연소공학 - 고체연료(석탄)

연료에는 고체와 액체, 기체 연료가 존재한다.

 

연료의 표면적은 기체>액체>고체 순서이며 열전도도는 고체>액체>기체 순서이다.

 

가연물로는 표면적이 크고 열전도도가 작아야 좋다.

 

이번시간에는 고체연료의 특징과 종류에 대해 알아보자.

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1. 고체연료의 특징

 

 - 고체연료의 C/H비는 15~20 범위

 

 - 액체연료에 비해 수소(H)함유량이 적고, 산소(O)함유량이 크다.

 

 - 연소속도는 연료단위 표면적당 단위시간당 연료량을 의미한다.

 

 

대표적인 고체연료로는 석탄이 있으며 석탄의 특징과 탄화도에 대해서 시험에 잘 나온다.

 

 

 

2. 석탄연료의 특징

 

 - 저장법이 나쁘면 내부 열축적으로 인한 자연발화 가능성이 존재한다.

 

 - 갈탄과 아탄은 자연발화가능성이 높다.

 

 - 자연발화 가능성을 낮추기 위해 건조한 곳에 저장하고 가능한 낮게 퇴적한다.

 

 - 연료비는 고정탄소/휘발분을 말하며, 이때 고정탄소(%) = 100 - (휘발분 + 수분 + 회분)(%) 이다.

 

 - 연료비는 탄화도의 정도를 나타내는 수치이다.

 

 - 석탄의 휘발분은 매연발생의 요인이며, 연소시 잔류물인 회분에는 SiO2가 가장 많이 포함되어있다.

 

 - 석탄내 수분은 착화불량과 열손실을, 회분은 발열량 저하와 연소불량을 일으킨다.

 

 - 석탄 회분의 용융시 산성 산화물량(SiO2,Al2O3)이 많으면 회분의 용융점이 높아진다.

 

 

 

3. 석탄의 탄화도

 

석탄의 탄화도에 따라 증가하는 것과 감소하는 성질을 알아둬야 한다.

 

증가 : 고정탄소, 발열량, 착화온도, 연료비

 

감소 : 매연발생량, 비열, 연소속도

         휘발분, 수분, 산소의 양

 

 

 

 

cf. 역청탄

- 흑색고체이며, 비점결성에서 강점결성까지 다양한 범주의 성질을 가짐

 

- 탄소함유율은 75~90%, 휘발분은 20~45%까지 함유

 

- 착화온도가 330~450℃이며, 연소시 황색화염을 수반함

 

- 건류하여 코크스, 석탄타르, 석탄가스 등을 생산하는데 사용됨

 

- 산업용으로 다양하게 사용되며 발전용, 보일러용으로 사용

 

 

 

 

 

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