Вопрос № 8

основные химические элементы в составе топлива

Топливо в общем случае представляет сложные соединения горючих элементов и может включать в себя влагу W и негорючие минеральные смеси – золу А. К горючим элементам относятся (первичные топливообразователи): углерод С, водород Н, кислород О, сера S и азот N. Эти вещества могут принимать участие в процессе горения, они составляют горючую массу топлива. Сера бывает горючая и негорючая. Горючая сера подразделяется на органическую S_ор и колчеданную S_к (серный колчедан FeS₂). Негорючая сера входит в минеральную часть топлива.

Для сравнительной теплотехнической оценки разных топлив ввели условные понятия: рабочей, сухой, горючей и органической массы топлива, составляющие которой выражаются в %.

Топливо в том виде, в каком оно поступает к потребителю называется рабочим, а вещество, составляющее его, - рабочей массой.

Элементарный химический состав рабочей массы топлива записывается в виде

. (1.1)

Сухой называется обезвоженная масса рабочего топлива

. (1.2)

Безводная и беззольная масса топлива называется горючей

. (1.3)

Исключение из горючей массы колчеданной серы приводит к органической массе топлива

. (1.4)

Твердое топливо с установившейся в естественных условиях влажностью называется воздушно – сухим. Проба такого топлива, поступающего для лабораторного анализа, называется аналитической пробой топлива. Ее элементарный химический состав:

. (1.5)

Пересчет состава топлива с одной массы на другую производится при помощи следующих множителей

Таблица 1.1

Заданная масса	Искомая масса
	Рабочая	Сухая	Горючая
Рабочая	1	100/(100 – Wр)	100/(100 – Wр - Ар)
Сухая	(100 – Wр)/100	1	100/(100 – Ас)
Горючая	(100 – Wр - Ар)/100	(100 – Ас)/100	1

Элементарный состав горючей массы топлива определяется в лабораторных условиях путем сжигания фиксированной навески топлива с последующим улавливанием и анализом продуктов сгорания. Зольность определяется путем прокаливания навески топлива в окислительной среде.

Состав горючих газов обычно записывают в виде суммы объемного содержания составляющих газов (в процентах). Например,

СО + Н₂ + СО₂ + СН₄ + C_mH_n + О₂ + N₂ + Н₂О = 100%. (1.6)

Состав топлива нужен для следующих целей: 1) составления (сведения) материального баланса процесса горения; 2) определения тепловой ценности (теплотворной способности) топлива.

вопрос № 19 влияние плотности пыли н улавливание ее в пылеуловителе

Вопрос № 27

Влияние удельного электрического сопротивления пыли

Величина удельного электрического сопротивления (УЭС) слоя пыли ил электродах электрофильтра является одним из важных факторов, влияющих на эффективность работы сухих электрофильтров. Существует критическое значение УЭС пыли, при котором к. п. д. аппарата резко снижается. Это происходит вследствие появления обратной короны или за счет большого падения напряжения на слое высокоомной пыли, находящейся на осадительном электроде (рис. 4.44).

Зависимости УЭС пылен и золы от температуры, измеренные при постоянной влажности [17], приведены на рис. 4.45. В интервале температур 50—200 °С частицы пыли теряют адсорбированную влагу и засчет снижения поверхностной проводимости УЭС пыли повышается Дальнейшее повышение температуры (200—400 °С) приводит к уменшению электрического сопротивления слоя пыли вследствие теплового возбуждения электронов. Следовательно, кривые на рис. 4.45 отражают два существенно различных вида электропроводности: поверхностную в диапазоне низких температур и внутреннюю при высоких температурах. Значения УЭС промышленных пылей приведены в гл. 8.

Нормальным режимом работы электрофильтра является поддержание на его электродах максимально возможного напряжения, По мере упслнчения напряжения в зависимости от величины УЭС пыли в электрофильтре происходят следующие процессы. Частица пыли, достигнув поверхности осадительного электрода, может сразу отдать свой заряд оторваться или оставаться там, медленно разряжаясь. При эом значение электрической силы, прижимающей частицу к электроду зависит от удельного электрического сопротивления слоя:

_Где F_e — электрическая сила, отнесенная к единице площади осадительного электрода; ε₀ ε₁ - диэлектрическая проницаемость среды и

