1.2 Газовое топливо и его свойства

Газообразное топливо по сравнению с жидким и твердым имеет ряд преимуществ, главные из которых:

- Более простое смешивание топлива и воздуха, что позволяет проводить сжигание газа с меньшим избытком воздуха;

- Легкость транспортировки;

- Простота обслуживания печей, работающих на газе.

Все это приводит к тому, что газообразное топливо становится преобладающим.

Газообразное топливо представляет собой смесь горючих и негорючих газов. Горючая часть состоит из насыщенных (С_nН_2n +2) и ненасыщенных (С_nН_2n) углеводородов, водорода Н₂, окиси углерода СО, и сернистого водорода (H₂S). В состав негорючих элементов входит азот (N₂), углекислый газ (С0₂) и кислород (О₂). Важной характеристикой газового топлива служит его плотность при нормальных условиях обычно определяют на сухую массу. Если рассматривать газовое топливо как смесь идеальных газов, то его плотность можно найти по уравнению[2].

Газообразное топливо бывает естественное и искусственное. Природными видами газообразного топлива является природный газ и беглый газ улавливают при добыче нефти. Искусственными видами газообразного топлива является коксовый и доменный газы, яки получают соответственно при коксовании угля и при доменной плавке. Кроме того, к искусственному относятся генераторные газы, в последние годы вполне вышли из употребления на предприятиях черной металлургии. Склады естественного и искусственного газообразных топлив разные.

Природный газ. Природный газ - наиболее дешевое топливо. Себестоимость его значительно ниже себестоимости угля и нефти.

Природный газ представляет собой смесь различных газов. Состав его зависит от месторождения, однако не очень отличается для разных мест добычи. В основном природный газ состоит из метана СН4, содержание которого составляет 80-98% по объему. Теплота сгорания метана 35700 кДж / м. В природном газе присутствуют также углеводороды типа СтНп (1-5%), инертные газы: азот N2 (114%); углекислый газ СО2 (менее 1%), незначительное количество водяного пара и минеральных примесей.

Искусственное газообразное топливо. Коксовый газ, получаемый при коксовании угля, играет очень важную роль в топливном балансе металлургических заводов[2].

Доменный (колошниковая) газ получают в больших количествах (около 3 м3 на 1 кг чугуна) в процессе доменной плавки. На металлургических заводах доменный газ играет существенную роль в тепловом балансе, на его образование расходуется более 40% теплоты сгорания кокса, загруженного в доменную печь. Доменные воздухонагреватели, печи коксовых и прокатных цехов в большей или меньшей мере отапливают доменным газом в смеси с коксовым или природным газом.

Генераторные газы представляют собой продукты беззалишковои газификации твердого топлива. Газификация может быть проведена с помощью кислорода, вводимого с воздухом, водяного пара. Аппараты, в которых твердое топливо превращается в газообразное, называют газогенераторами, процесс газификации – газогенераторные[2].

1.2 Жидкое топливо и его свойства

Естественное жидкое топливо. К природным жидких топлив относит сырую нефть, как топливо используют очень ограниченно. Использование продуктов переработки нефти дает более высокий эффект, чем использование нефти в сыром виде.

Искусственное жидкое топливо. Основную массу искусственного жидкого топлива составляют продукты переработки сырой нефти.

Бензин представляет собой жидкое топливо, состоящее из наиболее легкокиплячих фракций нефти (температура кипения до 473 К). Элементный состав бензина зависит от содержания в нем различных углеводородов. Можно считать, что бензин в среднем состоит из 85% С и 15% Н. Низшая теплота сгорания составляет около 41900 кДж / кг. Бензин служит топливом для авиационных и автомобильных двигателей.

Чуть более высокую температуру кипения (473-493 К) имеет лигроин, который используется как топливо для тракторных двигателей[2].

Содержание серы в мазуте, который получают при переработке малосирнистои нефти, составляет около 0,5%, в мазуте, который получают из багатосирнистои нефти, содержание серы может быть около 4%. Выпускают топочные мазуты марок 40, 100, 200 и МП (мазут для мартеновских печей). Для этих мазутов температура вспышки составляет 363-383 К, а температура застывания 283298 К. температура застывания и в вязкость. Вязкость в значительной степени снижается при повышении температуры нефтепродукта. Поэтому для обеспечения возможности перекачки и сжигания форсунках вязкие мазута приходится предварительно подогревать до 343-353 К.

Низшая теплота сгорания мазута в зависимости от его состава и содержания влаги колеблется в пределах 35615-39805 кДж / кг.

В практике металлургического производства в качестве заменителя мазута в виде добавки к газообразного топлива нередко применяют смолы, яки получают как продукт переработки твердых топлив.