ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №3
ВИЗНАЧЕННЯ ВИХОДУ ЛЕТЮЧИХ РЕЧОВИН
Ціль роботи: визначити вихід летючих речовин з твердого палива.
3.1 Загальні відомості
П
ри
нагріванні твердого палива без підводу
повітря, воно розкладається на дві
частини: летючі речовини та твердий
залишок - кокс. В летючі речовини
переходить випарюєма з палива волога,
кисень, азот в вигляді складних з'єднань
з іншими елементами, летюча сірка, водень
як в чистому вигляді, так і в з'єднанні
з вуглецем в вигляді різноманітних
вуглеводнів (див. рис). В коксовому
залишку залишається частина вуглецю і
зола. Практично, в коксовому залишку,
крім вуглецю і золи виявляються і інші
елементи, але в незначній кількості.
Необхідно пам'ятати, що летючі речовини не входять в склад палива, а виникають в процесі його термічної обробки. Тому говорять про вихід летючих, а не про вміст їх в паливі. Вихід летючих речовин в значній мірі залежить від умов виділення. Ці умови суворо стандартизовані.
З
Рис. Діаграма
відсоткового вмісту робочого складу
твердого палива
,
даючи її в відсотках.
Чим геологічно молодше паливо, тим менше його ступінь вуглефікації - насичення вуглецем, тим більше вихід летючих (див. табл).
Вихід летючих речовин
Паливо |
Температура початку виходу летючих речовин, °С |
Вихід
летючих на горючу масу
|
Дрова |
160 |
85 |
Торф |
100-110 |
70 |
Бурий вугіль |
130-170 |
60 |
Кам’яний вугіль |
170-390 |
15-50 |
Напівантрацит та антрацит |
380-400 |
4-9 |
Горючі сланці |
250 |
80-90 |
,
%
Виділення летючих речовин починається з температур, що залежать від виду палива. Чим нижче температура початку виходу летючих речовин, тим легше займається паливо. У паливі з великим виходом летючих коксовий залишок виходить пористий, що придає йому високу реакційну здібність, тобто здібність легко входити в взаємодію з киснем. Антрацит і пісні вуглі є малолореакційнимн паливами.
Утворений після виходу летючих з підігріваємого палива коксовий залишок характеризують в залежності від його вигляду по слідуючій класифікації: Порошкоподібний.
Злиплий - при легкому надавленні пальцем розсипається в порошок. Слабостійкнй - при легкому надавленні пальцем розколюється на окремі кусочки.
Стійкий, несплавлений.
Сплавлений, неспучений - пласка лепішка з сріблястим металевим блиском поверхні.
Сплавлений, спучений - залишок з сріблястим металевим блиском поверхні, висотою менше 15 мм.
Сплавлений, сильно спучений - залишок з сріблястим металевим блиском поверхні висотою більше 15 мм.
Стан коксового залишку залежить від властивостей органічних сполук, які вхідні у горючу масу палива. Дрова дають злиплий, пухкий коксовий залишок: торф, буре вугілля і антрацит - порошкоподібний залишок. Більшість кам'яного вугілля спікається, але не завжди достатньо сильно. Порошкоподібний або злиплий нелетучий залишок дають кам'яне вугілля з дуже великим виходом летючих, досягаючи 42-45% (довгополум'яні), вугілля з малим виходом летючих - менш 17% (пісні).
Характер коксового залишку грає рішучу роль при визначенні найбільш раціонального шляху використання палива. Вугілля з сплавленим залишком є найбільш цінним технологічним паливом і йдуть в першу чергу для виробництва металургійного коксу. Вугілля з спікливим, малоспікливим, а також частково і з порошкоподібним нелетучим залишком можуть використовуватись для виробництва міцного металургійного коксу тільки в суміші з коксівним вугіллям.
Вихід летючих речовин має великий вплив на процес займання палива і повноту його згоряння. При спалюванні палив з малим виходом летючих речовин потрібно підтримання високих температур у зоні займання. Час перебування таких палив у топці повинен бути достатньо тривалим, щоб встиг згоріти весь коксовий залишок. При спалюванні палив з малим виходом летючих у вигляді пилу необхідний дуже тонкий помол.
Основне тепловиділення при згорянні палив з малим виходом летючих відбувається при згорянні коксової частки, На її поверхні створюються високі температури, що допомогають розплавленню також тугоплавких компонентів золи. Це приводить до обволікання золою недогорілих ще часток палива та, як слідство, до збільшення його механічного недопалу.