1.6.3. Якість сировини і сучасні технологічні процеси

Якість сировини – це сукупність ії технологічних, фізичних і хімічних властивостей, що забезпечують високий рівень технологічного процесу і якості продукції.

Основними техніко-економічними показниками сировини є її хімічний склад і наявність у природі, доступність її видобутку і технологічність переробки.

Контроль складу сировини, проміжних речовин і продуктів є найважливішим джерелом інформації, необхідної для регламентації й оптимізації технологічного процесу.

Для твердих і рідких речовин (сумішей, розчинів, сплавів) визначають концентрацію такими співвідношеннями.

Масова доля компонентів

mk

W = x 100%,

mb

де mk – маса компонента, г, кг; mb – маса речовини, г, кг.

Об’ємна доля компонентів

Vk

d = х 100%,

Vb

де Vk – обсяг компонента, см³, м³; Vb – обсяг речовини, см³, м³.

Якщо необхідно визначити дуже малі концентрації, використовують тисячні частки або десяту частку відсотка. Така одиниця розміру називається промілем (^о/_оо). Концентрацію компонента в складній речовині виражають масою компонента, що міститься в 100 г речовини, в одному кілограмі, в одному літрі або 1м³.

Кількісний склад благородних металів визначають кількістю грамів благородного металу в 1000 грамах сплаву, його називають пробою. Чистому благородному металу відповідає тисячна проба, приблизно дорівнює 24 каратам (США, Велика Британія, Швейцарія та ін.), один карат важить 0,2 г.

Використання кількісного співвідношення компонентів речовини дає можливість вибирати раціональну сировину, визначати її теоретичні витрати, вихід продукції, витрати енергоресурсів, кількість відходів і т. ін. Кількість домішок у речовині є показником її якості і регламентується технічними рівнями і державними стандартами (ДЕРЖ­СТАНДАРТ). У розрахунках необхідно враховувати, що кількісне співвідношення компонентів у багатьох речовинах може змінюватися під дією зовнішніх чинників (при збереженні збільшується вологість цукру і т.д.). Кількісні розрахунки в таких випадках виконують на основі компонентів, маса яких є постійною величиною, або змінюється дуже мало.

Оцінка якості вугілля складається з 19 нормованих показників. До основних з них належать: робоча вологість вугілля, зольність, утримання сірки, нижча теплота горіння, спікливість і коксівність. У бурих вугіллях кількість вологи складає 15-60%, у кам’яних – 5-15%. Зольність визначається утриманням у вугіллі мінеральних домішок. Вона коливається в широких межах від 10 до 60%. Зольність вугілля Донецького басейну дорівнює 10-15%.

1.6.4. Види і основні характеристики палива

Паливо – речовина, при спалюванні якої виділяється значна кількість теплоти, яка використовується як джерело одержання теплової енергії і як сировина в хімічній, металургійній та інших галузях промисловості.

Паливо, що містить органічні речовини, називають вуглеводним.

Основною характеристикою палива є його теплота горіння, тобто кількість тепла, що виділяється при повному його спалюванні. Розрізняють теплоту горіння питому (МДж/кг) і об’ємну (МДж/м³).

За питомою теплотою горіння (МДж/кг) види палива характеризуються таким чином:

Паливо Питома теплота горіння

МДж/кг

Дрова 8,3-15,5

Пальний сланець 8,4-20

Торф 8,4-21

Буре вугілля 10,5-21

Кам’яне вугілля прибл. 29,4

Антрацит 32,8-32,6

Природний пальний газ на 1 куб. м 25,2-46,2

Нафта 42

За енергетичною цінністю види палива характеризуються таким чином:

Паливо Енергетична цінність

кВт · г/кг

Дрова 2,33- 4,32

Пальний сланець 2,33- 5,82

Торф 2,33- 4,66

Буре вугілля 2,92- 5,82

Кам’яне вугілля прибл. 8,15

Антрацит 9,08- 9,32

Природний пальний газ на 1 куб.м 6,98-12,82

Нафта 11,63

Для обчислення загальних запасів палива різноманітні його види умовно заміняють так званим умовним паливом із питомою теплотою горіння 29,4 МДж/кг. Якщо зазначити питому теплоту горіння даного палива через Q, а його кількість (у кілограмах або тоннах) через Т, знайдемо еквівалентну йому кількість Х умовного палива за однією з таких формул:

Х = ТQ / 29,4 або Х = ТQ / 8,15 ,

залежно від того, в яких одиницях (МДж/кг або кВт·г/кг) задано Q.

Практично при відповідних розрахунках приймають:

1т кам’яного вугілля = 1 т умовного палива.

1т бурого вугілля = 0,4 т умовного палива.

1т нафти = 1,4 умовного палива.

1000 м³ природного газу = 1,3 т умовного палива.

До складу усіх видів палива входить пальна маса (органічна маса і пальні неорганічні речовини: сірка, її з’єднання і т. ін.) і непальна маса (зола, волога). Чим більше в паливі золи, вологи, тим нижче його теплота горіння. Чим вище в органічній масі вміст вуглецю й водню і чим нижче вміст кисню й азоту, тим більше теплота горіння палива.

Одним із найважливіших видів рідкого палива є нафта, що містить в органічній частині 83-87% вуглецю і 12-14% водню. Питома теплота горіння нафти коливається в межах 35,8-44 МДж/кг.

Природний газ містить до 98% метану і є найефективнішим видом палива. На теренах України є практично усі види палива, у тому числі нафта і газ.