Происхождение

и состав твердого топлива
Все виды твердого топлива которыми
располагает наша страна - биологического происхождения –
растения с помощью хлорофилла преобразуют солнечную энергию,
в дальнейшем превращаются в топливо. В своих преобразованиях растительная
масса проходит стадии образования – торф-бурый
уголь-каменнный уголь-антрацит.
Добытое твердое топливо включает в
себя органическую массу и балласт.
Органической массой топлива принято
считать ту часть, которая происходит из органических веществ: углерода,
водорода, кислорода и азота.
Балласт включает серу и минеральные примеси -
золу и влагу.
Углерод и водород – самые энергетические
и ценные части топлива.
Углерод - содержится в большом количестве во
всех видах твердого топлива без исключения - в древесине
и торфе 50-58%, в буром угле и каменном 65-80%, в тощих углях и
антраците – 90-95%, сланцы содержат 61-73% углерода, мазут – 84-87%.
Чем больше содержится углерода в топливе,
тем больше выход тепла при его сжигании.
Качественный состав твердого топлива зависит
от величины балласта поэтому в практике принято
приводить данные по составу горючей массы топлива.
Водород – является следующей из основных энергетических
составляющих. В твердом топливе водород частично находится в связанном с кислородом
виде, составляя внутреннюю влагу топлива, вследствие чего понижается тепловая
ценность топлива. Водород очень важен для образования летучих веществ,
выделяющихся при нагревании топлива без доступа воздуха. В состав летучих
водород входит в чистом виде и в виде углеводородных и других органических
соединений.
Содержание водорода в процентах от горючей массы
топлива составляет: в дровах и торфе до 6, бурых каменных углях 3,8-5,8; сланцы
– до 9,5; в антраците 2 и мазуте 10,6-11.
Кислород – является балластом. Не будучи теплообразующим
элементом и связывая водород топлива, кислород снижает теплоту его
сгорания.
Содержание кислорода в органической массе
топлива с возрастом снижается с 41% для древесины до 2,2% для антрацита.
Азот - также является балластной инертной
составляющей топлива, снижающей процентное содержание в нем горючих элементов.
При сгорании топлива азот в продуктах сгорания содержится как в свободном
состоянии, так и виде окислов NOх. Они относятся к вредным
составляющим продуктов сгорания, количество которых должно
лимитироваться.
Сера - содержится в твердом топливе в виде
органических соединений SО и колчедана – их объединяют в
летучую серу. Еще сера входит в состав топлива в виде сернистых солей –
сульфатов – не способных гореть. Сульфатную серу принято относить к золе
топлива.
Присутствие серы значительно снижает качество
твердого топлива, так как сернистые газы SO2 и SO3 соединяясь
с водой образуют серную кислоту - которая в свою очередь разрушает метал
котла, и попадая в атмосферу вредит окружающей среде.
Именно по этой причине содержание серы в топливе – не
только в твердом – крайне нежелательно.
Зола – топлива представляет собой балластную смесь
различных минеральных веществ, остающихся после полного сгорания всей горючей
части города. Зола непосредственно влияет на качество сгорания топлива –
уменьшает эффективность горения.
В качестве вывода хочется
подчеркнуть что исходя из эффективности и
экологичности, а также быстрой возобновляемости в последнее время все
более популярны пиллеты и топливные брикеты -
содержание золы в них предельно низко (0,6% - в дровах, 5-7% в
торфе, в бурых углях до 25% ), как и содержание серы, а в сочетании
с современными твердотопливными котлами длительного
горения они являются дешевой и удобной альтернативой газу и
другим видам топлива.