Експлуатаційні властивості твердих палив

У твердому паливі порівняно з іншими може бути більший вміст внутрішнього баласту (до 40% кисню в деревині) та зовнішнього (до 50% води й мінеральних солей у бурому вугіллі), що зменшує теплову цінність.

Торф належить до відновлюваних видів палива. Його органічна маса в середньому містить 60% вуглецю, 6% водню, 32% кисню і 2% азоту. Горюча маса торфу містить до 0,6% сірки, а вихід летких речовин під час нагрівання сухої маси становить 70%. Залежно від щільності та однорідності складу, ступеня розкладання рослинних залишків і вмісту баласту теплова цінність торфу становить 15–18 МДж/кг.

До використання торф підлягає повітряному сушінню, бо у свіжовидобутому вигляді вміщує до 85% вологи. Якщо вологість торфу знизиться до 34%, то він не поглинає зовнішньої вологи і може зберігатись при будь-якій погоді.

Залежно від способу добування торф поділяють на фрезерний – у вигляді дрібняку та кусковий – у вигляді торф’яних брикетів (машинно-формувальний).

Буре вугілля видобувають у вигляді крихкої маси бурого або коричневого кольору, що містить до 20% внутрішнього та в межах 20 – 45% зовнішнього баласту, тому теплота згоряння змінюється від 8,4 до 24 МДж/кг. Вихід летких речовин з горючої маси становить 40 – 60%, що дозволяє при термічній пере-
робці одержати смолу для подальшого виготовлення рідкого палива.

Буре вугілля легко займається, горить довгим полум’ям і характеризується високою схильністю до самозаймання, тому його зберігають у штабелях висотою до 2,5 м упродовж одного місяця.

Кам’яне вугілля характеризується високим вмістом вуглецю та наявністю золи в межах 6 – 10% і води до 11%, що забезпечує теплоту згоряння 20,7–
31,4 МДж/кг. Його застосовують безпосередньо як паливо та для одержання металургійного коксу. Якщо кам’яне вугіллі здатне спікатися та містить мало сірки і не більше 20% летких сполук, то воно придатне для спалювання у ковальських горнах. За найменуванням і умовним позначенням марки кам’яне вугілля поділяють на: довгополуменеве (Д); газове (Г); масне (Ж); коксівне (К); пісне спікливе (ОС); пісне (Т).

Антрацит – це різновид кам’яного вугілля, що за складом наближається до чистого вуглецю, до 98%. Він важко загоряється і горить коротким синюватим полум’ям. Використовується антрацит лише як паливо з теплотою згоряння до 30 МДж/кг.

Усі види викопного вугілля класифікують залежно від розмірів кусків (табл. 2).

З метою підвищення енергетичної цінності твердого палива застосовують фізико-механічний та фізико-хімічний способи його переробки. До фізико-механічних способів належать сортування, збагачення, брикетування та одержання пилоподібного палива, які не змінюють складових елементів горючої маси.

Таблиця 2

Класифікація вугілля

Сорт	Розмір кусків, мм	Позначення класів
буре	кам’яне	антрацит
довгополуменеве	газове	пісне
Плита	Більше 100	-	-	-	-	АП
Великий	50 – 100	БК	ДК	ГК	ТК	АК
Оріх	25 – 50	БО	ДО	ГО	ТО	АО
Дрібний	13 – 25	БМ	ДМ	ГМ	ТМ	АМ
Сім’ячковий	6 – 13	БС	ДС	ГС	ТС	АС
Штиб	Менше 6	БШ	ДШ	ГШ	ТШ	АШ

Брикетування вугільного дрібняку, торфу, тирси забезпечує однорідність складу з малим вмістом баласту, легку займистість, добру механічну міцність, стабільність під час транспортування, негігроскопічність. Холодне брикетування здійснюють через пресування під тиском 120–150 МПа частинок палива, перемішаного зі зв’язувальною речовиною (6–9% пеку або смоли). Під час гарячого брикетування паливо нагрівають без доступу повітря до 270–300ºС. За таких умов з палива виділяються смолисті речовини. Нагріту масу пресують під тиском 28–30 МПа.

Одержання пилоподібного палива здійснюють подрібненням висушеного вугілля на спеціальних машинах. Вміст вологи не повинен перевищувати 10%, а 85–90% пилу повинно проходити через сито з 4000 отворів на 1 см². Пилоподібне паливо згоряє майже в теоретично необхідній кількості повітря, створюючи температуру до 1500–3000ºС. Досягається економія палива до 40% порівняно з кусковим і брикетами. Пилоподібне паливо здатне до самозаймання та в суміші з повітрям вибухонебезпечне, тому його зберігають в добре провітрюваних бункерах не більше добового запасу.

Під час застосування фізико-хімічних способів переробки змінюється хі-
мічний склад і властивості палива. Зокрема у процесі сухої перегонки паливо нагрівають до високих температур без доступу повітря.

Суху перегонку деревини здійснюють для одержання деревного вугілля, яке використовують як паливо для ковальського горна, газогенераторних установок, знезаражування рідини, поглинання газів (протигази). Це паливо має майже в три рази вищу теплоту згоряння, ніж дрова.

Суху перегонку торфу здійснюють при температурі 500–550ºС з метою одержання торф’яного коксу. Цінною сировиною для одержання моторного палива, воску, парафіну є смола сухої перегонки торфу.

Суха перегонка викопного вугілля може бути двох видів: коксування – високотемпературне (вище 1000ºС) розкладання для одержання металургійного коксу; напівкоксування – низькотемпературне (до 550ºС) розкладання без доступу повітря для одержання смоли.

Запитання і завдання для самоконтролю

1. Назвіть особливості структури твердого палива. Які види твердого палива використовують у сільському господарстві? [1, с. 104-106]; [2, с. 120-124].

2. Вкажіть галузь використання торфу. [1, с. 106]; [2, с. 123].

3. Яка відмінність між бурим та кам’яним вугіллям? Опишіть їх властивості та галузь використання. [1, с. 107, 108]; [2, с. 121].

4. Які існують способи переробки твердого палива? З якою метою його переробляють? [1, с. 111-113]; [2, с. 124-126].

5. Які способи переробки твердого палива належать до фізико-механіч-
них? [1, с. 111]; [2, с. 124].

6. Вкажіть особливості фізико-хімічних способів переробки твердого палива. [1, с. 111]; [2, с. 124].

7. Дайте характеристику відходів сільськогосподарського виробництва (склад і теплова цінність). [1, с. 110]; [2, с. 125].

8. Яка відмінність між процесами коксування і напівкоксування вугілля? [1, с. 113]; [2, с. 125, 126].

Дата добавления: 2015-11-14