Промышленное топливо по своему происхождению подразде­ляется на естественное и искусственное; по физическому состо­янию — на твердое, жидкое, газообразное. Для производства из­вести применяют следующие виды топлива:

Естественное твердое (антрацит, каменные угли, бурые угли, торф); газообразное (природный газ);

Искусственное твердое (кокс), жидкое (мазут), газообразное (попутный газ, коксовый газ, смешанный, генераторный газы, по- лугаз).

Вид топлива и его качество влияют на способ сжигания топ­лива в печном агрегате, свойства получаемой извести (содержа­ние активной СаО, сроки и температуру гашения и т. п.), ее себе­стоимость.

Общие свойства топлива. Все виды топлива — вещества орга­нического происхождения. Они состоят из горючей и негорючей части. В горючую часть входят химические элементы: углерод С, водород Н, кислород О, сера S, азот N. Горючая часть называ­ется условно горючей массой, так как кислород и азот не горят. В негорючую часть входят зола АР и влага которые объ­единяют и обозначают буквой Б=АР+№Р, называя балластом топлива.

Состав топлива по элементам выражают в %, (причем для твердого и жидкого топлива пользуются массой, а для газооб­разного объемом. Чаще всего элементарный состав топлива да­ется в расчете на условно горючую массу, т. е. на массу, не со­держащую балласта. В этом случае отдельные элементы обо­значаются индексом Г, например Сг.

Рабочим топливом называется топливо с естественной влаж­ностью VFP, а соответствующая ему масса — рабочей массой (Р). Влажность топлива — переменная величина, зависящая от усло­вий хранения и транспортирования топлива, поэтому при расче­тах часто пользуются понятием «сухая масса» топлива (С).

При нагревании твердого топлива до высокой температуры без доступа воздуха оно распадается на летучую и твердую ча­сти. По мере нагревания до 100—150° С из топлива выделяется гигроскопическая влага. При повышении температуры до 350° С выделяются смолы. В интервале 350—450° С интенсивно выде­ляются водород Н, метан СН4 и непредельные углеводороды, уси­ливается выход высокомолекулярных углеводородов (смол). При температуре 500—550° С процессы выделения смол и газов из топлива в основном заканчиваются, а оставшееся твердое веще­ство носит название полукокса.

При дальнейшем нагревании (до 1000—1100° С) происходит расщепление (крекинг) тяжелых молекул смол и дополнитель­ное выделение метана и водорода. Оставшееся твердое вещество, состоящее из углерода (горючая масса) и минеральных примесей (шлак и зола), называется коксом.

Выделившиеся из топлива вещества называются летучими и обозначаются буквой V. Чем больше содержится в топливе ле­тучих, тем длиннее пламя при горении, поэтому такое топливо называется длиннопламенным. При содержании летучих до 10% топливо называется короткопламенным.

Одной из важнейших характеристик топлива является его теплотворная способность (теплотворность). Теплотворностью Топлива называется количество тепла, выделяющееся при полном сгорании единицы массы или объема топлива. Теплотворность твердого и жидкого топлива обозначают буквой Q и относят к 1 кг, а газообразного — к 1 л3 и выражают в килокалориях (ккал). Теплотворность рабочей, горючей и сухой массы соот­ветственно обозначают Qp, Qt, Qc.

Различают высшую (QB) и низшую (QH) теплотворность. Выс­шая теплотворность QB определяется количеством тепла, выделя­ющегося при сгорании единицы количества топлива, включая теплоту водяных паров, содержащихся в продуктах сгорания. Она является верхним пределом теплотворности топлива. На практике пользуются низшей теплотворностью топлива QH, Т. е. теплотворностью топлива без учета теплоты водяных паров при давлении 760 мм рт. ст. и 0° С. Низшая теплотворность явля­ется нижним пределом теплотворности топлива.

Теплотворность твердого, жидкого и газообразного топлива вычисляют по его химическому составу или определяют экспе­риментально, сжигая порцию топлива в специальном приборе - бомбе.

Теплотворность отдельных видов топлива для удобства срав­нивают с теплотворностью условного топлива, которая равна 7000 ккал! кг. Для этого пользуются теплотворным коэффициен­том, численно равным отношению теплотворности данного топ­лива к теплотворности условного топлива.

Например, расход каменного угля на 1 т производимой в печи извести составляет 140 кг. Сколько расходуется иа 1 т извести условного топлива, если теплотворность угля Q =7160 ккал/кг? Теплотворный коэффициент

Равен: —г = 1,022. Следовательно, расход условного топлива на 1 т изве - /иии

Сти составит 1,022-140=143 кг.

Для производства извести применяют следующие основные виды естественного и искусственного топлива, добываемого в промышленном масштабе.

Топливо для производства извести. Кокс металлурги­ческий— лучшее топливо для шахтных пересыпных печей. Он почти не имеет летучих и при сгорании не дает золы. Средний состав кокса (>25 мм): Сг —96,5%; Нг —0,4%; Ог+№ — 2,1%; Sr — 1%; V— 1 %; Wp — 4%; Ар — 10%; Qp = 6650 икал/кг.

В шахтных пересыпных печах применяют также кок си к, представляющий собой мелкие фракции (15—25 мм) металлурги­ческого кокса. Техническая характеристика коксика: Сг — 95,0%; № — 0,5%; Sr — 0,5%; Ог+№ — 3,0%; WP — (10—20%); Ас— (10—15%); Vr — (5—8%); QP=5000—5500 ккалкг.

