2_5436281359431667199

1.

Лекция 5: «Влияние транспортных
характеристик твердого топлива на
организацию перевозок».

2. ПЛАН:

*
*1. Общая характеристика твердых
видов топлива
*2. Ископаемые угли
*3.

3. Общая характеристика твердых видов топлива

*
Первую группу составляет твердое топливо,
образовавшееся в естественных условиях, –
ископаемые угли, горючие сланцы, торф,
древесина и отходы сельскохозяйственного
производства.
По своему
происхождени
ю все виды
твердого
топлива
делятся на
две группы.
Во вторую группу входит твердое топливо,
полученное искусственным путем, – кокс,
полукокс, древесный уголь, топливные брикеты и
пылевидное топливо. Это продукты переработки
естественных видов топлива.

4. Существует два способа переработки естественных видов твердого топлива:

*
• К физико-механическим способам относятся сортировка,
дробление, обогащение, сушка, брикетирование и
пылеприготовление. При такой переработке химический
физикосостав топлива практически не изменяется.
механический
• Сухая перегонка и термическая обработка относятся к
физико-химическим способам переработки. При этом
значительно изменяются химический состав и свойства
физикотоплива.
химический.

5. Химический состав различных видов топлива (%)

*
Твердое топливо
Углерод
Водород
Кислород и азот
Древесина
44
6,0
50,0
Торф
59
6,0
35,0
Бурый уголь
70
5,5
24,5
Каменный уголь
82
5,0
13,0
Антрацит
95
2,0
3,0

6.

Твердые виды топлива характеризуются значительным
содержанием негорючих составляющих – внешнего и внутреннего
балласта.
К внутреннему балласту относятся кислород и азот (2-50%).
Внешний балласт составляют вода и различные минеральные
примеси (50-60%). Внешний балласт не только снижает полезную
часть топлива и требует дополнительного расхода тепла на
нагревание и парообразование, но и увеличивает объем перевозок.

7. Ископаемые угли

*
Ископаемые
угли делятся
на три
группы:
бурые
каменные
антрациты

8.

К бурым относятся ископаемые угли, имеющие высшую удельную теплоту
сгорания влажной беззольной массы – менее 23865кДж/кг. В состав бурых
углей входит значительное количество минеральных примесей, влаги и серы.
Содержание влаги в рабочей массе бурых углей для различных
месторождений неодинаково и колеблется от 12 до 57,5%. В зависимости от
содержания влаги существует три группы бурых углей: группа Б1 – выше 40%
влаги в рабочей массе; группа Б2 – 30-40%; группа Б3 – менее 30%.
К каменным относятся ископаемые угли с высшей удельной теплотой сгорания
влажной беззольной массы 23865кДж/кг. В зависимости от назначения
каменные угли делятся на топочные и газовые. Объемная масса каменных
углей различных марок и месторождений неодинакова и составляет 0,680,96т/м3. Эти угли имеют черный цвет.
Антрациты имеют черную окраску часто с сероватым оттенком, отливающую
металлическим блеском. Куски антрацита отличаются значительной
твердостью и хрупкостью. Объемная масса антрацитов составляет 0,851,15т/м3. Антрациты содержат сравнительно мало летучих веществ, влаги и
золы. Содержание серы в каменных углях и антрацитах колеблется в
зависимости от их марки и месторождения от 0,2 до 7%. По своим
качественным показателям антрациты непригодны для химической
переработки и коксования и используются как высококалорийное топливо.

9.

В зимний период ископаемые угли подвержены смерзанию. В
особенности это относится к углям после гидродобычи и прошедшим
мокрое обогащение. Глубина промерзания ископаемых углей зависит
от их влажности, длительности перевозки, температуры наружного
воздуха и коэффициента теплопроводности. Установлено, что угли с
большей плотностью обладают и большим коэффициентом
теплопроводности. Для предотвращения смерзания грузоотправители
обязаны снижать влажность углей до безопасных пределов: каменных
углей – до 7%, бурых – до 30%.
Наиболее устойчивыми к самонагреванию и
самовозгоранию являются антрациты, а наиболее
неустойчивыми – бурые угли. Еще большей, чем бурые
угли, склонностью к самонагреванию и самовозгоранию
обладают смеси различных сортов и марок ископаемых
углей.

