Перейти к содержанию

Показатель отражения витринита на что влияет. Требования к углям для использования в качестве пылеугольного топлива (ПУТ)

Содержание

Показатель отражения витринита на что влияет. Требования к углям для использования в качестве пылеугольного топлива (ПУТ)

Измерение отражательной способности витринита Ro% относится к наиболее распространённым методом оценки степени созревания ОВ в осадках. Отражательная способность витринита измеряется как отношение интенсивностей отражённого и падающего пучков света. Согласно физическим законам отражения и преломления света,

Доля интенсивности, Rо, луча монохроматического света, который нормально отражается от плоской поверхности куска витринита с показателем преломления n, погружённого в масло с показателем преломления, n o (или в воздух с показателем n а), равна:

Показатели преломления n и n o , определяются интегральной температурной историей образца витринита, т.е. функцией T(t). Основу метода составляет представление о том, что в процессе углефикации витринит меняет свою отражательную способность от значений Ro = 0.25% на стадии торфа до Ro=4.0% на стадии антрацита (Лопатин, Емец, 1987). Огромный фактический материал, накопленный к настоящему времени, дает возможность идентифицировать те или иные стадии созревания по измеренным значениям Ro%. При этом возможны вариации в значенияx Ro% для ОВ разного типа, а также в зависимости от содержания примесей в ОВ. Так, Ro = 0.50 % приблизительно соответствует началу главной стадии образования нефти для высокосернистыx керогенов, тогда как Ro = 0.55 — 0.60% — той же стадии для керогенов типа I и II (см. ниже), а Ro = 0.65 — 0.70% — для керогенов типа III (Gibbons et al., 1983; Waples 1985). Один из вариантов предполагаемого соответствия значений Ro% основным стадиям созревания ОВ и вычисляемым значениям температурно-временного индекса (ТВИ), обсуждаемого ниже, можно увидеть в табл.1-7а , а также на рис. 1-7 . Соответствие стадий катагенеза значениям Ro, приведенное в таблице, основано на корреляционной связи вычисленных Температурно-Временных Индексов (ТВИ) и значений Ro%, измеренных в разных бассейнах мира, и является приближённым. Тем не менее, оно широко используется в литературе и обсуждается подробнее в разделе 7-5-1. Для удобства ориентации в различных шкалах катагенеза ОВ в табл.1-7б приводится также шкала соответствия значений

Табл.1-7а. Соответствие значений Ro% и ТВИ стадиям катагенеза ОВ (Waples,1985)

отражательной способности витринита %Ro стадиям зрелости ОВ, принятым в российской нефтяной геологии.

Табл.1-7б. Соответствие значений Ro% стадиям катагенеза ОВ, принятым в российской нефтяной геологии (Парпарова и др., 1981)

Диагенез: ДГ3, ДГ2 и ДГ1 —— Ro 5.00%)

Коротко скажем о некоторых проблемах, связанных с использованием измерений %Ro для оценки степени катагенеза ОВ. Они связаны прежде всего со сложностью выделения витринитовыx мацералов из ОВ осадочныx пород из-за иx большого разнообразия. Использование отражательной способности витринита для контроля палеотемпературных условий возможно, вообще говоря, лишь на основе витринита из угольных пластов и с меньшей надёжностью витринита из континентального (“terrestrial”) материнского ОВ в глинах с содержанием органического углерода, не превосходящим 0.5% . Но и в этих континентальных (terrestrial) сериях следует соблюдать осторожность, так как в таких породах как песчаники основная часть ОВ может быть переработана и изменена (Durand et al.1986). Необходимо учитывать также и тот факт, что в любом случае для Ro > 2% отражательная способность будет зависеть ещё и от давления. Следует соблюдать осторожность и в распространении концепции витринита на морские и озёрные серии пород, так как в таких породах частицы, отражательная способность которых измеряется, редко являются витринитами высших растений и в большинстве случаев

Показатель отражения витринита на что влияет. Требования к углям для использования в качестве пылеугольного топлива (ПУТ)

Показатель отражения витринита на что влияет. Требования к углям для использования в качестве пылеугольного топлива (ПУТ)

Рис. 1-7. Корреляция отражательной способности витринита, Ro%, и степени углефикации с другими индексами зрелости и с положением зон генерации и разложения нефти и газа Вверху: по (Kalkreuth and Mc Mechan, 1984), внизу по (Tissot et al., 1987).

являются битуминоидами от планктона, ошибочно принимаемые за витринит (Waples, 1985; Durand et al. 1986). По термофизическим свойствам они отличаются от витринита. Аналогичная проблема существует и для континентальных (terrestrial) пород кембрий-ордовика и более древних возрастов. Они не могут содержать витринита, так как высших растений тогда не существовало. Во всех красноцветных формациях ОВ окислено. В известняках витриниты сохраняются реже и, если они присутствуют там, то их отражательная способность может отличаться от значений для нормального витринита той же степени углефикации (Buntebarth and Stegena, 1986).

Определённые ошибки в этом методе оценки катагенеза ОВ будут возникать и вследствие значительных разбросов в измеряемыx значенияx Ro, а также из за того факта, что в разрезе бассейна всегда будут присутствовать горизонты, в которых выделение витринита затруднено или невозможно вовсе. Например, при низких уровнях зрелости выделение витринитовых мацералов представляет большую проблему, и в связи с этим надёжность измерений Ro для значений меньших 0.3 — 0.4% крайне низка (Waples et al. 1992). Зависимость отражательной способности витринита от исходного химического состава витринита будет существенной (Durand et al.1986). Это объясняет тот факт, что большой разброс в значениях Ro% часто наблюдается даже в пределах одного бассейна (Tissot et al.1987). Чтобы сделать ошибку от вариаций в химическом составе витринита минимальной измерения Ro% проводят на образцах правильного витринита, выделенного стандартной процедурой из органической материи континентального происхождения. Не рекомендуется использовать эквивалентные виды витринита в ОВ типов I и II при создании универсальных шкал соответствия значений Ro% степеням преобразования ОВ (Tissot et al. 1987).

И всё же, при разумном учете сделанных замечаний метод оценки уровня зрелости ОВ и контроля через него палеотемпературных условий погружения осадочной толщи по измерениям отражательной способности витринита относится в настоящее время к наиболее надежным и распространённым методам в практике анализа нефетгазоносных бассейнов.

7.3 Использование измерений %Ro и других методов для оценки максимальных температур пород в истории погружения бассейна

Первоначально измерения отражательной способности витринита использовались для оценки максимальных температур T max в истории погружения свит. Для подобных целей в геологических исследованиях применялись и применяются целый ряд методов, таких как (Yalcin et al., 1997): 1) оценки T max по уровню зрелости ОВ (степени углефикации, отражательной способности витринита; 2) оценки, основанные на минералогических изменениях при диагенезе глинистых минералов и кристаллизации иллита; 3) методы, основанные на анализе жидкостных включений, например, температуры гомонизации жидкости; 4) геотермометры, основанные на специфических химических реакциях, например, характеризующих равновесие устойчивых изотопов (Hoefs, 1987) или равновесные состояния системы SiO 2 -Na-K-Ca (Ellis and Mahon, 1977); 5) Физзион-трэк анализ (анализ распределения следов от деления радиоактивных элементов в аппатите; Green et al., 1989; 1995); 6) на основе комбинации определений радиометрического возраста таких радиометрических систем, как K-Ar, Rb-Sr и U, которые замыкаются при различных температурах (Buntebarch and Stegena, 1986). Так как оценки палеотемператур до сих пор широко распространены в геологической литературе, мы коротко охарактеризуем каждый из этих методов. Начнём изложение с оценок максимальных температур пород по значениям отражательной способности витринита.

Отметим сразу, что развитие методов оценки максимальных температур в истории погружения осадочных свит (T max) связано с тем, что в 70-ые и 80-ые годы прошлого века многие исследователи рассматривали температуру как основной и по сути единственный фактор эволюции зрелости ОВ осадков. Влиянием времени на процесс созревания ОВ при этом пренебрегалось. Считалось, что измеренные (или вычисленные) значения отражательной способности витринита %Rо должны отражать максимальные температуры пород в истории их погружения. Следуя таким взглядам, предлагались различные корреляционные соотношения между значениями T max и отражательной способностью витринита породы в воздухе %R а и в масле %Ro . Например, в работах Аммосова и др. (1980) и Курчикова (1992) предлагается оценивать значения T max по измеренным величинам %R а из соотношения

Для образцов углистых прослоек в породах, из соотношения

Для песчаников и алевролитов и по уравнению

Для глин и аргиллитов. В приведённых выражениях T max выражена в °С. Прайс (Price, 1983) также полагал, что время в один и даже более млн. лет не оказывает заметного влияния на процесс созревания ОВ и на основании этого предложил соотношение, подобное (7-1) – (7-3), связывающее T max с отражательной способностью витринита в масле (%Ro):

T max (°С) = 302.97×log 10 Ro(%) + 187.33 (7-4)

Несколько подобных соотношений было рассмотрено К. Баркером (Barker and Pawlevicz, 1986; Barker, 1988, 1993). Первое из них (Barker and Pawlevicz, 1986):

ln Ro(%) = 0.0078×T max (°С) — 1.2 (5)

опиралось на 600 измерений T max в 35 скважинах различных бассейнов мира. По мнению авторов, оно справедливо в интервале температур 25 £ T max £ 325°C и отражательных способностей витринита 0.2% £ Ro £ 4.0%. К. Баркер (Barker, 1988) предложил соотношение, описывающее ситуации с постоянной скоростью нагревания пород при погружении в бассейне:

T max (°С) = 104×ln Ro(%) + 148. (7-6),

и основанное на кинетической модели созревания витринита (Burnham and Sweeney, 1989). М. Джонсон и др. (Johnsson et al., 1993), анализируя эту формулу, замечают, что она неплохо описывает ситуацию со скоростями нагревания V = 0.1 – 1 °C/млн. лет, но для скоростей V = 10 – 100 °C/млн. лет недооценивает значения T max в области Ro 2%. В своей более поздней работе Баркер (Barker, 1993) предложил ещё один вариант корреляционной связи T max с %Ro, не содержащий ограничения на скорости нагревания пород,:

T max (°С) = [ ln(Ro(%) / 0.356) ] / 0.00753 (7-7)

Таким образом, в литературе предлагается достаточно много корреляционных соотношений T max — %Ro. На рис. 2-7 они сопоставлены друг с другом по результатам оценок T max для значений 0.4% £ Ro £ 4.0%.

