Сажа и зола чем отличаются

Зола — удобрение, сажа — антимикробное средство

Устроился на работу в кочегарку, топим древесиной. Люди, у кого есть огороды, набирают золу, и я стал. Но обнаружилось, что в кучах есть и сажа. Люди говорят, мол, разницы нет. Я засомневался, не знаю, с какой кучи брать. Разъясните, пожалуйста, что полезнее для огорода: зола или сажа?

Н.Андронов.

О том, что зола приносит много пользы на садовых участ­ках, знают все. В чем ее польза? Дело в том, что она — кладезь микроэлементов: железа, марганца, бора, молибдена, цинка, меди, серы. Эти элементы, входящие в состав многих ферментов и витаминов, выполняют функции биологических ускорителей и регуляторов сложных биохимических процессов. При их дефиците или избытке в почве у овощей, плодовых деревьев, кустарников и цветов нарушается обмен веществ, возникают заболевания. Поэтому роль микроэлементов нельзя недооценивать. Железо регулирует дыхание растений, и его недостаток приводит к нарушению фото­синтеза, то есть хлорозу — потере зеленой окраски и побелению. Марганец также участвует в образовании хлорофилла, его дефицит тоже проявляется в виде хлороза. Бор способствует процессу роста, при его недостатке гибнет точка (верхушечная) роста. Молибден важен для азотного обмена и непосредственно влияет на урожайность. При его дефиците на листьях появляются светлые пятна, а клубни и плоды растрескиваются. Цинк регулирует клеточный обмен. Его нехватка проявляется в сильно выраженной крапчатости старых листьев, мелколист­венности. Медь активизирует образование белков и витаминов группы В. Недостаток проявляется в устойчивом увядании верх­них листьев. Сера участвует в образовании витаминов, аминокислот и белков. Кстати, дефицит ее встречается довольно редко и внешне никак не проявляется. Что касается сажи, то, конечно, вреда от нее нет. Скорее всего, ее хорошо применять в качестве антимикробного сред­ства, как активированный уголь. Ведь в конечном итоге спрессованная сажа — прототип угля. Поэтому все срезы, раны хорошо промазывать сажей. Надо заметить, что полезнее будет сажа, полученная от сжигания хвойных и березовых веток, так как именно из них получают деготь, обладающий антисептическим действием. И еще. При сгорании деревь­ев все-таки больше получается золы, а сажи меньше. Поэтому это ценное удобрение легче просто собрать, чем соскребать со стенок печки.

Источник

Все вышеназванное — углерод в разных состояниях. Добавим графит, алмазы, бриллианты, углеродное волокно и даже ту нить накаливания, которая до сих пор служит в самых первых лампах.

Знаете ли, что у «столетней лампы» с угольной нитью есть свой официальный сайт, где видеокамера показывает, что она горит, все еще горит, хотя была изготовлена в конце 1890-х, установлена в 1901 году и с 1972 числится в Книге рекордов Гиннесса. Вот только энергии потребляет раз в десять больше, чем лампы с вольфрамовыми нитями.

Бриллианты с углем не спутать. Хотя если золотое кольцо с бриллиантом нагреть до температуры от 850 до 1000 градусов Цельсия, то от него даже пепла не останется. Золото расплавится чуть позже, при 1064 градусах. Знаете ли, что примерно такова температура горения сажи в трубах? Пепел поджечь нельзя, уголь и сажу — можно.

Люблю свою русскую печку. В ней есть запас золы, «огородного золота». Зола — это смесь недогоревшего угля с пеплом. Если горящие в печи угли часто ворошить, то в золе будет больше пепла, угольков может совсем не остаться. Для того и стоит около печи кочерга, чтобы добиться полного выгорания всего, что есть, до закрытия заслонки, иначе при недостатке кислорода образуется угарный газ, после чего дом может лишиться хозяев. Угарный газ — это очень серьезно. Можно, конечно, заслонку не закрывать. Но тогда тепло улетучится. Зимой этого не допускают.