10. Пожарная безопасность и сохранение качества ископаемых углей при длительном хранении обеспечиваются:

*
– правильным размещением и
формированием штабелей;
– послойным уплотнением угля при укладке
в штабель;
– постоянным контролем качества хранимого
топлива, температурного режима и
внешнего состояния штабелей;
– своевременным обновлением запаса угля.

11. Места очагов самонагревания могут быть определены по внешним признакам состояния поверхностей штабелей угля:

*
– влажным пятнам на поверхности штабеля или быстрым высыханием после дождя
отдельных мест с образованием сухих или белых пятен, исчезающих в дневное время
или после дождя;
– появлению над штабелем легкого тумана из теплого воздуха в утренние и
вечерние часы;
– наличию невысыхаемых влажных пятен;
– появлению проталин на снежном покрове штабеля;
– появлению запаха углеводорода, сернистых соединений и легкого белого
или голубоватого дыма;
– искрению в ночное время.

12. Кокс

*
В коксохимическом производстве ископаемые угли проходят термическую
обработку без доступа воздуха – перегонку. На первом этапе перегонки
углей происходит выделение газов и смол, которые служат сырьем
химической промышленности. Твердый остаток, полученный после
выделения из ископаемых углей летучих веществ и смол, называется
коксовым остатком.
При высокотемпературном (900-10000С) разложении ископаемых углей
рабочий остаток называется кокс, а при низкотемпературном (до
550°С) – полукокс. Полукокс используется как высококалорийное
бездымное топливо.
В зависимости от размера кусков кокс сортируется на три
класса: мелкий, орешек, доменный

13.

14. Горючие сланцы

*
По внешнему виду горючие сланцы представляют собой
зеленовато - или желтовато-серую слоистую твердую горную
породу, пропитанную органическими веществами. Добыча
горючих сланцев осуществляется как открытым, так и закрытым
способом.
Горючая масса сланцев содержит до 90% летучих веществ.
Поэтому загораются горючие сланцы легко и горят желтым
коптящим пламенем. Теплота сгорания, отнесенная к рабочей
массе, составляет 8374-11723кДж/кг.
Наличие влаги в массе горючих сланцев приводит к их
смерзанию в зимнее время. В связи с этим необходимо
проведение профилактических мероприятий против
смерзаемости в зимний период.

15.

16. Торф

*
Торф является продуктом разложения растительных остатков осоки,
тростника, камыша, мхов под водой, в болотах при недостаточном
доступе воздуха.
Горючая масса торфа содержит 54-60% углерода, 32-35% кислорода, 6%
водорода, а также немного серы и азота. Кроме воды и горючих веществ,
рабочая масса торфа содержит до 15% минеральных примесей. Теплота
сгорания на рабочую массу торфа составляет 8374-10467кДж/кг.
При длительном хранении торф подвержен самонагреванию и самовозгоранию
вследствие химических, биохимических и физических процессов, протекающих в массе
груза при взаимодействии с кислородом воздуха. Повышение температуры торфа выше
65-70°С сопровождается образованием торфяного полукокса, который под действием
кислорода воздуха воспламеняется и приводит к пожару.
По своим физико-химическим свойствам торф относится к легкогорючим грузам. Для
предотвращения загорания в пути следования выполняют следующий порядок погрузки:
до высоты на 200мм ниже верхнего уровня бортов укладывают торф с нормальной
влажностью, а затем торф с влажностью не ниже 65%. Погрузку производят с «шапкой»
треугольного сечения высотой 200-250мм. При температуре наружного воздуха выше 20°С
дополнительно увлажняют поверхность торфа.

17.

