2020-05-12
1006
| Топливо | Содер-жание серы в горю-чей массе, % | Приведенная сер-нистость рабочего топлива,% по массе | Топливо | Содер-жание серы в горю-чей массе, % | Приведенная сер-нистость рабочего топлива,% по массе |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Дрова …………... | 0,0 | 0,0 | Кокс донецкий …. | 1,8 | 0,072 |
| Природный газ … | 0,0 | 0,0 | Антрацит донецкий | 2,0 | 0,072 |
| Бензин ………… | 0,15 | 0,004 | Полуантрацит до- | ||
| Керосин трактор-ный ……………... | 1,0 | 0,024 | нецкий …………. Высокосернистый | 2,5 | 0,084 |
| Дизельное топливо ………………. | 1,0 | 0,024 | мазут ……………. Каменный уголь | 3,5 | 0,084 |
| Торф ……………. Малосернистый мазут …………… | 0,3 0,5 | 0,012 0,012 | донецкий ……….. Сланцы эстонские | 3-5 4,0 | 0,096-0,191 0,143 |
Окончание табл. 1.2
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Кокс кузнецкий... Бурый уголь кан- ско-ачинский ….. Каменный уголь экибастузский…. Каменный уголь карагандинский | 0,5 1,0 1,2 1,0 | 0,017 0,036 0,048 0,048 | Промежуточный продукт обогащения донецких углей ….. Каменный уголь кизеловский ……… Бурый уголь под- московный ………. | 8,0 7,0 6,0 | 0,239 0,239 0,287 |
| Бурый уголь челябинский …….. | 2,0 | 0,072 | Сланцы волжские Сернистый мазут | 10-13 2,0 | 0,597 0,048 |
|
|
|
Здесь же дано процентное содержание горючей серы в топливе, пересчитанное на 1000 кДж низшей теплоты сгорания для случая, когда 
дается в кДж, т.е. показана приведенная сернистость топлива
. (1.9)
Сера резко понижает народнохозяйственную ценность топлива, особенно технологического. Содержащаяся в коксе сера частично переходит в выплавляемый металл, который становится ломким при высокой температуре. Во избежание этого серу кокса химически связывают известью и переводят в шлаки. Увеличение содержания серы в коксе на 1% обусловливает повышение расхода флюсов и топлива примерно на 15%. При этом значительно снижается производительность доменных печей.
Помимо органической и колчеданной серы в топливе содержится небольшое количество полностью окисленной сульфатной серы, входящей в состав CaSO4, FeSO4 и других сернокислых солей. При сжигании топлива сульфатная сера переходит в золу и вследствие этого ее наличие мало сказывается на свойствах топлива.
В жидком топливе сера содержится преимущественно в виде органических соединений. Производство моторного топлива и смазочных масел из высокосернистой нефти крайне осложняется необходимостью их очистки от сернистых соединений.
В газообразном топливе сера содержится в виде сероводорода и частично в виде сероуглерода CS2 и других органических соединений.
|
|
|
При высоком содержании горючей серы в котельном топливе дымовые газы сильно загрязнены сернистым ангидридом SO2, губительно действующим на металлические поверхности и растительность. При сжигании топлива с избытком воздуха происходит частичное окисление сернистого ангидрида SO2 доSO3 с образованием серной кислоты SO3 +H2O = H2SO4, сильно корродирует металл, особенно при температуре, близкой к точке росы паров серной кислоты. Температура конденсации водяных паров, содержащихся в продуктах сгорания топлива, зависит от парциального давления H2O. При парциальном давлении H2O порядка 0,1 ата (например, при сжигании мазута с небольшим избытком воздуха) точка росы около 45ºС.
Однако при сжигании сернистого топлива приходится считаться с точкой росы, обусловленной конденсацией не водяного пара, а паров серной кислоты. При температуре, близкой к температуре точки росы, наблюдается сильная коррозия поверхностей нагрева котлов. Во избежание этого дымовые газы отводятся из котлоагрегатов при более высокой температуре, что снижает КПД котельной установки. Для предотвращения коррозии стремятся сжигать сернистое топливо с минимальным избытком воздуха (примерно 2-3%) и тем самым не допускать окисления SO2 в SO3.
Для уменьшения загрязнения воздушного бассейна городов окислами серы создают установки для очистки дымовых газов и сооружают дорогостоящие высокие дымовые трубы.
Выход летучих веществ и кокса. При нагревании твердого топлива без доступа воздуха горючая масса разрушается, и из нее выделяются летучие вещества V, состоящие в основном из молекулярного водорода, окислов углерода, метана и других углеводородов. Выход и состав летучих веществ зависят от состава горючей массы топлива, температуры и длительности нагрева топлива. При лабораторном определении выхода летучих веществ для получения сопоставимых результатов анализ осуществляют по единой методике в соответствии с государственным стандартом. После выделения летучих веществ из горючей массы остается кокс(
) с высоким содержанием углерода – 95-98%. Выход летучих веществ и беззольного кокса для большинства видов твердого топлива определяют в процентах по массе
(1.10)
Выход летучих веществ из горючей массы твердого топлива колеблется в широких пределах. Он тем выше, чем больше содержание в горючей массе кислорода и водорода. Для наиболее распространенных твердых топлив выход летучих веществ составляет (в % от горючей массы):
Дрова ………………….85
Сланцы ………………..80
Торф …………………..70
Бурые угли ………….40-60
Каменные угли ……...10-40
Топливо с высоким выходом летучих веществ (дрова, торф, бурые угли, длиннопламенные и газовые каменные угли, сланцы) легко зажигается и горит с образованием пламени в объеме печи или топки.
Д.И.Менделеев отмечал, что топливо с весьма малым выходом летучих, в частности кокс, «горит без пламени и дает жар, концентрирующийся там, где идет горение (а не в пламени, т.е. вдали от места самого топлива)».
Выход летучих веществ и кокса в сочетании с характеристиками кокса (порошкообразный, слипшийся, спекшийся и т.д.) является важнейшим классификационным признаком каменных углей, определяющим целесообразность их использования для производства металлургического кокса.
