Файл: Итинская, Н. И. Топливо, смазочные материалы и технические жидкости учеб. пособие.pdf

меньше водорода и кислорода. Ископаемые угли делят на сапропелитовые, образовавшиеся при медленном разложении без доступа воздуха различных водорослей (алы), богатых жирами и восками, и гумусовые, образовавшиеся при разложении древесных остатков. Чистых сапропели­ товых и гумусовых углей встречается немного, значитель­ но больше углей смешанного происхождения.

В таблице 21 приведены данные о составе горючей мас­ сы ископаемых углей.

Бурый уголь имеет меньшую теплоту сгорания из всех видов ископаемых углей, так как в нем содержится много внутреннего балласта (О+N) и значительное количество влаги и золы. Влажность рабочей массы углей колеблется от 15 до 30%, а зольность — от 10 до 20—25%. Поэтому на­ блюдается резкая разница между теплотой сгорания па го­

рючую и рабочую массы топлива: <?вЫС=6500—6800 ккал/кг,

а $ низ=3000—3500 ккал/кг.

При разложении бурых углей без доступа воздуха вы­ деляется большое количество летучих веществ, при кон­ денсации которых образуются высококачественные смо­ лы, идущие на получение жидкого моторного топлива. Наиболее широко бурые угли используются как топливо, причем качество данного топлива будет зависеть от ко­ личества балласта.

Бурые угли маркируют по размерам кусков: чем крупнее куски, тем меньше содержится минеральных при­ месей, тем выше качество угля. Лучший сорт БК (бурый крупный), где размеры кусков от 50 мм и более, затем ВО (орех) — от 50 до 20 мм, ВМС (мелочь с семечком) — от 20 мм и меньше и наиболее, распространенный (несорти­ рованный) БРМ (рядовая мелочь), где размеры куска от 50 мм до пыли. В различных справочных материалах при

179

характеристике отдельных видов топлив обязательно ставят букву Б, указывающую, что уголь бурый, и наи­ менование месторождения.

Каменный уголь — основной вид ископаемых углей; из всех запасов ископаемых углей около 80% приходится на долю каменных. Каменные угли обладают высокой

теплотой сгорания: <?выс=8300—8500 ккал/кг, золы в них содержится чаще до 10%, реже до 16, а воды 5—10%. Небольшое количество балласта обеспечивает высокую

полезную теплоту сгорания ((?£Из^7000 ккал/ кг).

Органическая масса каменных углей очень разнооб­ разна даже в одном месторождении. Наиболее ценными являются угли, содержащие в составе органической массы масляные битумы. При высокотемпературном разложении таких углей без доступа воздуха (коксовании) остается плотный, спекающийся, сплавленный, пористый кокс.

Имеются каменные угли, содержащие мало летучих ве­ ществ, но неспособные спекаться при разложении без доступа воздуха, остаток — порошкообразный.

Из коксующихся углей получают металлургический кокс, необходимый для выплавки металла из руд. Камен­ ные угли с большим содержанием летучих веществ ис­ пользуют для получения каменноугольной смолы и све­ тильного газа. Угли с небольшим содержанием летучих веществ и непригодные для коксования используют как высококачественное твердое топливо. Разнообразие орга­ нической массы каменных углей не позволяет создать единую классификацию, но каменные угли всегда марки­ руют не по размерам кусков, а по их химическому соста­ ву — количеству летучих веществ, качеству и количеству твердого остатка.

К углям, идущим на химическую переработку для по­ лучения смол и газа, относятся длиннопламенные (марка Д), газовые (марка Г). В них содержится не менее 35% летучих веществ. Коксующиеся угли маркируют буква­

обозначения. Каменные угли, сжигаемые как топливо, называют тощими (марка Т) или полуантрацитами, со­ держание летучих веществ в них близко к 10%.

180

Антрацит — почти не содержит летучих веществ, его органическая масса в основном состоит из одного угле­ рода (до 94%), остальное приходится на долю серы и водорода. Гигроскопичность антрацитов низкая, содержа­ ние влаги 4—6%, количество золы чаще 10—16%, антра­ циты обладают большой плотностью и твердостью. По внеш­ нему виду куски антрацита черного цвета с металлическим блеском.

Антрацит непригоден ни для химической переработки из-за малого содержания в нем смолистых веществ, ни для коксования, так как кокс получается в виде порошка, поэтому его используют как высококалорийное топливо.

Теплота сгорания антрацита на горючую массу (%ыс—-8400 ккал/кг, а на рабочую в зависимости от количества бал­ ласта (?низ=6500—7000 ккал/кг.

Маркируют антрациты по размерам кусков. Чем круп­ нее куски, тем меньше в них минеральных примесей и выше тепловая ценность. Пример маркировки донецких антрацитов приведен в таблице 22.

Антрациты марок АП и АК высокого качества, а наи­ более распространен антрацит марки АРШ. Этот уголь несортированный, куски могут быть всех размеров.

При хранении на воздухе ископаемые угли, особенно бурые, способны к поглощению кислорода из воздуха. В результате окисления содержание кислорода повы­ шается, а углерода и водорода снижается, ухудшается тепловая ценность, уголь рассыпается. По мере окисле­ ния уголь постепенно разогревается, температура растет сначала медленно, а потом, дойдя до определенного пре­ дела, разного для различных углей, наблюдается быстрый

181

подъем температуры, который нередко приводит к их самовозгоранию. Чем моложе химический возраст угля, тем более он склонен к самовозгоранию. Чтобы избежать самовозгорания, угли лучше хранить в невысоких штабе­ лях или в таких условиях, где исключено соприкоснове­ ние с воздухом (в ямах, иод водой и т. д.). Угли до хранения следует отсортировать, отделить их от мелочи, хранить раздельно мелкие и крупные куски, вести контроль за повы­ шением температуры внутри штабеля и, если обнаружено повышение, выбрать в этом месте уголь, разбросать его и дать охладиться.

Горючие сланцы по составу органической массы близки к сапропелитовым углям. Сланцы образовались при раз­ ложении морских микроскопических животных и расти­ тельных организмов (планктона) без доступа воздуха. Данные организмы, отмирая, скапливались на дне водо­ емов, где смешивались с различными минеральными при­ месями: панцирями, песком, ракушечником, глиной и др. Длительный период во влажной среде без доступа возду­ ха происходило разложение органической части планкто­ на и шло накопление минеральных веществ. Органическая масса горючих сланцев богата водородом, содержание которого доходит до 10—11%, углерод составляет 68— 74%, иногда в сланцах содержится до 7,0% серы, отдель­ ные проценты азота, а остальное кислород. Высокое со­ держание водорода обусловливает большую ценность органической массы сланцев как сырья для химической промышленности, но в сланцах очень много минеральных веществ, нижний предел золы 25%, а верхний доходит до 70%. Воды содержится сравнительно мало — от 12 до 20%. Очень большое количество балласта снижает ценность горючих сланцев. Если теплота сгорания на

Обычно сланцы залегают пластами, иногда очень мощ­ ными (более 10 м), по внешнему виду слоистая зеленоватоили желтовато-серая масса. Загораются сланцы легко и горят желтым коптящим пламенем. Содержание летучих веществ на горючую массу сланцев доходит до 80%, по­ этому их используют на местах добычи для получения сланцевой смолы. Процесс разложения ведут без доступа

182