Файл: Деринг И.С. Поведение минеральной части твердого топлива в парогенераторах пособие по курсу Парогенераторы.pdf

•По данным таблицы видно, что недожог распределен по« фракциям неравномерно. Обнаружено увеличение недожога в фракции 1—10 микрон и затем в самой грубой фракции. Не­ сколько увеличенное содержание горючих в летучей золе, по­ лученной при температуре сжигания 1690° С, объясняется большой форсировкой топки, приводящей к изменению ре­ жима.

Повышенное содержание горючих в фракции 5—10 ми­ кром может явиться одной из причин появления на поверх­ ности плотного подслоя рыхлых отложений .ввиду того, что в его формировании принимают участие более крупные фрак­ ции с повышенным содержанием недожога.

сократило недожог. По-видимому, при решении вопроса о необходимой тонкости помола для сжигания березовского угля в промышленных котлоагрегатах последнее нужно учи­ тывать.

Химический состав фракций в основном различается по-- содержанию SIO2, СаО (табл. З-ІІІ) и окислов щелочных металлов (табл. 4-ІІІ). Остальные соединения, входящие в;

сжигания сопровождается повышением содержания окислов, кремния и соответственным уменьшением кальциж (табл. З-ІІІ). Особенно резко возрастает содержание крем­ ния в фракции 30—50 микрон. Этим, по-видимому, и объяс­ няется увеличение кремния в натрубных отложениях по ме­ ре их утолщения, так как они начинают формироваться из более грубых фракций. С повышением температуры сжига­ ния содержание СаО и БіОг в отдельных фракциях летучей золы изменяется очень слабо.

Особый интерес представляет изменение содержания в- отдельных фракциях окислов щелочных металлов. Прове­ денными ранее нами исследованиями было показано, что ле­

меры (см. § 2 этой главы). Имелись также косвенные дока­ зательства того, что конденсат паров минеральной части то-

51

плива распределяется между частицами разного размера не­ равномерно.

Об этом свидетельствовало уменьшение содержания окис­ лов щелочных металлов в натрубных отложениях с увеличе­ нием толщины слоя отложений. Утолщение слоя отложений:

меньшее количество щелочей (табл. 4-III). Этим объясняет­ ся уменьшение содержания щелочных соединений в отложе­ ниях по времени.

Повышение температуры сжигания почти для всех разме­ ров частиц сопровождается увеличением содержания соеди­ нений щелочных металлов. Объяснение последнему мы на­ ходим в росте коэффициента осаждения шлака в топке и боЛее полном испарении окислов щелочных металлов из топоч­ ного шлака. Особенно сильно обогащаются щелочами самые мелкие фракции. Это объясняется в первую очередь их боль­ шей удельной поверхностью.

Частицы размером от 5 до 10 микрон составляют исклю­ чение. При высокой температуре сжигания содержание ще­ лочных соединений в них даже несколько уменьшается (см,- табл. 4-1II). Объяснить это можно влиянием сдвига фазгорения на распределение десублимата между частицами ле­ тучей золы разного размера [258]. Мелкие частицы (в дан­ ном случае от 0 до 5 микрон) воспламеняются первыми, ус­ певают очень быстро прогореть и «остыть», после чего они: являются хорошими центрами конденсации для паров мине­ ральной части топлива. Интенсивный газообмен на поверх­ ности горящих частиц среднего размера (от 5 до 10 ми­ крон)— препятствует конденсации паров на них. Более по­ зднее воопламенение крупных частиц (10 'микрон и выше) позволяет выпасть на их поверхности некоторому количест­ ву десублимата, что несколько повышает содержание в них щелочных соединений (табл. 4-1II).

Изменение содержания щелочей в летучей золе с измене­ нием температуры сжигания отражается и на содержании их в натрубных отложениях. С возрастанием температуры сжи­ гания содержание щелочей в первичных отложениях увё? личивается. Поскольку гребневидные (вторичные) отложе­ ния образуются за счет частиц средних и крупных, содержа­ щих меньшее количество щелочей, они оказываются обед­ ненными этими соединениями.

