Свойства твердого топлива

К основным свойствам твердого топлива относятся теплота сгорания, влажность, зольность, содержание се­ры, выход летучих веществ и кокса, объемная масса, гра­нулометрический состав, механическая и термическая прочность, горючесть и окисляемость.

Теплота сгорания различных видов твердого топлива изменяется в достаточно широких пределах. Так, наивыс­шая теплотворная способность у каменных углей 27— 34 МДж/кг. У горючих сланцев она составляет 27— 34 МДж/кг, бурых углей — 25—30, торфа — 20—24, дре­весины— 19—21 МДж/кг.

Отрицательное влияние на качество твердого топлива оказывают влажность, зольность и сернистость.

С увеличением влажности возрастают расходы по пе­ревозке топлива, возникают трудности в процессе его ис­пользования в зимнее время, замедляется коксование и снижается его экономическая эффективность, часть выделяющегося тепла используется нерационально, так как идет на испарение влаги.

Повышенная зольность снижает теплотворную способ­ность топлива, вызывает непроизводительные расходы пои перевозке, затрудняет его применение, поскольку зо­ла загоняет колосники и препятствует подводу кислорода к горящей поверхности, а следовательно, протеканию процессов горения.

Наиболее вредной примесью в топливе является сера. Применение топлива с повышенным содержанием серы в доменном процессе приводит к увеличению хрупкости получаемого чугуна. Сера при сгорании образует сернис­тый газ. вызывающий коррозию металлов и оказываю­щий вредное воздействие на окружающую среду.

Важным свойством твердого топлива и одной из его теплотехнических характеристик является выход летучих веществ и кокса. Летучие вещества представляют собой смесь горючих и негорючих газов и паров, выделяющих­ся при нагревании твердого топлива без доступа воздуха при 800—1300°C. О выходе веществ можно судить по длине пламени. Чем длиннее пламя, тем больше выделяется летучих веществ. Повышенный выход летучих ве­ществ в ряде случаев весьма желателен, так как приво­дит к большему выходу коксового газа и других ценных химических продуктов.

Кокс — продукт спекания топлива при высоких тем­пературах без доступа воздуха. Спекаемость обусловливается переходом содержащихся легкоплавких элементов при нагревании без разложения в жидкое состояние. Кок­суемость оценивается при помощи так называемого плас­тометрического метода. Согласно этому методу мерой коксуемости служит толщина пластического слоя, обра­зующегося в результате размягчения нагретых углей (мм). Для оценки количества расходуемого топлива ис­пользуется такая его характеристика, как объемная мас­са. Она показывает степень заполнения объема свободно засыпанным топливом (кг/м³), Объемная масса зависит от гранулометрического состава, формы кусков, влаж­ности и др. Поэтому она может резко изменяться в ту или иную сторону.

Гранулометрический состав топлива оценивают по ве­личине кусков. Его определяют просеиванием (грохоче­нием) через систему сит или решет с отверстиями разной величины (от 0,5 до 150 мм).

Топливо однородного гранулометрического состава (сортированное) обладает наиболее благоприятными ус­ловиями для сгорания, так как доступ кислорода к час­тичкам топлива облегчен. Равна также скорость сго­рания.

Механическая прочность топлива — это способность его противостоять разрушающим силам. Она зависит от состава, физической структуры топлива, наличия и харак­тера минеральных включений.

Термическая прочность (стойкость) — способность крупных кусков твердого топлива не распадаться при вы­соких температурах.

Горючесть — степень активности топлива при взаимо­действии с кислородом в процессах горения. Она оцени­вается скоростью выгорания навески топлива.

Окисляемость — способность топлива взаимодейство­вать с кислородом и другими окислителями при обычных температурах. Степень окисляемости имеет большое зна­чение при организации хранения твердого топлива, так как при большой склонности к окислению оно может самосогреваться вплоть до температур самовоспламенения.