Показатель отражения витринита на что влияет. Требования к углям для использования в качестве пылеугольного топлива (ПУТ)

Рис. 2-7. Соотношения, связывающие максимальную температуру T max в истории погружения породы с измеренными значениями отражательной способности витринита в масле %Ro, по различным литературным источникам: 1 (для углей), 2 (для песчаников и алевролитов), 3 (для глин и аргиллитов) – (Аммосов и др., 1980; Курчиков, 1992); 4 — (Price, 1983); 5 — (Barker and Pawlevicz, 1986); 6 — (Barker and Pawlevicz, 1986); 7 — (Barker, 1993); 8 — по температуре гомогенизации жидких включений (Tobin and Claxton, 2000).

Из этого рисунка очевиден значительный разброс в значениях T max , отвечающих фиксированным значениям Ro, который достигает 60 — 100°С для зрелости Ro ³ 0.7%. Этот разброс однозначно свидетельствует о том, что значение температуры (пусть даже и максимальное) одно не может определять зрелость ОВ в породах, и что время выдержки температуры играет заметную роль в созревании ОВ. Не исключено, что в отдельных интервалах Ro и в особых условиях осадконакопления (типа тех, что обеспечивают неизменную скорость прогревания пород) некоторые из приведённых соотношений неплохо описывают ситуацию, но как показывают исследования (см. ниже), одни и те же значения %Ro могут быть достигнуты, например, при более низких температурах но с большим временем выдержки породы (см. ниже). По этой причине всегда находится бассейн и формация с соответствующим интервалом зрелости и температур, для которых оценки по соотношениям (7-1) – (7-7) будут приводить к заметным ошибкам. Это обстоятельство имело следствием то, что популярность выписанных соотношений заметно снизилась за последние 10-15 лет.

Другим распространённым методом оценки палеотемператур пород в бассейнах является определение T max по анализу состава жидкостей, захваченных в процессе диагенеза матрицей пород. Применение метода возможно при выполнении следующих условий (Burruss 1989): 1) включение является однофазной жидкостью, 2) объём этой жидкоcти не меняется после её захвата породой, 3) состав её также оставался неизменным, 4) влияние давления на состав жидкости заранее известно, 5) время и механизм улавливания жидкости также известны. Перечисленные условия говорят о том, что необходима известная осторожность в применении метода (Burruss 1989). Во-первых, необходимы детальные петрографические исследования, чтобы установить относительное время формирования жидкого включения. Во-вторых, необходим тщательный анализ тектонического развития района и истории погружения бассейна для детализации истории вмещающих пород. Необходим также анализ фазового поведения и химического состава захваченной жидкости. Но и после этого остаются две важных проблемы — одна, связанная с предположением о неизменности химического состава жидкости после её захвата матрицей породы (имеются убедительные свидетельства, что это не всегда так), и другая, связанная с определением величины и типа давления, существовавшего в период вмещения жидкости — было ли оно литостатическим или гидростатическим (Burruss 1989). В случае, если все указанные проблемы решены, температура породы на момент захвата жидкости определяется по соответствующей Р-Т диаграмме равновесия жидкой и твёрдой фаз исследуемого вещества. В развитие этого метода Тобин и Клакстон (Tobin and Claxton, 2000) предложили использовать корреляционную связь температуры гомогенизации жидких включений T hom и отражательной способности витринита Ro% (Рис. 2-7):

Ro% = 1.9532 ´ log T hom – 2.9428 (7-8)

Они установили, что при использовании «идеального» ряда измерений соотношение (7-8) выполняется с коэффициентом корреляции 0.973 и дисперсией данных менее 0.12% Ro. Если же используется весь ряд мировых данных то соотношение вида:

Ro = 2.1113 ´ log T hom – 3.2640 (7-9)

будет выполняться c коэффициентом корреляции 0.81 и максимальной дисперсией данных менее 0.32% Ro (Tobin and Claxton, 2000). Температуру гомогенизации T hom часто используют как оценку максимальной температуры пород T max в процессе её погружения в бассейне. Однако, рис. 2-7 показывает, что кривая, построенная по формуле (7-9), заметно отличается от оценок T max по формулам (7-1) – (7-7), пересекая остальные линии на рис. 2-7. Она явно занижает температуры для Ro 2% (Th = 540, 930 и 1600°C для Ro=2.5, 3 и 3.5%, соответственно).

Рис.3-7 Изменение изотопного отношения d 13 C с глубиной для газового месторождения бассейна Анадарко (США; Price, 1995).

В ряде работ (Rooney et al., 1995; Price, 1995 и др.) для оценки температуры генерации углеводородов предлагается использовать изменение изотопного состава углерода в ходе катагенеза ОВ (рис. 3-7) . Результаты экспериментов по генерации газов ОВ типа II (материнские породы бассейнов Делавар и Вал-Верде в западном Техасе) при постоянной скорости нагревания пород 1°С/мин (левый рис. 4-7 ; Rooney et al., 1995) демонстрируют заметное изменение изотопного состава газов

Показатель отражения витринита на что влияет. Требования к углям для использования в качестве пылеугольного топлива (ПУТ)Показатель отражения витринита на что влияет. Требования к углям для использования в качестве пылеугольного топлива (ПУТ)

Рис. 4-7. Температура генерации газа и изотопное отношение d 13 C для метана (d 13 C 1), этана (d 13 C 2) и пропана (d 13 C 3), генерированных керогеном типа II материнских пород бассейнов Делавар и Вал-Верде в западном Техасе при скорости нагревания пород 1°С/мин (левый рис., по Rooney et al., 1995) и Изотопное отношение d 13 C для метана, генерированного при различных температурах в ходе гидроидного пиролиза образцов пород с ОВ различного типа (правый рис., по Price, 1995).

с температурой и тем самым подтверждают принципиальную возможность использования этой зависимости для оценки температуры генерации газов ОВ данного типа. О том же говорят и результаты гидроидного пиролиза образцов пород с ОВ различного типа, приведённые на левом рис. 4-7. Они также наглядно демонстрируют изменение изотопного отношения d 13 C для метана, генерированного при разных температурах (Price, 1995). Однако, эти эксперименты указывают и на крайне высокую чувствительность изменений d 13 C к вариациям в составе и типе ОВ, в силу чего применение метода возможно лишь после детального анализа состава ОВ и получения соответствующих зависимостей именно для анализируемого типа вещества. Широкий разброс в значениях d 13 C с глубиной, показанный на рис. 3-7 для типичного разреза осадочного бассейна, в основном и вызван вариациями в составе и типе ОВ в породах макро и микро слоёв разреза. Такой разброс сильно ограничивает достоверность оценок температур по изотопным отношениям в газах реальных осадочных разрезов.

Процесс преобразования смектита в иллит в глинистых минералах также иногда используется для контроля палеотемпературных условий в бассейнах. Однако, рис. 5-7 показывает, что интервалы температур, характерные для процесса, довольно широки. Такой разброс по температурам не удивителен, так как лабораторные исследования показывают, что процесс преобразования смектита в иллит управляется кинетической реакцией 6-ого порядка (Pytte and Reynolds, 1989) и, следовательно, время влияет на скорости этих переходов наряду с температурой. Подробнее эти реакции будут рассмотрены в заключительном разделе этой главы, здесь же отметим, что разумные оценки температуры перехода смектита в иллит возможны лишь для изотермического варианта преобразования минералов, но и тогда погрешность метода будет заметной.

Показатель отражения витринита на что влияет. Требования к углям для использования в качестве пылеугольного топлива (ПУТ)

Рис.5-7 Преобразование глинистых минералов по данным анализа образцов из 10 скважин Северного моря (Dypvik, 1983). Процессы исчезновения смектита и слоёв иллита разных уровней в смешаннослойных смектит-иллитовых глинистых минералах привязаны к значениям температур и отражательной способности витринита.

Рассчитываются показатели отражательной способности витринита как на воздухе R а, так и в масляной иммерсии R o . r . По значению R o . r оценивается класс каменного угля в промышленно – генетической классификации (ГОСТ 25543-88).

На рис. 2.1 приведена связь между расчётным значением параметра и показателем отражения витринита на воздухе R а.

Между и R а имеется тесная корреляционная связь: коэффициент парной корреляции r = 0,996, детерминации – 0,992.


Показатель отражения витринита на что влияет. Требования к углям для использования в качестве пылеугольного топлива (ПУТ)

Рис.2.1. Взаимосвязь между параметром каменного угля и показателем

отражения витринита на воздухе R а (светлые и тёмные точки –

Представленная зависимость описывается уравнением:

R а = 1,17 — 2,01. (2.6)

Между расчётным значением и показателем отражения витринита в масляной иммерсии R о. r связь нелинейная. Результаты исследований показали, что имеется прямолинейная связь структурного параметра витринита ( Vt) с показателями липтинита ( L) и инертинита ( I).

Для углей Кузбасса взаимосвязь между показателями R о. r и следующая:

R о. r = 5,493 — 1,3797 + 0,09689 2 . (2.7)

На рис.2.2 приведена взаимосвязь между показателями отражения витринита в масляной иммерсии R о. r (оп) и вычисленном по уравнению (2.7) R o . r (выч).

Показатель отражения витринита на что влияет. Требования к углям для использования в качестве пылеугольного топлива (ПУТ)

Рис.2.2. Корреляция между опытными R о. r (оп) и вычисленными R o . r (выч)

значениями показателя отражения витринита углей Кузбасса

Представленная на рис. 2.2 графическая зависимость характеризуется следующими статистическими показателями: r = 0,990; R 2 = 0,9801.

Таким образом, параметр однозначно характеризует степень метаморфизма каменных углей.

2.3.Действительная плотность угля d r

Является важнейшей физической характеристикой ТГИ. Используется

при расчёте пористости топлив, процессов и аппаратов их переработки и др.

Действительная плотность угляd r рассчитывается по аддитивности с учётом содержания в нём количества молей углерода, водорода, азота, кислорода и серы, а также минеральных компонентов по уравнению:

d = V o d + ΣV Mi d Mi + 0,021, (2.8)

где V о и V – объёмное содержание в угле органической массы и отдельных минеральных примесей в долях единицы, %;

d и d Mi – значения действительных плотностей органической массы угля и минеральных примесей;

0,021- поправочный коэффициент.

