низшая теплотворная способность составляет 8000 ккал/м3, а в отдельных месторождениях превышает 15000 ккал/м3. Большим преимуществом природных газов является отсутствие в них ядовитой окиси углерода. ГТо семилетнему плану добыча и использование природного газа увеличится в пять раз.

Коксовальный газ представляет смесь, содержащую водород (50—60%), метан (20—34%), окись углерода (4,5—4,7%), углекислый газ (1,8—4,0%), азот (5—10%,) и другие газы, а также пары воды. При коксовании 1 т угля выделяется обычно 300—320 м3 газа. Теплотворная способность достигает 4500 ккал/м.3. Коксовальный газ используется для нагрева мартеновских печей, питания газовых двигателей и пр.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум