Тверде паливо - промислові матеріали
До твердого палива відносять: деревна, торф, горючі сланці, копалини вугілля і штучне тверде паливо.
Деревне паливо - це дрова і відходи, одержувані при заготівлі лісу і обробці деревини.
Призначення і якість дров залежать від породи деревини, вологості, наявності вад. Вони можуть бути однорідними і змішаними і підрозділяються на три групи.
За розмірами розрізняють дрова - кидок довжиною 0,25-1 м і довготи довжиною понад 1 м; встановлюються товщина і розміри круглих і колотих полін, їх кількість в партії, а також допустиму наявність гнилі.
Торф -самое молоде за віком викопне тверде паливо. За зовнішнім виглядом торф - пухка маса від бурого до чорного кольору. Місцями торфообразованія є головним чином заростають болота. Видобуток торфу повністю механізована. СРСР по запасах і видобутку торфу посідає перше місце в світі.
Основний спосіб видобутку торфу - фрезерний, при якому виходить торф'яна крихта, шляхом зіскоблювання (фрезерування) поверхневого шару поклади торфу. Кусковий торф виготовляють у вигляді цегли різьбленим, елеваторним і іншими способами. Све-жедобитий торф сушать на відкритому повітрі.
Залежно від характеру торфообразованія розрізняють торф верховий (моховий), низинний, перехідний, а також лісовий, топлячи-ної, лесотопяной і ін.
Для опалювальних цілей використовують кусковий торф і брикети, одержувані з торф'яної крихти. Фрезерний торф спалюється на електростанціях, є сировиною для хімічної переробки, брикетування, виготовлення будівельних матеріалів (тор-фопліт) і отримання компостований добрив.
Горючі сланці утворилися з органічного мулу (сапропелю) - продуктів розкладання рослинних і тваринних організмів. На дні водойм мул без доступу повітря збагачувався вуглецем і воднем, перемішувався з мінеральною основою (вапняками, глиною, піском) і, ущільнюючи, перетворювався в го-рющіе сланці.
В їх органічній масі міститься багато вуглецю, водню та інших летких речовин. Вони відрізняються підвищеними серніс-тостью (до 4,5%), вологістю (до 20%) і зольністю внаслідок великого вмісту мінеральних речовин, тому горючі сланці - паливо низької якості. Кращими з них є прибалтійські.
Горючі сланці використовуються в якості енергетичного палива і хімічної сировини для отримання моторного палива, масел, хімічних продуктів і сланцевого газу.
Незважаючи на низьку теплоту згоряння (5-11 МДж) і невеликі в порівнянні з вугіллям запаси, горючі сланці мають важливе значення з огляду на те, що їх головні родовища розташовані в районах, які порівняно бідні іншими видами палива, - в Естонії, Ленінградській, Куйбишевської і Сумиской областях. Там же працюють сланцеперерабативающей заводи.
Викопні вугілля - тверді горючі корисні іськопаєми осадового походження. До їх складу входять органічні речовини - продукти перетворення рослин, мікроорганізмів і мінеральних домішок. Викопні вугілля залягають в земній корі у вигляді пластів і лінзоподібних покладів, мають землисту масивну, шарувату або зернисту структуру від коричневого до чорного кольору.
Викопні вугілля класифікуються по родовищах, якості та змісту летючих речовин, спікливості, розміром шматків, вмісту вологи, золи, сірки.
Родовища вугілля знаходяться в багатьох районах СРСР. Найбільше значення мають Донецький, Кузнецький, Карагандинський, Печорський, Кизеловский, Кансько-Ачинський, Підмосковний басейни і родовища Далекого Сходу. На шахтах і розрізах виробляють видобуток вугілля, його звільнення від порожньої породи, розсортування по крупності шматків з відсівом дрібниці.
За якістю і змістом летючих копалини вугілля поділяють на буре, полуантраціти і антрациту.
Найбільш молодими є лігніти (світло-коричнева маса з явно 6ьфйжё1Гной деревної структурою). Смолисті буре вугілля за своїми властивостями наближаються до молодих кам'яним вугіллям, відрізняються більшою щільністю і мають майже чорний колір. Проміжне становище між лігніту й смолистими бурими вугіллям займають землисті буре вугілля.
В органічній масі бурого вугілля міститься від 65 до 75% вуглецю, 5-6% водню, до 5% сірки, 17-20% кисню та азоту. Теплота згоряння їх 22-31 МДж. Буре вугілля містять 20- 55% вологи і в більшості випадків характеризуються високою зольністю.
Буре вугілля розрізняються за розміром шматків. Залежно від вмісту вологи їх ділять на технологічні групи Б1 (більше 40%), Б2 (30-40%) і БЗ (20-30%).
Для бурого вугілля характерна термічна нестійкість, невелика твердість і мала механічна міцність. Вони вивітрюються на возуха, перетворюючись в вугільний пил. Як і торф, буре вугілля схильні до окислення і самозаймання при зберіганні '.
Внаслідок малої теплоти згорання, високої вологості та ольності дрова, торф, горючі сланці і буре вугілля невигідно перевозити на далекі відстані, вони є місцевим паливом і сировиною.
