Свойства и характеристики угольной пыли

Свойства и характеристики угольной пыли

В свойства и характеристики угольной пыли входят размеры частиц пыли. Угольная пыль состоит из частиц размером до 300 мкм с преобладанием мелких фракции. Больше всего в угольной пыли частиц размером от 20 до 50 мкм в зависимости от тонкости помола. Пылинки имеют неправильную форму, которая зависит главным образом от рода топлива. Угольная пыль сы­пуча и легко растекается под влиянием легких толчков. В смеси с воздухом при больших концентрациях пыли (25:1) она образует подвижную эмульсию, легко перекачиваемую, как вода. Это свойство пыли используется при ее транспорте на большие расстояния.

Пыль, особенно углей, богатых летучими, склонна к самовозгоранию, что является одной из главных причин взрывов в системах пылеприготовления. Опасность самовозгорания пыли также входит в свойства и характеристики угольной пыли, она возрастает с повышением температуры среды и при соприкосновении с горячими поверхностями. Наиболее взрывоопасной является пыль, содержащая частицы менее 200 мкм. Взвешенная в воздухе пыль угля, сланца, торфа образует взрывоопасную смесь, которая, воспламенившись, может взорваться. Источником воспламенения пыли чаще всего являются тлеющие отложения пыли. Взрыхление тлеющей пыли весьма опасно, так как приводит к ее интенсивному горению и может вызвать пожар или взрыв.

При превращении угля в пыль расходуется определенное количество энергии, зависящее от твердости топлива. Для характеристики размольных свойств топлива пользуются так называемым лабораторным относительным коэффициентом размолоспособности топлива. Это важные свойства и характеристики угольной пыли.  Под ним понимают отношение удельных расходов электроэнергии при размоле (в стандартной лабораторной мельнице) эталонного и исследуемого топлива. При этом размол производится от одинаковых начальных размеров до одинаковых размеров готовых пылинок.

Принято определять лабораторный коэффициент размолоспособности по методу ВТИ (k_л^вти), в котором за эталонное топливо принят антрацитовый штыб. Значение лабораторного коэффициента размолоспособности приводится в размольных характеристиках углей.Так, например, для тавричанского бурого угля это 0,85, для назаровского бурого угля 1,1, для эстонского сланца 2,5. Чем больше коэффициент размолоспособности, тем мягче топливо.

Свойства и характеристики угольной пыли также включают в себя качество пылевых частиц. Качество пыли, получаемой в пылеприготовительных установках, принято характеризовать тонкостью помола, определяемой рассевом пробы на ситах с различным размером отверстий. Для рассева берут пробу пыли массой 25-50 г и производят рассев на полном комплекте из 8-10 сит с размером отверстий на ситах от 50 до 1000 мкм. Однако обычно пользуются двумя ситами: для каменного угля - с отверстиями 90 и 200 мкм, для бурого - 90 и 1000 мкм или 200 и 1000 мкм. В результате рассева определяется остаток пыли на указанных ситах, который и характеризует тонкость размола. Обычно остаток на сите принято обозначать R с индексом, соответствующим размерам отверстий сита (например, R200 - остаток на сите с отверстиями 200 мкм).

По данным рассева может быть построена зависимость ос­татка на разных ситах от размера частиц (размер отверстий сита), которая называется зерновой характеристикой пыли. Значения остатков на ситах 90 и 200 мкм позволяют судить о равномерности пыли. Очевидно, что чем равномернее пыль, тем меньше электроэнергии приходится затрачивать на ее приготовление. Чем больше разность между остатками на ситах 90 и 200 мкм, тем пыль равномернее по своему составу.

При расчете и эксплуатации систем пылеприготовления, кроме остатков на ситах 90 и 200 мкм, существенными характеристиками являются плотность и влажность пыли.

Различают насыпную и кажущуюся плотность пыли. Под насыпной плотностью понимают отношение массы пыли к ее общему объему (суммарный объем, состоящий из объема твердой фазы частиц, пор внутри частиц и воздушных промежутков между частицами). Под кажущейся плотностью пыли понимают отношение массы пыли к суммарному объему, занимаемому твердой фазой частиц пыли и порами внутри частиц. Насыпной плотностью пользуются при расчете емкости пылевых бункеров для хранения пыли. Кажущаяся плотность используется при расчете устройств для подачи пыли, сепараторов и циклонов. Насыпная плотность пыли колеблется в значительных пределах, 500-700 кг/м³, а кажущаяся - для определенного состава топ­лива стабильна. Так, например, кажущаяся плотность для АШ равна 1500, тощего угля - 1350, подмосковного бурого - 1000 кг/м³.

Еще в свойства и характеристики угольной пыли входит влажность. Влажность готовой пыли влияет на условия ее воспламене­ния и протекание процесса горения. Чем меньше влажность пыли, тем легче она воспламеняется и быстрее сгорает. Обычно подсушка пыли осуществляется с таким расчетом, чтобы влажность ее была близка к гигроскопической влажности топлива (W^гн- см. § 2-2). Более глубокая сушка не допускается, так как пыль становится взрывоопасной. Из условий взрывобезопасности разрешается иметь для разных топлив следующую влажность пыли (W_^пл): бурый уголь при W^пл<0,4 Wp может иметь W^пл>W^ги каменные и бурые угли при W^ги>0,4W^p могут иметь W_^пл>0,5 W^rи, а у фрезерного торфа W^пл>25 %.