Плотность органической массы угля рассчитывается на 100г её массы d 100 ;

d 100 = 100/V 100 , (2.9)

где величина V 100 – объёмное содержание в угле органической массы, доли единицы. Определяется по уравнению:

V 100 = n C + H n H + N n N + O n O + S n S , (2.10)

где n C o , n H o , n N o , n O o и n S o – число молей углерода, водорода, азота и серы в 100г ОМУ;

H , N , O и S – эмпирические коэффициенты, определённые экспериментально для различных углей.

Уравнение для расчета V 100 витринита углей в интервале содержания в ОМУ углерода от 70,5% до 95,0% имеет вид

V 100 = 5,35 C o + 5,32 H o + 81,61 N o + 4,06 O o + 119,20 S o (2.11)

На рис.2.3 приведена графическая зависимость между расчётными и действительными значениями плотности витринита углей, т.е. d = (d )

Между значениями истинной плотности витринита расчетной и экспериментальной имеется тесная корреляционная связь. При этом коэффициент множественной корреляции составляет 0,998, детерминации – 0,9960.

Показатель отражения витринита на что влияет. Требования к углям для использования в качестве пылеугольного топлива (ПУТ)

Рис.2.3. Сопоставление расчётных и экспериментальных

значений истинной плотности витринита

Выход летучих веществ

Рассчитывается по уравнению:

V daf = V x Vt + V x L + V x I (2.12)

где x Vt ,x L и x I – доля витринита, липтинита и инертинита в составе угля (x Vt + x L + x I = 1);

V , V и V – зависимость выхода летучих веществ из витринита, липтинита и инертинита от параметра :

V = 63,608 + (2,389 – 0,6527 Vt) Vt , (2.7)

V = 109,344 – 8,439 L , (2.8)

V = 20,23 exp [ (0,4478 – 0,1218 L) ( L – 10,26)], (2.9)

где Vt , L и I – значения параметров , рассчитанные для витринита, липтинита и инертинита по их элементному составу.

На рис.2.4 представлена связь расчётного выхода летучих веществ на сухое беззольное состояние с определённым по ГОСТ. Коэффициент парной корреляции r = 0,986 и детерминации R 2 = 0,972.

Показатель отражения витринита на что влияет. Требования к углям для использования в качестве пылеугольного топлива (ПУТ)

Рис.2.4. Сопоставление опытных V daf (оп) и расчётных V daf (расч) значе

ний выхода летучих веществ из петрографически неоднородных углей

Взаимосвязь параметра с выходом летучих веществ из углей месторождений ЮАР,США и Австралии представлена на рис. 2.5.

Показатель отражения витринита на что влияет. Требования к углям для использования в качестве пылеугольного топлива (ПУТ)

Рис.2.5.Зависимость выхода летучих веществ V daf от структурно — химического

параметра витринитовых углей:

1 – Кузнецкого угольного бассейна;

2 – месторождений угля ЮАР, США и Австралии.

Как следует из данных рисунка связь с выходом летучих веществ указанных стран очень тесная. Коэффициент парной корреляции составляет 0,969, детерминации — 0,939. Таким образом параметр с высокой достоверностью позволяет прогнозировать выход летучих веществ из каменных углей мировых месторождений.

Теплота сгорания Q

Важнейшая характеристика ТГИ как энергетического топлива показывает возможное количество тепла, которое выделяется при сжигании 1кг твёрдого или жидкого или 1м 3 газообразного топлив.

Различают высшую (Q S) и низшую (Q i) теплоты сгорания топлив.

Высшая теплота сгорания определяется в колориметре с учётом теплоты конденсации водяных паров, образовавшихся при сгорании топлива.

Расчёт теплоты сгорания твёрдого топлива производится по формуле Д.И.Менделеева на основании данных элементного состава:

Q = 4,184 [ 81C daf +300H daf +26 (S — O daf)], (2.16)

где Q — низшая теплота сгорания, кДж/кг;

4,184 –коэффициент перевода ккал в мДж.

Данные результатов исследований ТГИ показали, что учитывая неидентичные условия углеобразования угольных бассейнов значение коэффициентов при C daf , H daf , S и O daf будут отличными и формула для расчёта теплоты сгорания имеет вид:

где q C , q H , q SO – коэффициенты, определяемые экспериментально для различных угольных месторождений.

В табл. 2.1 приведены уравнения регрессии для расчёта низшей теплоты сгорания углей различных месторождений ТГИ Российской Федерации.

Таблица 2.1 — Уравнения для расчёта низшей теплоты сгорания по бомбе углей

различных бассейнов Российской Федерации

Представленные в таблице значения коэффициента парной корреляции между теплотами сгорания расчётными по уравнениям и определёнными по бомбе показывают их тесную корреляционную связь. При этом коэффициент детерминации изменяется в пределах 0,9804 – 0,9880.

Количество фюзенизированных компонентов ∑ОК определяют категорию каменного угля и позволяют в комплексе с другими показателями дать оценку использования угля в технологии коксования.

Параметр ∑ОК представляет собой сумму содержания в угле инертинита I и части (2/3) семивитринита S v:

∑ОК = I+ 2/3 S v . (2.18)

Результатами исследований показано, что наиболее тесно содержание в углях отощающих компонентов коррелируется с совместным влиянием параметров и H/C. Уравнение для расчёта ∑ОК имеет вид:

∑ОК = b 0 + b 1 + b 2 (H/C) + b 3 (H/C) + b 4 (H/C) 2 +b 5 2 . (2.19)

Коэффициент парной корреляции взаимосвязи ∑ОК различных марок углей и шихт Кузнецкого бассейна изменяется от 0,891 до 0,956.

Установлено, что более высокая взаимосвязь расчётных значений ∑ОК по уравнениям и определённых экспериментально у среднеметаморфизованных углей. Взаимосвязь ∑ОК с углями более высокой степени метаморфизма снижается.

Из всех микрокомпонентов ОВ самым лучшим с точки зрения показательности при изучении степени катагенетического преобразования является витринит. Дело в том что, для надежной диагностики необходим микрокомпонент, который должен иметь закономерное изменение свойств в процессе преобразования, в то же время он должен быть широко распространен в ОВ. Витринит отвечает всем вышеуказанным требованиям, в отличие от остальных микрокомпонентов углей и РОВ. Которые либо сливаются с общей органической массой углей уже на средних стадиях катагенеза (лейптинит), либо слабо и неравномерно реагирующими на изменение параметров окружающей среды(фюзинит). И только витринит меняет свои свойства закономерно постепенно и очень легок в диагностике.

Именно на основании отражательной способности витринита построено большинство шкал для определения степени катагенеза. Кроме него используются и другие микрокомпоненты РОВ, но в меньшей степени. В основе метода лежит закономерность повышения блеска в процессе катагенеза. Это легко можно увидеть визуально, если рассмотреть изменение блеска углей в процессе их изменение. Не требуется особых приборов, чтобы заметить, что блеск антрацита, например, намного выше блеска, бурого угля. Отражательная способность тесно связана с внутренним строением вещества, а именно со степенью упаковки частиц в веществе. От этого как раз она и зависит. Конечно, изучение степени катагенеза по отражательной способности проводится с использованием специального оборудования, например, установка ПООС-I прибор состоит из поляризационного микроскопа, оптической насадки, фотоэлектронного умножителя (ФЭУ) и регистрирующего устройства. При проведении исследования сравниваются фототоки, вызванные светом, отраженным от поверхности образца и эталона.

Итак, за эталон при проведении исследований принят витринит, точнее его отражательная способность. Она измеряется при помощи различных фотометров и эталонов в воздухе и иммерсионной среде при строго перпендикулярном падении света на хорошо отполированную поверхность образца. Измерения проводятся лишь в узком диапазоне длин волн: от 525 до 552 нм. Это ограничение связано с техническими характеристиками прибора. За эталон принята длинна волны 546,1 нм, но небольшие колебание вокруг этого значения, практически не оказывает заметного влияния на значение измерения. Образец закрепляется на столике микроскопа и останавливается так, чтобы его поверхность была перпендикулярна оси оптической насадки. Как было сказано выше, мы измеряем интенсивность отраженного света поочередно у образца и эталона при помощи ФЭУ. По определению, отражательная способность — способность отражать часть света падающего на поверхность. Если перевести это на числовой язык, то это отношение отраженного света к падающему.

Что можно записать, как:

Где I1 — это интенсивность отраженного света, а I2 — это интенсивность падающего света. Практически же при проведении измерений используется формула

Здесь R — искомый показатель отражения, d — показания прибора при измерении исследуемого вещества, а R1, соответственно, — показатель отражения эталона и d1- показания прибора при измерении эталона. Если настроить прибор-приемник на нулевое значение для эталона, тогда формула упрощается до R=d.

Кроме витринита, для проведения измерений используются и другие микрокомпоненты ОВ. Некоторые из них обладают свойством анизотропии отражательной способности. Обычно применяется три параметра измерения: Rmax Rmin Rcp. Повышение анизотропии витринита в процессе катагенеза связано в основном с процессом постепенного упорядочивания ароматических гуминовых мицелл, связанного с повышением давления с увеличением глубины погружения. Измерения в случае анизотропного препарата идейно ничем не отличаются от измерения однородного образца, но проводится несколько измерений. При этом столик микроскопа вращается на 360? с промежутками по90?. Всегда детектируется два положения с максимальным показателем отражательной способности и два с минимальной. Угол между каждыми из них составляет 180?. Измерения проводятся для нескольких фрагментов породы, и позже вычисляется среднее значение. Как среднее арифметическое средних значений максимального и минимального измерения:

Можно сразу определять среднее значение, выбирая угол поворота 45? от максимального или минимального значения, но это измерение верно только при изучении слабо преобразованного ОВ.

При проведении исследований, возникает несколько проблем, связанных с технологией. Например, если мы имеем породу, с низким общим содержанием ОВ то появляется необходимость специальной обработки образца и перевода его в форму концентрированных аншлифов-брикетов. Но в процессе получения концентратов исходное органическое вещество подвергается химической обработке, что не может не сказаться на оптических свойствах вещества. Кроме того теряется информация о структуре органического вещества породы. Искажения в измерениях может внести и то, что технология процесса приготовления препарата не стандартизировано и готовность образца обычно определяется визуально. Проблему представляет так же физические свойства пород, такие например как сильная минерализация или хрупкость угля, в этом случае приходится изучать отражательную способность на той площади поверхности, которую удалось получить. Если правильно выбрать участок, то окружающие дефекты практически не влияют на измерения. Но принципиально количественные величины ошибок, практически не влияют на определение стадии катагенеза.

