Балласт топлива
Негорючие минеральные примеси и влага являются внешним балластом твердого топлива. Своим присутствием минеральные примеси и влага уменьшают содержание горючей массы в единице массы рабочего топлива; кроме того, при сжигании топлива на испарение влаги затрачивается определенное количество тепла. Поэтому с увеличением зольности и влажности уменьшается теплота сгорания топлива, увеличивается его расход у потребителя, соответственно увеличиваются расходы на добычу и перевозку.
По происхождению различают три вида минеральных примесей.
Первичные примеси в составе материнского вещества перешли в топливо из углеобразователей. Эти примеси связаны с органической массой топлива. По количеству их обычно немного, они равномерно распределены по всей массе топлива и не могут быть удалены из него.
Некоторое количество примесей внесено в топливо в процессе углеобразования как наносы ветром и водой. Эти примеси, называемые вторичными, распределены в топливе менее равномерно, иногда встречаются в виде тонких прослоек. Первичные и вторичные минеральные примеси являются внутренними примесями топлива.
Третичные примеси попадают в топливо в виде породы при его добыче от внешнего минерального окружения вырабатываемого пласта и распределены в топливе неравномерно, сравнительно легко отделяются и являются внешними примесями.
Газовое топливо делится на природное и искусственное и представляет собой смесь горючих и негорючих газов, содержащую некоторое количество водяных паров, а иногда пыли и смолы. Количество газового топлива выражают в кубических метрах при нормальных условиях (760 мм рт. ст. и 0°С), а состав — в процентах по объему. Под составом топлива понимают состав его сухой газообразной части.
Наиболее распространенное газовое топливо — это природный газ, обладающий высокой теплотой сгорания. Основой природного газа является метан, содержание которого 76,7-98%. Другие газообразные соединения углеводородов входят в состав природного газа от 0,1 до 4,5%. Сжиженный газ - продукт переработки нефти - состоит в основном из смеси пропана и бутана.
РЕКОМЕНДУЕМЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ГАЗА ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРИМЕНЕНИЯ В ГАЗОЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОРАХ:
Природный газ (CNG, NG): метан CH4 более 90%, этан C2H5 менее 4%, пропан C3H8 менее 1%
Сжиженный газ (LPG): пропан C3H8 более 65%, бутан C4H10 менее 35%
В состав горючих газов входят: водород Н2, метан СН4, Другие углеводородные соединения СmНn, сероводород Н2S и негорючие газы, двуокись углерода СО2, кислород О2, азот N2 и незначительное количество водяных паров Н2О. Индексы m и п при С и Н характеризуют соединения различных углеводородов, например для метана СН4 т = 1 и n= 4, для этана С2Нб т = 2 и n= б и т. д.
Искусственные газы из-за наличия в своем составе окиси углерода (СО) токсичны. При содержании в воздухе 0,025% СО происходит отравление. Природные и сжиженные газы не токсичны. Однако при концентрации природного газа в воздухе 10% и более возможно удушье вследствие уменьшения содержания кислорода в воздухе.
Природные газы не имеют запаха, и поэтому для того чтобы их можно было обнаружить при утечках в газораспределительных станциях, газ одорируют - смешивают с другим газом, имеющим специфический неприятный запах.
При сжигании природного газа образуются в основном водяные пары и углекислый газ. Если сжигание газа происходит при недостаточном количестве воздуха, в составе дымовых газов будет окись углерода, являющаяся токсичным газом.
Основными элементами этих газов являются углеводороды с числом углеродных атомов в молекуле от одного до четырех (метан, этан, пропан, бутан и их производные).
Природный газ из газовых месторождений практически полностью состоит из метана (82 – 98 %), с небольшой примесью этана (до 6%), пропана (до 1,5%) и бутана (до 1%). В попутных нефтяных газах содержание метана колеблется в более широких пределах (40 – 85 %), но в них, кроме того, содержится ещё этан и пропан (до 20% каждый). Заводские газы содержат как парафиновые, так и олефиновые углеводороды, которые чаще всего используются как сырье для синтеза пластических масс и других веществ.
В горючих газах, кроме углеводородов, могут содержаться и другие компоненты, такие, как водород, оксиды углерода, азот, кислород, сероводород, пары воды и др. Входящие в состав газа неуглеводородные компоненты – водород, оксидуглерода (II) – имеют невысокую теплоту сгорания, а некоторые из них (диоксид углерода, азот), не участвуя в сгорании вообще, снижают теплотворную способность топлива. В связи с этим в зависимости от применения газ специально очищают от нежелательных примесей и соединений.