К техническим характеристикам топлива относятся такие теплофизические свойства, которые оказывают существенное влияние на его горение, работу топок и устройств для хранения, транспортировки и подготовки топлива к сжиганию: содержание горючих веществ, влаги и минеральных примесей, удельную теплоту сго­рания, физико-механические характеристики (плотность, вязкость и пр.). Для твердых топлив важное значение имеет также выход летучих веществ, свойства кокса и золы.

 Состав топлива

Все вещества в твердом, жидком и газообразном топ­ливе находятся в виде сложных химических соединений. Однако количественный анализ соединений, входящих в состав твердого и жидкого топлива, требует проведения сложных и трудоемких лабораторных исследований. Поэтому для твердого и жидкого топлива состав выра­жается не соединениями, а содержанием отдельных элементов (в процентах) к исходной массе топлива.

Газообразное топливо представляет собой смесь го­рючих и негорючих газов, содержащую некоторое коли­чество примесей — воды и пыли. Газы, входящие в газообразное топливо, сравнительно легко определяются газовым анализом. Поэтому состав газообразного топ­лива обычно выражают объемными долями отдельных газов (СН₄, С_тН_п, СО, СО_а, Н₂, 1М_а, 0₂, Н₂ и др.) в про­центах к объему сухого газа при нормальных условиях.

Горючими элементами топлива являются углерод, водород и сера. В связанном с ними состоянии находятся кислород и азот, образующие внутренний балласт топ­лива. Зола и влага составляют внешний балласт.

Главным горючим элементом твердого и жидкого топ­лива, содержание которого обусловливает выделение ос­новного количества теплоты, является углерод. Он име­ет высокую удельную теплоту сгорания (34,1 МДж/кг) и составляет 40—70 % массы твердого топлива и 82—85 % массы мазута. Водород имеет более высокую удельную теплоту сгорания (120,5 МДж/кг), но вслед-

■пне сравнительно малого его количества (3—4 % в I пердом и 10—11 % в жидком топливе) доля водоро-|.| и суммарном тепловыделении при горении топлива 1Начительно меньше, чем углерода. Сера имеет невысо-| ую юплоту сгорания (9,3 МДж/кг), содержится в топ-птах в малых количествах (до 3 % в твердом топливе и

\к', до 6 % в отходах обогащения углей) и поэтому НС представляет ценности как горючий элемент.

• ера в топливе находится в трех видах: органическая ипритная, или сульфидная 5_П, и сульфатная 5. Органическая сера входит в состав органических ве-

■ I гв топлива и образует с ними сложные органические 1'о< прения, пиритная сера находится в топливе в виде

) и.фидов металлов, например Ре5.,, СиРе5₂, сульфат­ная — в виде сульфатов Са50₄, М§50₄, Ре50₄ и т. д. | ера в сульфатах находится в виде высших оксидов, поэтому ее дальнейшее окисление (горение) не пронехо-|и I. Сульфаты являются минеральной примесью топ-"|п.1 и входят в состав золы. Органическая и пиритная | |м горят с выделением теплоты. Органическая и пирит-

........ ера составляют горючую (летучую) серу 5_Л, кото-

| и дельной составляющей входит в элементарный '" I ив топлива.

При горении сера образует оксид серы (IV) (50₂) и некоторое количество оксида серы (VI) (50.,). Пос-|"нп при соединении с водяным паром, содержащим-1ф0Д) мах сгорания топлива, образует пары серной |   < >ксиды серы и серная кислота отравляют ||к р\ п оказывают вредное влияние на животный мир

Минеральные примеси топлива представляют собой смесь различных минеральных веществ — оксидов крем­ния, железа, алюминия, сульфатов, солей щелочных и щелочно-земельных металлов. Минеральные примеси в зависимости от их происхождения подразделяют: на первичные, содержащиеся в исходном органическом ма­териале, из которого образовалось топливо; вторичные, принесенные в угольную залежь извне, например через трещины пласта или с подпочвенными водами, и обра­зующиеся в результате жизнедеятельности бактерий; третичные, попавшие в топливо при его добыче, транспор­тировке и хранении (порода, земля, песок). Первичные и вторичные примеси равномерно распределены в топ­ливе и их механическое отделение практически нельзя осуществить. Третичные примеси обычно неравномерно распределены в топливе и могут сравнительно легко отделяться от топлива, например в процессе его обога­щения. Минеральные примеси уменьшают содержание горючих веществ в единице массы топлива и снижают удельную теплоту его сгорания.