Образцы изучаются, обычно в условиях обычной воздушной среды, это легко, быстро. Но если необходимо детальное изучение под большим увеличением, применяют иммерсионные среды, обычно это кедровое масло. Оба измерения верны и каждый из них используется, но каждый в своем определенном случае. Преимущества измерений в иммерсионной среде заключаются в том, что они позволяют изучать частицы с малой размерностью, кроме того, повышается резкость, что позволяет более детально диагностировать степень катагенеза.

Дополнительной трудностью при исследованиях является диагностика микрокомпонентов ОВ так как они обычно определяются в проходящем свете. В то время как отражательная способность, очевидно в отраженном. Поэтому. Обычно в процессе исследований комбинируют два метода. То есть попеременно используют проходящий и отраженный свет для изучения одного и того же фрагмента РОВ. Для этого обычно используются двусторонне полированные шлифы. В них после просмотра и определения микрокомпонента в проходящем свете освещение переключается и проводятся замеры в отраженном свете.

Витринит может использоваться не только для определения степени преобразованности органического вещества, но и для определения его отношения к породе. У сингенетичного витринита форма фрагментов обычно удлиненная, расположены частицы параллельно плоскостям напластования и, обычно обладают клеточной структурой. Если же мы имеем дело с частицами витринита округлой, окатанной формы, то скорее всего это переотложенное вещество.

Знание основ процессов углеобразования и условий применимости твёрдого топлива в металлургии позволяет гибко управлять технологическими процессами и экономической эффективностью производства чугуна и стали.

Использование горючих ископаемых в металлургии насчитывает на одну сотню лет. Исходный материал и условия образования ископаемых топлив стали причиной их видового разнообразия. Современная металлургия предъявляет высокие требования к качеству сырья, в т.ч. к коксу и вдуваемым добавкам. Знание основ процессов углеобразования и условий применимости твёрдого топлива в металлургии позволяет гибко управлять технологическими процессами и экономической эффективностью производства чугуна и стали.

Состав и структура исходного растительного материала

Сложившаяся к настоящему времени теория образования углей подразумевает происхождение горючих ископаемых из растительной массы, прошедшей определённый метаморфизм в течение длительного периода времени.

В образовании исходного материала для всех горючих ископаемых принимали участие разнообразные растения, начиная с одноклеточных водорослей и заканчивая деревьями. По современным представлениям в структуре растений выделяются вещества следующих химических групп: жиры, воски, смолы, углеводные комплексы (целлюлозы и пектиновые вещества), лигнин, белки.

Жиры широко распространены в растениях: в них насчитывают около 1700 различных видов жиров. По химическому составу жиры являются сложными эфирами трёхатомного спирта – глицерина – и предельных и непредельных кислот жирного ряда (монокарбоновых, с нормальной углеродной цепью и чётным числом атомов углерода). Жиры не растворимы в воде, но легко растворяются в диэтиловом эфире, сероуглероде, бензине, ароматических углеводородах.

Воски – это сложные эфиры высших монокарбоновых кислот и высших первичных одноатомных спиртов нормального строения. Воски в растениях покрывают тончайшим слоем стебли, листья, оболочки спор, предохраняя их от внешних воздействий. Воски имеют высокую для органических материалов температуру плавления (70. 72 °С). Они представляют собой исключительно устойчивые вещества и благодаря своей стабильности почти всегда присутствуют в углях.

Смолы . Растительные смолы представляют собой смесь различных органических соединений (кислот, сложных эфиров, спиртов, фенолов и углеводородов). Смолы присущи высшим растениям, в которых они находятся в растворах эфирных масел (бальзамы). В растениях бальзамами заполнены смоляные ходы. При повреждении растения обильно выделяются смоляные концентраты, которые быстро густеют на воздухе в результате испарения эфирных масел, а также вследствие частичной полимеризации смоляных веществ. Такие сгустки твёрдой смолы доходят до нас в виде смоляных конкреций, вкрапленных в органическую часть угля.

Целлюлоза (С6Н10О5) – основной строительный материал растительных тканей, придающий растениям механическую прочность.

Гемицеллюлозы (гетерополисахариды) являются сложными органическими соединениями, при гидролизе которых получаются простейшие сахара (пентозы, гексозы и т.д.).

Пектиновые вещества – выполняют опорную функцию в стенках растительных клеток, молодых плодах и тканях.

Лигнин представляет собой полимер ароматической природы. Участвует в формировании клеточных стенок растений. Образование лигнина характерно только для сосудистых растений. В период эволюции (выход растений на сушу) сосудистые растения приобрели свойство вырабатывать ферменты, способные образовывать лигнин из углеводов. Лигнин играет роль цементирующего вещества, склеивающего пучки целлюлозных волокон, и составляет, таким образом, основную часть древесины. Примерное содержание лигнина в некоторых растениях (% масс.) составляет: бук – 22, ель – 27, древовидная люцерна – 23, плаун – 37, кукушкин лён – 38, сфагнум (особый род мха) – 4,5.

Белки – природные продукты макромолекулярного строения, превращающиеся при гидролизе в альфа-аминокислоты. Одно из важнейших свойств белков, отсутствующее у других растительных химических групп – специфичность.

Элементный состав углеобразователей приведён в табл. 1:

Таблица 1. Элементный состав углеобразователей

Количественное содержание химических групп веществ в различных видах растений приведено в табл. 2.

Таблица 2. Содержание в растениях основных групп химических веществ, % (масс.)

Исходный растительный материал и его превращения в ходе процессов углеобразования

В зависимости от состава исходного растительного материала угли делятся на гумусовые, сапропелитовые, липтобиолитовые и смешанные.

Гумусовые угли образуются из наземных растений.

Липтобиолитовые угли образуются также из наземной растительности, но из наиболее стойких в естественных условиях компонентов растений – покровных тканей (кутикулы, кора, смолы, споры, пыльца).

Сапропелитовые угли образуются исключительно из скоплений водорослей – зелёных, сине-зелёных.

Смешанные угли представляют собой продукт совместных превращений различной наземной и водной растительности.

Наряду с исходным материалом на состав и свойства углей оказывают влияние и физико-географические условия, при которых происходило накопление растительного материала. Это понятие охватывает ландшафтную обстановку, подразделяемую на озёрную, болотную, морскую, лагунную и т.д., и физико-химические (гидрохимические и микробиологические) её особенности, включающие солёность, проточность, застойность и др.

Важнейшим условием, обеспечивающим возможность формирования каменного угля, является отсутствие доступа к исходному материалу кислорода воздуха. Условия формирования и виды углей приведены в табл. 3.

Таблица 3. Условия формирования и виды углей

Исходное вещество углей (основная масса)

Условия формирования на стадии диагенеза

Лигнин и целлюлоза

Восстановительная среда застойных грунтовых вод, обогащённых гуминовыми кислотами.

Щелочная фенольная среда. Присутствие сфагнума.

Кларен (витрен, микринит, фюзен)

Дюрен (от лат. duris (твердый)

Полосчатый уголь (Сплинт или “антраксилон” от антракс (уголь) и ксилон (дерево)

Неполосчатый уголь (“аттритус”

лат. attritys (истёртый)

Сапропелиты (останки низших растений, водоросли – от греч. sapros– (гнилой) и pelos– (грязь)

Накопление в замкнутых озёрных и лагунных водоёмах.

Кеннель, Богхед, Торбанит, Сланцы

Коксующимися могут быть только гумусовые, полосчатые угли, т.е. клареновые угли:

  • кларен (лат. clarus – блестящий) – уголь, слагаемый богатыми углеродом и микропримесями составляющими: витреном, микринитом и фюзеном.
  • витрен, витрит, витринит (лат. vitrum – стекло) – чёрная блестящая, богатая углеводородами растительная ткань – основной носитель спекающих свойств. Образует «линзы» и «слои» в основной массе угля.
  • микринит – чёрный матовый компонент из спор растений.
  • фюзен, фюзинит (франц. fusain – линза) – чёрный порошкообразный, подобный древесному углю с шелковистым блеском.

Классификация углей по степени метаморфизма

Различия в исходном материале, степени обводнённости торфяников, химическом составе среды и фациальных обстановках осадко- и торфонакопления, обусловливающие направленность и интенсивность протекания окислительных и восстановительных микробиологических процессов, создали в торфяной стадии основу для образования различных генетических типов углей. Торфообразование и торфонакопление завершались перекрытием торфяника осадками, образующими породы кровли. Происходившие при относительно невысоких температурах и давлении диагенетические (уплотнение, дегидратация осадков, газовыделение) и биохимические процессы восстановительного характера приводили к превращению торфа в бурый уголь.

Угли, включающие слабо разложившиеся древесные остатки, сцементированные землистым углём, называемые лигнитами.

Бурые угли – одна из разновидностей углей – имеют широкое распространение. Доля запасов бурых углей и лигнитов в мировых запасах углей – 42%. Неглубокое залегание и большая мощность угольных пластов позволяют широко применять открытый способ разработки, экономические и технические преимущества которого во многом компенсируют относительно низкое качество сырья.

В результате длительного воздействия повышенных температур и давления бурые угли преобразуются в каменные угли, а последние – в антрациты. Необратимый процесс постепенного изменения химического состава (прежде всего в направлении обуглероживания), физических и технологических свойств органического вещества в преобразованиях от торфа до антрацита называются углефикацией. Углефикация на стадиях превращения бурых углей в каменные и последних в антрациты, обусловленная происходящими в земной коре процессами, носит название метаморфизма углей. Выделяют три основных вида метаморфизма углей:

  • региональный, вызванный воздействием внутренней теплоты Земли и давления перекрывающей толщи пород при погружении углей в глубь земной коры;
  • термальный – под влиянием тепла, выделяемого магматическими телами, перекрывшими или внедрившимися в угленосную толщу, либо в подстилающие её отложения;
  • контактовый – под воздействием тепла изверженных пород, внедрившихся в угольные пласты или пересекших их непосредственно; проблематично признаётся возможным метаморфизм углей за счёт повышения температур в областях проявления тектонических сжимающих и скалывающих) усилий – динамометаморфизма.

Структурно-молекулярная перестройка органического вещества при метаморфизме углей сопровождается последовательным повышением в них относительного содержания углерода, снижением содержания кислорода, выхода летучих веществ; в определённых закономерностях с экстремальными значениями на средних стадиях углефикации изменяются содержание водорода, теплота сгорания, твёрдость, плотность, хрупкость, оптические, электрические и др. физические свойства углей. Для определения этих стадий используются: выход летучих веществ, содержание углерода, микротвёрдость и др. особенности химического состава и физических свойств углей. Наиболее эффективен метод определения стадии углефикации по отражательной способности витринита.

