Твердое топливо

Категория:
Промышленные материалы


Твердое топливо

К твердому топливу относят: древесное, торф, горючие сланцы, ископаемые угли и искусственное твердое топливо.

Древесное топливо — это дрова и отходы, получаемые при заготовке леса и обработке древесины.

Назначение и качество дров зависят от породы древесины, влажности, наличия пороков. Они могут быть однородными и смешанными и подразделяются на три группы.

По размерам различают дрова — швырок длиной 0,25—1 м и долготье длиной более 1 м; устанавливаются толщина и размеры круглых и колотых поленьев, их количество в партии, а также допустимое наличие гнили.

Торф —самое молодое по возрасту ископаемое твердое топливо. По внешнему виду торф — рыхлая масса от бурого до черного цвета. Местами торфообразования являются главным образом зарастающие болота. Добыча торфа полностью механизирована. СССР по запасам и добыче торфа занимает первое место в мире.

Основной способ добычи торфа — фрезерный, при котором получается торфяная крошка, путем соскабливания (фрезерования) поверхностного слоя залежи торфа. Кусковой торф изготовляют в виде кирпичей резным, элеваторным и другими способами. Све-жедобытый торф сушат на открытом воздухе.

В зависимости от характера торфообразования различают торф верховой (моховой), низинный, переходный, а также лесной, топя-ной, лесотопяной и др.

Для отопительных целей используют кусковой торф и брикеты, получаемые из торфяной крошки. Фрезерный торф сжигается на электростанциях, является сырьем для химической переработки, брикетирования, изготовления строительных материалов (тор-фоплит) и получения компостированных удобрений.

Качество торфа зависит от теплоты сгорания (до 24 МДж), влажности, зольности и содержания мелочи (до 25 мм). Для кускового торфа допустимая влажность составляет не более 45%, зольность не более 23%, содержание мелочи не более 20%. Влажность крошки до 53%, а зольность до 15—20%.

Горючие сланцы образовались из органического ила (сапропеля) — продуктов разложения растительных и животных организмов. На дне водоемов ил без доступа воздуха обогащался углеродом и водородом, перемешивался с минеральной основой (известняками, глиной, песком) и, уплотняясь, превращался в го-рющие сланцы.

В их органической массе содержится много углерода, водорода и других летучих веществ. Они отличаются повышенными сернис-тостью (до 4,5%), влажностью (до 20%) и зольностью вследствие большого содержания минеральных веществ, поэтому горючие сланцы — топливо низкого качества. Лучшими из них являются прибалтийские.

Горючие сланцы используются в качестве энергетического топлива и химического сырья для получения моторного топлива, масел, химических продуктов и сланцевого газа.

Несмотря на низкую теплоту сгорания (5—11 МДж) и небольшие по сравнению с углем запасы, горючие сланцы имеют немаловажное значение ввиду того, что их главные месторождения расположены в районах, которые сравнительно бедны другими видами топлива, — в Эстонии, Ленинградской, Куйбышевской и Саратовской областях. Там же работают сланцеперерабатывающие заводы.

Ископаемые угли — твердые горючие полезные ископаемы осадочного происхождения. В их состав входят органические вещества — продукты преобразования растений, микроорганизмов и минеральных примесей. Ископаемые угли залегают в земной коре в виде пластов и линзообразных залежей, имеют землистую массивную, слоистую или зернистую структуру от коричневого до черного цвета.

Ископаемые угли классифицируются по месторождениям, качеству и содержанию летучих веществ, спекаемости, размеру кусков, содержанию влаги, золы, серы.

Месторождения углей находятся во многих районах СССР. Наибольшее значение имеют Донецкий, Кузнецкий, Карагандинский, Печорский, Кизеловский, Канско-Ачинский, Подмосковный бассейны и месторождения Дальнего Востока. На шахтах и разрезах производят добычу угля, его освобождение от пустой породы, рассортировку по крупности кусков с отсевом мелочи.

По качеству и содержанию летучих ископаемые угли подразделяют на бурые, каменные, полуантрациты и антрациты.

Наиболее молодыми являются лигниты (светло-коричневая масса с явно 6ьфйжё1Гной древесной структурой). Смолистые бурые угли по своим свойствам приближаются к молодым каменным углям, отличаются большей плотностью и имеют почти черный цвет. Промежуточное положение межДу лигнитами й смолистыми бурыми углями занимают землистые бурые угли.

В органической массе бурых углей содержится от 65 до 75% углерода, 5—6% водорода, до 5% серы, 17—20% кислорода и азота. Теплота сгорания их 22—31 МДж. Бурые угли содержат 20— 55% влаги и в большинстве случаев характеризуются высокой зольностью.

Бурые угли различаются по размеру кусков. В зависимости от содержания влаги их делят на технологические группы Б1 (более 40%), Б2 (30-40%) и БЗ (20-30%).

Для бурых углей характерна термическая неустойчивость, небольшая твердость и малая механическая прочность. Они выветриваются на возухе, превращаясь в угольную пыль. Как и торф, бурые угли склонны к окислению и самовозгоранию при хранении’.

Вследствие малой теплоты сгорания, высокой влажности и ольности дрова, торф, горючие сланцы и бурые угли невыгодно перевозить на дальние расстояния, они являются местным топливом и сырьем.