18. Древесный уголь

*
При сухой перегонке древесины без доступа воздуха при температуре 500-600°С происходит
разложение органических веществ с выделением газов, уксусной кислоты, смолистых
веществ, метилового спирта и других химических продуктов. Остаточным продуктом сухой
перегонки древесины является древесный уголь.
Древесный уголь – твердое горючее вещество черного цвета. Его объемная масса зависит от
типа древесных пород, использованных для перегонки, и составляет 0,13-0,25 т/м3.
Рабочая масса древесного угля содержит около 10% влаги, 2% золы и органические горючие
вещества. В состав органической массы входит 85-90% углерода, 2-4% водорода и кислород.
Наименьшая теплота сгорания рабочей массы составляет около 27214кДж/кг. Горение
древесного угля происходит без пламени при температуре до 2500°С.
Широкое применение древесный уголь находит в металлургическом, кузнечно-прессовом и
литейном производствах, что объясняется отсутствием в его составе сернистых и летучих
соединений.
Древесный уголь относится к гигроскопическим материалам. Он активно поглощает
различные газы и пары воды. Это свойство используется в различных отраслях
промышленности для очистки и обесцвечивания жидкостей, в фильтрах различного
назначения и в медицине.

19.

20. Дрова и отходы сельскохозяйственного производства.

*
В зависимости от влажности дровяная древесина подразделяется на три группы: сырая –
с влажностью более 35%; полусухая – 25-35%; сухая – менее 25%. Влажность
свежесрубленной древесины составляет 50-60%. При естественной сушке дров в течение
1,5-2 лет их влажность может быть снижена до 16-20%.
В зависимости от твердости пород древесины дрова делят на четыре группы: первая
включает дуб, граб, ясень, бук, клен; вторая – березу, лиственницу; третья – кедр,
ольху, сосну, пихту; четвертая – иву, осину, тополь, липу.
К отходам сельскохозяйственного производства, которые используются в качестве
топлива, относятся солома, костра, лузга подсолнуха, отдубина, рисовая шелуха и т.д.
По составу и тепловой ценности эти виды топлива близки к дровам, их обычно
используют в качестве бытового топлива.
Транспортировка и сжигание отходов сельскохозяйственного производства вызывают
значительные затруднения вследствие их малой объемной массы. Поэтому эти виды
топлива обычно брикетируются. Отходы сельскохозяйственного производства относятся
к легкогорючим грузам и требуют соблюдения мер предосторожности.

21.

22. Топливные брикеты и пылевидное топливо.

*
Брикеты изготовляют спрессовыванием на специальных прессах мелких, пылевидных или слабоструктурных
горючих материалов в куски правильной формы. Использование таких видов топлива без предварительного
брикетирования неэффективно из-за значительных потерь через колосниковую решетку и вытяжные
устройства. Топливные брикеты изготовляют из мелких фракций ископаемых углей, фрезерного торфа,
опилок, отходов сельскохозяйственного производства и т.д.
При горючем брикетировании связующим материалом является смола, которая выделяется при нагревании
топлива без доступа воздуха, при холодном – каменноугольный пек, нефтяной битум, смола, патока и т.д.
Для брикетирования используется топливо, имеющее однородную структуру и влажность до 15%.
Топливные брикеты содержат до 10% золы, не гигроскопичны, обладают значительной механической
прочностью, устойчивы к изменениям внешней температуры и влажности окружающей среды. Объемная
масса брикетов зависит от вида топлива и изменяется от 0,6 до 1т/м3. Калорийность топливных брикетов
соответствует калорийности исходного топлива.
Пылевидное топливо получают тщательным размолом каменных углей и торфа до среднего размера
отдельных частиц 20-25мк. Объемная масса пылевидного топлива составляет 0,8-0,9т/м3.
Пылевидное топливо обладает повышенной склонностью к самонагреванию и самовозгоранию. С воздухом
пылевидное топливо образует смесь, которая взрывается от огня, поэтому помещения и устройства, где
может скапливаться пыль, должны хорошо вентилироваться.

23.

24.

*СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