Ответы на теоретические вопросы (1094642)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

1.Уголь как разновидность природного топлива. Основные направления использования угля в народном хозяйстве.

Угли, как и любое др органическое ископаемое, могут использоваться в двух направлениях: в качестве энергетического топлива и в качестве сырья для химико-технологической переработки. В наст вр основное место среди продуктов, получаемых из угля, занимает кокс, используемый для восстановления железной руды, в процессах производства фосфора, кремния и др.Основная проблема использования угля явл загрязнение окр ср продуктами его переработки, выбрасываемых в атмосферу.

2.Происхождение ископаемых углей. Структура углей. Механические свойства.

Исходным материалом для образования углей служила высокоорганизованная растительность (гумусовые угли), а так же скопление микроорганизмов и планктона водоемов (сапропелитовые угли). Высокоорганизованная растительность сост главным образом из целлюлозы, лигнина, смол и восков. В 1-ой стадии образования угля растения превращались в торф,при этом происходило накапливание гуминов. Этот процесс наз гумификацией. 2-я стадия- превращение торфа в ископаемые угли (процесс углефикации). Кроме гумусовых углей, наиболее распространенных в природе, существуют сапропелитовые угли (продукт разложения отмирающего планктона без доступа воздуха.

Сосав углей. Описанием ингредиентов ископаемых углей и изучением их свойств занимается отрасль науки, называемая петрографией углей.

Микроскопическую структуру угля определяют четыре ингредиента: витрен, фюзен, дюрен и кларен.

Вирен – основной ингредиент угля. Это вещество коллоидного характера. Его присутствие придает углю хрупкость и блесткость.

Фюзен по своему строению подобен древесному углю. Это наименее ценная часть угля, характеризуется пониженным выходом летучих и дает наименьший выход химических продуктов коксования.

Дюрен – представляет матовую разновидность и в своей массе бесструктурен, включает скопления растительных остатков, придает углям устойчивость при дроблении.

Кларен – неоднороден и сост из прозрачной массы, наиболее распространен в углях, идущих на коксование.

Механические свойства. Обусловлены хим составом и структурными особенностями веществ. Мех-ая прочность углей и засоряющих проход оценивается дробимостью, твердостью, временным сопротивлением сжатию и термической устойчивостью, отражающей сопротивление внешним усилиям при высоких температурах.

Дробимость углей показывает их способность сопротивляться разрушению под воздействием внешних усилий. Дробимость углей существенно изменяется для различной стадии метаморфизма.

Хрупкость углей – свойство разрушаться при механическом воздействии на них без применения специальных устройств для дробления и наложения внешних усилий.

Твердость углей – оценивается способностью противодействовать проникновению в них другого, более твердого тела.

3. Неорганические составные части углей. Органическая масса угля

Твердое топливо состоит из сложных орг. соединений, в основе кот нах-ся след элементы: C, H₂, S, O₂, N₂. В состав топлива также входит влага W и негорючие твердые (минеральные) вещ-ва А. Влага и зола сост внешний балласт топлива, а кислород и азот – внутренний балласт.

Горючая масса- это безводная и беззольная масса топлива. Содержание неорг частей – влаги, минеральных примесей, серы в разных видах и др – во многом определяет его технологическую ценность.

Минеральные включения (неорг вещ-во) в углях представлены глинистыми минералами, сульфидами железа, щелочами, карбонатами, оксидами кремния, и прочими минералами.

Органическая масса угля

Топливо, свободное от балласта и пиритной серы, представляет собой органическую массу. Орг вещ-во угля неоднородно. Ее образуют соединения, в основе кот находятся углерод, водород, кислород, сера и азот. Об органической массе угля принято судить по элементарному составу.

4. Теплота сгорания. Тепловые свойства угля.

Удельная теплота сгорания хар-ет одно из важнейших свойств, определяющих ценность угля как источника тепловой энергии. Она изменяется в широких пределах и зависит как от свойств и состава органической массы, так и от зольности и влажности угля.

Теплоту сгорания тв топлива опред стандартным методом, заключающимся в полном сжигании навески топлива в кислороде, под давлением, в калориметрической бомбе (при постоянном объеме), в изотермическом режиме.

