Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология - Лисиенко В.Г.
ISBN 5-98457-018-1
Скачать (прямая ссылка):
218
Таблица 4.46
Технические показатели качества мазута
Показатель Значения для марок
40В 40 100В 100
Вязкость при 80 °С, не более:
условная, град 6 8 10 16
соответствующая ей кинематическая, м2/с 43,8 59 73,9 118
Зольность, %, не более 0,04 0,12 0,05 0,14
Содержание механических примесей, % не более 0,07 0,8 0,2 1,5
Содержание воды, %, не более 0,3 1,5 0,3 1,5
Содержание водорастворимых кислот и щелочей — — — —
Содержание серы, %, не более, для мазута:
малосернистого 0,5 0,5 0,5 0,5
высокосернистого — 3,5 — 3,5
сернистого 2 2 2 2
Температура застывания, еС, не выше: 10 10 25 25
для мазута из высокопарафинистых нефтей 25 25 42 42
Теплота сгорания низшая в пересчете на сухое топливо для мазутов, Дж/кг (ккал/кг), не менее:
малосернистого и сернистого 40740-103 (9700) 405 30-103 (9650)
высокосернистого 39900-103 (9500) 39900-103 (9500)
Плотность при 20 °С, г/см3, не более — — 1,015 1,015
увеличивается коррозия запечных газоочистных сооружений. Это предъявляет жесткие требования к конструкции горелок и соблюдению технологических нормативов на всем тракте от слива до топливопотребляющего агрегата. Поскольку мазут представляет собой смесь тяжелых угледоводородов, он содержит те же примеси, что и нефть. Содержание углерода составляет в органической части округленно 85-87 %, водорода— 10-11 %, кислорода и азота
219
— 03-15 %. В угольных мазутах содержание углерода и водорода несколько ниже.
Сырая нефть подвергается переработке с целью получения, в первую очередь, моторного топлива, а также ряда химических продуктов. Нефтяные топочные мазуты получают путем смешения (компаундирования) остатков от такой переработки. Различают в зависимости от принятых условий неглубокую переработку нефти — разгонку, при которой нефть разделяется на низкие фракции по температурам выкипания этих фракций без разрушения их молекулярной структуры, и глубокую с разрушением молекул исходных углеводородов, т.е. крекинг, при котором образуются новые соединения, в основном с меньшей молекулярной массой. Мазут, получаемый при неглубокой переработке нефти, называют прямогонным; при глубокой переработке — крекинг-мазутом.
Зольность нефтяных мазутов невелика и не превышает 0,3 %. Как правило, содержание золы увеличивается по мере углубления отбора легких фракций из нефти и, следовательно, увеличивается по мере повышения плотности мазута. Такая же закономерность наблюдается и в отношении серы. Цементные заводы в основном используют высокосернистые мазуты с содержанием серы 1-3,5 % и выше. Сера обусловливает токсичность и коррозионную активность продуктов сгорания мазута. В то же время коррозионное воздействие самого мазута на трубопроводы и арматуру не наблюдается.
При сжигании топлива сера сгорает с образованием SOr При наличии избыточного кислорода часть SOz окисляется до S03, образующей с водой H2S04. Процесс окисления S02 каталитически ускоряется в присутствии соединений ванадия, которые составляют значительную часть минеральной массы нефтяных смол и асфальтенов. Для предотвращения сернокислотной коррозии металла температура отходящих из печей газов должна быть выше точки их росы во избежание конденсации на металлических поверхностях. При сжигании высокосернистого мазута точка росы определяется конденсацией паров серной кислоты (140-150 °С) .тогда как при парциальном давлении паров воды
0,03-0,04 МПа, как это имеет место в отходящих газах вращающихся печей мокрого способа производства, не содержащих сернистых соединений, точка росы паров воды составляет от 65 до 70 °С, что практически не лимитирует температуру отводимых продуктов сгорания. Температура 140-150 °С наблюдается не только на стенках, но и на электродах электрофильтров, что и приводит при сернистом топливе к их коррозии.
При сжигании высокосернистого мазута выброс двуокиси серы составляет до 10 т на 1000 т клинкера. Растущие масштабы сернистых выбросов создают угрозу загрязнения воздуха, особенно в крупных промышленных центрах с собственным фоном загрязнений.
220
Допускаемое содержание двуокиси серы в приземном слое воздуха должно быть не выше 0,5 мг/м3. Для обеспечения приемлемой концентрации S02 и других выбросов в приземном слое прибегают к рассеиванию дымовых газов с помощью высоких дымовых труб. Концентрация газовых и пылевых выбросов у поверхности земли обратно пропорциональна квадрату высоты трубы. Радикальными средствами для устранения сернистых выбросов являются очистка дымовых газов от S02 либо удаление соединений серы из топлива. Однако современные методы очистки газов и топлива недостаточно эффективны и дороги.
Обводненность рабочего топлива, поступающего на сжигание в тепловые агрегаты, обусловлена в основном разогревом его острым паром при сливе из железнодорожных цистерн и выкачкой из барж и танкеров. В зависимости, от температуры воздуха, вязкости мазута и параметра пара влажность может достигать 4—10 %.
Содержание, воды в мазуте снижает его теплоту сгорания. Каждый процент влаги снижает теплоту сгорания примерно на 418,7 кДж, из которых 400 кДж обусловлены уменьшением содержания горючей массы, и 18,67 кДж — расходом тепла на испарение воды, что должно учитываться при расчетах теплоты сгорания рабочего топлива. Изменение теплоты сгорания, мазута в зависимости от содержания в нем влаги представлено на рис. 4.83. При отделении воды от мазута путем его отстаивания в емкостях теряется часть мазута с замазу-ченной водой. Подача ее в шлам не приносит пользы, так как мазут в зонах подготовки печи испаряется не сгорая. При неблагоприятных условиях для отстоя вода не успевает отделяться и иногда находится в топливе в виде отдельных прослоек и линз, что может привести к кавитационным явлениям в насосах, отрыву факела в топке и нарушению режима обжига. Выход из этого положения диспергеция мазута и воды.