Кам'яне вугілля в порівнянні з бурими містять більше вуглецю. Залежно від змісту летючих (10-45%) кам'яне вугілля характеризуються марками. Д - довгополум'яне, Г - газовий, ГР - газовий жирний, Ж - жирний, ЯЖ - коксовий жирний, К - коксовий, ОС - пісне спікливе, Т - худий і СС - слабоспікливе.
Серед вугілля розрізняються так звані спекающиеся кам'яне вугілля, необхідні для виробництва коксу. Спікливість характеризується групою вугілля і обумовлюється наявністю у вугіллі таких компонентів, які при нагріванні після видалення летких речовин утворюють різний за кількістю і якістю кокс. Цифри, що входять в умовне позначення груп, вказують товщину пластичного шару 100-грамової навішування вугілля, яка визначається в лабораторному сталевому склянці.
Полуантраціт (ПА) за властивостями наближається до кам'яного вугілля. Він містить до 10% летких речовин.
Антрациту (А) містять багато вуглецю (до 98%) і мало летючих. Вони мають характерний блиск, важко спалахують і горять синюватим полум'ям, даючи багато тепла. Вологи в них до 6%, зольність до 20%. Антрациту найбільш стійкі при зберіганні.
За розміром шматків вугілля діляться на класи. Сортовані вугілля мають такі класи: плитний - П (розмір шматків більше 100 м), великий - К (50-100 мм), орех- 0 (25-50 мм), дрібний - М (13-25 мм), насіннячко - С (6-13 мм), штиб (менше 6 мм) і несортовані: рядовий - Р, рядовий зі штибу - РШ. Штиб використовується для брикетування або спалювання після помелу.
Відповідно до класифікації все вугілля мають свої марки, групи, класи. Найважливіші марки і групи вугілля Донецького басейну представлені в табл. 7.
Умовне позначення марок, груп і класів вугілля виходить поєднанням букв і цифр. Наприклад: Г6М - газовий, невеликий по спікливості - груп 6; ССК- слабоспікливе великий; Ап антрацит плитний; БЗК - буре вугілля, великий, вологість 20- 30% і т. Д.
Якість вугілля одного родовища не завжди однаково, тому басейни мають свої ГОСТ и, які рекомендують певні марки, групи і класи вугілля і їх сумішей для спалювання, виробництва коксу, випалу цегли, вапна, для комунальних потреб і т. Д.
Штучне тверде паливо включає деревне вугілля, напівкокс, кокс, термоантрацит і брикети.
Деревне вугілля отримують нагріванням дров або бракованої деревини з невеликим доступом повітря в спеціальних камерах, що дає можливість окрім вугілля отримувати деревну смолу, а з неї багато лісохімічні продукти. Деревне вугілля застосовують для отримання високоякісного чавуну, в ковальському виробництві, в хімічній промисловості і для побутових потреб.
Напівкокс отримують нагріванням бурого вугілля до 550 ° С без доступу повітря. При цьому утворюється основне паливо - напівкокс, горючий газ і смоли, що містять багато коксохімічні продукти. В СРСР виробництво і споживання продуктів напівкоксування (особливо з Кансько-Ачинський вугілля) досить перспективно.
Кокс готують з кам'яного вугілля і їх сумішей при нагріванні в коксових печах до температури 1100 ° С без доступу повітря. При цьому отримують летючі продукти - смоли і гази, а твердий кокс збагачується вуглецем.
При коксуванні або напівкоксуванні вугілля, торф'яного, сланцевого або нафтової сировини витягуються різні хімічні речовини, а готовий кокс або напівкокс виштовхується з камер і гаситься водою або газами.
Основна маса коксу використовується в чорній металургії, ливарному виробництві, для отримання водню, карбіду кальцію, синтетичного каучуку і т. Д.
Пековий кам'яний і нафтовий кокс використовують у виробництві вугільних електродів, щіток електричних машин і у вигляді палива.
Наприклад, кокс ливарний за змістом сірки (0,6-1,4%) має марки КЛ1, КЛ2 і КЛЗ. Встановлено також класи за розміром шматків (40-80 мм і більше).
Кокс пековий електродний в залежності від зольності (ні, "ПРР 0 25-0,5%) і вмісту сірки (не більше 0,25-0,7%) розділяється на марки КПЕ1, КПЕ2 і КПЕЗ.
Кокс доменний сухого гасіння в залежності від зольності по 4-13,5%) має марки КДС1 - КДС1У, а в залежності від показника міцності має I і II групи.
Напівкокс кам'яний Кузнецький в залежності від властивостей ділять на марки ПК-1, ПК-2 і ПК-3. Зольність його 7,5-12%.
Термоантрацит отримують нагріванням до 1300 ° С спеціальних сортів антрациту в камерних печах без доступу повітря. Він замінює кокс в ливарному виробництві та є сировиною для електродної промисловості.
Паливні брикети і напівбрикети різної форми отримують пресуванням фрезерного торфу та вугільної дрібниці з добавкою сполучних або без них. Брикети повинні бути твердими, міцними, водостійкими, легко горіти без диму і кіптяви, витримувати тривале зберігання без самозаймання.