Почему говорят про пепел сгоревших городов? Или про золу и пепел. Потому, что города горят во время войны, когда выжигание городов — цель врага, то есть используются все средства, чтобы температура была максимальной, а тушить город некому, да и не до того. Если бы тушили, как в деревнях тушат водой отдельные дома, то был бы в основном древесный уголь. А так — зола и уносимый ветром пепел. Сверху пепел унесет, но под кусочками угля он останется, чуть поворошишь — снова есть, потому и идет речь о золе как о смеси угля и пепла. Русская печь в избе
Фото: ru.wikipedia.org

Если топите печь, не забывайте прикрывать жерло заслонкой, как только языки пламени начинают выхлестывать за пределы топки и лизать внутренности трубы. Хорошо, что это бывает редко, ведь в основном мы топим печи спокойно горящей сухой древесиной, а не ветками и не соломой. Температура достаточно большая, сгорание полное, и сажа не образуется, даже выгорает та копоть, которая появилась в момент разжигания печи. А если хотите спалить старую сажу, то бросьте в печь картофельные очистки, содержащийся в них крахмал разрыхлит старую сажу, а потом сожгите несколько березовых поленьев. Береза горит жарче всех других пород, и горячий воздух, образующийся при ее горении, выносит или дожигает разрыхленную сажу.

Вообще-то, жарче березы горит дуб, но глупо тратить негниющую древесину дуба в качестве топлива. На 150 градусов отстает от березы липа, дальше идут сосна, осина, ольха, тополь. Да-да, тот самый тополь, который высаживался мудрыми предками вдоль дорог, потому что в разы лучше другой зелени поглощает выхлопные газы, замечательно гасит шум, а растет при этом очень быстро из любой ветки, воткнутой в постоянно влажную землю. Высадив на даче тополя, вы получите чистый лечебный воздух, укрывающую почву от иссушения листву и быстро нарастающее топливо. Только не забывайте сушить полешки минимум год.

Итак, зола — это смесь черного угля с серым пеплом. Сажа и копоть — это нечто вроде угля, но взлетевшего с дымом и осевшего.
Фото: pixabay.com

Есть еще деготь. Это жидкий продукт, возникающий так же, как сажа, при еще худшем сгорании топлива — по сути, при сухой перегонке. Все это может испачкать пальчики, потому горожанина не интересует. Разве что альтернативные историки обращают внимание на слово «сажа» в немецком названии России — Russland. Или лингвисты замечают, что различия в одном языке не существуют в другом: например, в немецком не различаются сажа и копоть, в английском — зола и пепел. То, что не встречается в обыденной жизни, очень скоро перестает различаться, и, в общем-то, можно лишь порадоваться тому, что наши дети не видят особой разницы между обугливанием и испепелением.

Источник

Зола и шлаки

Главная » Статьи » Зола и шлаки

Зола и шлаки твердотопливных котлов

Как уже указывалось, минеральные примеси, находящиеся в топливе, при сжигании последнего образуют золу, которая аналогично с коксом может получаться в виде сыпучей массы или сплавленных пластин и кусков, называемых шлаком.

Для удаления золы и шлаков из топок паровых и водогрейных твердотопливных котлов в накопительный бункер или отвал применяются транспортеры шлакозолоудаления.

Зольность топлива

Зольность топлива определяется в лабораториях путем прокаливания навески мелко раздробленного топлива весом 1-2 г в фарфоровых тиглях, причем в отличие от определения выхода летучих в данном случае надо обеспечить присутствие кислорода в процессе прокаливания, чтобы избежать частичного коксования навески. По разности веса до и после прокаливания судят о зольности топлива. Необходимо отметить некоторую условность подобной характеристики зольности, так как в процессе озоления происходят химические реакции между отдельными минеральными примесями, входящими в состав золы, причем при этих реакциях может, например, произойти утяжеление золы, так как во вновь образующиеся соединения войдет кислород окружающего воздуха или часть элементов улетучится и т. п. Поэтому, чтобы получить сравнимые характеристики по зольности, необходимо процесс получения золы вести в строго стандартных условиях. Открытую фарфоровую чашечку помещают в электрический муфель, где минеральное топливо прокаливают при температуре 800°, а мазут, дрова и растительные отходы при 500°. Озоление навески ведется медленно, в течение 2 час., и без появления пламени.

Большие расхождения между лабораторной и истинной зольностью получаются при озолении навески сланцев. Карбонаты кальция и магния (CaCО₃, MgCО₃) при нагревании разлагаются с образованием СО₂, вследствие чего вес лабораторной золы резко уменьшается. Для этого топлива лаборатория дает поправку к полученной зольности на разложение карбонатов.

Золовые балансы

При теплотехнических испытаниях водогрейных твердотопливных котлов часто составляют так называемые золовые балансы. Определяя путем взвешивания количество золы, остающейся на колосниковой решетке и в поддувале, и зная из анализа топлива вес золы, приходящийся на 1 кг сожженного топлива, выясняют количество золы, вынесенной в газоходы котла и дымовую трубу. Тут возможны ошибки. В золе в процессе прокаливания происходят химические реакции, и она обладает способностью выделения летучих, причем выход летучих увеличивается с повышением температуры. Так как температура шлакообразования в топке превышает 1000°, а лабораторная зола и шлаки образуется при температуре 800°, то вес лабораторной золы получается больше. В особенности эти расхождения могут достигать больших значений при бурых углях и сланцах, зола которых содержит значительное количество кальция и серы.

Легкоплавкость золы

Зола и шлаки топлива, сжигаемого на колосниковой решетке твердотопливного водогрейного котла, в большинстве случаев плавится, затем по мере стекания вниз и удаления от зоны высоких температур остывает, затвердевает и образует довольно пористые шлаки. Иногда зола и шлаки бывают настолько легкоплавки, что не затвердевают даже по выходе из зоны высоких температур слоя топлива; тогда эта плотная тестообразная масса, забивая отверстия в колосниковой решетке, служащие для прохода воздуха, увеличивает газовое сопротивление топки, обволакивает часть кусков топлива и затрудняет их сжигание. Кроме того, легкоплавкий шлак трудно удалить из топки, не прихватив заодно и горящий уголь. При сжигании пылевидного топлива в случаях, если конструкция твердотопливного водогрейного котла и топки не учитывает легкоплавкости шлаков, расплавленная масса золы может забить проход газов между трубками котла; она нарастает в виде сталактитов, висящих над топочным пространством, удаление которых сопряжено со значительными трудностями. Налипание расплавленных масс шлака на кирпичную обмуровку топки вызывает обычно ухудшение работы топки и необходимость в более частом ремонте, так как при отбивании прикипевшего шлака часто откалывается и разрушается кирпичная кладка топки. Разрушение кладки возможно также вследствие химического воздействия горячего шлака. Места кладки, в которых наблюдается подобное о шлакование, стараются защищать поверхностями, охлаждаемыми водой (экранами), при устройстве которых прилипание шлака уменьшается.

Степень легкоплавкости золы сильно зависит от ее состава. Например, зола и шлаки древесного топлива вовсе не шлакуется, а зола торфа шлакуется, и часто попадается торф с такой легкоплавкой золой, что очень усложняется эксплуатация топок.

Поведение золы при сжигании и конструкция топки

Поведение золы в топке водогрейного твердотопливного котла имеет решающее значение при выборе типа топки и ее конструктивных деталей. Особенно с этим приходится считаться при сжигании твердого топлива под крупным котлами, оборудованными слоевыми или камерными топками, когда вследствие высоких форсировок и относительно слабого охлаждения топочного факела поверхностями нагрева котла и экранов в топке развиваются весьма высокие температуры. Поэтому в настоящее время химические топливные лаборатории подробно изучают золу и шлаки различных топлив, вырабатывая стандартные методы исследования плавления.

При лабораторных исследованиях золы на плавкость в особую электропечь помещают несколько выполненных из исследуемой золы пирамид «конусов» высотой 20 мм со стороной основания 7 мм. Одна из граней пирамиды должна быть перпендикулярна основанию.

При сжигании твердого кускового топлива шлакообразование происходит в полувосстановительной газовой среде, поэтому при лабораторных исследованиях золы на плавкость среду, в которой расплавляется сформированный из золы «конус», составляют из газов, в состав которых входят главным образом СО, СН₄, Н₂, при полном отсутствии кислорода.

Расплавление золы в этой среде по сравнению с средой полного сгорания дает понижение температуры плавления главным образом за счет образования легкоплавкой закиси железа FeO, выделяемой в результате реагирования находящейся в золе окиси железа с окисью углерода окружающей среды по формуле Fe₂0₃+C0=2Fe0+C0₂.

При дальнейшей реакции FeO с кремнеземом создаются наиболее легкоплавкие соединения.

При пылевидном сжигании топлива условия шлакообразования видоизменяются, так как имеется избыток кислорода и зола и шлаки становится более тугоплавкой.

В процессе постепенного нагревания пирамидок в электрической печи отмечают три момента (рис. 5):

В табл. 1 приводятся характеристики плавления золы, полученные топливной лабораторией ВТИ для ряда топлив СССР.

При рассмотрении табл. 1 обращают на себя внимание низкие цифровые значения температуры размягчения золы, т. е. того момента, когда шлаки начинают приобретать тестообразное состояние и могут забивать междутрубное пространство при сжигании под водотрубными котлами пылевидного топлива или, нарастая на стенки обмуровки, затруднять чистку топок, снижать их мощность и т. п.

Эта характерная особенность топлив заставила теплотехников искать собственные пути в развитии топочной техники и создать оригинальные конструкции топок, коренным образом отличные от заграничных образцов. В частности экранные котлы, дающие максимальное снижение температуры в топке, оказались особенно уместными для наших условий работы. Например, при сжигании угольной пыли под котлами большой мощности практически оказалось, что топку следует сильно экранировать даже для такого топлива, как подмосковный уголь, температура плавления золы которого не так уж низка.

Следует также отметить резкие колебания температуры начала деформации для торфа (от 800 до 1410°); это обстоятельство побуждает предварительно изучать торфяники, предназначаемые для обслуживания строящейся котельной установки; температурная характеристика золы получаемого торфа должна находить отражение в проекте топочных устройств.

Таблица 1. Характеристики кокса, а также золы на плавкость для ряда топлив

Источник

Золоуловитель – аппарат очистки воздуха от золы, сажи, копоти и пепла

Изготовитель пылеулавливающего и газоочистного оборудования «ПЗГО» встречает своих Клиентов и Посетителей и предлагает к широкому рассмотрению типы, виды, принципы работы, назначения и особенности такого промышленного дымоочистного агрегата как золоуловитель.

На собственных производственных линиях и по своим патентам создадим для Вашего энергетического или иного предприятия надежное, компактное, безотказное и доступное оборудование для очистки выбросов от дымовых газов, пепла, копоти, сажи и золы любой природы, температуры и дисперсности.

Определения и отличия между пеплом, золой, сажей и копотью

Несмотря на повсеместное использование этих, знакомых каждому с детства, терминов, не все могут точно сказать, в чем между ними отличие.

Зола под микроскопом, отчетливо видна широкая дисперсность и многокомпонентность состава

Частицы, находящиеся в дыму во взвешенном состоянии, называются летучей золой или т.н. золой уноса, которую условно делят на фракции:

Назначение золоуловителя

Прежде чем перейти к типам, видам и принципам работы фильтров для улавливания золы и сажи, разберемся со сферами использования и назначением золоулавливающих установок, аппаратов, систем и комплексов.

Современная промышленность – особенно энергетическая, нефтегазоперерабатывающая, мусороутилизационная и металлургическая отрасли – генерируют, в масштабах планеты, фантастические объемы дымовых выбросов, в которых, помимо опасных печных газов, содержатся значительные количества твердых микродисперсных зольных и пылевых частиц.

_{Чудовищные выбросы сажи на предприятии в Порт-Харкорт, Нигерия}

Следует понимать, что в большинстве практических приложений золоулавливание является частным случаем, подтипом газоочистки, поскольку качественное обеззараживание дымовых выбросов достигается комплексным подходом, сочетающим нейтрализацию газовых, микроаэрозольных и твердых примесей.

Назначение золоулавливающей установки может специфически варьировать, в зависимости от фундаментального принципа действия агрегатов:

Таблица: источники зольных и газодымовых выбросов в некоторых сферах промышленности.

В одной только России в 2018 объем нежелательных выбросов в атмосферу составил более 30 миллионов (!) тонн.

Рассмотрим в таблице зольность (несгораемость) различных веществ, что позволит представить приблизительные объемы твердых частиц, генерируемых при сжигании тех или иных топлив.

Негативное воздействие золы на природу, человека и машины

Зола являет собой сложный химический конгломерат, включающий множество активных соединений. И если в сельском хозяйстве пепел может использоваться как калиевое, сернистое, магниевое и фосфорное удобрение, а в строительстве – как органический наполнитель, то для Человека / Персонала вдыхание зольных выбросов не сулит ничего хорошего.

Помимо явной биотоксичности, зольные / сажевые включения отличаются малой дисперсностью. Частицы с размерностью ниже 5-10 микрон почти не выводятся дыхательной системой, что приводит к астматическим состояниям, фиброзам, пневмокониозам, онкологии.

_{Легкие Человека, больного пневмокониозом}

Что же до котлоагрегатов, то неудалённая копоть, в виде запекшегося шлака, охотно налипает на поверхности нагрева котлов (т.н. экраны, ширмы и другие элементы контакта с теплоносителем), что приводит к снижению теплопередачи и падению КПД теплоэнергетических установок.

Содержащиеся в золе твердые элементы, (такие как кремний, ванадий, кальций, никель), оказывают сильное абразивное действие на рабочие и вспомогательные элементы машин и оборудования – газоходы, лопасти вентиляторов / турбин, головки поршней, выхлопные клапана, перегреватели, подогреватели и др.

_{Плотный зольный нагар на поршне}

_{Отложения шлака на экране котла (с тепловой картой), Березовская ГРЭС}

Среди методов золоподавления можно отметить непрерывное увлажнение золоотвалов (обводнение / искусственное дождевание), а в случае невозможности хумидификации – перманентную консервацию через засыпку отвалов грунтом с последующей высадкой мелких травянистых растений (для образования плотного поверхностного почвенного слоя).

Разумеется, это крайние случаи. Допускать образование обширных отвалов, особенно, в эпоху технического прогресса, неразумно. Рациональным способом исключения проблемы отвалов является своевременное внедрение высокопроизводительных дымо- и золоуловителей, которые позволят избежать вторичного загрязнения и обеспечить возможность эффективной переработки зольного остатка.

Оборудование для золоулавливания, принципы работы и особенности

Важным, в технологическом и природоохранном аспекте, является установка золоуловителей на участках, генерирующих дымозольные эмиссии. Принципиально, золоулавливающие аппараты, системы и комплексы можно разделить на сухие и мокрые.

Забегая вперед, отметим, что такое название сухого типа оборудования как «мокрые электрофильтры» не подразумевает использования жидкости в самом процессе очистки воздуха. Вода в редких моделях электрофильтров применяется только для смывания налипаемых на осадительные электроды примесей.

Сухие золоуловители

Сухие золоулавливатели работают на механическом базисе и не способны – в отличие от жидкостных фильтров – оказывать какое-либо влияние на химический состав обрабатываемой среды. Коснемся подробнее принципов работы сухих золодымоочистных установок.

Жалюзийные фильтры

Жалюзийные фильтры – простейшие створчатые конструкции, чей принцип работы основывается на создании ламелями физического препятствия и на отклонении направления потока, содержащего зольные выбросы – так, чтобы механический осадок направлялся в золосборник, (обычно наклон ламелей (дефлекторов) относительно вектора потока составляет около 45°).

_{Промышленный жалюзийный фильтр}

Из-за чрезвычайно низкого общего КПД, жалюзийные пылеуловители, как правило, не используются обособленно, но часто применяются в качестве первой, наиболее грубой ступени газоочистки, что позволяет избавить головной золоуловитель от лишней работы по захвату крупнодисперсных частиц.

Циклоны

Циклоны относятся к вихревым инерционным / центробежным золо- и пылеуловителям. Принцип работы циклона можно описать так:

Несмотря на простоту циклонных фильтров, они хорошо зарекомендовали себя в улавливании твердого партикулята крупной и средней дисперсности.

_{Циклонный фильтр (используется в качестве грубой ступени первичной очистки для «разгрузки» основного мокрого фильтра), сделано в «ПЗГО»}

Производители совершенствуют конструкции дымоочистных циклонов, внедряя рециркуляционные контуры, создают батарейные блоки с нетривиальным соединением множественных аппаратов друг с другом, и в некоторых случаях циклонные установки, хоть и не лишенные недостатков, показывают достаточную эффективность в улавливании золомеханических взвесей.

Тем не менее, сам физический принцип, в рамках которого функционируют циклоны, не позволяет осуществлять комплексную очистку дымовых эмиссий – особенно от газовых и аэрозольных составляющих, которые представляют наибольшую опасность для Человека и окружающей среды.

Электрофильтры

Электрофильтры – наиболее сложные агрегаты пыле- и золоулавливания, имеющие некоторые ограничения, препятствующие их повсеместному распространению.

Принцип работы электростатических осадителей основывается на феномене электромагнетизма. В базовых чертах описать процесс очистки воздуха или газов в электропреципитаторе можно так:

Электрофильтры демонстрируют высокий КПД фильтрации микродисперсных примесей, но обладают следующими недостатками:

Мокрые золоуловители

Большой когортой дымоочистных установок представлены мокрые фильтры – скрубберы и абсорберы.

_{Компактный и производительный горизонтальный абсорбер для улавливания дымовых газов и сажи (сконструирован в «ПЗГО» для предприятия по пиролизной утилизации автомобильных шин)}

Преимущества скрубберов и абсорберов в улавливании дымовых и твердых зольных выбросов

_{Двухступенчатая система очистки дыма на базе циклона и мокрого скруббера с подвижным слоем (собственный модельный ряд «ШВ»)}

Использование мокрых абсорбционных золоуловителей имеет множество преимуществ перед сухими разновидностями аппаратов:

Принципы работы мокрых золоочистителей

Принцип работы жидкостных промышленных воздухоочистителей заключается в пропускании загрязнённого потока через жидкостную преграду, которая, в зависимости от типа абсорбера, может быть представлена в нижеследующих состояниях.

_{Кликайте по ссылкам с правом столбце таблицы для перехода на страницы, посвященные детальному обзору характеристик и принципов работы соответствующего мокрого золоуловителя / дымофильтра.}

Несмотря на универсальность применения скрубберов, тип дистрибуции жидкой среды в рабочих камерах скрубберных и абсорбционных фильтров диктует их наиболее рациональные отраслевые применения.

Не стесняйтесь обратиться за консультацией. Мы тщательно проанализируем физические и химические свойства выбросов Вашего участка и предложим наиболее технологически и экономически оправданный вариант мокрого золоуловителя на базе скруббера или абсорбера собственной разработки.

Видео-галерея продукции «ПЗГО»

Пожалуйста, ознакомьтесь с видеоматериалами по описанным выше скрубберным и абсорбционным фильтрам. Для еще более полного визуального ознакомления с нашей продукцией Вы можете проследовать на наш официальный Ютюб-канал или просмотреть видео на сайте.

Технические характеристики золоуловителей мокрого типа

Все изготавливаемые в «ПЗГО» фильтрационные аппараты, системы и установки, демонстрируют следующий перечень характеристик:

Источник