Ископаемые угли являются продуктом разложения рас­тительных остатков. Угли классифицируют по маркам и сортам. Марка угля характеризует содержание в нем летучих веществ и спекаемость (слипание) кокса. Марки угля обозначают: А — антрацит, Б — бурый, Г — газовый, Д — длиннопламенный, Т — тощий. Сорт угля характеризует размер кусков данной фракции. Сорта углей обозначают: П — плита, К — кулак, О — орех, М — мелкий, С — семечко, РШ — рядовой со штыбом.

Антрацит — продукт раннего разложения растительных остат­ков. По внешнему виду антрацит отличается ярко-черным блес­ком. В составе антрацита преобладает углерод (93—97%), во­дорода мало (2—3%). Антрацит содержит мало летучих (до 9%) и поэтому имеет высокую температуру начала воспламенения. Влажность антрацита 3—6%, а зольность 4—7%- Его теплотвор­ность QP=5500—7200 ккал/кг. Антрацит горит коротким пламе­нем, бездымно и не спекается.

Антрацит сортов К и О является наиболее эффективным (по­сле кокса) твердым топливом для обжига извести в шахтных пересыпных печах. В табл. 1 приведена характеристика сортов антрацита в зависимости от размера поставляемой потребителям фракции.

Каменные угли — продукт более позднего разложения расти­тельных остатков, чем антрацит.

Угли некоторых месторождений не сортируют и определяют только маркой. Наиболее высококачественные угли добывают в Донецком, Кузнецком и Карагандинском каменно-угольных бас­сейнах.

Для шахтных пересыпных печей применяют фракционирован­ный тощий каменный уголь марки Т. Для печей с выносными топ­ками пригоден длиннопламенный уголь марки Д.

Бурые угли — самый молодой вид ископаемого топлива. Они

Таблица 1

Антрацит Донецкого бассейна

Марка, сорт Размер кусков, мм

Антрацит — плита » — кулак

— орех

— мелкий

— семечко

» —рядовой со шты-

Бом

Характеризуются высоким содержанием влаги (до 35%), золы (18—20%), большим содержанием летучих (до 45%), способно­стью к растрескиванию при хранении с образованием большого количества мелочи. Теплотворность бурых углей в пределах QЈ= =2500^-3000 ккал/кг.

Наиболее крупные залежи бурого угля в Подмосковном, Че­лябинском, Кизеловском, Богословском, Райчихинском, Черем - ховском, Артемовском месторождениях.

Подмосковный и Богословский угли используют для сжигания в шахтных печах с выносными топками. Челябинский бурый уголь трудно применять для сжигания в выносных топках из-за легкоплавкости золы. Бурые угли Дальнего Востока марок Б2 и БЗ имеют зольность Ас до 40%, в связи с чем они в основном не пригодны для производства извести.

Горючие сланцы образовались на дне водоемов в ре­зультате разложения растительных и животных микроорганиз­мов и смешения их с глинистыми и известняковыми осадками. Сланцы содержат 4—5% влаги, 40—60% золы и до 83% лету­чих веществ. Теплотворность сланцев Qp = 1500—2000 ккал/кг. Горючие сланцы распространены в Эстонской ССР, Ленинград­ской области и используются как местное топливо. При обжиге извести на горючих сланцах их зола часто используется как ми­неральная добавка при изготовлении вяжущего. Горючие сланцы обычно сжигают в выносных полугазовых топках.

Торф представляет собой продукт разложения мхов и дру­гих болотных растений, происходившего во влажных условиях без доступа воздуха. Он содержит 65—70% летучих веществ, 40— 50% влаги и сравнительно небольшое количество золы (5—10%). Теплотворность торфа QP=2100—3500 ккал/кг. Торф применяют в печах с выносными полугазовыми топками.

Мазут является продуктом переработки нефти и представ­ляет собой вязкую черно-бурую жидкость с плотностью при 20° С 0,9—1,015 г/см3. Для обжига используют сернистый и вы­
сокосернистый мазут марок 40, 100 и 200. Для транспортиро­вания мазута по трубам его подогревают до температуры 50—70° С.

Органическая масса мазута состоит из углерода и водорода. Высокая теплотворность (QЈ =9000—9700 ккал/кг) и ничтожная зольность делают мазут весьма ценным топливом для производ­ства извести.

Газообразное топливо применяют в виде природных и искусственных горючих газов, а также их смесей.

Природные газы добывают или из газоносных пластов через пробуренные скважины, или выделяют из нефти в процессе ее добычи (попутный газ). Природные газы состоят главным обра­зом из метана СН4 (90—98%) и тяжелых углеводородов.

При смешивании с воздухом в пределах 5,0—15,0% природ­ные газы образуют взрывоопасные смеси. Теплотворность при­родных газов QP =8000—10 000 ккал/м3.

Наиболее крупные месторождения природного газа — Сара­товское, Ставропольское, Краснодарское, Шебелинское, Дашав - ское, Бухарское.

Искусственные газы в больших количествах получают на кок­сохимических заводах в качестве побочного продукта при произ­водстве металлургического кокса или на установках полукоксо­вания.

Коксовый газ состоит из метана, водорода, окиси углерода и балласта. Теплотворность коксового газа составляет QP = = 3500—4800 ккал/м3.

Смешанный газ представляет собой смесь искусственного и природного горючих газов. Примером смешанного газа может служить московский газ. Теплотворность московского газа QP= = 8000 ккал/м3.