пыли; E — напряженность потенциала поля, кВ/см; i— плотность тока, А/м²; ρ —удельное электрическое сопротивление. Ом-м. Таким образом, значение и знак при прочих равных условиях определяются удельным электрическим сопротивлением. В связи с этим все пыли по удельному сопротивлению разделяются на три группы Частицы пыли, имеющие удельное сопротивление меньше 10⁴ Ом/м

(1-я группа), легко разряжаются и, приобретая одноименный с осадиельными электродами заряд, отрываются от поверхности и попадали газовый поток, способствуя увеличению вторичного уноса. Примером такой пыли могут служить частицы недогоревшего топлива

Частины пыли с удельным сопротивлением 10⁴— 10¹⁰ Ом-м (2.группа) удовлетворительно улавливаются в электрофильтрах. При осаждении на электроде эти пыли разряжаются не сразу, а через некоторое время, достаточное для накопления слоя и формирования из мелких осажденных частиц агломератов под действием электрических и аутогезиошшх сил. Размер агломератов обычно таков, что основная часть пили при встряхивании электродов попадает в бункер электрофильтра и только небольшое количество уносится газовым потоком, образуя вторичный унос. К таким пылям можно отнести огарковую (при производстве серной кислоты в печах с кипящим слоем) и цементную пыль (при производстве цемента мокрым способом).

При УЭС пыли выше 10¹⁰ Ом-м (3-я группа) возникают наибольшие трудности, нарушающие протекание процесса электрической фильтрации. На осадительном электроде образуется пористый изолирую, щий слой. При превышении некоторого критического значения напряженности электрического ноля в слое происходит электрический пробой пористого слоя, в результате которого образуется тонкий канал, заполненный положительными ионами. Канал выполняет роль острия, с которого развивается мощный обратный коронный разряд, действующий навстречу основному. Эффективность электрофильтра, работающего в условиях обратной короны, резко снижается.

Снижение эффективности объясняется уменьшением электрического заряда частиц за счет их частичной перезарядки в зоне короны обратного знака; снижением пробивного напряжения, достигающим в отдельных случаях 50 %; деформацией электрического поля в меж электродной пространстве, вызывающей существенное уменьшение скорости дрейфа частиц.

Возникновение обратной короны и её интенсивность обусловливаются не только удельным электрическим сопротивлением слоя пыли, но также толщиной слоя пыли на электроде и удельной плотностью тока короны. Поэтому даже при известном удельном электрическом сопротивлении пыли нельзя однозначно прогнозировать условия возникновения короны без учета влияния конструктивных элементов электродной системы и условий встряхивания электродов.

Появление обратной короны в электрофильтре можно проследить по вольт-амперной характеристике сравнением восходящей ветви, измеренной при последовательном повышении напряжения до максимального, и нисходящей ветви при снижении напряжения до полного затухания короны (рис. 4.46) Несовпадение этих характеристик (рис 4.46, а) указывает на то, что электрофильтр работает в режиме обратной короны. При равных уровнях напряжения токи на обеих ветвях вольт-амперной характеристики определяются интенсивностью обратной короны в предыдущей ее точке ввиду большой постоянной времени ряда слоя: т=RC, где R — сопротивление слоя, Ом; С — емкость слоя Ф. Поскольку на нисходящей ветви в каждой предыдущей точке если интенсивность больше, то ветвь идет выше восходящей.

По мере увеличения влажности пылегазового потока интенсивность обратной короны снижается (рис.4.46,6). При достижении влажности f=72 г/м³ (УЭС пыли 10¹¹ Ом см) обратная корона в электрофильтре практически ликвидируется (рис. 4.46. о), о чем свидетельствует совпадение восходящей и нисходящей ветвей волы амперной характеристики. Удельное электрическое сопротивление можно уменьшить снизив температуру газа. Если же это по каким-либо причинам невозможно то можно приблизить температуру точки росы к рабочей температуpe увеличением в газах компонентов, повышающих эту точку: водяных паров, серною ангидрида и др.

В ряде случаев для обеспечения требуемой степени очистки газа приходится специально кондиционировать газ, увеличивая его влажность, или добавляя в небольших количествах серный ангидрид, если последний не связывается улавливаемым продуктом, или аммиак. Вы бор количества и вида кондиционирующего реагента (вода, пар, серный ангидрид, поташ, аммиак и др.). а также способа подачи его в газоход определяется в процессе проектирования в зависимости от физико-химических свойств пылегазового потока.