Наиболее углефицированным видом естественного топлива является ант­рацит [89].

Полуаитрацит занимает промежуточное положение между антрацитом н тощими каменными углями. Различия между антрацитом, полуантраци- том и каменными углями рассмотрены в гл. XIII.

Полуантрациты добывают в основном в Донецком бассейне, на Урале (Егоршинское месторождение) и в Приморском крае (Сучанский бассейн).

Состав горючей и рабочей массы полуантрацита, а также теплотехниче­ские характеристики полуантрацита приведены в табл. 68.

Антрацит добывают почти исключительно в Донецком бассейне. Цвет кусков антрацита серовато-черный с металлическим блеском; черта на фар­форовой пластинке темно-серая (до черной). Антрацит характеризуется ра­ковистым изломом и значительной вязкостью. Удельный вес антрацита 1,4—1,7, т. е. выше, чем у каменных углей [73].

Состав и теплотехнические характеристики антрацита даны в табл. 69.

Антрацит классифицируют на следующие марки в зависимости от разме­ра кусков (в мм):

С уменьшением размера кусков антрацита значительно увеличивается содержание в топливе пустой породы и возрастает его зольность. Так, сред­няя зольность антрацита марок АП и АК менее 6%, а марок АШ и АРШ бо­лее 16% (см. табл. 69).

Сортированный антрацит является ценным видом топлива для газоге­нераторов, печей и котлов с топками для слоевого сжигания угля. Антрацит марок АШ и АРШ (после измельчения) используют в камерных топках.

Применение несортированного антрацита со штыбом (АРШ) для слоевого сжигания нецелесообразно вследствие больших потерь топлива с провалом и уносом.

Сухие продукты полного сгорания антрацита, не разбавленные воздухом, содержат — 20,2% 1Я02 и — 79,8% 1М2.

Состав продуктов сгорания антрацита при различной степени разбавле­ния воздухом, а также значения коэффициентов избытка воздуха а и разбав­ления сухих продуктов сгорания к приведены в табл. 70.

Располагаемое тепло продуктов сгорания антрацита д, потери тепла с уходящими газами q2 и уменьшение потерь тепла с уходящими газами вслед­ствие снижения их температуры Ад можно подсчитать по универсальным формулам, справедливым для всех видов топлива, а также по локальным формулам [6]:

Д — 0,01іГІр хг2;

Чч = 0,01 (І у г 7/

0’2 = 0,01 (<У. Г-И„)2,

Д72 = 0,01 (іу г — іуг) Z.

Состав к теплотехнические характеристики антрацита

Марка антрацита

Показатели

	АРШ	АШ
Состав горючей массы топлива (средний по Донецкому бассей­ну), % Sk Sop Cr Нг Nr 0Г Выход летучих Vr % Теплота сгорания Ql, к кал/кг Состан рабочей массы, % WP АР S! U- Нр NP О*’ Теплота сгорании низшая QP, к кал/кг *^2 шах- , max’ ^ Р, ккал/нм3 И, ккал/нм3 В
1,5 0,8 93,5 2,0 0,8 1.4 3.5 8150 5.0 13.3 1,7 76.4 1.4 0,8 1,3 0500 20,2 2150 915 870 0,90 0,8 2.0 0,25 1,11 1,15 1,10 0,05 1060 1170 1200
7,0 16,7 1.7 70,5 1,4 0,8 1.9 сооо 10,2 2140 910 865 0,95 1,2 2.8 0,3 1,11 1,15 1.9 0,06 1070 1200 1:40
4.0 5.7 1.7 85,0 1,6 0,9 1.1 7250 20,2 21 НО 915 875 0,95 0, 0,7 0,25 1,11 1,14 1,10 0,04 1060 1170 1200	0,0 16,9 И 71,8 1.4 0,8 1.4 6100 20,2 2150 915 870 0,95 1,0 2,8 0,3 1,11 1,15 1,10 0,05 1070 1200 1240

Значения величины 2, для продуктов сгорания антрацита в зависимости от их температуры и степени разбавления, т. е. доли углеродсодержащих компонентов, приведены в табл. 71.

Подсчет 1.

При сжигании антрацита марки АШ в котлоагрегате производительностью 90 та пара в час получены продукты полного сгорания, содержащие 13,33% ИОа. Температура ухо­дящих газов 125?; температура воздуха 35° Подсчитать потери тепла С уходящими га­зами.

1- Й метод. По формуле (XVI.2) для антрацита

Ц.2 = 0,01 (*у. г — /в) / = 0,01 (125 — 35).5,65=0,01.90-5,65=5,095^5,1% •

Значение величины X определено по табл. 71.

2- Й метод. По универсальной формуле для всех видов топлива на основе его жаро — производптельности

92= ——- [С’+ (/1 — 1) В/П-100 = [0’82 + °т51-0,78-°,95] -1(Х) = 5,1%.

Ио

Здесь к = зтах = 20^2 = 1 м ИОг 13,33

Для антрацита марки АШ (см. табл. 69)

ВОатах — 20,2%; /тах — 2140°; В — 0,95.

Для продуктов сгорания топлива с высокой жаропроизводительностью при тем­пературе уходящих газов 125° (см. табл. 28) С = 0,82 и К = 0,78.

3- Й метод. Приводим для сопоставления подсчет потерь тепла с уходящими газами данного состава и температуры, исходя из теплоты сгорания топлива. Подсчет требует определения состава и температуры уходящих газов, а также теплоты сгорания и состава сжигаемого топлива.

Элементарный состав горючей массы: Сг = 93,2°/ 8Г = 2,0%; Нг = 1 85%- Ог = = 1,75%;’ 1ЧГ = 1,2%.

