Cтраница 1
Твердые природные топлива отличаются от большинства химических веществ наличием трех составляющих: летучей части, кокса и золы. Процессы воспламенения и распространения пламени каждой из этих частей имеют определенные особенности. Летучая часть топлива - это газообразные компоненты, выделяющиеся из топлива при нагреве без участия окислителя, K. QKC по составу близок к углероду. [1]
![]() |
Средний состав природных топлив. [2] |
Одной из основных особенностей твердых природных топлив является способность выделять при нагревании газообразные и жидкие продукты термического разложения их органической массы ( так называемые летучие), они обозначаются символом V. После завершения процесса термического разложения топлив остается твердый остаток-кокс, который содержит в основном углерод и золу. Содержание летучих в топливе определяется в лабораторных условиях путем прокаливания фиксированной навески топлива в инертной среде при температуре 850 С. Летучие играют заметную роль при воспламенении и на начальных стадиях горения твердых топлив, в значительной мере определяют их реакционную способность. [3]
Расчетный анализ процесса горения твердого природного топлива представляет собой наиболее сложную задачу в комплексе вопросов практической теории горения. При анализе механизма процессов, происходящих с твердым топливом в промышленных установках ( слой, факел, смешанные процессы: кипящий слой, факельно-слое-вой процесс и др.), необходимо принимать во внимание не только весь комплекс вопросов, рассмотренных в предыдущих главах, но также учитывать особенности самого природного топлива. [4]
Анализ процесса воспламенения индивидуальных частиц твердого природного топлива наглядно показывает роль летучих в этом процессе и при учете условий теплообмена в запыленном потоке и его аэродинамики может служить базой для расчета процесса воспламенения пылеугольного факела. При воспламенении аэровзвеси пыли природных топлив выделение летучих происходит в объем, заполненный частицами топлива, которые находятся на сравнительно близком расстоянии друг от друга. [5]
Точный расчет состава продуктов термолиза твердых природных топлив в зависимости от температуры во времени представляет собой сложную задачу, причем кинетические характеристики, необходимые для проведения этого расчета, полностью еще не обобщены. Вместе с тем, ряд исходных данных для проведения расчетов имеется, рассмотрим их более подробно. [6]
Влияние летучих на процесс воспламенения и горения твердого природного топлива следует рассматривать в двух основных направлениях. [7]
Прежде чем приступить к расчетному анализу механизма воспламенения твердых природных топлив, кратко рассмотрим существующие представления о ходе процесса, базирующиеся на экспериментальном материале. [8]
![]() |
Выход смолы из торфа в процентах на сухую. [9] |
По-видимому, темп нагрева может влиять на специфику реакций первичного распада органической массы твердых природных топлив. Однако эксперимент показывает, что основное влияние на состав продуктов термолиза оказывает температурный уровень процесса и время пребывания уже образовавшихся высокомолекулярных продуктов термолиза в зоне высоких температур. [10]
Особенности различных природных топлив тесным образом связаны с их происхождением и геологическим возрастом. Считается, что вся гамма твердых природных топлив от торфа до антрацита представляет собой различные стадии геологического старения первичных углеобразователей, среди которых основными являются растительные организмы, начиная от древесных пород и кончая мхами и планктонными образованиями. [11]
Расчет выгорания коксового остатка с определенными поправками на значения кинетических констант может базироваться на закономерностях горения углерода. Таким образом, одним из нерассмотренных выше вопросов, необходимых для построения теории горения твердых природных топлив, является динамика выделения продуктов термического разложения органической массы топлива в процессе его нагрева. [12]
Как было показано в § 8 - 2, условия нагрева частиц топлива оказывают решающее влияние на динамику выхода летучих. По существу анализ процесса воспламенения начинается с определения характера нагрева частиц топлива, попадающих в топку, в зависимости от условий подачи топлива в топочное устройство, температурной и аэродинамической обстановки в топочной камере и других условий. Однако в связи с тем, что этой задаче посвящены специальные курсы, а также для того, чтобы сосредоточить внимание на особенностях процесса, ниже, при анализе механизма воспламенения твердых природных топлив, условиями нагрева частицы будем задаваться. [13]
По физическому состоянию топливо подразделяют на твердое, жидкое и газообразное. Топливо, которое встречается в природных условиях в состоянии, пригодном для промышленного использования, называется природным. Топливо, получаемое при переработке природного топлива, называют искусственным. К твердому природному топливу относятся дрова, торф, бурый и каменные угли, антрацит, горючие сланцы и др. К искусственному твердому топливу - древесный уголь, полукокс, кокс, брикеты. [14]