一、冶金常用固体燃料

 

固体燃料种类很多如木材、木炭、煤、焦炭、粉煤等。在冶金生产中有实用价值的是煤、焦炭、粉煤。

 

1.煤：煤可分为泥煤、褐煤、烟煤及无烟煤，冶金工业应用的是烟煤。

 

（1）煤的工业分析成分：煤是复杂的有机化合物，对其进行元素分析比较困难，现在普遍采用工业分析法，将煤分成四个组成物：挥发物、固定碳、灰分、水份。

 

1）挥发物：煤在隔离空气条件下，加热到850℃，分解出来的气体量，作为挥发物含量。

 

挥发物的化学成分中主要是H2、CH4、C2H4……等等，碳氢化合物的气体混合物。挥发物是可燃的。含挥发物高的烟煤，燃烧时速度快，发热量高，火焰长。挥发物可以制作煤焦油，及许多有用的化工材料；

 

2）固定碳：将煤在高温下分解出挥发物，残留上的固体可燃物质称之为固体碳。它是煤中重要的发热成分（C）；

 

3）灰分：煤完全燃烧后，剩下来的固体渣称为灰分；

 

4）水份：水在煤中的形式主要是机械地附着在煤表面或被吸附在燃料内部，或以结晶水形式存在于杂质中（如CaSO4·2H2O）。

 

（2）烟煤：

 

烟煤是冶金工业重要的原料，其优点是烟煤燃烧生成的火焰较长，有利于炉内温度的分布。烟煤固定碳含量在50~60%，灰份一般波动在10～30%之间，水分为2～10%。

 

烟煤的低发热量介于6500～7500千卡/公斤。烟煤发热量计算可以用北京煤矿科学研究院提出的经验公式：

 

                                  Q低=（50F+K-9A-△Q）千卡/公斤

 

式中   F——固体碳百分含量：

 

       A——灰分的百分含量：

 

       K——与挥发物含量有关的系数；

 

                          [挥发物百分含量：≤20   20～30    30～40

                                      K值：4300～4600  4600～5100  4800～5200]

 

                       △Q=2.97（100-W-A）+6W

 

当挥发份≤18%时；

 

                       △Q=2.16（100-W-A）+6W

 

式中   W——水的百分含量。

 

2.焦炭：

 

焦炭是焦结烟煤在隔绝空气下进行高温干馏的产品，它是冶金工业重要的燃料。冶金焦炭多孔隙，孔隙度为45～55%。冶金工业对焦炭提出的要求条件为：

 

（1）化学成分：△燃（挥发物）<1.2%；A干<15%；S干≯1.0%。

 

（2）块度：为保证透气性，其块度一般规定为28~125毫米。

 

（3）焦炭低发热量：一般为6350～6550千卡/公斤。

 

二、液体燃料

 

液体燃料包括汽油、煤油、柴油及重油。冶金工业炉所用液体燃料主要是重油。

 

1.重油的性质：重油比较稠浓，为褐色或绿褐色，发热量9500～1000千卡/公斤。

 

2.重油牌号：可分20、60、100和200号。其牌号是按照在50℃以下，重油的恩氏粘度排列的。

 

3.重油使用时，几个重要指标：

 

（1）重油的粘度：粘度大小影响重油的输送和雾化。粘度越大，流动性越小。重油的粘度随着温度提高而降低。为了便于输送，通常要把重油加热到70～180℃，当将重油雾化时，必须将重油加热到110～120℃。

 

（2）重油的闪点：加热重油时，挥发出可燃气体与空气混合后当接触火源时，能发出闪光现象，此时的温度称之为“闪点”。为了安全生产，闪点是加热重油的重要指标。

 

（3）重油的凝固点：开始凝固的温度叫凝固点。为便于运输，在气温较低的地区，应选用凝固点较低的重油。

 

三、气体燃料

 

1.气体燃料的种类：

 

气体燃料在冶金生产中常用的有高炉煤气、焦炉煤气，发生炉煤气和天然气。

 

（1）高炉煤气：它是高炉炼铁的副产品，其中主要成份为CO，发热量850～950千卡/标米3；

 

（2）焦炉煤气：它是炼焦的付产品，其中主要成分是H2及CH4。它的发热量可达4000～4500千卡/标米3；

 

（3）发生炉煤气：它是由加热固体燃料而得，其主要成分是CO，发热量可达1200～1500千卡/标米3。

 

（4）天然气：它的主要成分是甲烷（CH4），发热量约为8000～9000千卡/标米3；

 

（5）伴生天然气：它是由天然气和石油出产一起的气。它的主要成分除了甲烷（CH4）外，还有不饱和烃，发热量可达10，000千卡/标米3以上。

 

2.使用煤气的安全知识

 

（1）煤气管道应保持正压，防止空气混入管道引起爆炸；

 

（2）防止煤气管道漏气，以免起车间爆炸或中毒事件发生；

 

（3）煤气设备厂房，要通风良好，严禁烟火；

 

（4）煤气设备应装配安全阀，以防设备爆炸。

 

 

煤焦化与配煤的区别和联系

 

 

   煤焦化方法是：把煤放在隔绝空气的环境下加热到1000摄氏度左右(干馏)，煤变成焦炭和煤气。焦炉煤气的主要组成是H2、CH4、CO、CO2等。

 

配煤一般是采用动力配煤技术的生物质型煤配方，其成分及质量百分含量如下：烟煤34-％，无烟煤34-36％，钙基固硫剂5-9％，稻草粘结剂14-％，粘结添加剂膨润土1-3％，水3-5％。所述的钙基固硫剂为：粒度为0.3mm～0.5mm的毛蚶壳粉末。烟煤与无烟煤质量比为1∶1。烟煤是指黄陵烟煤，无烟煤是指晋城无烟煤。将这两种煤按质量1∶1配煤后，各种缺陷可得到明显改善。此生物质工业型煤易着火，燃烧速度；不冒烟，可固硫；型煤燃烧充分，灰渣含碳量低且不结渣。