Отложения с тыла трубы формируются за счет самых

S3

мелких частиц (размером в доли микрона). Естественно, что они оказываются обогащенными щелочами.

Результаты исследования степени сульфатизации отдель­ ных фракций летучей золы, а также распределение свобод­ ной окиси кальция по частицам различного размера, рас­ смотрены в главе VII.

§ 5. Сравнительный анализ химического состава узких фракций угольной пыли и летучей золы бурых углей некоторых месторождений

Известно, что в процессе пылеприготовления происходит •обогащение отдельных фракций угольной пыли минеральны­ ми составляющими [2, 84]. Сжигание угольной пыли в то­ почной камере сопровождается дальнейшим разделением минеральной части топлива на шлак и золу. При этом зола и шлак обогащаются отдельными химическими составляю­ щими. В настоящей работе сделана попытка проанализиро­ вать .распределение минеральной части топлива по различ­ ным фракциям угольной пыли и летучей золы, полученных при сжигании этих углей в парогенераторах. Были взяты уг­ ли гусиио-озерского, ангренского и назаровского месторож­ дений (см. главу VI). Пробы летучей золы отбирали изокинетично из газоходов промышленных парогенераторов. Про­

дистиллированной воде в течение двух часов. Анализы пока­ зали следующее.

Во всех исследованных марках топлив увеличение разме­ ра фракций сопровождалось снижением зольности. Особен­ но сильно это выражено в топливах, вторичная зола которых представлена,, в основном, окисью'кремния (например, гуси­ но-озерский уголь). В частицах размером от 10 микрон и ме­ нее несколько возрастает содержание органической серы, что приводит и к росту серы общей.

Химический состав угольной пыли при увеличении раз­ мера частиц от 0 до 50 микрон изменяется очень мало. В об­ ласти размеров 100—200 микрон для большинства исследо­ ванных топлив наблюдалось заметное уменьшение с после­

54

дующим резким ростом содержания Si02 и обратная зависи­ мость в этой же области по содержанию СаО и Fe20 3.

Выявленный характер распределения по тонким фракци­ ям Si02, К20, А120 3, СаО и MgO в большинстве случаев сов­ падает с зависимостями, полученными эстонскими исследо­ вателями на сланцах [84].

Особый интерес представляет распределение по фракци­ ям водорастворимых соединений, поскольку они могут явить­ ся 'одной из причин образования прочносвязанных отложе­ ний. Исследования показали (табл. 6-ПІ), что содержание всех водорастворимых соединений в фракциях от 0 до 50 микрон почти не зависит от размера частиц. Заметное повышение содержания щелочных соединений наблюдается в частицах размером более 60 микрон. Содержание водора­ створимых СаО и S03 изменяется аналогично. Это дает ‘ возможность предположить, что они входят в одни и те же соединения. В области размеров 50—100 микрон содержание

рании топлива в топке парогенератора приводит к резкому изменению распределения различных химических составля­ ющих между частицами летучей золы разного размера. Хи­

происходит перераспределение некоторых компонентов по фракциям. По сравнению с угольной пылью в летучей золе значительно более заметно обеднение мелких фракций оки­ сью кремния и их обогащение окисью кальция, магния, алю-

в миния и щелочными металлами.

Содержание водорастворимых соединений щелочных ме­ таллов во фракциях угольной пыли от 0 до 50 микрон; как было сказано и выше, практически постоянно во всех рас­ сматриваемых топливах. В летучей же золе явно выраже­ но обогащение этими соединениями мелких фракций, что повидимому, в значительной степени вызвано процессами ис­ парения — конденсации при сжигании.

По содержанию водорастворимых СаО и S 03 в угольной пыли и летучей золе зависимости противоположны. Если в угольной пыли мелкие фракции обеднены этими соединения­ ми, то в. летучей золе они содержат СаО и S03 в несколько раз больше, чем крупные (табл. 6-ПІ и 5-ѴІ).

Не отрицая некоторого влияния распределения химических

55