Принято различать высшую и низшую теплоту сгорания

Qн = Qв – 6(9H₂ + W)

W – влага

Теплота сгорания угля может быть вычислена по рез-ам элементарного анализа с помощью формулы Д.И. Менделеева

Qc = 81C + 300H₂ – 26(O₂-S)

Тепловые св-ва угля

Ископаемые угли представляют собой неоднородные тела, состоящие из твердых ингредиентов и воздушных пор. Основные величины, характеризующие тепловые свойства угля – коэффициенты λ – теплопроводности, a – температуропроводности и Ср – теплоемкости – связаны между собой уравнением

а = λ /(Срγ), где γ – насыпной вес.

Температуропроводность характеризует теплоинерционные свойства, то есть скорость нагревания или охлаждения угля при определенных условиях. Величина коэффициента теплопроводности угля определяется свойствами собственно угольного вещества, в частности, теплопроводностью λ’, пористостью р, зольностью А, влажностью W, а также температурой T: λ = λ(λ’, p,А, W,T).

Температуропроводность угля в интервале 0-400 С возрастает незначительно. Значительно увеличивается от 400 С, что объясняется увеличением λ и уменьшением объемного веса.

5. Физико-химические свойства углей. Экологические аспекты процессов переработки угля.

Физические свойства углей и минеральных примесей существенно влияют на формирование основных параметром, характеризующих гранулометрический и фракционный состав и их изменение в процессах добычи, транспортировки и обогащения.

Пористость. В процессе метаморфизма угольное вещество претерпевает изменения под воздействием внешних сил и структурных изменений органической массы. В результате этих процессов происходит образование и изменение пористой структуры угольного вещества, размера и объема пор.

Удельный и насыпной вес. Кажущимся удельный весом угля наз вес в единице объема угля с присущей ему влажностью и минеральными примесями. Для каменного угля – 1,2-1,3 г/см3.

Истинным удельным весом угля наз вес единицы объема плотного вещества угля, не содержащего пор. (1,5-2,0 г/см3). Насыпной вес угля определяется удельным весом угольного вещества и объемом свободных промежутков между угольными частицами.

Механические свойства углей обусловлены химическим составом и структурными особенностями угольного вещества. Механическая прочность углей и засоряющих пород оценивается дробимостью, твердостью, хрупкостью, временным сопротивлением сжатию и термической устойчивостью.

Дробимость углей показывает их способность сопротивляться разрушению под воздействием внешних усилий. Дробимость углей существенно изменяется для различной стадии метаморфизма.

Хрупкость углей – свойство разрушаться при механическом воздействии на них без применения специальных устройств для дробления и наложения внешних усилий.

Твердость углей – оценивается способностью противодействовать проникновению в них другого, более твердого тела.

Электрические свойства – углей определяются проводимостью ими электрического тока. Ископаемые угли могут быть отнесены к полупроводникам.

Магнитные свойства. – по магнитным свойствам угли относят к диамагнитным веществам, для которых интенсивность намагничивания пропорциональна напряженность магнитного поля.

Тепловые свойства. Основные величины, характеризующие тепловые свойства угля – коэффициенты λ – теплопроводности, a – температуропроводности и Ср – теплоемкости – связаны между собой уравнением

а = λ /(Срγ), где γ – насыпной вес.

Температуропроводность характеризует теплоинерционные свойства, то есть скорость нагревания или охлаждения угля при определенных условиях.

Экологические аспекты процессов переработки угля.

Экологические требования к крупномасштабным энерготехнологиям достаточно очевидны:

- воздействие на атмосферу при добыче топлива и его переработке должно быть минимальным.

- процессы «сжигания» топлива должны быть безопасными и не сопровождаться сбросом (в случае аварии и при нормальной эксплуатации) отходов.

Добыча, обогащение и сжигание угля приводят к образованию больших масс твердых углеотходов.

Сжигание топлив сопровождается выбросом в атмосферу СО2, оксидов серы и азота и других токсичных соединений.

Одним из путей снижения вредного воздействия угля является его обогащение, т.е. получение качественного сырья и высококалорийного топлива. Повышение качества угля и его теплотворной способности достигается, в первую очередь, за счет удаления балласта – минеральных включений и влаги.

6. Технологические свойства углей. Экологические аспекты процессов переработки угля.

Технол свойства угля – спекаемость и коксуемость.

Под спекаемостью понимают способность измельченного угля образовывать при нагревании без доступа воздуха твердую массу – коксовый остаток.Спекаемость явл самой важной характеристикой углей, используемых в коксовой промышленности, а так же в процессах сжигания, газификации.

