Минеральные примеси содержатся во всех видах твердого топлива. Большая их часть не связана с органической массой топлива. По происхождению примеси можно разделить на внутренние, накопившиеся в пластах топлива в процессе его образования, и внешние, попавшие в топливо из окружающей породы при его добыче.
При сжигании топлива его минеральная часть подвергается высокотемпературному преобразованию. Сложные минеральные соединения типа глинистых минералов, полевых шпатов, сульфатов и карбонатов и другие подвергаются разрушению с частичным доокислением за счет кислорода воздуха. В результате остаток после сгорания топлива — зола — состоит в основном из ряда окислов: SiO2, A12O3, Fе2O3, CaO, MgO, К2О, Na2O и оказывается в среднем на 10% меньше исходной минеральной массы топлива. Процентное количество эолового остатка по отношению к навеске натурального топлива называют зольностью топлива.
Если сухую навеску твердого топлива положить в тигель и постепенно нагревать в инертной среде без доступа воздуха, то будет происходить уменьшение ее массы. При высоких температурах происходит разложение кислородсодержащих молекул топлива с образованием газообразных веществ, получивших название летучие вещества (СО, Н2, СН4 СО2 и др.). Выход летучих веществ из твердых топлив происходит в интервале температур 110—1100°С. Наибольший выход (до 95%) имеет место при температуре до 800°С. Поэтому условно за выход летучих веществ твердых топлив принимают уменьшение массы навески топлива после выдержки в тигле при t=850±25°С в течение 7 мин, отнесенное к горючей массе топлива Vdaf, %.Поскольку выход летучих веществ прежде всего определяется содержанием кислорода в топливе, то он тем больше, чем топливо моложе. Так, у бурых углей Vdaf =45-50%, каменных Vdaf =25-40%, а у антрацитов Vdaf =3-4%.
Различают внешнюю, адсорбционную, капиллярную и внутреннюю влагу. Все виды влаги, кроме внутренней, удаляются из топлива при нагреве до 102—105°С. Внутренняя или кристаллогидратная влага прочно связана с минеральной частью топлива, входя в состав кристаллов вещества.
В твердом ископаемом топливе содержится в основном адсорбционная влага, определяемая адсорбирующей способностью сложных коллоидов органической массы топлива. Наибольшей адсорбционной способностью обладают торф, бурые угли и ряд молодых каменных углей. Адсорбционная способность топлива определяет его гигроскопическую влажность Wги . Косвенно эта влажность также характеризует возраст топлива: она тем меньше, чем топливо старше. Так, у бурых углей содержание Wги =10-13%, а у антрацитов Wги =1,5-2,5%. Знание Wги необходимо для оценки допустимой влажности угольной пыли во избежание слипания частиц (при повышенной ее влажности) или взрывоопасное™ пересушенной пыли.
Количество теплоты, выделяющейся при сгорании единицы массы или объема топлива, является его основной теплотехнической характеристикой. Различают высшую и низшую теплоту сгорания топлива. Высшей теплотой сгорания называют количество теплоты, которое выделяется при сгорании 1 кг твердого или жидкого и 1 м3 газового топлива при условии конденсации водяных паров и охлаждения всех продуктов сгорания до 0°С
Низшая теплота сгорания отличается от высшей на теплоту испарения влаги топлива и влаги, образующейся при горении водорода В энергетических установках влага в продуктах сгорания остается в парообразном состоянии и теплота, затраченная на ее испарение, теряется чем больше влажность топлива, тем меньше
.png)
.png)
Теплоту сгорания топлива можно приближенно определить на основании данных его элементарного состава. Наиболее удачными в отношении простоты и точности являются формулы Д.И. Менделеева с эмпирически подобранными коэффициентами для соответствующих горючих элементов. Так, для определения низшей теплоты сгорания рабочей массы твердого и жидкого топлива формула имеет следующий вид:
Qir=339 Cr +1030 Hr - 109(Or –Sro+p) -25 W r
где Cr, Hr и т. д. — элементы рабочей массы топлива, %
