Газового топлива
Классификация и маркировка ископаемых углей других видов твердого топлива
Ископаемые угли представляют собой продукт разложения растений, произрастающих на земле 55–300 млн. лет тому назад. Конечным продуктом разложения является углерод, содержание которого в углях колеблется от 55 до 97 % в зависимости от возраста и происхождения месторождения.
Классификация ископаемых углей:
1. в зависимости от исходных растительных материалов:
– гумусовые угли (образовались из остатков высших растений, в том числе деревьев и гигантских папоротников);
– сапропелевые угли (образовались из простейших водорослей и мельчайших животных организмов).
2. в зависимости от степени углефикации (глубины изменения органического вещества):
– бурые — самые молодые, содержащие 55–78 % углерода;
– каменные — содержащие 78–92 % С;
– антрациты — содержащие 92–97 % С.
Бурые угли — рыхлая масса бурого или коричневого цвета от крошек до крупных кусков. Теплота сгорания Q=8400–21000 кДж/кг, или 2000–5000 ккал/кг.
Бурые угли легко загораются и поэтому склонны к самовозгоранию. Хранить их рекомендуется в небольших штабелях (до 2,5 м) сроком 1 месяц, чтобы избежать возможного самовоспламенения. Используют бурые угли как топливо.
Маркировка. В основу маркировки бурых углей положено содержание в них влаги и размер кусков.
По содержанию влаги они делятся на группы:
1. Б1 — содержание влаги более 40 %;
2. Б2 — 30–40 %;
3. Б3 — до 30 %.
По размеру кусков (ГОСТ 19242-73) бурые угли делятся на 6 классов:
К — крупный (50–100мм);
О — орех (25–50 мм);
М — мелкий (13–25 мм);
С — семечко (менее 13 мм);
Ш — штыб (0–6 мм).
Р — рядовой (не ограничен).
При поставке бурых углей в сопроводительной документации указываются его группа и класс с размерами кусков (в мм). Например, группа Б2, класс БК с размером кусков 50–100 мм.
Каменные угли— это основной вид ископаемых углей. Q — 20730–31400кДж/кг (5000–7000 ккал/кг). Каменный уголь применяют в основном для получения кокса.
Каменные угли по выходу летучих веществ и продуктов коксования подразделяются на марки (ГОСТ 25543-88): длиннопламенный (Д), газовый (Г), жирный (Ж), коксовый (К), отощенный спекающийся (ОС), тощий (Т).
Каменные угли классифицируются на:
– спекающиеся (в результате спекания измельченного угля получают один кусок) — марки Ж, Г, К, ОС;
– неспекающиеся (при нагревании угля образующийся остаток имеет порошкообразный вид) – марки Д и Т.
Антрациты— это черные с металлическим блеском угли. Теплота сгорания 25 000–30 000 кДж/кг: чем крупнее куски, тем выше теплота сгорания (обозначают буквой А).
Каменные угли и антрациты по размеру кусков (ГОСТ 19242– 73) делятся на 7 марок:
П — плитный (100–200 мм);
К — крупный (50–100мм);
О — орех (25–50 мм);
М — мелкий (13–25 мм);
С — семечко (менее 13 мм);
Ш — штыб (0–6 мм).
Р — рядовой (не ограничен).
К другим видам твердого топливаотносятся древесное топливо, (ГОСТ 7657-84 – древесный уголь); торф (ГОСТ 11804-76, 4.105-83, 13674-78) и горючие сланцы.
Газовое топливо используется как высококалорийное топливо и сырье для получения синтетических каучуков, волокон, пластмасс, ацетилена, спиртов и т.д.
Важнейшими характеристиками газового топлива являются:
1. теплота сгорания;
2. концентрированные пределы взрываемости топлив с воздухом.
Концентрированные пределы взрываемости смесей газового топлива с воздухом характеризуют интервалы концентраций, в которых эти смеси способны взрываться при соприкосновении с открытым пламенем.
В наиболее широких интервалах концентраций взрывоопасны смеси водорода, этилена и окиси углерода с воздухом.
По происхождению все газообразные топлива делят на два вида:
– естественные (природные);
– искусственные.
К естественным газообразным топливамотносят:
1. природные газы чисто газовых месторождений;
2. легкие газообразные углеводороды, улавливаемые при добыче нефти — попутные газы.
К искусственному газовому топливуотносят горючие газы, образующиеся при переработке жидких и твердых топлив путем газификации, пиролиза и крекинга: коксовый газ, доменный газ, генераторный газ и др..
В зависимости от физических свойств углеводородной части (по агрегатному состоянию) все газовые топлива условно делят на две группы:
1. сжатые газы;
2. сжиженные газы.
Сжатые газы — это горючие газы с низкой критической температурой, которые остаются в газообразном состоянии не только при нормальных условиях (20 °С; 0,1 МПа), но и при очень высоком давлении (до 20 МПа).
Критическая температура — предельная температура равновесного сосуществования двух фаз (жидкости и ее пара), выше которой может существовать лишь одна.
Обычно сжатию подвергают природные газы (основной компонент метан) с теплотой сгорания 39 600 кДж/м3.
Выпускают три вида сжатых газов:
1. природный, теплота сгорания — 29 000 кДж/м3;
2. коксовый метанизированный, теплота сгорания — 27 000 кДж/м3;
3. коксовый обогащенный, теплота сгорания — 22 000 кДж/м3.
Сжиженные газы — это газы с относительно высокой критической температурой: при повышении давления до 1,0–1,5 МПа переходят в жидкое состояние.
Сжиженные газы выпускают трех марок (ГОСТ 21443-75):
1. пропан технический, теплота сгорания — 45 000 кДж/м3 (не менее 93,0 % (по объему) пропановых фракций);
2. бутан технический, теплота сгорания — 46 000 кДж/м3 (не менее 93,0 % бутановых фракций);
3. смесь пропан-бутановых фракций, теплота сгорания — 45 500 кДж/м3.
Поскольку природные сжиженные газы не обладают ни цветом, ни запахом, в них добавляют в небольших количествах газообразные вещества с сильным запахом, что позволяет обнаружить скопление газа при утечке.
Применение. Сжиженные газы применяют:
1. в качестве топлива для автомобильных двигателей;
2. для обеспечения коммунально-бытовых нужд;
3. для производственных (энергетических) целей.