Элементарный состав топлив.
Балласт, влага, зольность, выход летучих и характеристики золы.
ЭЛЕМЕНТАРНЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ТОПЛИВ.
Обычный элементарный химический состав пишется следующим образом:
Иногда вместо С могут быть использованы Ср, Сг=С0, Са, Сс.
р – рабочее;
о, г – горючее, органическое;
а – аналитическое;
с – сухое.
Минеральная примесь и влажность топлива могут меняться при транспортировке и хранении. Но постоянной сохраняется состав горючей органической, сухой, рабочей массы топлива. Твердое топливо, с установившейся в естественных условиях влажностью (W), называется сухим. А проба этого топлива, взятая при нормальных условиях, называется аналитической. Если из элементарного состава исключить А (балласт, золу), то эта масса называется беззольной. Отсюда следует пересчет на беззольную массу и на сухую массу:
Основой любого топлива является углерод. Теплотворная способность для углерода
Вторым, по значению веществом является водород, теплота сгорания которого
Кислород и азот являются в горючей массе балластом. Их количество уменьшает концентрацию горючих элементов смеси и, следовательно, теплоту сгорания. Азот и кислород не окисляются, переходят в продукты сгорания в свободном виде.
Сера содержится в топливе в трех видах:
- органическая;
- колчеданная;
- сульфатная.
Сера органическая входит в состав сложных высокомолекулярных соединений (асфальтосмолистые вещества).
Колчеданная сера – это соединение с металлами, чаще с железом (FeS2 – пирит, минеральная часть топлива).
Сульфатная сера также входит в минеральную часть топлива (FeSO4, MgSO4) и при горении окислению не поддается, переходя в золу.
Окисляются и дают вклад в процесс горения только органическая и колчеданная сера. При этом выделяется тепло и SO3.
Элементарный химический состав горючей массы
Различных видов твердого и жидкого топлив.
Топливо | Сг, % | Нг, % | Ог, % | Nг, % | Sорг+колч. |
древесина | 42,5 | 0,5 | - | ||
торф | 2,5 | 0,5 | |||
бурый уголь | 64-77 | 4-6 | 15-25 | 0,5-7,5 | |
каменный уголь: | |||||
длиннопламенный | 75-80 | 5-6 | 10-16 | 1,5 | 0,5-7 |
тощий | 88-90 | 4-4,5 | 3-4 | 1,5 | 1-3 |
антрациты | 90-93 | 2-4 | 2-4 | 0,5-2 | |
горючие сланцы | 60-75 | 7-9 | 10-17 | 5-15 | |
мазут | 86-88 | 10-10,5 | 0,5-0,8 | 0,5-0,8 | 0,5-3 |
Эта задача сопряжена с конструированием и эксплуатацией энергетического оборудования, подбором металлов. Однако на первом этапе уже частично можно ответить на этот вопрос, исследуя лишь характеристики самого топлива:
- содержание и состав минеральных примесей;
- влажность;
- выход летучих;
- технический анализ топлива.