ТЕПЛОФИЗИКА И ОСНОВЫ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ
ТЕПЛОТЕХНИКИ
8
молекулярном виде. Кроме углерода и водорода, в состав горючей части
топлива входят кислород, азот и сера.
Кислород в топливе является нежелательным элементом, так как он
связывает водород и частично углерод в гидроксильные группы, влагу и
углекислоту, уменьшая количество горючих составляющих, окисляющихся при
горении, а, следовательно, и теплоту сгорания топлива.
Азот не принимает участия в реакциях горения и переходит в продукты
горения. Кислород и азот образуют внутренний (органический) балласт топлива.
Сера находится в топливе в нескольких разновидностях. В твердом
топливе она может быть в виде органической составляющей S
о
(в составе
сложных органических соединений), колчеданной или пиритной составляющей
S
к
(в составе FeS
2
) и сульфитной составляющей S
с
(в составе солей серной
кислоты СаSO
4
, МgSО
4
, FeSO
4
и др.). Сера органическая и колчеданная
участвует в горении и обозначается S
л
= S
о
+ S
к
(сера летучая). Сера сульфитная
в горении не участвует. Суммарное содержание серы S
общ
= S
о
+ S
к
+ S
с
.
В жидком топливе сера содержится в виде свободного и органического
компонентов S
общ
= S
св
+ S
о
. В газообразном топливе сера связана с водородом в
виде Н
2
S или кислородом в виде SO
2
. Сера является вредной составляющей
топлива, так как двуокись серы отравляет окружающий воздух, кроме того,
наличие ее увеличивает окисление металла при нагреве и может ухудшать
качество обрабатываемого металла.
Кроме перечисленных элементов, топливо содержит еще так
называемый балласт - негорючую часть. Она состоит для твердого и жидкого
топлива из золы (
А
) и влаги (
W
), для газообразного топлива из негорючих
газов и паров воды.
Основными составляющими золы являются: глиноземы (Al
2
O
3
), окись
кремния (SiO
2
), окись кальция (CаО), закись и окись железа (FеO и Fе
2
О
3
),
соли азотной и других кислот, а также минеральные примеси и неорганические
соединения. Увеличение содержание золы уменьшает содержание
горючей части топлива и его теплоту сгорания, поэтому зола является
нежелательной составляющей.
Влага в топливе является еще более нежелательной составляющей, так
как от нее не только уменьшается горючая часть, но и бесполезно затрачивается
часть теплоты горения на нагревание и испарение влаги. В результате сильно
снижается теплота сгорания и понижается температура горения. Влагу в
топливе разделяют на внешнюю (механическую) и внутреннюю. Внешняя влага
попадает в топливо из окружающей среды во время его добычи,
транспортировки и хранения. Внутренняя влага, в свою очередь, делится на
гигроскопическую и гидратную. Внешнюю влагу можно удалять путем
