Состав и применение металлургического топлива

[pic 1]

МОДУЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ №1

по дисциплине IDO3082 «Металлургическая теплотехника»

Преподаватель: ассистент-профессор каф. «Металлургические процессы, теплотехника и технология специальных материалов» Усольцева Галина Александровна

Тема: Состав и применение металлургического топлива

Краткие теоретические сведения по составу топлива

Топливо – вещество, горение которого сопровождается выделением большого количества теплоты и которое отвечает следующим требованиям:

1) запасы должны быть достаточными для того, чтобы их было экономически выгодно добывать и использовать длительное время;

2) транспортировка и распределение по потребителям должны поддаваться механизации и автоматизации;

3) продукты сгорания должны легко удаляться из зоны горения;

4) продукты сгорания должны быть безвредны для окружающей среды, человека и технологического оборудования;

5) процесс горения должен быть контролируемым и управляемым.

По агрегатному состоянию топливо делится на твердое, жидкое и газообразное, по происхождению – на естественное и искусственное. Искусственное топливо получается путем предварительной обработки естественного с целью повышения его качества. Топливо по назначению подразделяют на энергетическое и технологическое. К технологическим относятся виды топлива, которые являются не только источником теплоты, но и компонентами технологического процесса. К энергетическим относятся те виды топлива, которые являются только источником теплоты как рабочего вида энергии, необходимой для реализации заданного технологического процесса.

 Показатели качества топлива: химический состав топлива, теплота сгорания топлива, температура горения топлива.

Химический состав топлива. Большинство видов топлива имеют органическое происхождение, поэтому основными его составляющими являются углерод и водород в виде различных химических соединений. В состав топлива входят азот, кислород и сера. Помимо них в топливе содержатся вода и зола. Зола (А) состоит из оксидов А12О3, SiO2, CaO, Fe2O3 и др.

Содержание химических элементов и других составляющих топлива исчисляется в процентах от единицы массы или объема, исходя из определенной части (массы) топлива. В зависимости от состава и вида топлива различают рабочую, аналитическую, сухую, горючую и органическую массы топлива. Каждой массе присваивается соответствующий индекс: рабочей – р, сухой – с, горючей – г, органической – о, аналитической – а.

Для твердых топлив применимы все пять масс. О составе топлива на соответствующую массу судят по индексу элементов. Топливо в том виде, в котором оно приходит к потребителю, называется рабочим.

По результатам элементного анализа можно выделить в топливе: органическую массу (индекс «о») (Со + Но + Оо + Nо = 100 %), горючую массу (С, Н, N, S), сухую массу (индекс «с») (С, Н, О, N, S, А). Совокупность всех компонентов, входящих в жидкое и твердое топливо, называется рабочим топливом (индекс «р») (С, Н, О, N, S, A, W). Состав рабочего топлива, %, записывается в виде:

C p + H p + O p + N p + S p+Ж р + А р  = 100.

На лабораторный анализ топливо поступает воздушно-сухим, т.е. высушенным до постоянного веса на воздухе в естественных условиях. Масса такого топлива называется аналитической. Ее элементарный состав представляется в виде:

Са + На + Оа + Na + S ал + Аа + Wa = 100 %.

При полном высушивании топлива (при t ≥ 105 °С) получают сухую массу. Уравнение элементарного состава сухой массы топлива имеет вид:

Сс +Нс +Ос +Nc +Sлс +Ас =100%.

Под горючей массой топлива понимают топливо, не содержащее механических компонентов и влаги (балласта). Уравнение элементарного состава горючей массы топлива: