عنوان : مقاله در مورد سوخت هاي جامد
قیمت : 29,400 تومان
توضیحات در پایین همین صفحه

درگاه 1

توجه : دریافت شماره تلفن همراه و آدرس ایمیل صرفا جهت پشتیبانی می باشد و برای تبلیغات استفاده نمی شود

هدف ما در این سایت کمک به دانشجویان و دانش پژوهان برای بالا بردن بار علمی آنها می باشد پس لطفا نگران نباشید و با اطمینان خاطر خرید کنید

توضیحات پروژه

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

 مقاله در مورد سوخت هاي جامد دارای 29 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله در مورد سوخت هاي جامد  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه و مقالات آماده و تنظیم شده است

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ريختگي احتمالي در متون زير ،دليل ان کپي کردن اين مطالب از داخل فایل ورد مي باشد و در فايل اصلي مقاله در مورد سوخت هاي جامد،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد


بخشی از متن مقاله در مورد سوخت هاي جامد :

سوخت های جامد

مقدمه 1
مزایای سوخت های جامد 1
زغال سنگ 2
انواع زغال سنگ 3
خواص فیزیكی زغال سنگ 7
تجزیه زغال سنگ 15
مراحل آماده سازی زغال سنگ 20
تقطیر در دمای كوچك 25

تقطیر در دمای بزرگ 25
تولید زغال سنگ در جهان 25
منابع 26

مقدمه
مهمترین وقدیمی ترین گروههای سوخت فسیلی ، حالت جامد دارند .این سوخت ها به دسته های مختلفی تقسیم می شوند .درفرم كلی می تقسیم كرد [1]. ازمهمترین سوخت های دسته اول چوب، زغال نارس وزغال سنگ وازمهمترین سوخت های گروه دوم زغال چوب وكوك را می توان نام برد . مهمترین سوخت جامد صنعتی ، زغال سنگ است كه از آن به منظورهای مختلف وخصو

صاً در صنایع تولید آهن وفولاد استفاده می شود. ازابتدای پیدایش صنعت ، زغال سنگ منبع مهمی برای تولید انرژی بوده است . هرچند از اوایل دهه 1930 م. با دستیابی به نفت وبعد از آن گاز طبیعی به عنوان دو منبع مهم انرژی ، زغال سنگ جای خود را به این سوختها داد ، اما هنوز دربرخی از كشورها ، مهمترین منبع انرژی ، زغال سنگ است . ازطریق مقایسه میزان منابع انرژی

موجود درجهان وسرعت مصرف سوخت های فسیلی می توان پیش بینی كرد كه بشر بار دیگر درآینده ، به زغال سنگ روی خواهد آورد.
مزایای سوخت های جامد به این شرح است :
1- برای ذخیره سازی به مخزن خاصی نیازنداردودرواقع هرسطح صافی برای این كارمناسب است.
2- درمقاسیه با نفت خام ، دارای هیدروژن كمتری است وازاین رو ارزش حرارتی خالص آن بیشتر از نفت است .
3- مقدار گوگرد موجود درآن بطور متوسط از نفت كمتر است واز این رو آلودگی وخوردگی كمتری را سبب می شود.
4- خاكستر زغال سنگ عاری از تركیبات وانادیوم است ودر نتیجه سبب خوردگی داغ تأسیسات نمی شود .
5- اندازه دانه های آن را می توان به دلخواه تغییر داد ولذا در جاهای مختلف قابل استفاده است .
دراین فصل به معرفی اجمالی برخی از گروه های مهم سوخت های جامد می پردازیم .
– زغال سنگ
زغال سنگ مهمترین سوخت جامد صنعتی است كه برای تولید انرژی الكتریكی ، احیای فلزات به روش سنتی یا احیای مستقیم ، تولید گاز ، ساختمان سیمان وقند ، ساخت مواد شیمیایی وتولید حرارت مصرف می شود [1و2 ]. زغال سنگ معمولاً بطور لایه ا ی درپوسته زمین ذخیره شده است . این ماده ازبقایای گیاهان مدفون شده درزیر رسوبات نواحی مردابی وباتلاق ها درزمان های گذشته بوجود آمده است [1] . فعالیت های شیمیایی باكتری ها وفشارهای كوهزایی ، این رسوبات را به زغال سنگ تبدیل كرده است . روی تمامی زغال سنگ های جهان ، صرفنظر اززمان تشكیل، تنه وساقه گیاهان بصورت فسیل دیده می شود. مدفون شدن بقایای گیاهان ونرسیدن اكسیژن به آنها، شرط اولیه واساسی تبدیل مواد آلی به جامدات فسیلی است .محل های

تشكیل زغال سنگ « تورب زا ر» نامید می شود . درباره نحوه مدفون شدن مواد گیاهی درزیر زمین وتشكیل مناطق تورب زار دو نظریه وجود دارد [1و2] . برطبق نظریه اول یا نظریه برجا ، محل پیدایش زغال سنگ دقیقاً همان جایی است كه گیاهان درآنجا رشد كرده ومدفون شده اند. تمامی رگه های باارزش زغال سنگ ازاین نوع است . نظریه دوم یا نظریه نابرجا براین اساس است كه مواد

گیاهی ، قبل از رسوب كردن ومدفون شدن دراثر جریان آب رودخانه ها ازجایی به جای دیگر منتقل شده ودر محل هایی تجمع كرده اند. این زغال ها محتوی درصد زیادی از كانی های مختلف هستند و به همین جهت استفاده از آنها فعلاً مقرون به صرفه نیست. در مناطق تورب زار، فشار و دما به حدی نیست كه ساختار سنگ های همراه را تغییر دهد و تنها تورب را به زغال سنگ قهوه ا ی و سپس درخشان تبدیل می كند. زغال سنگ های ایران مربوط به دوره ژوراسیك (حدود 181 میلیون سال پیش) ودوره كرتاسه (حدود 135 میلیون سال پیش) هستند [2 و 3].
– انواع زغال سنگ
صرفنظر از تأثیرات ناشی از اندازه و مقدار خاكستر یا دیگر ناخالصی های موجود در زغال سنگ، اساساً تقسیم بندی گروه های مختلف زغال سنگ بر مبنای كیفیت ماده زغال انجام می گیرد [1]. از نظر تركیب شیمیایی، انواع زغال سنگ را با همدیگر مقایسه كرد [4].
اكنون به اختصار به شرح گروه های زغال سنگ می پردازیم.
الف) زغال سنگ لیگنایت (قهوه ا ی)
لیگنایت از جوان ترین زغال سنگ هاست و رنگ قهوه ا ی متمایل به سیاه دارد. این زغال، مرحله انتقال زغال نارس (لیف) را به زغال سنگ نشان می دهدو الیافی شبیه به چوب دارد. این زغال سنگ پایین ترین درجه زغال سنگ های خالص است و معمولاًدر حالت خشك و بدون خاكستر دارای حدود 60 تا 75 درصد كربن و نزدیك به 20 تا 25 درصد اكسیژن است . این زغال معمولاً

حاوی موادی مانند خاكستر، رطوبت گوگرد و مواد فرار فراوان است و در حالت خشك شده در هوا حدود 15 تا 20 درصد رطوبت دارد. به طور كلی میزان كربن لیگنایت بیشتر و هیدروژن آن كمتر از چوب است. ارزش حرارتی لیگنایت معادل 5/12 تا 5/13 مگاژول بر گیلوگرم است كه به علت كوچكی ، استفاده از لیگنایت در صنعت ذوب فلزات را ناممكن می سازد. علاوه بر این وجود م

قدار زیادی رطوبت و گوگرد در بعضی از انواع ، ارزش حرارتی لیگنایت را بازهم كوچكتر می كند.
لیگنایت جسمی است نمگیر كه با شعله ا ی بلند و دوزا می سوزد. انتقال آن در مسیر طولانی میسر نیست و در اثر انبار كردن خرد می شود و ممكن است شعله ور گردد. با حرارت دادن لیگنایت در نبود هوا می توان موادی نظیر گاز، كوك، بنزین، روغن های سنگین و آمونیاك به دست آورد. از زغال قهوه ا ی در صنایع برق و شیمی می توان استفاده كرد.
ب) زغال سنگ بیتومینه (قیردار)
بیتومینه به رنگ سیاه یا خاكستری تیره است و ظاهری راه راه دارد. وزن مخصوص آن از زغال سنگ قهوه ای بیشتر و در حدود 3/1 تا 5/1 است. این زغال سنگ 75 تا 85 درصد كربن دارد و مواد فرار آن كمتر از لیگنایت است. خاكستر زغال سنگ قیردار 5 تا 10 درصد و رطوبت آن بین 5 تا 8 درصد متغیر است. حد پایین ارزش حرارتی بیتومینه از انواع دیگر زغال سنگ بیشتر و بین
9/20 تا 2/27 مگاژول بر كیلوگرم است.
بیتومینه از لیگنایت فشرده تر است و در حمل و نقل كمتر خرد می شود و به ندرت مشتعل می گردد. به هنگام سوختن شعله زرد رنگ دارد و بوی قیر می دهد. مصرف این زغال از سایر انواع بیشتر است و در تهیه سوخت های گازی و مایع ، تولید انرژی الكتریكی، و تهیه كوك متالورژی بكار می رود. این زغال بر حسب خاصیت كوك شوندگی ، به سه دسته قابل تقسیم است : كوك شو ، نیمه كوك شو و كوك نشو .
نوع كوك شو (چرب شعله كوتاه) ، در برابر حرارت فوری نرم شده و حالت خمیری به خود می گیرد. در حدود 900 درجه سانتی گراد مواد فرار خود را از دست می دهد و پس از سرد شدن به جسم سخت و سیاه رنگی به نام كوك تبدیل می شود. نوع كوك نشو (چرب شعله بلند) به سهولت مشتعل می گردد و بدون اینكه به حالت خمیری در آید ، باقیمانده پودر مانندی بر جای می گذارد.

زغال هایی كه ویژگی آنها حد میانی لیگنایت و بیتومینه است ، زغال های زیر بیتومینه (نیمه قیردار) نامیده می شوند. این زغال ها رطوبت و مواد فرار زیادی دارند و خاصیت كوك شدن ندارند . گونه خشك و بی خاكستر آنها 75 تا 83 درصد كربن و 10 تا 20 درصد اكسیژن دارد.
ج) زغال سنگ آنتراسیت (درخشان)
آنتراسیت قدیمی ترین نوع زغال سنگ است . این زغال از سایر انواع زغال سنگ سخت تر و محكم تر بوده و رنگی سیاه با جلای ویژه دارد و در اثر مالش دست را كمی سیاه می كند. میزان كربن ثابت زغال درخشان از سایر انواع زغال سنگ زیادتر بوده و بیش از 93 درصد است. مواد فرار آن نیز معمولاً از 6 درصد كوچكتر است. زغال درخشان خاصیت كوك شوندگی ندارد و پس از احتراق ب

ه شكل پودر در می آید. ارزش حرارتی این زغال به طور متوسط حدود 9/20 تا 8/28 مگاژول بر كیلوگرم است. این زغال سنگ به سختی مشتعل می شود و به علت كوچكی مواد فرار ، شعله ا ی كوتاه و متمایل به آبی دارد و به آرامی می سوزد. به همین علت زغال درخشان برای مصارف خانگی مناسب بوده و به هنگام انبار كردن نیز خرد نشده و خودبه خود مشتعل نمی شود .زغال سنگ هایی كه از نظر ویژگی در حد واسط بین بیتومینه و آنتراسیت ، نیمه آنتراسیت نامیده می شوند. این زغال ها بین 90 تا 93 درصد كربن، 10 تا 20 درصد مواد فرار و 2 تا 4 درصد اكسیژن دارند. برخی از انواع نیمه آنتراسیت ها قابلیت كوك شوندگی دارند. این زغال ها را با نام های نیمه بیتومینه ، لاغر ، قیردار خشك و زغال مولد بخار نیز می خوانند.
– خواص فیزیكی زغال سنگ
انواع مختلف زغال سنگ خواص فیزیكی متفاوتی دارند. برخی از این خواص نظیر تخلخل در مطالعات مربوط به نحوه تشكیل زغال سنگ مورد استفاده قرار می گیرند . برخی دیگر نظیر وزن مخصوص، حین استفاده ویژگی خود را آشكار می كنند.
الف) تخلخل
زغال سنگ جسمی متخلخل با منافذ مویینه و سوراخ هایی با اندازه های مختلف و ساختاری اسفنجی است كه در نتیجه مایعات و گازها را به راحتی درون خود نفوذ می دهد . به طور كلی دو نوع حفره در زغال سنگ ها وجود دارد . در نوع اول قطر متوسط حفره ها تا A 500 درجه بوده و سطح داخلی آنها بیشتر از gr/m2 1 نیست . در نوع دوم قطر متوسط حفره ها حدود A15-5درجه بوده و سطح داخلی آنها به حدود gr/m2 200 می رسد. برای اندازه گیری میزان تخلخل ، از نفوذ مایعات به درون زغال سنگ می توان استفاده كرد . نسبت حجم خلل و فرج به حجم حقیقی زغال سنگ كسر تخلخل نامیده می شود . به علت وجود تخلخل ، چگالی ظاهری زغال سنگ ( َd) از چگالی واقعی آن (d) كمتر است . اگر m جرم نمونه زغال باشد، كسر تخلخل عبارت خواهد بوداست از :

همانطور كه دیده می شود ، میزان تخلخل در انواع زغال سنگ بسیار متفاوت بوده وبرای نمونه دارای 88 تا 89 درصد كربن ، حداقل خود را داراست. هرچه كربن ازاین مقدار كمتر شود، میزان تخلخل ونیزپراكندگی بیشتر خواهد شد.
مجموع سطوح حفره های داخل زغال سنگ را می توان با اندازه گیری گرمای تر شدن محاسبه كرد [1] . هرگاه زغال سنگ گاززدایی شده ا ی را درسیالی قرار دهیم ، جذب سطحی سش می یابد . دراین آزمایش بهتر است ازماده آلی با اندازه مولكولی كوچك استفاده شود تا بتواند وارد حفره های بسیار ریز زغال شده وجایگزین لایه متانی شود كه اغلب روی سطوح تازه زغال سنگ ها وجود دارد.استفاده از بخار متانول بر دیگرروش ها برتری دارد [2] زیرا گرمای ترشدن را به سرعت آزاد كرده واندازه گیری های دقیق كالری متری را امكان پذیر می سازد. هرچه سطح درونی زغال بیشتر باشد گرمای ترشدن نیز بیشتر خواهد بود. این مقدار از حدود J/gr 33 برای آنتراسیت تا حدود J/gr 74 برای یك زغال سنگ غیرقابل كوك شدن دارای 80 درصد كربن تغییر می كند [1] . حجم خلل وفرج زغال های قیردار 10 تا 20 درصد است كه 3 تا 10 درصد آن به لوله های مویین تعلق دارد. با توجه به اینكه سطح درونی این زغال ها بین 30 تا 100 مترمربع درازای هرگرم است ، پس قطر لوله های مویین آنها باید حدود A400 درجه باشد.
ب) وزن مخصوص و قابلیت ذخیره سازی
وزن مخصوص زغال سنگ تابع نسبت مواد سوختنی و میزان خاكستر است. خاكستر چگالی بیشتری از مواد سوختنی دارد و از اینرو، اثر زیادی بر وزن مخصوص توده زغال می گذارد. وزن مخصوص زغال سنگ های بیتومینه در گستره 27/1 تا 45/1 (گرم بر سانتی متر مكعب) قرار دارد. زغال سنگ آنتراسیت حدود 10 تا 15 درصد از بیتومینه فشرده تر بوده و وزن مخصوصی بین 4/1

تا 7/1 دارد. تغییرات وزن مخصوص با هیدروژن مخصوص درزغال سنگ رابطه تقریباً خطی دارد.

چگالی توده زغال سنگ و قابلیت ذخیره سازی آن تابع عوامل متعددی است كه عبارتند از :
اندازه مواد، درجه زغال، شكل ذرات، میزان آب آزاد موجود در زغال، شكل محفظه مورد استفاده و روش ذخیره سازی. با افزایش درصد كربن ، وزن مخصوص زغال سنگ افزایش می یابد. در یك درجه زغال خاص ، وزن مخصوص زغال تر بیشتر از خشك است . از این میان شكل ذرات زغال سنگ اهمیت كمتری دارد، چون از یك زغال تا زغال دیگر تغییر چندانی نمی كند.
ج) خواص حرارتی
یكی از مهمترین ویژگی های سوخت های مختلف و از جمله زغال سنگ ها ارزش حرارتی آن هاست [1]. زغال سنگ ها دارای اكسیژن، رطوبت، ازت، كربن هیدروژن، خاكستر و عناصر ناخواسته دیگر هستندو از آنجا كه فقط كربن و هیدروژن آن ها قابل سوختن است، ارزش حرارتیشان معادل مجموع ارزش حرارتی كربن و هیدروژن موجود در آنها است . وجود عناصر ناخواسته از ارزش حرارتی زغال سنگ ها می كاهد. از انجا كه هیدروژن ارزش حرارتی بزرگتری نسبت به كربن دارد، با كاهش درجه زغال یعنی كاهش میزان كربن، نخست، ارزش حرارتی افزایش یافته و سپس به علت افزایش اكسیژن كاهش می یابد.
هرچند فرمول های متعددی برای مرتبط ساختن ارزش حرارتی زغال سنگ ها با تركیب آن ها، پیشنهاد شده ولی بهتر است برای اندازه گیری ارزش حرارتی از بمب كالری متر مستقیماً استفاده

شده و آزمایش های استاندارد انجام شوند.

وقتی كه زغال سنگ برای تهیه گاز یا كوك، تقطیر شود، تغییرات حرارتی اندكی در آن ایجاد می شود. در این عمل ساختار پیچیده زغال به ساختارهای ساده تری شكسته می شود و از آنجا كه حرارت تشكیل ساختار اولیه و ساختارهای نهایی در محصولات تقطیر متفاوت است، عمل تقطیر می تواند گرمازا یا گرماگیر باشد. البته دما می تواند نقش عمده ا ی در حرارت حاصل از تقطیر یا حرارت لازم برای آن داشته باشد. به طور كلی لیگنایت و زغال های جوان تر نسبت به زغال های قدیمی تر، گرما زایی بیشتری دارند. گرمازایی تا حدودی تابع میزان اكسیژن موجود در زغال است.

در كمتر600درجه Cبرخی از زغال ها گرماگیرند و برخی دیگر گرما زا، ولی بالای این دما تمایل بیشتری به گرماگیری وجود دارد و در بیشتر از 800درجهC این پدیده شدید می شود. به عنوان مثال، گرمای عملیات تقطیر چند زغال در دمای700 درجهC به این شرح است:
لیگنایت 730+تا 1351+ ژول بركیلوگرم و بیتومینه : 126 + تا 238- ژول بركیلوگرم (علامت+ نشانه گرماگیر بودن و علامت – نشانه گرمازا بودن عملیات است).
ظرفیت حرارتی زغال سنگ در فرایند تقطیر مورد توچه قرار می گیرد. برای اندازه گیری ظرفیت حرارتی می توان از روش های مستقیم یا از متغیرهای ضریب نفوذ و ضریب هدایت حرارتی استفاده كرد. مقدار ظرفیت حرارتی دو نوع زغال سنگ بدون رطوبت و بدون خاكستر ، در دمای معمولی چنین بدست آمده است:
آنتراسیت: J/gr.0k 96/0-92/0و بیتومینه، J/gr.0k 09/1- 1. ظرفیت حرارتی زغال سنگ با افزایش مواد فرار و نیز كاهش نسبت C/H افزایش می یابد. ارتباط ظرفیت حرارتی با مقدار خاكستر یا رطوبت موجود در زغال به صورت خطی است و برای محاسبه تأثیر تركیب شیمیایی می توان از فرمول های مربوط استفاده كرد به عنوان مثال برای كوك روابطی به صورت زیر داده شده است.
+++++++++++++++++++++++++++++++
+++++++++++++++++++++++++++++++
كه در آن A میزان خاكستر موجود در كوك است.
ضریب هدایت حرارتی زغال سنگ ها تابع میزان تخلخل و ساختار مویینه آن هاست . در دمای محیط ضریب هدایت حرارتی تقریباً در گستره mK/W35/0-23/0 تغییر می كند.با افزایش دما، در اثر بروز تابش بین سطوح خلل و فرج، ضریب هدایت حرارتی زغال افزایش می یابد، به طوری كه در دمای 800 درجهC هدایت حرارتی به mK/W2-1 تبدیل می شود [2]. فرمول های مختلفی برای تعیین میزان متوسط ضریب هدایت حرارتی زغال سنگ ها در عملیات تقطیر پیشنهاد شده است . به

عنوان مثال اگر t دمای تقطیر باشد، متوسط ضریب هدایت حرارتی زغال سنگی كه به كوك با چگالی r تبدیل می شود،در گسترده حرارتی 0-t با این رابطه قابل محاسبه خواهد بود [1].
++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
كه در آن t بر حسب درجه C و K برحسب درجه C/S / cm/ J بیان می شود.
د) خواص الكتریكی ، مغناطیسی و نوری
در فرآیندهایی از تقطیر زغال سنگ به طریق الكتریكی انجام می گیرد، هدایت الكتریكی یا مقاومت ویژه زغال سنگ و كوك از اهمیت خاصی برخوردار است . زغال سنگ یك نیم رساناست و هدایت الكتریكی انواع خشك آن خیلی كم است ولی با افزایش دمای زغال به طور نمایی زیاد می شود. در واقع این افزایش ناشی از تغییر ساختار كربن است كه در بالای 600درجه C شتاب بیشتری پیدا می كند. به علت تشكیل لایه آب، هدایت الكتریكی زغال با افزایش رطوبت افزایش می یابد. مقاومت ویژه زغال های بیتومینه در گستره 106×4 تا 107 ×5 اهم- سانتیمتر تغییر می كند [1] . ثابت D الیكتریك زغال نیز با تغییر ساختار در طی مراحل گرم كردن، به شدت تغییر می كند. این تغییر تابع درصد كربن زغال است و در 88 درصد كربن حداقل است.
خواص مغناطیسی زغال بسیار مهم است. اندازه گیری های مختلف نشان داده است كه در زغال سنگ، رادیكال های آزاد (مولكول هایی كه یكی از اتم های آنها یك ظرفیت كمتر دارد) وجود دارند. بیشترین غلظت این رادیكال ها یك در 1000 است كه در زغال سنگ حاوی 92 درصد كربن اتفاق می افتد [7].
خواص نوری زغال مانند قابلیت انعكاس سطوح نیز از اهمیت زیادی برخوردار است. این قابلیت را با ضریب انعكاس (IOR) نشان می دهند. این ضریب با افزایش درجه زغال افزایش می یابد و لذا معیاری برای تشخیص درجه زغال است. با افزایش درجه ، خاصیت نیم رسانایی زغال نیز تقویت می شود.
هـ) حلالیت
حلال های آلی مختلفی برای حل سازی جزئی زغال سنگ بكار می روند. درجه حل شوندگی بستگی به نوع حلال دارد و از حدود 1/0درصد برای بنزن سرد تا 3/47 درصد برای كوئینولین جوشان تغییر می كند [1]. برای رسیدن به حد اكثر حل شوندگی ، باید ذرات بسیار ریز زغال سنگ را در دمای معادل نقطه جوش حلال یا تحت فشار بدان افزود. حل كردن زغال سنگ در حلال به منظور حذف اجزای ناخواسته و بهبود خواصی نظیر قابلیت كوك شوندگی انجام می شود . دو حلال معروف عبارتند از: پیریدین در دمای 118 درجهC و بنزن تحت فشار در دمای 275 درجه C. حل شوندگی زغال سنگ در پیریدین تابع نوع زغال است و از 5/7 تا 42 درصد تغییر می كند. این گسترده برای بنزن تحت فشار معادل 5/ 3 تا 21 درصد است. تأثیر سایر حلال ها نیز با نوع زغال تغییر می كند. برخی از حلال های مهم عبارتند از:استون تا 3 درصد، آنیلین تا 12 درصد، فنل تا 35 درصد،تترالین تا 45 درصد،الكل،دی سولفیدكربن و اتر هر سه كمتر از 1درصد.
ط) ساختار
آزمایش های پراش اشعه ایكس وجود تعداد كمی ازخطوط مربوط به ساختار گرافیت را درتصویر پراش زغال سنگ آشكار می سازد. شش وجهی های مركب ازورقه های موازی با اتم های كربن در رئوس مجاور هم ، این ساختار را تشكیل می دهد. طول ضلع شش وجهی ها 42/1 انگستروم وفاصله بین ورقه ها حدود 3/3 انگستروم است . اما ساختار زغال سنگ كاملاً بلوری نیست وتنها شامل نواحی جزئی حاوی بلورهاست . این نواحی را كریستالیت می گویند. كریستالیت از روی هم قرار گرفتن چندین ورقه موازی متشكل از اتم های كربن ( شبه گرافیت ) بوجود می آید. برخلاف گرافیت ، این صفحات دارای جهت منظم نبوده ودر نتیحه نیروی اتصال بین آنها خیلی كمتر از نیرو

