Выход летучих веществ и коксовый остаток

Твердое органическое топливо является термически нестойким веществом, которое при нагревании разлагается, в результате чего происходит деструкция (распад) термически нестойких сложных углеводородсодержащих соединений массы топлива с выделением горючих (водорода, углеводородов, оксида углерода) и негорючих (углекислоты и водяных паров) газов. Оценку топлива по выходу летучих определяют путем нагревания измельченной пробы воздушно-сухого топлива массой 1 г без доступа воздуха при температуре 850 °С в течение 7 мин. Выход летучих , определенный как уменьшение массы пробы топлива за вычетом содержания в нем влаги, относят к массе топлива в сухом беззольном состоянии.

По мере увеличения степени углефикации топлива выход летучих веществ уменьшается.

Величина составляет, %: для сланцев – 80 – 90; торфа – 70; бурых углей – 40 – 60; каменных углей марки Г – 35 – 40; тощих углей – 11 – 13; антрацитов – 2 – 9. При нагревании выход летучих начинается при температурах, °С: для торфа – 100 – 120, бурых углей – 140 – 160; для тощих углей и антрацитов – 400 – 450 и завершается при температуре свыше 1000 – 1100 °С. После завершения выхода летучих из топлива остается высокопористый горючий твердый остаток, содержащий углеродный продукт деструкции угля и его зольную часть, называемый коксовым остатком. Остаток может быть спекшийся, слабоспекшийся и порошкообразный.

В воздушной среде кокс воспламеняется при t = 900 – 1200 ^оС. Температура воспламенения летучих веществ ниже температуры воспламенения коксового остатка, поэтому, как правило, горение частицы натурального твердого топлива начинается с воспламенения летучих, и скорость горения во многом зависит от параметра топлива.

Влияние летучих особенно велико на начальной стадии горения топлива. Чем выше выход летучих веществ, тем быстрее воспламеняется топливо и тем полнее оно выгорает. Топливо с большим выходом летучих называется высокореакционным.