إنتاج الفحم: التكنولوجيا الحديثة وخصائص الاستخدام

ميزات أنواع مختلفة من الوقود

ضع في اعتبارك النوعين الرئيسيين والأكثر شيوعًا من المواد الخام للوقود الصلب - الحطب والفحم.
يحتوي الحطب على كمية كبيرة من الرطوبة ، لذلك تتبخر الرطوبة أولاً ، الأمر الذي يتطلب قدرًا معينًا من الطاقة. بعد تبخر الرطوبة ، يبدأ حرق الأخشاب بشكل مكثف ، ولكن للأسف ، لا تستمر العملية طويلاً.

لذلك ، من أجل صيانته ، من الضروري إضافة الحطب بانتظام إلى صندوق الاحتراق. تبلغ درجة حرارة الاشتعال للخشب حوالي 300 درجة مئوية.

يتفوق الفحم على الخشب من حيث كمية الحرارة المتولدة ومدة الاحتراق.... اعتمادًا على عمر المادة الأحفورية ، ينقسم المعدن إلى أنواع:

• بني؛
• حصاة؛
• أنثراسايت.

أنواع الفحم وخصائصه

جميع أنواع الفحم المستخرج من أعماقنا والمناسبة للاحتراق في أفران الغلايات والأفران تنقسم إلى 3 مجموعات:

• بني؛
• حصاة؛
• أنثراسايت.

من بين جميع أنواع الفحم البني المدرجة ، تعتبر الأصغر سنًا ، وتحتوي على العديد من الشوائب المتطايرة وتختلف في اللون البني ، ومن هنا جاءت تسميتها. يحتوي هذا الوقود على ما يصل إلى 70٪ كربون نقي و 40٪ رطوبة. لهذا السبب ، فإن درجة حرارة نقل الحرارة واحتراق الفحم البني هي الأقل من بين أمور أخرى. تشتعل بسهولة ، لأن أدنى درجة حرارة للاشتعال هي 250 درجة مئوية فقط ، ولكن حرارة الاحتراق منخفضة أيضًا - حوالي 3600 كيلو كالوري / كجم ، ودرجة حرارة الاحتراق حوالي 1900 درجة مئوية.

نظرًا لقيمتها الحرارية المنخفضة ، نادرًا ما تُستخدم الأحفورة في شكلها الطبيعي كمصدر للطاقة لتدفئة المنازل الخاصة. الفحم الحجري هو أمر آخر ، حيث يبلغ انتقال الحرارة 5000 كيلو كالوري / كجم.

الفحم الحجري هو التالي في العمر ، فهو أكبر سناً بالفعل ويوجد في الأعماق أعمق من الفحم البني (حتى 3 كم). يصل الكربون النقي فيها إلى 95٪ ، والمياه - 12٪ ، والشوائب المتطايرة - حتى 30٪. نتيجة لذلك ، فإن انتقال الحرارة للوقود الحجري هو 7000 كيلو كالوري / كجم ، على الرغم من أن درجة حرارة 400 درجة مئوية مطلوبة لإشعاله. يحترق هذا الوقود نظريًا عند 2100 درجة مئوية ، على الرغم من أن درجة حرارة احتراق الفحم في الفرن لا تصل أبدًا إلى هذه القيم. الحد الأقصى الذي يمكن أن يكون 1000 درجة مئوية. في الممارسة العملية ، هو أكثر أنواع الوقود شيوعًا المستخدمة كمصدر للطاقة لتدفئة المباني.

أقدم الأنواع وأعمقها هي أنثراسايت ، والتي تحتوي على 95٪ أو أكثر من الكربون. لا يحتوي عمليًا على شوائب ورطوبة ، ولديه أعلى نقل حرارة محدد (حوالي 8500 كيلو كالوري / كجم). لكن اشتعال هذا الوقود ليس بالأمر السهل: فنوع أنثراسايت الأقل سعرات حراري يشتعل عند درجة حرارة 600 درجة مئوية. درجة حرارة الاحتراق النظرية 2250 درجة مئوية. يعتبر أنثراسايت وقودًا ممتازًا من جميع النواحي مع محتوى منخفض من الرماد ودخان منخفض ، لكن سعره مرتفع.