Каменные угли на средних стадиях метаморфизма приобретают спекающие свойства – способность гелифицированных и липоидных компонентов органического вещества переходить при нагревании в определённых условиях в пластического состояние и образовывать пористый монолит – кокс. Относительное количество запасов углей с высокой спекающейся способностью составляет 10. 15% от общих запасов каменных углей, что связано с более высокой интенсивностью преобразования органических вещества на средних стадиях метаморфизма. Спекающиеся угли возникают при температурах примерно от 130 до 160. 180 °С при общем диапазоне температур, обусловливающих протекание метаморфизма углей, от 70. 90 °С для длиннопламенных углей до 300. 350 °С для антрацитов. Наиболее высококачественные спекающиеся угли формировались в бассейнах, испытавших региональный метаморфизм при глубоком погружении угленосной толщи. При термальном и контактовом метаморфизме в связи с резким изменением температур и невысоким давлением преобразование органического вещества протекает неравномерно и качество углей отличается невыдержанностью технологических свойств. Породы угленосных формаций наряду с метаморфизмом углей испытывают катагенетические преобразования.

В зонах аэрации и активного действия подземных вод вблизи поверхности Земли угли подвергаются окислению. По своему воздействию на химический состав и физические свойства углей окисление имеет обратную направленность по сравнению с метаморфизмом: угли утрачивают прочностные свойства (до превращения их в сажистое вещество) и спекаемость; в них возрастает относительное содержание кислорода, снижается количество углерода, увеличиваются влажность и зольность, резко снижается теплота сгорания. Глубина окисления углей в зависимости от современного и древнего рельефа, положения зеркала грунтовых вод, характера климатических условий, вещественного состава и метаморфизма углей колеблется от 0 до 100 м по вертикали.

Различия в вещественном составе и степени метаморфизма обусловили большую дифференциацию технологических свойств углей. Для установления рационального направления промышленного использования углей подразделяются на марки и технологические группы; в основу такого подразделения положены параметры, характеризующие поведение углей в процессе термического воздействия на них. Границей между бурыми и каменными углями принята высшая теплота сгорания рабочей массы беззольного угля, равная 5700 ккал/кг (23,86 МДж).

Ведущий показатель при использовании углей в энергетических целях – низшая теплота сгорания – в пересчёте на рабочее топливо колеблется в пределах (ккал/кг): 2000. 5000 (8,372. 20,930 МДж) для бурых, 4100. 6900 (17,162. 28,893 МДж) для каменных углей и 5700. 6400 (23,86. 26,79 МДж) для антрацитов. Пониженная величина этого показателя у бурых углей объясняется низкой степенью углефикации органического вещества, слабой уплотнённостью материала и, соответственно, высокой их естественной влажностью, изменяющейся в пределах 15. 58%. По содержанию рабочей влаги бурые угли подразделяются на технологические группы: Б1 с Wp > 40%, Б2 с Wp 30. 40% и Б3 с Wp 33% – высшая теплота сгорания влажной беззольной массы, спекающая способность и коксуемость. Тип угля обозначается кодовым трёхзначным номером, первая цифра которого указывает класс угля (по летучим или теплоте сгорания), вторая – группу (по спекающей способности, определённой методом Рога или индексом вспучивания в тигле), третья – подгруппу (по коксуемости, определённой методами Одибер-Арну или Грей-Кинга). В США и некоторых других странах угли подразделяются на лигниты, суббитуминозные, битуминозные угли и антрациты; классификационными параметрами приняты: для лигнитов, суббитуминозных и битуминозных (с выходом летучих >31%) углей – теплота сгорания беззольной массы, для битуминозных с летучими см. раздел «Скачать/Вспомогательная литература» ), поскольку кокс является единственным твёрдым материалом ниже зоны когезии доменной печи и расходуется здесь с более медленной скоростью, т.е. подвергается более длительному воздействию высоких температур и веса столба шихты. В связи с этим кокс должен быть более прочным физически и устойчивым к химическому воздействию, чтобы обеспечить высокую газопроницаемость шихты.

Показатель прочности кокса после взаимодействия с углекислым газом (CSR – coke stretch reactivity) в значительной степени зависит от химического состава золы, который влияет на реакционную способность кокса.

Состав доменного шлака также оказывает влияние на эффективность вдувания ПУТ – исследователями обнаружен значительный сдерживающий эффект увеличения потерь давления, возникающий в результате использования железорудного сырья с низким содержанием Al2O3.

Особенности сгорания угольной пыли в фурменных очагах доменной печи

Наиболее важным определяющим требованием новой технологи является обеспечение полного сгорания топлива в пределах фурменной зоны доменной печи. Выход частиц пылеугольного топлива за пределы фурменной зоны вызывает снижение коэффициента замены кокса, ухудшение вязкости шлака и газопроницаемости нижней части доменной печи.
Полное сгорание частиц угольной пыли в фурменных очагах определяется фракционным составом угля, содержанием летучих, температурой фурменной зоны и содержанием кислорода в дутье.

На основе теоретических и практических изысканий показано, что в пределах фурменных зон могут полностью сгорать частицы менее 200. 100 мкм. Негативной стороной снижения крупности вдуваемого угля является значительное повышение затрат на подготовку ПУТ, снижение производительности помольного оборудования, увеличение потерь угля и т.д.
Процесс сгорания частицы угля можно разделить на три стадии:

  1. нагрев и выделение летучих веществ;
  2. воспламенение летучих веществ и дегазация;
  3. горение углеродистого остатка и плавление неорганических элементов угля.

Первая стадия подразумевает нагрев частицы угля с температуры окружающей среды до 450 °C, протекает практически мгновенно и занимает не более 5% всего времени горения частицы. Время нагрева прямо пропорционально диаметру частицы и обратно пропорционально температуре вокруг частицы. Причём влияние диаметр частицы на скорость нагрева более значительно.

Показатель отражения витринита на что влияет. Требования к углям для использования в качестве пылеугольного топлива (ПУТ)

В реальности процесс дегазации и третья стадия – горение углеродистого остатка – проходят не строго последовательно, а накладываются друг на друга. Т.е., горение углеродистого остатка начинается до завершения процесса дегазации. Время горения определяется по формуле:

Показатель отражения витринита на что влияет. Требования к углям для использования в качестве пылеугольного топлива (ПУТ)

где ρ – плотность частицы, г/см3; d – диаметр частицы, мм; β – число переноса вещества (см/с), определяемое по уравнению Ранца и Маршалла; C_O2 – концентрация кислорода в газовом пространстве, моль/см3. Горение коксового остатка занимает значительную часть процесса, а время горения прямо пропорционально диаметру частиц, обратно пропорционально содержанию кислорода и на этой стадии не зависит от температуры окружающей среды.

Представленное описание даёт качественную характеристику процесса горения частиц угля в фурменном очаге. В действительности процесс сгорания частиц носит более сложный характер – частицы в ходе горения меняют свою скорость относительно потока, изменяется размер и форма частиц, изменяются коэффициенты тепло- и температуропроводности. Температура газовой среды и содержание кислорода в ней также являются переменными величинами.

Надо отметить, что в фурменном очаге доменной печи условия для сгорания угольной пыли более благоприятные:

  • пыль подаётся в поток горячего дутья с температурой 1100. 1250 °С, движущегося с высокой скоростью, вследствие чего пыль хорошо прогревается и диспергирует;
  • перед фурмами доменной печи имеется значительное пространство с низкой концентрацией циркулирующих кусков кокса и высокой концентрацией кислорода – в этом объёме развит факельный процесс горения угольной пыли;
  • несгоревшие пылинки, попадая на куски нагретого кокса с пленкой расплава могут прилипать к ним и, возвращаясь в фурменную зону сгорать.

Тем не менее, даже в таких условиях часть угольной пыли может не сгорать. Уменьшение размера угольных частиц и увеличение температуры сокращает время, необходимое для полного сгорания. При этом увеличение температуры оказывает большее влияние на полноту процесса, чем размеры частиц.

Произведённые расчёты показывают, что при вдувании в фурменную зону частиц размером 100 мкм и температуре дутья 1000 °С за время нахождения частицы в фурменной зоне (0,01. 0,04 с) сгорит около 60. 80% угля, а остальная часть достигнет границ зоны в виде дегазированных частиц. Дальнейшее поведение несгоревших частиц может развиваться по одному из сценариев:

  • вторичная газификация углерода пыли с помощью СО2;
  • окисление углерода угольной пыли при помощи оксидов жидкой фазы (FeO, SiO2, MnO и т.д.);
  • улавливание частиц шихтой с переходом в нижние слои доменной печи с последующим сгоранием в фурменных очагах.

Согласно расчётам вне зависимости от расхода вдуваемого угля 66% всего несгоревшего угля выносится через колошник, 23% расходуется в реакции газификации углерода, а остальные 11% попадают в центральную зону горна доменной печи.

Исследование состава колошниковой пыли на содержание углерода кокса и вдуваемого угля показало, что в сухой пыли содержание углерода составляет около 55%, из которого 90% – углерод кокса, а 10% – углерод полукокса из угольной пыли. Исходя из общего выноса колошниковой пыли, вынос угольной пыли через колошник составляет около 1% от вдуваемого угля.

Реакционная способность угля, низкое содержание золы, низкая температура воспламенения и минимальное содержание летучих веществ являются наиболее благоприятным сочетанием. Содержание серы и фосфора ограничивается конкретными условиями плавки и требованиями к содержанию этих элементов в чугуне. Таким образом, в отношении качественных характеристик ПУТ и параметров доменной печи эффективность его вдувания определяется следующими принципиальными особенностями:

Топливо и его виды

Компания Celtic Renewables Ltd. совместно с учеными из Эдинбургского университета создала технологию по извлечению из переработанного сырья для виски спиртов — бутанола и этанола. Но в промышленных масштабах производитель намерен вырабатывать именно бутанол, который предполагается использовать не только для заправки автомобилей, но и в качестве топлива для воздушных и морских судов. Преимуществ у бутанола несколько: он на 25% энергоэффективнее по сравнению с этанолом, безопаснее в использовании, хорошо перемешивается с другими видами горючего, не требует изменения системы подачи топлива автомобиля, а также характеризуется низким уровнем выброса парниковых газов в атмосферу при сгорании. Но самое главное, бутанол признан властями Великобритании как биотопливо. По заверениям инноваторов, оригинальное биогорючее с шотландским акцентом станет доступным для британских водителей всего через три года. Ввиду экологической значимости проекта правительство Туманного Альбиона уже выделило на строительство завода в Шотландии грант в размере 11 млрд фунтов стерлингов.