Спекание углей происходит различно в зависимости от скорости нагрева, степени измельченности, зольности, однородной массы и плотности ее загрузки. Спекание углей происходит при темп 400-450 С. Число спекаемости по методу Рога рассчитывается по ф-ле:

100 ((b+b1)/2+b2+b3)/(3Q)

Q – суммарный вес кокса

b - вес надрешетного продукта до грохочения

b1- вес надрешетного продукта после i-го грохочения

Коксуемость – способность угля при определенных условиях подготовки и нагревания до высоких температур образовывать пористый материал – кокс, обладающий определенной крупностью и прочностью. Коксуемость протекает до температур 1000-1100 С.

Для коксования используют жирные и газовые каменные угли с выходом летучих вещ-в 19-35%, важным показателем пригодности угля явл : содержание влаги и золы, петрографический и гранулометрический состав, пластические св-ва угля.

7.Классификация углей. Практическое значение классификации углей.

1. по размеру кусков:

Класс: плитный 100-200 (300) мм, крупный (50-100), орех (25-50), мелкий (13-25), Семечко (6-13), Штыб (0-6), Рядовой (0-200 (300)

2. по маркам: Д-длиннопламенные, ДГ- длиннопламенные газовые, Г- гаховые, ГЖ – газовые жирные, Ж – жирные, К- коксовые, КО – коксовые отощенные, КС – коксовые слабоспекающиеся, ОС – отощенные спекающиеся, ТС – тощие спекающиеся, СС – слабоспекающиеся, Т – тощие.

3. классификация Грюнера по содержанию углерода, водорода и кислорода в горючей массе, а также по величине соотношения кислорода с азотом к водороду.

- сухие каменные с длинным пламенем (пламенные)

- Жирные каменные с длинным пламенем (газовые)

- настоящие жирные (кузнечные)

- жирные с коротким пламенем (коксовые)

- тощие каменные

4. классифик углей по выходу летучих и толщине пластического слоя (технологическая классификация)

- Д, Г, ГЖ,Ж,КЖ, К,ОС,Т

5. более совершенна международная классифик углей по классам, группам и подгруппам в соответствии с выходом летучих веществ и теплотой сгорания для углей, а также спекаемостью и коксуемостью.

8.Горение твердого топлива. Стадии и тепловой баланс процесса

В основе сжигания и газификации лежит следующий физико-химический процесс – горение, представляющий собой интенсивное экзотермическое окисление твердого топлива. При этом под окислением понимается взаимодействие топлива со свободным или связанным в химических соединениях кослородом.

Стадии горения:

- подача в зону горения топлива и дутья

- смешивание топлива и дутья

- тепловая подготовка топлива и дутья,

- воспламенение летучих веществ и кокса.

Последняя стадия – ключевая.

Тепловой баланс процесса горения

1 к­­­г тв топлива выражается след равенством

Q^p_н +Q_т + Q_в = Q_п + Q_у + ∑Q_пот

Q^p_н – теплотворная способность топлива

Q_т = с_тТ_т – количество тепла, выносимое топливом (физическое тепло)

Q_в =с^в_рLT_в – количество тепла, выноимое в топку L кг дутья

Q_п – тепло, переданное поверхностям нагрева в топке

Q_у – тепло, уходящее с газами из камеры горения.

∑Q_пот – сумма потерь тепла (в окр ср, неполнота сгорания топлива, с золой)

9. Процесс горения частицы твердого топлива. Физико-химические закономерности и характеристики процесса горения.

Топливо, поступающее в топочную камеру, вначале проходит стадию термической подготовки, которая заключается в испарении влаги и выделении летучих веществ. Нагрев частицы топлива до температуры интенсивного выхода летучих веществ (400-600 С) происходит за десятые доли секунды. Затем летучие вещества воспламеняются, вследствие чего температура частицы резко нарастает. Эта стадия занимает 0,2-0,5 с. Завершающая стадия процесса – горение коксового остатка частицы. Занимает 30-50% всего времени.ю необходимого для сгорания частицы. В зависимости от резмера частицы и вида сжигаемого топлива полное время сграния может составлять 1-2,5 с. Скросто горения определяется не только скоростью собственно химических реакций, но и концентрацией О2 в зоне реагирования.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов ответов (шпаргалок)