كمرجع.

يستخدم الفحم البيتوميني من نوع معين للمعالجة إلى فحم الكوك المستخدم في علم المعادن. وعلى الرغم من أن درجة حرارة احتراق فحم الكوك ليست أعلى من درجة حرارة الفحم الصلب ، إلا أنه بعد التخصيب والمعالجة الحرارية عند T = 1000 درجة مئوية ، فإنه يتحول إلى فحم الكوك بأعلى قيمة حرارية ودرجة حرارة.

تكوين الوقود بأنواعه المختلفة

ينتمي الفحم البني إلى رواسب الشباب ، لذلك فهو يحتوي على أكبر قدر من الرطوبة (من 20٪ إلى 40٪) ، ومواد متطايرة (تصل إلى 50٪) وكمية صغيرة من الكربون (من 50٪ إلى 70٪). درجة حرارة الاحتراق أعلى من درجة حرارة الخشب ، وتبلغ 350 درجة مئوية. القيمة الحرارية - 3500 كيلو كالوري / كجم.
أكثر أنواع الوقود شيوعًا هو الفحم الحجري. يحتوي على كمية قليلة من الرطوبة (13-15٪) ، ومحتوى عنصر الوقود الكربوني يتجاوز 75٪ ، حسب الدرجة.

متوسط ​​درجة حرارة الاشتعال 470 درجة مئوية. الغازات المتسربة في الفحم 40٪. أثناء الاحتراق ، يتم تحرير 7000 كيلو كالوري / كجم.

يعتبر أنثراسايت ، الذي يوجد على عمق كبير ، من بين أقدم رواسب أحافير الوقود الصلب. لا يحتوي عملياً على غازات متطايرة (5-10٪) ، وتتنوع كمية الكربون في حدود 93-97٪. تتراوح حرارة الاحتراق من 8100 إلى 8350 كيلو كالوري / كجم.

يجب ملاحظة الفحم بشكل منفصل. يتم الحصول عليها من الخشب عن طريق الانحلال الحراري - الاحتراق في درجات حرارة عالية بدون أكسجين. المنتج النهائي يحتوي على نسبة عالية من الكربون (70٪ إلى 90٪). عند حرق الوقود الخشبي ، ينبعث حوالي 7000 كيلو كالوري / كجم.

يمكنك أن تقرأ عن ميزات استخدام قوالب الجفت في هذه المقالة:

احتراق الوقود

من المهم جدًا تنظيم إمداد مستمر بالأكسجين للوقود. لكي تحترق تمامًا ، يتم توفير مصدر هواء زائد. بعبارات أخرى، يجب أن يكون حجم الهواء أعلى من القيمة النظرية. الجانب السلبي

مثل هذا الإمداد هو فقدان للحرارة ، وبعضها يخرج ببساطة عبر الأنبوب.

أنواع وقود المرجل

يمكن استخدام غلايات الوقود الصلب: الخشب والفحم من مختلف العلامات التجارية والقوالب وأنواع الوقود الصلب الأخرى. من الصعب جدًا تدفئة المنزل بالخشب والفحم البني والقوالب. الحقيقة هي أن هذه الأنواع من الوقود تحتوي على الكثير من الماء. نتيجة لذلك ، يلزم توليد حرارة ثابتة للحفاظ على الاحتراق. خلاف ذلك ، فإن الماء المتبخر يبرد الوقود بسرعة وينطفئ الحريق. وبالتالي ، يمكن أن تحترق هذه الأنواع من الوقود بسرعة ، وتطلق بعض الحرارة ، لكنها غير مناسبة تمامًا للحفاظ على احتراق بطيء وطويل ، بينما يمكن للفحم أن يحترق ببطء لفترة طويلة. هذا لأن الكربون غير متطاير. عندما يكون إمداد الهواء الأساسي محدودًا ، يمكن أن يكون في حالة تسخين في الغلاية ، وليس ليبرد. عندما يبدأ الهواء الأساسي في التدفق مرة أخرى (يبرد المبرد ، وفتح مخمد الهواء الأساسي) ، ثم يبدأ الكربون في التأكسد ، وإطلاق الحرارة.

عادة ما تستخدم الفحم طويل اللهب ، فحم الكوك ، أنثراسايت ، الفحم البني للتسخين. تعمل معظم الغلايات على النحو الأمثل على الفحم طويل اللهب. لا يحترق فحم الكوك والأنثراسايت في جميع الغلايات ويمكن استخدامهما كمضافات ، ولكن ليس كوقود رئيسي. الفحم البني غير مناسب بشكل عام للتسخين ، حيث يحترق بشكل سيئ ، ويعطي القليل من الحرارة والكثير من الرماد. يتم تسخيني بالفحم طويل اللهب (WPC - فحم طويل اللهب).

لسوء الحظ ، يتم مواجهة الأخطاء بشكل دوري في المقالات ، ويتم تصحيحها ، ويتم استكمال المقالات وتطويرها ، ويتم إعداد مقالات جديدة. اشترك في الأخبار لتبقى على اطلاع.

إذا كان هناك شيء غير واضح ، فتأكد من السؤال! طرح سؤال. مناقشة المقال. رسائل.

المزيد من المقالات

التسخين بأسطوانات الغاز ، الغاز المسال المعبأ ، البروبان ، حوالي ... أشارك تجربتي في تدفئة منزل بالغاز المعبأ ...

لماذا يكون الجو باردًا في المنزل ، وأين تذهب الحرارة ، وفقدان الحرارة…. لماذا الجو بارد في المنزل؟ أين تذهب الحرارة؟ كيف تحافظ عليها دافئة؟ تلك الخسائر ...

موقد ، موقد تدفئة. الحساب والتصميم والحساب. احسب ... حساب تسخين الموقد. أبعاد ووزن وقوة الفرن. تحليل فقدان الحرارة….

اسطوانات الغاز المنزلي. التوصيل والتطبيق والتشغيل والاستخدام ... التشغيل الآمن لأسطوانات الغاز المنزلي ...

الحياكة. الغرز ، حدوات الحصان الصغيرة ، سلاسل متوازية ، تموجات كثيفة. مع ... كيفية ربط الأنماط. وصف مفصل الغرز ، حدوات الحصان الصغيرة ، سلاسل متوازية ...

الحياكة. بستان الكرز. الأسكيمو. الرسومات. أنماط الأنماط ... كيفية حياكة الأنماط التالية: Cherry Orchard. الأسكيمو. تعليمات مفصلة مع توضيحية ...

الحياكة. العث.الأنماط والرسومات ... كيفية حياكة الأنماط التالية: العث. تعليمات مفصلة مع توضيحات ...

الحياكة. فراشة. الرسومات. الأنماط ... كيفية ربط النمط - الفراشة. تعليمات مفصلة مع توضيحات ...

لأصحاب المنازل الذين يستخدمون أنواعًا مختلفة من الوقود الصلب لتدفئة منازلهم ، فإن المعلمة مثل درجة حرارة احتراق الفحم لها أهمية كبيرة. من الناحية المنطقية ، كلما ارتفعت درجة الحرارة هذه ، يمكن الحصول على مزيد من الحرارة عن طريق حرق الوقود. لكن هذه نظرية ، لكن من الناحية العملية ، يحدث كل شيء بشكل مختلف قليلاً. ستتم مناقشة الحرق الحقيقي لهذه الحفرية القيمة في هذه المادة.

عملية الاحتراق

اعتمادًا على النوع والدرجة ، يتم تقسيم الوقود إلى لهب قصير ولهب طويل. وتشمل الأنواع ذات اللهب القصير أنثراسايت وفحم الكوك والفحم.
عند الاحتراق ، يولد أنثراسايت الكثير من الحرارة ، ولكن لإشعاله ، تحتاج إلى توفير درجة حرارة عالية بوقود أكثر قابلية للاشتعال ، على سبيل المثال ، الخشب. أنثراسايت لا ينبعث منه دخان ، ولا يحترق عديم الرائحة ، ولهب منخفض.

يتم حرق الوقود طويل اللهب على مرحلتين. أولاً ، يتم إطلاق الغازات المتطايرة ، والتي يتم حرقها فوق طبقة الفحم في مساحة الفرن.

بعد احتراق الغازات ، يبدأ الوقود المتبقي في الاحتراق ، والذي تحول في هذه الأثناء إلى فحم الكوك. يحترق الكوك مع لهب قصير على الشبكات. بعد احتراق الكربون ، يبقى الرماد والخبث.

أي فحم تختاره للفرن؟

ما هو الفحم؟ إنه منتج نباتي يحتوي على الكربون والشوائب غير القابلة للاحتراق. هم الذين يشكلون الرماد والمواد الشبيهة بالخبث بعد الاحتراق. تختلف نسبة المكونين في كل مكان. إنه ، بالإضافة إلى "عمر" الوقود الطبيعي ، الذي يحدد درجة الفحم. يميز الخبراء بين عدة أصناف.

النوع "الأصغر" من الفحم هو التهاب اللثة. لها هيكل فضفاض نوعًا ما. إذا التقطت كتلة من التهاب اللثة ، فإنها تنهار بسرعة وتفقد شكلها. غالبًا ما يستخدم هذا الفحم في محطات الطاقة الحرارية ، لكن التهاب اللثة ليس مناسبًا لتدفئة المنزل.

بالإضافة إلى اللنجيت ، يتم أيضًا استخراج الفحم البني والفحم والأنثراسايت - وهي أقدم رواسب الكربون. جميع الأصناف لها مستويات رطوبة مختلفة. في الفحم البني ، على سبيل المثال ، المحتوى الرطوبي هو 50٪ ، في أنثراسايت لا تتجاوز عتبة 7٪. لذلك ، يحتوي أنثراسايت على أعلى درجة حرارة محددة. مؤشراته 9 آلاف كيلو كالوري / كغ.

تعتبر مادة المواقد التي تعمل بالفحم المعيار الرئيسي لاختيار الوقود والموقد. دعونا نفحص هذه الصفات بمزيد من التفصيل.

عندما يكتمل إشعال الموقد بنجاح ويشتعل الحطب بمرح في صندوق النار ، يبقى فقط مراقبة الوضع الحراري للتشغيل ووضع سجلات جديدة في الوقت المناسب. بالنسبة للوضع ، يوصى بالحفاظ عليه باستمرار على نفس المستوى ، وتجنب ارتفاع درجة الحرارة.

هذا مهم لأنه ، مع التناوب بين التسخين والتبريد العالي ، غالبًا ما يتمدد جسم الفرن ويتقلص ، مما يساهم في تكوين الشقوق.

يعد الحفاظ على النظام الحراري الأمثل وتسجيل السجلات في الوقت المناسب أفضل طريقة لتسخين الموقد بالخشب بشكل صحيح ، على الرغم من أنه ليس مناسبًا جدًا في الليل. لا أحد يرغب في الاستيقاظ في منتصف الليل ، رغم أنه لا يمكن تجنب ذلك في الصقيع الشديد في الشارع ، وإلا فسيكون المنزل جافًا بحلول الصباح. أثناء التسخين المستمر لعدة أيام ، يجب تنظيف حوض الرماد {amp} amp؛ أثناء التنقل {amp} amp؛

لضمان تدفق الهواء إلى غرفة الاحتراق. تتم العملية بمساعدة مغرفة حديدية في الوقت الذي يتم فيه حرق الجزء الأكبر من الخشب وتبقى بعض الجمرات في صندوق الاحتراق. من الضروري عمل shurovka في غرفة الاحتراق باستخدام لعبة البوكر ، وتغطية المنظر ، ثم فتح باب المنفاخ وإزالة الرماد بسرعة بمغرفة في دلو معدني.

مهم. يجب أن يكون هناك دائمًا لوح معدني يصل عرضه إلى متر واحد على الأرضية أمام أبواب الفرن.

بغض النظر عما إذا كان الفحم أو الحطب سيُستخدم كوقود رئيسي ، فإن الاشتعال يتم بنفس الطريقة. تحتاج أولاً إلى تنظيف غرفة الرماد وصندوق النار باستخدام لعبة البوكر والمغرفة والمكنسة. بعد التنظيف ، لا تنس إزالة بقايا الرماد من المداخل باستخدام مكنسة ، وإلا فلن تغلق بإحكام.

لإضاءة الموقد ، يجب أن تتصرف وفقًا للتعليمات:

• ضع بضع أوراق مجعدة وبضع شظايا رفيعة على الشبكة. من غير المقبول استخدام الوقود السائل لإشعال النار ؛
• من السجلات الرفيعة ، قم بعمل إشارة مرجعية لحوالي 2/3 من حجم صندوق النار. يمكن طي الحطب {amp} والمنزل {amp} أو بالعرض ، عمل فتحات للهواء. هذا هو المكان الذي ستكون فيه مجموعات الرزم القصيرة المذكورة سابقًا مفيدة ؛
• افتح المنظر في منتصف الطريق تقريبًا ، افتح باب المنفاخ ربعًا ؛
• أشعل النار في الورقة من خلال الباب المفتوح للغرفة الرئيسية ، ثم أغلقها. حسنًا ، عندما يكون لديك موقد زجاجي بانورامي مثبت ، تكون العملية مرئية بوضوح. في حالة عدم وجود زجاج ، يتم ترك الباب مفتوحًا قليلاً ويتم مراقبة الاحتراق عن طريق ضبط إمداد الهواء بباب وعاء الرماد. عادة ، في البداية ، يتم فتحه في منتصف الطريق ، وعندما يشتعل الخشب ، يتم تغطيته.

نصيحة. في كل حالة ، يحدد المالك إلى أي مدى يتم حرث حوض الرماد بشكل أفضل أثناء إطلاق النار والتأجيج ، بالإضافة إلى الموضع الأمثل للمنظر. عندما يصدر الموقد صوتًا ، يكون تيار الهواء كبيرًا ويتدفق الكثير من الحرارة إلى الأنبوب ، يجب إغلاق الصمام. يشير اللهب الأحمر والدخان والحرق البطيء إلى عدم وجود قوة دفع ، ثم يفتح المنظر قليلاً.

احتراق

ضع في اعتبارك عملية حرق الوقود في موقد تقليدي ، والذي يستخدم لتدفئة المنازل الخاصة. يتكون من الأجزاء الرئيسية:

• صندوق النار.
• منفاخ؛
• مدخنة بأنبوب.

يتم توصيل صندوق الاحتراق بالمنفاخ من خلال شبكة خاصة (صر) موجودة في الجزء السفلي من صندوق الاحتراق... يتم وضع الوقود على الشبكة ، ومن المنفاخ عبر الشبكة ، يدخل الهواء إلى صندوق الاحتراق.

صيغ الاحتراق

درجات حرارة الاشتعال لأنواع مختلفة من الوقود (انقر للتكبير)
عندما يشتعل الوقود (الخشب ، الفحم) ، يحدث تفاعل كيميائي مع إطلاق الحرارة.

يتفاعل ثاني أكسيد الكربون مع الكربون الموجود في الوقود في الطبقات العليا لتكوين أول أكسيد الكربون.

هذه ليست نهاية عملية الاحتراق ، لأنه عندما يرتفع في مساحة الفرن ، يتفاعل أول أكسيد الكربون مع الأكسجين من الهواء ، والذي يحدث تدفقه من خلال المنفاخ أو باب الفرن المفتوح.

ويصاحب احتراقه لهب أزرق وإطلاق للحرارة. يدخل أول أكسيد الكربون الناتج (ثاني أكسيد الكربون) إلى المدخنة ويهرب عبر المدخنة.

يؤدي الاحتراق بأقل كمية من الأكسجين إلى تكوين أول أكسيد الكربون غير السام ، مما يعطي حرارة متساوية.

تطبيق

الاستخدام الرئيسي للوقود هو الاحتراق لتوليد الحرارة. تستخدم الحرارة ليس فقط لتدفئة المنزل الخاص والطهي ، ولكن أيضًا في الصناعة لدعم العمليات التكنولوجية التي تحدث في درجات حرارة عالية.
على عكس الموقد التقليدي ، حيث يتم تنظيم عملية إمداد الأكسجين وكثافة الاحتراق بشكل سيئ ، في الأفران الصناعية ، يتم إيلاء اهتمام خاص للتحكم في إمداد الأكسجين والحفاظ على درجة حرارة احتراق موحدة.