Виды топлива

Альтернативное топливо, несмотря на свое разнообразие, является дорогостоящим и скорее экспериментальным. Поэтому потребители используют привычное, относительно недорогое горючее: дизтопливо, бензин и т.д. А топливные карточки позволят водителю оптимизировать затраты используемого топлива и проконтролировать его потребление.

Ученые очертили следующие виды топлива.

  • Природный газ. Такое топливо сгорает полностью и дает меньше выбросов, загрязняющих окружающую среду. Для использования газа в автомобиле специально перепроектируются двигатели. Природный газ, как топливо, может применяться в виде сжатого газа, так и в виде жидкого газа.
  • Электричество. Автомобиль работает от батарей, заряжающихся при его подключении к обычному источнику питания. Электричество – самый дешевый вид топлива.
  • Водородное топливо – эффективный аккумулятор энергии. Водород опасен, поэтому используется в сочетании с другими видами топлива.
  • Сжиженный нефтяной газ (пропан). Такой газ используется в двигателе после небольших его модификаций. Газ полностью сгорает и его выбросы меньше загрязняют природу по сравнению с бензином.
  • Биодизельное топливо, изготовленное на основе растительных масел (подсолнечное, соевое, рапсовое) и животных жиров. Любое транспортное средство с дизельным двигателем может работать на биодизельном топливе.
  • Метанол (древесный метиловый спирт), который может использоваться в транспортных средствах с метаноловыми двигателями.
  • Этанол (этиловый спирт), получаемый в результате брожения кукурузы, пшеницы, ячменя и дистилляции. Его смешивают с бензином, в результате чего выхлопные газы, полученного таким образом топлива, практически не загрязняют атмосферу.
  • Виды топлива серии Р – это соединение этанола, природного газа и метилтетрагидрофурана. Относительно чистое топливо с высоким октановым числом.

Как альтернативное экспериментальное топливо используются жидкий азот, солнечная энергия, биогаз, газовый конденсат, водяной пар (паровые автомобили), аммиак, диметиловый эфир и т.д.

Некоторые виды альтернативного топлива уже применяются на автозаправочных станциях для заправки автомобилей наряду с бензином и дизтопливом. На АЗС осуществляется заправка по безналу и за наличные.

Компания «РусПетрол» предлагает услуги по оформлению топливных карт для возможности приобретения горючего на выгодных условиях и контроля расхода топлива.

Переработка отходов в топливо в России

В январе 2019 президент страны В. Путин подписал указ о создании компании «Российский экологический оператор», которая станет единым мусорным оператором страны в форме публично-правовой компании (ППК); функции учредителя будет осуществлять Минприроды. Оператор будет заниматься госпрограммами по обращению с отходами и привлекать инвесторов для проектов по их утилизации.

Отходоперерабатывающие комплексы:
Впервые в рамках отечественных исследований поставлена задача (2011 г.) объединить разрозненные передовые разработки по многим отраслям промышленности.
Будут разработаны несколько вариантов экологически чистых, высокотехнологичных, конкурентоспособных на мировом рынке отходоперерабатывающих комплексов.Оптимизация сырьевых, тепловых, газовых потоков обеспечит максимальное получение жидких топливных фракций и стройматериалов — без каких-либо технологических отходов, кроме сбросных каталитически очищенных газов.
В результате переработки будет выпускаться рентабельная продукция: топливо, присадки, строительные материалы.

На 1-м этапе предполагается комплектация экспериментальной линии для проведения исследований, испытаний, сертификации и патентования.
Данная работа будет проводиться совместно с Фондом «Сколково», участником которого является компания «Русэкойл».

Планируется строительство мобильных или стационарных перерабатывающих комплексов в составе 1-5 однотипных линий с годовым объёмом переработки 50-250 тыс. тонн подготовленных ТБО (вновь образуемых и полигонного захоронения), «хвостов» сортировки, иловых осадков, торфа, углешламов, деревоотходов и другой органики.
В результате переработки будет выпускаться товарной продукция:

  • дизельное топливо
  • химпродукция: (бензол, толуол и нефрас или объединённая фракция БТК),
  • цемент,
  • газопенобетон.

Твердое и газообразное топливо

В некоторых странах третьего мира дрова и древесный уголь до сих пор являются основным топливом, доступным населению для отопления и приготовления пищи (так живёт около половины мирового населения) . Это во многих случаях приводит к вырубке лесомассивов, что в свою очередь приводит к опустыниванию и эрозии почвы. Одним из способов уменьшения зависимости населения от источников древесины является внедрение технологии брикетирования отходов сельского хозяйства или бытового мусора в топливные брикеты. Такие брикеты получают прессованием кашицы, полученной смешиванием отходов с водой на несложном рычажном прессе с последующей сушкой. Такая технология, однако, очень трудоемка и предполагает наличие источника дешевой рабочей силы. Менее примитивным вариантом получения брикетов является использование для этого гидравлических прессовальных машин.

Некоторые газообразные топлива можно считать вариантами синтетического топлива, хотя такое определение может быть спорным, поскольку двигатели, использующие такое топливо, нуждаются в серьёзной модификации. Одним из широко обсуждаемых вариантов уменьшения вклада автотранспортных средств в накопление углекислоты в атмосфере считается использование водорода в качестве топлива. Водородные двигатели не загрязняют окружающую среду и выделяют только водяной пар. В водородно-кислородных топливных элементах используется водород для непосредственного преобразования энергии химической реакции в электрическую.
Поскольку водород получают либо методами, требующими большого расхода электроэнергии, либо окислением углеводородных топлив, экологические и, тем более, экономические преимущества такого топлива весьма спорны.

Полная статья Водородная энергетика.

Диметиловый эфир

Диметиловый эфир получают дегидратацией метанола при 300—400 °C и 2—3 МПа в присутствии гетерогенных катализаторов — алюмосиликатов. Степень превращения метанола в диметиловый эфир — 60 %, в цеолиты — почти 100 %. Диметиловый эфир — экологически чистое топливо без содержания серы, а выброс оксидов азота в выхлопных газах — на 90 % меньше, чем у бензина. Цетановое число диметилового дизеля более 55, при том что у классического нефтяного — от 38 до 53. Применение диметилового эфира не требует специальных фильтров, но необходима переделка систем питания (установка газобаллонного оборудования, корректировка смесеобразования) и зажигания двигателя. Без переделки возможно применение на автомобилях с LPG-двигателями при 30 % содержании метанола в топливе.

Теплота сгорания ДМЭ около 30 МДж/кг, у классических нефтяных топлив — около 42 МДж/кг. Одна из особенностей применения ДМЭ — его более высокая окисляющая способность (благодаря содержанию кислорода), чем у классического топлива.

В июле 2006 года Национальная Комиссия Развития и Реформ (NDRC) (Китай) приняла стандарт использования диметилового эфира в качестве топлива. Китайское правительство будет поддерживать развитие диметилового эфира, как возможную альтернативу дизельному топливу. В ближайшие 5 лет Китай планирует производить 5-10 млн тонн диметилового эфира в год.

Автомобили с двигателями, работающими на диметиловом эфире, разрабатывают KAMAZ, Volvo, Nissan и китайская компания Shanghai Automotive.

Топливо торф

Для ряда районов нашей страны большое значение имеет использование торфа.

Торф является продуктом первой стадии образования ископаемых углей. Он образуется в огромных количествах на дне болот из отмирающих частей болотных мхов. По разведанным запасам торфа СНГ самая богатая страна в мире. Содержание углерода в торфе не превышает 65%.

Главным недостатком торфа как топлива является большой процент золы, остающейся после его сожжения. Используется торф как местное топливо. На торфе работает ряд крупных электростанций.

При сухой перегонке торфа получают торфяной кокс, содержащий очень мало серы, что позволяет применять его для выплавки высококачественного чугуна. Кроме того, при сухой перегонке торфа образуется ряд ценных химических продуктов.

Дрова занимают второстепенное место в общем балансе топлива. В последние годы применение дров в промышленности непрерывно уменьшается.

Бензин как вид топлива.

Еще один вид топлива — бензин. Он необходим для нормального функционирования поршневых двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от искры (принудительным), марки бензина в зависимости от назначения разделяются на авиационные и автомобильные.

Показатель отражения витринита на что влияет. Требования к углям для использования в качестве пылеугольного топлива (ПУТ)

Хотя условия применения автомобильных и авиационных марок бензинов и различны, однако они характеризуются общими показателями качества, которые определяют их основные эксплуатационные и физико-химические свойства.

К современным маркам бензина предъявляется ряд требований, они должны:

— обеспечивать надежную и экономичную работу двигателя;

— при длительном хранении не изменять свойства и состав;

— обладать хорошей испаряемостью, позволяющей получать при любых температурах оптимальный состав однородной топливовоздушной смеси;

— содержать групповой углеродный состав, который обеспечит на всех режимах работы двигателя устойчивый и бездетонационный процесс сгорания;

— не оказывать вредного воздействия на резинотехнические изделия, резервуары и детали топливной системы.

Из-за повышенного загрязнения атмосферы во всем мире, экологические свойства марок бензина (как вида топлива для автомобилей) в последние годы выдвигаются на первый план.

В России основная масса марок бензина вырабатывается по ГОСТ Р 51105-97, ГОСТ 2084-77 и ТУ 38.001165-97. Пять марок бензина предусматривается по ГОСТу 2084-77, в зависимости от их октанового числа: А-72, А-76, А-91, А-93 и А-95. У первых двух марок октановые числа определяются по моторному методу, а у остальных — по исследовательскому. Благодаря увеличению в общем объеме автопарка доли легкового транспорта, значительно возросло потребление высокооктановых марок бензина. На низкооктановые же марки бензина потребность постепенно снижается, например, сейчас почти не производится бензин марки А-72, поскольку отсутствует эксплуатируемая на нем техника.

На сегодня самым востребованным является бензин марки А-92, его вырабатывают по ТУ 38.001165-97. По-прежнему очень высокую долю в общем объеме производстве составляет марка бензина А-76.

По указанным ТУ производятся также вид топлива бензина А-80 и А-96, которые в основном предназначены для поставки на экспорт. Использование этиловой жидкости допускается при производстве марок бензина А-76, А-80, А-91, А-92 и А-96. Высокооктановый бензин марки АИ-98 вырабатывается по ТУ 38.401-58-127-95 и ТУ 38.401-58-122-95. Производство малоэтилированного бензина марки А-91, который содержит 0,15 г/дм3 свинца, осуществляется по отдельным ТУ 38.401-58-86-94. Не допустимым является применение алкилсвинцовых антидетонаторов при производстве бензина марок А-95 и А-98.

Все марки бензина, которые вырабатываются по ГОСТ 2084-77 делятся на летние и зимние, в зависимости от показателей их испаряемости. Зимние бензины применяются на протяжении всех сезонов в северных и северо-восточных районах, а в остальных районах их используют только с 1 октября по 1 апреля. Летние применяются с 1 апреля по 1 октября во всех районах, кроме северных и северо-восточных, а в южных районах допускается в течении всех сезонов применять летние марки бензина.

От общепринятых международных норм существенно отличаются параметры марок бензина, которые производятся по ГОСТ 2084-77. Чтобы повысить конкурентноспособность марок российского бензина и довести их качество до уровня установленных европейских стандартов был разработан ГОСТ Р 51105-97 «Топлива для двигателей внутреннего сгорания. Неэтилированный бензин. Технические условия», который начал действовать с 01.01.99 г. Данным стандартом не заменяется ГОСТ 2084-77, предусматривающий выпуск этилированных и неэтилированных марок бензина. Производиться по ГОСТ Р 51105-97 будут только неэтилированные марки бензина (с максимальным содержанием свинца, не превышающим 0,01 г/дм3).

• Альтернативные виды топлива для автомобилей

В последнее время все более популярной темй для обсуждения среди водителей становятся альтернативные виды топлива. Традиционные, бензин и ДТ, уже не удовлетворяют по многим показателям, прежде всего из-за высокой стоимости. Так на что же можно заменить «бенз» и «солярку», чтобы машина ехала, как и прежде, но при этом затраты были меньше? Подробнее – далее в нашем обзоре.

Показатель отражения витринита на что влияет. Требования к углям для использования в качестве пылеугольного топлива (ПУТ)

Биоэтанол

Показатель отражения витринита на что влияет. Требования к углям для использования в качестве пылеугольного топлива (ПУТ)

Биоэтанол – это спирт, который получают из растений, таких как сахарный тростник, кукуруза, злаки. Его подмешивают к бензину или дизельному топливу, чтобы получилось топливо, которое можно использовать в серийных автомобилях. Согласно исследований, лично проведенных автором статьи в университетской лаборатории, даже в старые «Жигули» можно добавлять до 30% спирта, не опасаясь за работоспособность мотора. А современные инжекторные моторы благодаря компьютерному управлению могут еще больше. Автомобиль будет работать и на топливах с концентрацией этанола до 85%, но нужно перепрошивать блок управления. При этом существенно растет расход, но уменьшается вероятность детонации, меньше загрязняются детали двиагетля.

А с точки зрения экологии биоэтанол предпочительнее бензина, поскольку углекислый газ, который образуется при сжигании, компенсируется поглощением газа растениями – будущим сырьем для производства спирта.

Метанол

Показатель отражения витринита на что влияет. Требования к углям для использования в качестве пылеугольного топлива (ПУТ)

Как и этанол, метанол – это тоже спирт, но пить его не стоит. Уже в небольших дозах этот сильный яд вызывает слепоту, а в большем количестве – смерть. А вот если добавить метанол в бензин, то мощность двигателя повысится, при этом уменьшится вероятность детонации, мотор не будет перегреваться под нагрузкой. Несмотря на токсичность, данный спирт применяют на гоночных автомобилях, а в небольших количествах – это отличная высокооктановая добавка.

Сжиженный газ

Показатель отражения витринита на что влияет. Требования к углям для использования в качестве пылеугольного топлива (ПУТ)

Сжиженный нефтяной газ (LPG) уже несколько десятилетий набирает популярность в Европе, а в последнее время – и в России. Переоборудование машины для работы на пропан-бутане – занятие непростое с точки зрения официальной регистрации, но выгода с каждым годом становится все более очевидной.

К тому же, если на машину установлено газобаллонное оборудование (ГБО), можно не только прилично сэкономить, но и продлить срок службы мотора. При сгорании газа выделяется меньше сажи и копоти, а масло загрязняется намного меньше.

Водород

Показатель отражения витринита на что влияет. Требования к углям для использования в качестве пылеугольного топлива (ПУТ)

Несмотря на активное продвижение на американском и японском рынках, водородное топливо остается экзотикой. Это отчасти связано со стоимостью автомобилей на водородных топливных элементах, таких как Toyota Mirai и Hyundai Nexo, а также с дефицитом автозаправочных станций. Тем не менее, водород имеет много преимуществ по сравнению с главным «конкурентом», электромобилем, поскольку такие машины быстрее заправляются, имеют большой запас хода, а из выхлопной трубы вылетает практически чистая вода.

Метан

Показатель отражения витринита на что влияет. Требования к углям для использования в качестве пылеугольного топлива (ПУТ)

В мире насчитывается около 20 миллионов автомобилей, работающих на сжатом природном газе (CNG; метан). Большинство из них — это коммерческие транспортные средства, такие как автобусы и грузовики. Главная причина заключается в том, что при сгорании метана образуется намного меньше твердых частиц (сажи), а также углекислого газа и оксида азота.

Использование метана позволяет продлить срок службы мотора поскольку этот газ имеет высокое октановое число, а, значит, и хорошие антидетонационные свойства. Также наблюдается меньший износ деталей из-за сниженного количества углерода.

Volkswagen Scirocco R, заправляемый метаном, участвует в 24-часовой гонке на выносливость в Нюрбургринге. Фото: autocar.co.uk.

Но у метана есть и минусы. Главный недостаток – автомобилю нужен больший по размерам баллон, чем в случае с пропан-бутановой смесью. Но это не мешает применению сжатого газа даже на гоночных автомобиля.

Биодизель

Показатель отражения витринита на что влияет. Требования к углям для использования в качестве пылеугольного топлива (ПУТ)

Биодизель – это топливо, которое имеет практически те же свойства, что и обычная «солярка», но его получают из растительных культур, таких как рапс, соя, подсолнух, а также из пальмового масла. На данный момент биодизель, имеющийся в продаже, стоит дороже, чем дизельное топливо на АЗС, но это именно тот вид топлива, который можно получать самостоятельно, имея довольно несложное оборудование.

Зеленый керосин

Еще одно направление развития авиатопливного рынка совпадает с вектором движения рынка автомобильного — это снижение уровня вредных выбросов в атмосферу. Главная технология здесь — создание более чистого топлива, в первую очередь за счет разработки и использования биокомпонентов.

На сегодня процедуру сертификации прошли несколько технологий производства авиационного биотоплива. Биокеросин производят из биомассы с помощью процесса Фишера — Тропша*, из растительного масла, создают горючее для самолетов и на основе этилового спирта. Биокомпоненты в разных пропорциях (максимум 50×50) смешиваются с обычным авиакеросином, что позволяет сократить объем выбросов углекислого газа в атмосферу почти на 50 %. При этом конечный продукт по химическому составу эквивалентен традиционному авиатопливу, и его применение не влияет на эксплуатационные характеристики самолетов.

Одним из первых коммерческие заправки биотопливом начал аэропорт норвежского Осло, а пионером в использовании экологичного керосина стала немецкая Lufthansa. Использование биотоплива одобрено Федеральной авиационной администрацией США (FAA), им уже заправляют свои самолеты в США несколько десятков авиакомпаний.

Но у развития этого направления есть одно но — производство биотоплива пока слишком дорого, поэтому сегодня, во времена низких цен на нефть, оно не может на равных конкурировать с обычным «Джетом», а тем более с ТС-1.

Полезные дополнения

Авиакеросин, как правило, не используется в чистом виде. Для улучшения его характеристик используются различные присадки. Основные из них:

Противодокристаллизационная (ПВК-жидкость): наиболее известная присадка этого типа — жидкость «И-М». При полете на большой высоте топливо охлаждается до очень низких температур (от −30°С до −45°С). В таких условиях вода, содержащаяся в топливе, кристаллизуется, частицы льда могут забить фильтры, и двигатель остановится. Присадки эффективно решают эту проблему.

Антистатическая: увеличивает электропроводность топлива, снижая при этом активность накопления статического электричества в топливной системе и, соответственно, риск возникновения пожара.

Антиокислительная: борется с окислением топлива и отложением смолистых образований в топливной системе и двигателе.

Противоизносная: увеличивает срок эксплуатации механизмов топливной системы.

горючее (существительное)[править]

Морфологические и синтаксические свойстваправить

падежед. ч.мн. ч.
ср. р.
Им.горю́чеегорю́чие
Рд.горю́чегогорю́чих
Дт.горю́чемугорю́чим
Вн.горю́чеегорю́чие
Тв.горю́чимгорю́чими
Пр.горю́чемгорю́чих

Существительное, неодушевлённое, средний род, тип склонения по классификации А. Зализняка — 4a.

Корень: -гор-; суффикс: -юч; окончание: -ее [].

Семантические свойстваправить

Значениеправить

  1. то же, что топливо ◆ Водители заливали горючее в новые грузовые «форды», стаскивали с капотов стёганые попонки. В. С. Гроссман, «Жизнь и судьба», 1960 г. (цитата из Национального корпуса русского языка, см. ) ◆ Легкоплавкие азото-водородные топлива при обычных условиях не поджигаются и не взрываются, в отличие от горючих нефтяного и органического происхождения, водорода или сжатых горючих газов.
  2. перен., пренебр. крепкий спиртной напиток (обычно водка). ◆ Друзья пошли на дело, заправившись для храбрости «горючим».