Содержание золы в сухом антраците А0 = 16,0%.

Содержание влаги в рабочей массе топлива ТУР = 5,0%. Низшая теплота сгорания рабочей массы ()£ = 6200 ккал/кг

(}2= (1,86-|^- + 9НР + Т7Р + 0,1йау г10 ) (*у. г — *„) = 322

= 322 ккал/кг

2 322

Дг= -100= дГ|о0 -1С0 = 5,2%.

Подсчет 2.

При сжигании в котлоагрегате производительностью 150 т пара в час антрацита марки АШ, предварительно подсушенного до содержания влаги 2%, были получены продукты полного сгорания с содержанием 1Ю2 = 14,25%. Температура уходящих га­зов 140°, температура воздуха 20° Подсчитать потери тепла с уходящими газами.

1- Й метод. По формуле (XVI.2) и табл. 71

92 = 0,01 (1у г — д г = 0,01 (140 — 20) • 5,285 = 6,34% ж 6,3%.

2- Й метод. По универсальной формуле

Чг=-—,——————————————— [С’ + (к — 1) ВК-100 = [0,82 + 0,42-0,95.0,78] ■ 100 = 6,3%.

/щах

3- Й метод. На основе определения теплоты сгорания и состава сжигаемого антра­цита потери тепла с уходящими газами подсчитаны равными 6,1% без учета содержа­ния влаги в воздухе. С учетом содержания влаги в воздухе д2 = 6,2%.

Следовательно, расхождение в подсчетах дг на основе жаропроизводительности и теплоты сгорания составляет всего лишь 0,1%, несмотря на то что при подсчетах по пер­вым двум методам не учитывалось повышение жаропроизводительности вследствие под­сушки антрацита. С учетом этого положения различия в подсчетах по рассматриваемым методам практически нет.

Потери тепла с уходящими газами при работе на твердом топливе в ряде случаев

Подсчитывают по отношению к сгоревшему топливу, т. е. за вычетом потерь топлива вслед­ствие провала и уноса (<74)

-испр 9»(1М-9») о/

= 100

Подсчет 3.

При сжигании антрацитового штыба с примесью 15% тощего каменного угля полу­чены продукты сгорания с содержанием: И02 = 12,75% и СО = 0,13. Температура ухо­дящих газов 160°; температура воздуха 40,4°. Подсчитать потери тепла с уходящими га­зами <?2СПР с Учетом потерь тепла вследствие механической неполноты сгорания = 9,7%.

1- Й метод. Поскольку теплотехнические характеристики антрацита и тощего камен­ного угля близки, а присадка каменного угля к антрациту невелика, определяем потери тепла по формуле (XVI.2), принимая значение 7* по табл. 71 для антрацита

Дг = 0,01 (гу г — ) г = 0,01 (160 — 40,4; — 5,85 = 7,0"/

ЮО — 04 100 — 9,7

?2ИСПР = 9* —ШсТ“ = 7’° -Тоб^- = 6-3%-

2- Й метод. По универсальной формуле (Х.17) на основе жаропроизводительности антрацита

160 — 40,4

9а =—— .,140 (0,82 + 0,56-0,95-0,78) 100 = 6,9%;

(100 — 9,7)

„испр_ со ‘———— —I _Л ОО’

3- Й метод. Исходя из теплоты сгорания и состава смеси антрацита и каменного уг­ля, потери тепла с уходящими газами данного состава и температуры составили без уче­та содержания влаги в воздухе 6,12%, что соответствует ~ 6,22% при содержании в воздухе 1% влаги по весу.

Потери тепла вследствие химической неполноты сгорания можно подсчитать по формуле (Х.24), справедливой для веек видов топлива, или по формуле для антрацита 67СО. „

43 ~ ИОа+СО °/о" (XVI.5)

Подсчет 4.

В продуктах сгорания антрацита содержится 12,75% И02 и 0,13% СО. Подсчитать потери тепла вследствие химической неполноты горения.

1- Й метод. По формуле (ХУ1.5)

67СО 67-0,13

7а “ ИОа + СО = 1^’+0ДЗ~ = 6,7%-

2- Й метод. По универсальной формуле (Х.24) на основе теплосодержания 1ил3 су­хих продуктов сгорания Р и коэффициента разбавления продуктов сгорания Н

Ь _ К02та*_____________ ?012_____

П~ аОг+СО ~ 12,75 + 0,13 _ 1,01

30,2-СО-/г.1СО 30,2-0,13-1,57.100

?з— р = 915 —6,7%.

Шунгит. Вблизи деревни Шуньга у Онежского оаера и на Кольском полуострове об­наружен своеобразный вид топлива, названный шунгитом.

Горючая масса шунгита содержит около 97% углерода, 1% водорода и 2% кислорода [71, 90].

Изучено четыре разновидности шунгита. Первая разновидность характеризуется весьма малой зольностью — порядка 2—4%. Однако ее наличие обнаружено лишь в виде весьма тонких прожилок толщиной 1—2 см. Вторая разновидность шунгита содержит около 40% минеральной массы, третья — 60—80%, а четвертая — более 90%. Высокая зольность шунгита, наряду с термической неустойчивостью топлива и малым выходом летучих, крайне затрудняет его использование. Многочисленные попытки, предприни­мавшиеся в этом направлении, пока не увенчались успехом [91].

В Северо-Западный район страны издалека завозят каменный уголь и транспорти­руют природный газ из Средней Азии. Намечается подача природного газа также иа Тюменской области. В соответствии с этим интересно повторить попытку использования местного топлива — шунгита, на этот раз совместно с природным газом.