دعونا ننظر في المخطط الأساسي لاحتراق الفحم.

1. جاري تسخين الوقود وتبخر الرطوبة.
2. مع ارتفاع درجة الحرارة ، تبدأ عملية التكويك بإطلاق غازات فرن الكوك المتطايرة. يحترق ، يعطي الحرارة الرئيسية.
3. الفحم يتحول إلى فحم الكوك.
4. تكون عملية احتراق فحم الكوك مصحوبة بإطلاق حرارة كافية لبدء فحم الجزء التالي من الوقود.

في الغلايات الصناعية ، يتم فصل احتراق فحم الكوك إلى غرف مختلفة من احتراق غاز فرن الكوك. هذا يسمح بتدفق الأكسجين لفحم الكوك والغاز بكثافة مختلفة ، وتحقيق معدل الاحتراق المطلوب والحفاظ على درجة الحرارة المطلوبة.

على حرق الفحم في الأفران

درجات الحرارة المذكورة أعلاه بالدرجات لكل نوع من أنواع الوقود نظرية. أي أنها قابلة للتحقيق في ظل ظروف مثالية لاحتراق ناقل الطاقة ، وهو ما لا يحدث في الحياة الواقعية ، وحتى في المنزل. علاوة على ذلك ، ليس من المنطقي تسخين موقد من الطوب أو غلاية معدنية. إنها ليست مصممة لمثل هذه الأنظمة.

بشكل عام ، تعتمد كثافة احتراق الفحم في الموقد على كمية الهواء التي يتم توفيرها. يعطي الفحم الحرارة بشكل أفضل مع إمداد الهواء بنسبة 100٪ ، لكن هذا لا يحدث عمليًا ، لأننا نحد من مقدارها بمخمد أو مخمد. خلاف ذلك ، سترتفع درجة الحرارة في غرفة الاحتراق كثيرًا ، وبالتالي فهي في حدود 800-900 درجة مئوية.

بالنسبة لغلاية الوقود الصلب ، يمكن أن يؤدي وضع الاحتراق الشديد بشكل مفرط إلى غليان سريع لسائل التبريد وانفجار لاحق. لذلك يتم حرق هذا النوع من الوقود الصلب في الغلايات بطريقتين:

• تقليدي ، مع التحميل في الفرن والحد من كمية الهواء.
• بمساعدة العلف المقنن ، المنفذ في الغلايات الأوتوماتيكية.

باستخدام الفحم

يستخدم الفحم في الحياة اليومية لطهي اللحوم على الشواية.
نظرًا لارتفاع درجة حرارة الاحتراق (حوالي 700 درجة مئوية) وغياب اللهب ، يتم توفير حرارة متساوية كافية لطهي اللحوم بدون تفحم.

كما أنه يستخدم كوقود للمدافئ والطهي على المواقد الصغيرة.

في الصناعة ، يتم استخدامه كعامل مختزل في إنتاج المعادن. فحم لا غنى عنه في إنتاج الزجاج والبلاستيك والألمنيوم.

من الممكن صنع الفحم بنفسك. تفاصيل:

كربون مفعل

الكربون المنشط هو نوع من الكربون ذو مساحة سطح مسامية عالية ، مما يجعله أكثر امتصاصًا من الخشب. يستخدم الفحم والفحم وكذلك قشور جوز الهند كمواد خام لإنتاجه. تخضع مادة البداية لعملية التنشيط. جوهرها هو فتح المسام المسدودة بفعل درجة حرارة عالية أو محاليل الإلكتروليت أو بخار الماء.

أثناء عملية التنشيط ، يتغير هيكل المادة فقط ، وبالتالي فإن الصيغة الكيميائية للكربون المنشط مطابقة لتكوين المادة الخام التي صنعت منها. يعتمد المحتوى الرطوبي للكربون المنشط على مساحة سطح المسام المحددة وعادة ما يكون أقل من 12٪.

مصدر