ی اتصال درگرافیت است .
برحسب درجه زغال سنگ ، ویژگی این كراستالیت ها بصورت زیر تغییرمی كند [2] :
1- درزغال سنگ های لیگنایتی (شعله دار) كریستالیت ها كوچك اند و از تعداد كمی ورقه به

هم پیوسته تشكیل شده اند. فاصله بین ورقه های این كریستالیت ها خیلی بیشتر از فاصله مربوط به گرافیت است.
2- در زغال های بیتومینه (چرب) فاصله بین ورقه های كریستالیت ها كمی بیشتر از فاصله مشابه در گرافیت است.
3- در زغال های آنتراسیت تعداد ورقه ها بیشتر و گسترده تر بوده و قطری به اندازه 15 تا 16 انگسترم دارند. این ورقه ها می توانند محتوی 30 تا 40 هسته شش وجهی باشند. فاصله بین ورقه ها خیلی نزدیك به فاصله مربوط به گرافیت (حدودA4/3 درجه) است. در مجموع با افزایش درجه زغال، فاصله بین ورقه های سازنده كاهش یافته و ساختار به شبكه گرافیت نزدیكتر می شوند.
4- در زغال های پست ،كریستالیت ها به گونه ا ی نا منظم در كنار هم قرار می گیرند .
– تجزیه زغال سنگ
آگاهی از مقدار عناصر سازنده زغال سنگ در مواردی از قبیل محاسبه میزان احتراق، موازنه انرژی و طراحی كوره ضرورت می یابد [8]. تجزیه زغال سنگ به دو روش انجام می گیرد. در روش اول كه تجزیه مستقیم (تقریبی) نامیده می شود، درصد رطوبت، خاكستر مواد فرار و گاهی مقدار گوگرد اندازه گیری می شوند و تفاضل این مجموعه از عدد 100، مقدار كربن ثابت زغال را بدست می دهد [1]. این روش بسیار ساده بوده و اغلب به كار می رود . در روش دوم كه تجزیه دقیق نام دارد ، با استفاده از نمونه زغال مناسب، مقدار عناصر كربن ، هیدروژن، گوگرد، نیتروژن و اكسیژن اندازه گیری می شوند. در مواردی كه دقت زیاد لازم است ، باید محاسبات بر اساس زغال عاری ازمواد معدنی صورت پذیرد؛ ولی برای مواردی كه زغال دارای خاكستر اندكی است، بهتر است محاسبات بر اساس زغال خشك عاری از خاكستر انجام گیرد.
در سطرهای بعد به تشریح مختصر نحوه تجزیه اجزای مختلف موجود در زغال سنگ می پردازیم.
الف) خاكستر. میزان خاكستر موجود در زغال معمولاً از طریق سوزاندن وزن معینی از زغال در دمای مناسب و اندازه گیری مجدد وزن آن تعیین می شود. وزن نمونه حدود 1 تا 2 گرم است و دمای 700 تا 750 درجه سانتیگراد برای این منظور بكار می رود [7]. عامل اصلی در بروز تغییر در مقدار خاكستر، میزان گوگرد باقی مانده در زغال است. اگر در زغالی با درجه زیاد، میزان معدنی پیریت و كربنات كوچك باشد، گوگرد باقی مانده بحرانی نیست و خاكستر شدن به سرعت روی می دهد. ولی اگر میزان پیریت و كلیسیت قابل توجه باشند، ابتدا پریت در دماهای كم تجزیه می شود و

سپس تجزیه كربنات روی می دهد. از این رو گوگرد كمتری در زغال باقی می ماند تا با بازهای تشكیل شده در دماهای زیاد واكنش انجام دهد. در این عملیات بایدگردش هوای آزاد در سیستم وجود داشته باشد تا اجزای معدنی زغال كاملاً به اكسید تبدیل شوند.

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید


دانلود مقاله در مورد سوخت هاي جامد
قیمت : 29,400 تومان

درگاه 1

Copyright © 2014 icbc.ir