Каменные угли по сравнению с бурыми содержат больше углерода. В зависимости от содержания летучих (10—45%) каменные угли характеризуются марками:, Д — длиннопламенный, Г — газовый, ГЖ — газовый жирный, Ж — жирный, КЖ — коксовый жирный, К — коксовый, ОС — отощенный спекающийся, Т — тощий и СС — слабоспекающийся.

Содержание серы в каменных углях до 5%. Они меньше выветриваются, но при длительном хранении также склонны к самовозгоранию.

Среди углей различаются так называемые спекающиеся каменные угли, необходимые для производства кокса. Спекаемость характеризуется группой угля и обусловливается наличием в угле таких компонентов, которые при нагревании после удаления летучих веществ образуют различный по количеству и качеству кокс. Цифры, входящие в условное обозначение групп, указывают толщину пластичного слоя 100-граммовой навески угля, определяемой в лабораторном стальном стакане.

Полуантрацит (ПА) по свойствам приближается к каменному углю. Он содержит до 10% летучих веществ.

Антрациты (А) содержат много углерода (до 98%) и мало летучих. Они имеют характерный блеск, трудно загораются и горят синеватым пламенем, давая много тепла. Влаги в них до 6%, зольность до 20%. Антрациты наиболее стойки при хранении.

По размеру кусков угли делятся на классы. Сортированные угли имеют следующие классы: плитный — П (размер кусков более 100 м), крупный — К (50—100 мм), орех— 0(25—50 мм), мелкий — М (13—25 мм), семечко — С (6—13 мм), штыб (менее 6 мм) и несортированные: рядовой — Р, рядовой со штыбом — РШ. Штыб используется для брикетирования или сжигания после помола.

В соответствии с классификацией все угли имеют свои марки, группы, классы. Важнейшие марки и группы углей Донецкого бассейна представлены в табл. 7.

Условное обозначение марок, групп и классов углей получается сочетанием букв и цифр. Например: Г6М — газовый, мелкий по спекаемости — групп 6; ССК— слабоспекающийся крупный; АП— антрацит плитный; БЗК — бурый уголь, крупный, влажность 20— 30% и т. д.

Качество углей одного месторождения не всегда одинаково, поэтому бассейны имеют свои ГОСТы, которые рекомендуют определенные марки, группы и классы углей и их смесей для сжигания, производства кокса, обжига кирпича, извести, для коммунальных нужд и т. д.

Искусственное твердое топливо включает древесный уголь, полукокс, кокс, термоантрацит и брикеты.

Древесный уголь получают нагреванием дров или бракованной древесины с небольшим доступом воздуха в специальных камерах, что дает возможность кроме угля получать древесную смолу, а из нее многие лесохимические продукты. Древесный уголь применяют для получения высококачественного литейного чугуна, в кузнечном производстве, в химической промышленности и для бытовых нужд.

Полукокс получают нагреванием бурых углей до 550°С без доступа воздуха. При этом образуется основное топливо — полукокс, горючий газ и смолы, содержащие многие коксохимические продукты. В СССР производство и потребление продуктов полукоксования (особенно из канско-ачинских углей) весьма перспективно.

Кокс готовят из каменных углей и их смесей при нагревании в коксовых печах до температуры 1100°С без доступа воздуха. При этом получают летучие продукты — смолы и газы, а твердый кокс обогащается углеродом.

При коксовании или полукоксовании углей, торфяного, сланцевого или нефтяного сырья извлекаются различные химические вещества, а готовый кокс или полукокс выталкивается из камер и тушится водой или газами.

Основная масса кокса используется в черной металлургии, литейном производстве, для получения водорода, карбида кальция, синтетического каучука и т. д.

Пековый каменный и нефтяной кокс используют в производстве угольных электродов, щеток электрических машин и в виде топлива.

Показателями качества кокса и полукокса являются содержание серы, влаги, летучих, размер кусков и содержание мелочи, а для электродных коксов — удельное электрическое сопротивление.

Например, кокс литейный по содержанию серы (0,6—1,4%) имеет марки КЛ1, КЛ2 и КЛЗ. Установлены также классы по размеру кусков (40—80 мм и более).

Кокс пековый электродный в зависимости от зольности (не ,„прр 0 25—0,5%) и содержания серы (не более 0,25—0,7%) разделяется на марки КПЭ1, КПЭ2 и КПЭЗ.

Кокс доменный сухого тушения в зависимости от зольности по 4—13,5%) имеет марки КДС1 — КДС1У, а в зависимости от показателя прочности имеет I и II группы.

Полукокс каменный кузнецкий в зависимости от свойств делят на марки ПК-1, ПК-2 и ПК-3. Зольность его 7,5—12%.

Термоантрацит получают нагреванием до 1300°С специальных сортов антрацита в камерных печах без доступа воздуха. Он заменяет кокс в литейном производстве и является сырьем для электродной промышленности.

Топливные брикеты и полубрикеты различной формы получают прессованием фрезерного торфа и угольной мелочи с добавкой связующих или без них. Брикеты должны быть твердыми, прочными, водоустойчивыми, легко гореть без дыма и копоти, выдерживать длительное хранение без самовозгорания.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум