Минеральная масса топлива и зола

Все виды топлива, за исключением газообразного и наиболее легких ви­дов дистиллированного жидкого топлива, содержат минеральные вещества. Содержание минеральных веществ в топливе колеблется в весьма широких пределах — от малых долей процента в жидком топливе до многих десят­ков процентов в высокозольных углях и сланцах.

Часть минеральных веществ, содержащихся в топливе, например в дро­вах, извлечена растениями из почвы в виде различных солей. Поэтому при сжигании дров образуется около 10о золы, состоящей из окислов металлов и минеральных солей.

В ископаемом твердом топливе (каменные и бурые угли, торф) содержит­ся значительно больше минеральных веществ, чем в древесине, вследствие постепенного отложения солей б процессе длительного образования пластов топлива. Эти минеральные вещества равномерно распределены в топливе, и удаление их практически невозможно.

Кроме того, в процессе добычи твердого ископаемого топлива оно за­грязняется кусками пустой породы, вследствие чего содержание минеральных веществ в топливе повышается. От этих загрязнений угли могут быть час­тично освобождены путем обогащения.

Лабораторное извлечение минеральных веществ из топлива может быть осуществлено по методу, разработанному членом-корреспондептом АН СССР

Н. М. Караваевым и профессором И. В. Раппопортом. Метод заключается в обработке в платиновой чашке небольшой навески топлива разбавленным фтористым водородом НР При этом извлекаются минеральные вещества за исключением сернистого колчедана, содержание которого определяют по количеству в топливе колчеданной горючей серы. Метод Н. М. Караваева и И. Б. Раппопорта используется в научных лабораториях. При техническом определении содержания в топливе минеральной массы ограничиваются определением количества золы после прокаливания топлива.

Минеральные вещества, содержащиеся в топливе, понижают его теплоту сгорания вследствие уменьшения доли горючих компонентов и увеличения расхода тепла на нагрев и плавление минеральной массы.

Увеличение расхода тепла на нагрев и плавление минеральной массы, имеет существенное значение в топках с жидким шлакоудалением, в топках же С сухим шлакоудалением эта величина сравнительно незначительна.

Наличие в топливе минеральной массы понижает также и его жаропроизво — дительность (увеличивается расход тепла па плавление и нагрев золы до температуры горения топлива). Практически это заметно сказывается на жаропроизводительности лишь при высокой зольности топлива.

Содержание золы (%) на 1000 ккал низшей теплоты сгорания топлива называется приведенной зольностью. Она определяется по формуле

ЛпРИВ 1000 Лр:<?р.

При определении содержания золы в топливе, т. е. при прокаливании минеральной массы, происходят следующие процессы, сопровождающиеся изменением количества исходной минеральной массы: потеря гидратной влаги силикатами

ЛЬОз 2SiO» 2НоО ^ АЬ03 2Si02 + 21ЬО;

Потеря гидратной влаги гипсом CaS04 21ЬО = CaSO. i — f — 2IJ20; декарбонизация карбонатов:

СаСОз = СаО + СО;.

MgCOa= MgO

Сгорание пирита

4FoS^ 4- 110а 2]ч>.0; 8SOд;

Образовать сульфатов

Окисление закисного ;слсза в окиснос

4Ре О

По данным Б. С. Крыма [16], содержание в топливе минеральных веществ превышает массу золы на 12 — 14°о.

Для определения содержания минеральной массы М в углях на базе определения их. юльности, содержания серы и других характеристик пред­ложен ряд формул. Приведем две из них: формула Парра М 1, ОН. 1 1.1,553;

Формула Кинга, Мариса и Кроссли [17] М 1,0!). I о,-,я;; -и о,8юоа + зозуп 1,1 во, ,олм + о,5С1,

Где ЯОзу, .;,,, и ЯО;, ;,0Л1>1 — содержание сульфатов в угле и в золе; С1 — содер­жание хлора в угле.

Каменный уголь караган — дипский

25

Бурый уголь челябинский

28

6

Каменный уголь кизелои-

С К11 й

30

Каменный уголь экибастуз — скил

40

Бурый уголь подмосков­ный

35

Сланцы эстонские 1

40

15

Сланцы волжские

СО

JN

О

~ на ‘60% превышает зольность.

подпись: каменный уголь караган- дипский 25 
бурый уголь челябинский 28 6
каменный уголь кизелои-
с к11 й 30 
каменный уголь экибастуз- скил 40 
бурый уголь подмосковный 35 
сланцы эстонские 1 40 15
сланцы волжские со jn
о
~ на '60% превышает зольность.

Бензин.

0

0

Керосин тракторный

О, оог>

0,0005

Дгтзельпос топлино

0,02

0,002

Мазут

0,3

0,03

Дрова

1

0,2

Торф

10

2

Каменный уголь ну: кий

15

2,5

Каменный уголг. донецкий

18

3

Бурый уголь канско-ачпн-

СК1.Й

15

3

1 Содержание минеральной массы в истонских ела

подпись: бензин . 0 0
керосин тракторный о,оог> 0,0005
дгтзельпос топлино 0,02 0,002
мазут 0,3 0,03
дрова 1 0,2
торф 10 2
каменный уголь ну: кий 15 2,5
каменный уголг. донецкий 18 3
бурый уголь канско-ачпн-
ск1.й 15 3
1 содержание минеральной массы в истонских ела
Данные о зольности различных видов топлива приведены в табл. 8.

Т а и л и ц а

Примерное содс; исапио золы в сухом топливе и приоеденнал зольность топлива (о % по массе)

Общая

При dc ден­

Общая

Приведен —

:ю. пь-

Ная

Топливо

NOJib-

Ная

НОСТЬ

Зольность

Ность

Зольность

Вследствие повышения зольности топлива возрастают расходы па его транспорт. Поэтому высокозольное топливо (сланцы, подмосковные угли) нецелесообразно перевозить на дальние расстоянии.

Особенно нежелательно повышение зольности технологического топлива. В доменный процесс, в целях удаления золы из печи, вводят известь, кото­рая образует с золой шлаки с пониженной температурой плавления, при этом значительное количество топлива расходуется на нагревание и расплав­ление минеральных соединений, содержащихся в топливе и вводимых и виде флюсов. Например, при повышении зольности металлургического кокса на

Расход его возрастает на 2,5% и примерно настолько же снижается про­изводительность доменных печей. Поэтому снижение зольности каменных углей, предназначенных для коксования, особенно важно.

Применение в технологических печах, установленных в производствен­ных цехах, твердого топлива с высокой зольностью также осложняет ход тех­нологического процесса, так как вызывает необходимость частой чистки колосников и удаления золы. Зольность технологического топлива отрица­тельно сказывается на производительности печен газогенераторов и ос­ложняет их эксплуатацию.

Топливо с большим содержанием золы, применяемое как энергетическое, по сравнению с малозольным также несколько осложняет работу паровых котлов. Эффективное сжигание топлива с весьма высокой зольностью в мощ­ных паровых котлах электростанций и крупных промышленных предприя­тий впервые осуществлено в большом масштабе в СССР.

Для рационального использования твердого топлива очень важно знать и содержание в нем золы, и ее плавкость.

Определение зольности топлива. Определение содержания золы в топ­ливе производят согласно ГОСТ 11022-04 следующим образом.

Тигли или протпвпи с навесками мелкоизмельчепного топлива (по 1—2 иг в холодную или нагретую не Быте 300° муфельную печь, температуру в ней повышают до 800° и при этой температуре пробы прокаливают в течение 1—2 час. Затем тигли и противни вынимают пз печи, охлаждают в эксикаторе в течение 5 мин на во. чду цн ком­натной температуры и взвешивают. Вслед за этим производят контрольные получасовые прокаливания до тех пор, пока изменение веса за одно прокаливание будет менее 0.1)01 Гасхлкдения Б параллельных определениях золы в одной лаборатории и: одной литической пробы по должны превышать 0,2°,’, при зольности топлива до 12° 0..

При зольности топлива от 12 до 25% и 0,5% — при зольности топлива более 25%.

Ускоренное определение зольности т акже производят по ГОСТ 11022-(>4

Для выбора метода удаления золы из печей и топок в сухом или расплав­ленном состоянии существенное значение имеет плавкость золы, определя­емая следующим образом.

Определение плавкости золы. Топливо сжигают в количестве, необходимом для получения 1,5 — 2 г золы, золу прокаливают до постоянного веса и исгнр; и агатовой ступке. Половину золы высыпают в сухую пробирку и храпят для повторных определе­ний. а другую половину смачивают в ступке несколькими каплями 10%-ного водного >аствора декстрипа н перемешивают до по.’ однородной пластичной массы.

Эту массу при помощи стального шпатели впрессовывают в стальную форму и фор­муют в пирамидки высотой 13 мм с основанием в виде равностороннего треугольника со- стороной (3 мм. Пирамидки высушивают п затем помещают в крпптоловую вертикальную трубчатую печь, снабженную трубкой для наблюдения за изменением образцов. Темпе­ратуру в печи повышают до 800—850′ со скоростью 10—1оь в мин; дальнейшее повы­шение температуры до 1500° ведут со скоростью 3—7" в мин.

В процессе нагревания фиксируют: температуру пача: а оплавления вершины пира­миды, т. е. температуру начала деформации (/,); температуру, при которой пирамида оплавляе образуя полусферу, т. е. температуру размягчения (*2); температуру начала жидкоплавкого состояния (<я), при которой пирамида растекается но пластинке.

Температура плавления золы зависит до некоторой степени от особенностей атмос­феры в печи. Наиболее пизкая температура плавления золы фиксируется при содержа­нии в ней записного железа. При поддержании в печи окислительной атмосферы железо окисляется до окиспого, что сказывается на повышении температуры плавления золы.

Согласно ГОСТ 2057-08, определение температуры плавления золы ведут б полувос — стаповителыюй газовой среде, характеризуемой цолным отсутствием свободного кисло­рода и содержанием п составе газа восстановительных компонентов — водорода, окиси углерода и метана от 10 до 70%.

Полувосстановителыгую атмосферу создают путем введения в печь угольного э; тродного стержпя или пропускания газа, состоящего ич С0% СО и 40% С02.

При проведении параллельных определений расхождения в показателях темпера­туры не должны превышать + 50°

Комментирование на данный момент запрещено, но Вы можете оставить ссылку на Ваш сайт.

Комментарии закрыты.


gazogenerator.com