Гипонимыправить

  1. бензин, керосин

Родственные словаправить

  • фамилии: Горелик, Гореликов, Горелкин, Горелов, Горелый, Горелых, Горенко, Огарев, Огарёв, Огаркин, Огарков, Огарцев, Огарь, Погарелов, Погорелов, Погорельский, Погорельских, Погорельцев, Погореляк, Угаров, Угарцев, Угорелов
  • существительные: возгораемость, возгорание, выгар, выгорание, гар, гарь, горелка, горелки, горение, горючее, горючесть, горячее, горячка, горячность, дымогар, загар, загорание, изгар, изгарь, изгара, нагар, невозгораемость, негарь, недогар, обгар, огарок, отгар, отгорание, перегар, перегорание, погорелец, погорелица, подгорание, полугар, пригар, пригарина, пригарок, прогар, прогорание, разгар, разгорание, самовозгораемость, самовозгорание, сгораемость, сгорание, угар, угарина, угарыш, угорание
  • прилагательные: безугарный, возгораемый, выгарный, выгорелый, гаревый, горелочный, горелый, горючий, горячекатаный, горячечный, горячий, горячительный, дымогарный, загарный, загорелый, изгарный, нагарный, невозгораемый, недогарный, недогорелый, несгораемый, обгарный, обгорелый, огарочный, перегарный, перегорелый, погорелый, подгорелый, полугарный, пригарный, пригорелый, прогарный, прогорелый, сгораемый, угарный, угаристый, угорелый
  • глаголы: возгораться, возгореться, выгорать, выгореть, гореть, горячить, горячиться, догорать, догореть, загорать, загораться, загореть, загореться, загорячиться, изгорать, изгореть, нагорать, нагореть, недогорать, недогореть, обгорать, обгореть, отгорать, отгореть, перегорать, перегореть, повыгорать, повыгореть, погорать, погореть, погорячиться, подгорать, подгореть, подзагореть, подогорать, подогореть, позагорать, пообгореть, попригорать, попригореть, попрогорать, поразгораться, поразгореться, поразгорячать, поразгорячаться, поразгорячить, поразгорячиться, посгорать, посгореть, поугорать, поугореть, пригорать, пригореть, прогорать, прогореть, разгораться, разгореться, разгорячать, разгорячаться, разгорячить, разгорячиться, самовозгораться, сгорать, сгореть, угорать, угореть
  • предикативы: горячо, угарно
  • наречия: вгорячах, горячо, сгоряча, угарно

Переводправить

  • en: fuel, авиац./косм. тж. propellant
  • иio: karburanto, fuelo
  • de: Treibstoff м. -s, -e, Brennstoff, Kraftstoff
  • no: drivstoff ср.
  • fr: carburant
  • иeo: brulaĵo

Словарь новых слов русского языка (середина 50-х — середина 80-х годов) / Под ред. Н. З. Котеловой. — СПб. : Дмитрий Буланин, 1995. — ISBN 5-86007-016-0.

Видео: подземный дизельный котел

Сердце отопительной системы – котел. Чтобы его выбрать, недостаточно знать, какую температуру в доме вы предпочитаете. Нужно определить, каким образом эта температура будет достигнута. На что ориентироваться при выборе котла по виду топлива, или энергоносителя?

Основная схема подбора отопительного котла

  • Выбор оптимального энергоносителя;
  • Расчет мощности с учетом всех приборов системы отопления или выбор варианта с учетом перспективы;
  • Уточнение деталей: энергозависимая или независимая автоматика, возможность приготовления горячей воды, материал теплообменника, вариант размещения котла, настенный или напольный.

Выбор топлива (энергоносителя)

Так как выбор топлива стоит на первом месте, остановимся на этом пункте подробнее.

Самый распространенный вид топлива — магистральный (природный) газ. Все затраты на подключение относительно быстро окупаются низкой ценой эксплуатации.

Если этот вид топлива недоступен, в зависимости от условий надо выбирать наиболее приемлемую альтернативу, учитывая стоимость оборудования, монтажа, обслуживания, а также доставки и хранения топлива.

Если рассматривать в качестве топлива сжиженный (баллонный) газ, то помимо самого котла нужна емкость для хранения топлива (газгольдер), что значительно увеличивает стоимость системы и отнимает полезную площадь на участке. Придется постоянно поддерживать определенный запас топлива.

Показатель отражения витринита на что влияет. Требования к углям для использования в качестве пылеугольного топлива (ПУТ)

Альтернатива сжиженному газу — дизельное топливо,возможны варианты работы котла на отработанном масле. Здесь также потребуются емкость для хранения и поддержание постоянного запаса. Более сложное в сравнении с газовым оборудование (топливные насосы, вентиляторные горелки) требуют периодического обслуживания. Дизельные котлы шумные, их надо располагать в звукоизолированных помещениях.

Популярность котлов, работающих на твердом топливе (дрова, уголь, топливные гранулы — пеллеты) — не высока. Для поддержания температуры в системе они требуют периодического внимания человека. Данному виду котлов также необходимы площадь для хранения топлива и его постоянный запас.

Показатель отражения витринита на что влияет. Требования к углям для использования в качестве пылеугольного топлива (ПУТ)

Обогреваться электричеством можно только при условии, что выделенной мощности хватит и на отопление, и на другие бытовые нужды. Электрокотлы компактны, их можно установить в любом месте. Но как только отключат свет, отопления тоже не будет. Как вариант можно установить электрокотел в качестве резервного, например, в пару к твердотопливному.

Первопроходцы

Под СПГ и КПГ машины делают и поставляют в Россию Volvo и Scania — газ особенно перспективен в промышленной эксплуатации, для компаний, имеющих большой парк автомобилей, перемещающихся на дальние расстояния. Им газ помогает повысить эффективность бизнеса, сократив издержки на перевозки.

Так, Scania в июне 2017 года сдала в аренду пять тягачей российскому грузоперевозчику «Деловые Линии». Компания рассчитывает снизить затраты на топливо на 25-30% в денежном эквиваленте, заявил в июне директор управления по экспедиционной деятельности ГК «Деловые Линии» Михаил Петров. Пока эти грузовики группа компаний использует на федеральной трассе М10 Москва — Санкт-Петербург.

Единственный недостаток природного газа — неразвитая сеть газозаправочной и сервисной инфраструктуры. По данным Минтранса, в России только 366 автомобильных газонаполнительных компрессорных станций (АГНКС) и 27 КриоАЗС для СПГ. «Основной недостаток использования газа, на мой взгляд, это длительная окупаемость газонаполнительных станций при сохранении их конкурентоспособности в сравнении с классическими АЗС», — замечает Дмитрий Лукашов. Также необходим значительный объем первоначальных инвестиций. Затраты на строительство одной АГНКС могут превышать 100 млн рублей вместе с земельным участком и подъездными путями, подсчитал он.

Здесь может помочь тот факт, что Россия занимает второе место в мире по добыче природного газа, и можно рассчитывать на бюджетную поддержку развития инфраструктуры заправок. И вот почему: ожидается, что внешний спрос на газ может значительно сократиться из-за того, что некоторые покупатели снизят потребление — кто-то из-за собственных экономических сложностей, кто-то — из-за геополитических, а более удачливые — благодаря научно-техническому прогрессу и переходу на неуглеродное топливо.

Поэтому его внутреннее потребление в качестве газомоторного топлива вот уже несколько лет поддерживает и развивает правительство. Минтранс предлагает даже новую программу стимулов: с 2018 г. планируется освобождать от таможенных пошлин ввозимые из-за рубежа импортные компоненты и оборудование для автомобилей на газе, снижать налоги для предприятий и ИП, эксплуатирующих газовые автомобили. Для владельцев таких автомобилей Минтранс просит понизить транспортный налог и даже уменьшить с них сборы в «Платон», тариф проезда по платным дорогам и плату за парковки. Можно ожидать, что и инфраструктура — заправки и сервис — подтянутся вслед за развитием рынка.

При хорошо развитой системе газозаправочных комплексов у газа есть все шансы составить достойную конкуренцию традиционным видам топлива в России, говорил ранее руководитель направления техники на газомоторном топливе ООО «Скания-Русь» Иван Папазов. Остается проверить теорию практикой. И сейчас вопрос только в том, какие из отечественных компаний решатся сделать ставку на газ и оценить все его преимущества в деле.

Обсуждаем новости здесь.
Присоединяйтесь!

Понятие топлива

Понятие топлива возникло из способности некоторых веществ гореть, выделяя при этом тепло. В большинстве случаев горение является химической реакцией окисления, при этом для таких видов топлива, как, например, дерево (дрова) или бензин окислителем часто служит кислород воздуха. В качестве окислителя в специальных устройствах (например, ракетных двигателях) могут использоваться и другие вещества, например жидкий кислород. Фтор не используется как окислитель из-за очень высокой токсичности, озон — из-за токсичности и нестабильности.

Поскольку во многих устройствах в качестве окислителя используется кислород, потребляемый из окружающего воздуха без приложения специальных усилий («невидимый» окислитель), в быту происходит смешение понятий и горючее часто (и ошибочно) называют топливом.

Для преобразования тепловой энергии топлива в кинетическую используют различные виды тепловых двигателей.

Основной показатель топлива — теплотворная способность (теплота сгорания). Для целей сравнения видов топлива введено понятие условного топлива (теплота сгорания одного килограмма «условного топлива» (у. т.) составляет 29,3 МДж или 7000 ккал, что соответствует низшей теплотворной способности чистого антрацита).

Печное бытовое топливо предназначено для сжигания в отопительных установках небольшой мощности, расположенных непосредственно в жилых помещениях, а также в теплогенераторах средней мощности, используемых в сельском хозяйстве для приготовления кормов, сушки зерна, фруктов, консервирования и других целей.

Стандарт на котельное топливо — ГОСТ 10585-99 предусматривает выпуск четырёх его марок: флотских мазутов Ф-5 и Ф-12, которые по вязкости классифицируются как лёгкие топлива, топочных мазутов марки 40 — как среднее и марки 100 — тяжёлое топливо. Цифры указывают ориентировочную вязкость соответствующих марок мазутов при 50 °C.

Печное топливо тёмное вырабатывается из дизельных фракций прямой перегонки и вторичного происхождения — дистиллятов термического, каталитического крекинга и коксования.

По фракционному составу печное топливо может быть несколько тяжелее дизельного топлива по ГОСТ 305-82 (до 360 °C перегоняется до 90 процентов вместо 96 процентов, вязкость печного топлива до 8,0 мм2/с при 20 °C против 3,0-6,0 мм2/с дизельного).

При изготовлении печного топлива не нормируются цетановое и йодное числа, температура помутнения. При переработке сернистых нефтей массовая доля серы в топливе — до 1,1 процента.

Для улучшения низкотемпературных свойств печного топлива в промышленности применяют депрессорные присадки, синтезированные на основе сополимера этилена с винилацетатом.

Источник http://miressens.ru/pokazatel-otrazheniya-vitrinita-na-chto-vliyaet-trebovaniya-k-uglyam-dlya/

Источник http://rmms66.ru/vidy-topliva.html

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.