Влага твердого топлива подразделяется на гидрат-ную, коллоидную, капиллярную и поверхностную.

Гидратная, или кристаллизационная, влага хими­чески связана с минеральными примесями топлива и образует соединения минеральных веществ с водой (кристаллогидраты), например силикаты (А1₂0₃ • 25Ю₂ X X 2Н₂0, Ре₂0_;) • 25Ю₂ • 2Н₂0), сульфаты (Са50₄ • 2Н₂0, М§50₄ • 2Н₂0) и др. Содержание гидратной влаги в топливе обычно невелико. Лишь в многозольных топ-ливах содержится значительное ее количество. Из топ­лива она выделяется при дегидратации в процессе нагре­ва топлива до температуры 600 °С и выше.

Коллоидной является та часть влаги топлива, которая в виде мельчайших коллоидных частиц (от 10~⁹ до Ю^-7 м) адсорбируется органической массой топлива и образует с последней сложный коллоид. Ее количество зависит от вида и химического возраста топлива. По мере уве­личения степени углефикации содержание коллоидной влаги уменьшается. В торфе и бурых углях ее содер­жится 10—15%, в молодых каменных углях — 3—6, в старых углях и антраците — 0,5—1 %. Коллоидная влага из топлива удаляется в процессе сушки при тем­пературе 102—105 ^СС. Коллоидная и гидратная влага связана с органической и минеральной частью топлива. По'яому ее называют связанной влагой.

Капиллярная влага находится в капиллярах и норах Частиц топлива. Ее содержание зависит от водоносности месторождения и атмосферных условий в период транс­портировки и хранения топлива. С повышением степени углефикации топлива содержание капиллярной влаги уменьшается.

К поверхностной, или механически удерживаемой, ■лаге относят ту часть воды, которая осаждается на I рхности частиц топлива. Она попадает в топливо из I руптовых вод или с атмосферными осадками. Количество поверхностной влаги зависит от удельной поверхности Частиц топлива и свойств этой поверхности, в первую очередь ее способности к смачиванию. Очевидно, чем Частицы топлива мельче, тем больше их поверхность на I шпицу массы, следовательно, тем больше удерживается поверхностной влаги. Количество поверхностной влаги ]чно не превышает 3—5 % массы топлива. Капилляр-НуЮ и поверхностную влагу называют свободной, или внешней, влагой.

Технической характеристикой минеральных примесей является зольность топлива А, представляющая собой выраженную в процентах долю твердого негорючего остатка, полученного при сжигании навески топлива в

..... >раторной печи при стандартных условиях, опреде-

онмых стандартом.

1е\нической характеристикой содержания влаги в кшлнве является влажность №. Она определяется по И    пению массы топлива путем его высушивания при ¹' -105 °С в стандартных условиях и выражается в

I...... игах от начальной массы навески топлива. Так как

I и высушивании вода из гидратов топлива не выделя-|  ю влажность меньше действительного содержания 'ни  на величину кристаллогидратной воды. Однако, учитывая малое содержание последней, это расхождение шачптсльно.

При длительном пребывании топлива в комнатных ги |% из него выделяется основное количество внеш-(капиллярной и поверхностной) влаги. Топливо с | т..пившейся в естественных условиях влажностью

            во (душно-сухим. Оно содержит гидратную и

и         п|\ к) плату и некоторое количество внешней вла-

III   I и как содержание последней зависит от влажности