Промышленное топливо по своему происхождению подразделяется на
естественное и искусственное; по физическому состоянию — на твердое,
жидкое, газообразное. Для производства извести применяют следующие виды
топлива:
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 W,
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 Wp, 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 м3 и выражают в
килокалориях (ккал). Теплотворность рабочей, горючей и сухой массы
соответственно обозначают Qp, Qr, 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.
Для производства извести применяют следующие
основные виды естественного и искусственного топлива, добываемого в
промышленном масштабе.