Holzkohleproduktion: moderne Technologie und Nutzungsmerkmale

Merkmale verschiedener Kraftstoffarten

Betrachten Sie die beiden wichtigsten Arten von Rohstoffen für feste Brennstoffe - Brennholz und Kohle.
Brennholz enthält eine erhebliche Menge an Feuchtigkeit, so dass die Feuchtigkeit zuerst verdunstet, was eine bestimmte Menge an Energie erfordert. Nachdem die Feuchtigkeit verdunstet ist, beginnt das Holz intensiv zu brennen, aber leider dauert der Prozess nicht lange.

Um es zu warten, ist es daher notwendig, der Feuerbox regelmäßig Brennholz hinzuzufügen. Die Zündtemperatur von Holz beträgt ca. 300 ° C.

Kohle übertrifft Holz in Bezug auf die erzeugte Wärmemenge und die Dauer der Verbrennung.... Je nach Alter des fossilen Materials wird das Mineral in folgende Typen unterteilt:

• braun;
• Stein;
• Anthrazit.

Arten von Kohlen und ihre Eigenschaften

Alle aus unserem Darm gewonnenen und zum Verbrennen in Kesselöfen und Öfen geeigneten Kohlen werden in drei Gruppen eingeteilt:

• braun;
• Stein;
• Anthrazit.

Von allen aufgeführten Braunkohlen gelten sie als die jüngsten, enthalten viele flüchtige Verunreinigungen und zeichnen sich durch ihre braune Farbe aus, daher ihr Name. Dieser Kraftstoff enthält bis zu 70% reinen Kohlenstoff und bis zu 40% Feuchtigkeit. Aus diesem Grund sind unter anderem die Wärmeübertragung und die Verbrennungstemperatur von Braunkohle am niedrigsten. Es entzündet sich leicht, da die niedrigste Zündtemperatur nur 250 ° C beträgt, aber auch die Verbrennungswärme niedrig ist - etwa 3600 kcal / kg und die Verbrennungstemperatur etwa 1900 ° C.

Aufgrund seines geringen Heizwerts wird das Fossil in seiner natürlichen Form sehr selten als Energiequelle für die Beheizung von Privathäusern verwendet. Brikettierte Kohle ist eine andere Sache, ihre Wärmeübertragung beträgt 5000 kcal / kg.

Kohlekohlen sind im nächsten Alter, sie sind wirklich älter und liegen noch tiefer in der Tiefe als Braunkohlen (bis zu 3 km). Reiner Kohlenstoff in ihnen ist bis zu 95%, Wasser - 12% und flüchtige Verunreinigungen - bis zu 30%. Aus diesem Grund beträgt die Wärmeübertragung des Steinkraftstoffs 7000 kcal / kg, obwohl zum Zünden eine Temperatur von 400 ° C erforderlich ist. Dieser Brennstoff verbrennt theoretisch bei 2100 ºС, obwohl die Verbrennungstemperatur der Kohle im Ofen niemals solche Werte erreicht. Das Maximum, das sein kann, ist 1000 ºС. In der Praxis ist dies die häufigste Brennstoffart, die als Energiequelle für die Beheizung von Gebäuden verwendet wird.

Die älteste und am tiefsten liegende Art ist Anthrazit, das 95% oder mehr Kohlenstoff enthält. Es hat praktisch keine Verunreinigungen und Feuchtigkeit, es hat den höchsten spezifischen Wärmeübergang (ca. 8500 kcal / kg). Ein solcher Kraftstoff ist jedoch nicht leicht zu entzünden: Die kalorienarmste Anthrazit-Sorte entzündet sich bei einer Temperatur von 600 ° C. Die theoretische Verbrennungstemperatur beträgt 2250 ºС. Anthrazit ist in jeder Hinsicht ein ausgezeichneter Kraftstoff mit geringem Aschegehalt und geringem Rauchgehalt, aber sein Preis ist hoch.

Als Referenz.

Bitumenkohle eines bestimmten Typs wird zur Verarbeitung zu Koks verwendet, der in der Metallurgie verwendet wird. Und obwohl die Verbrennungstemperatur von Kokskohle nicht höher ist als die von Steinkohle, wird sie nach Anreicherung und Wärmebehandlung bei T = 1000 ºС zu Koks mit dem höchsten Heizwert und der höchsten Temperatur.

Kraftstoffzusammensetzung verschiedener Arten

Braunkohle gehört zu jungen Lagerstätten und enthält daher die größte Menge an Feuchtigkeit (von 20% bis 40%), flüchtige Substanzen (bis zu 50%) und eine geringe Menge an Kohlenstoff (von 50% bis 70%). Seine Verbrennungstemperatur ist höher als die von Holz und beträgt 350 ° C. Heizwert - 3500 kcal / kg.
Die häufigste Art von Brennstoff ist Steinkohle. Es enthält eine geringe Menge Feuchtigkeit (13-15%) und der Gehalt an Brennelementkohlenstoff übersteigt je nach Sorte 75%.

Die durchschnittliche Zündtemperatur beträgt 470 ° C. Flüchtige Gase in Kohle 40%. Während der Verbrennung werden 7000 kcal / kg freigesetzt.

Anthrazit, das in beträchtlicher Tiefe vorkommt, gehört zu den ältesten Lagerstätten von Fossilien aus festen Brennstoffen. Es enthält praktisch keine flüchtigen Gase (5-10%) und die Kohlenstoffmenge variiert zwischen 93-97%. Die Verbrennungswärme liegt im Bereich von 8100 bis 8350 kcal / kg.

Holzkohle sollte separat vermerkt werden. Es wird aus Holz durch Pyrolyse gewonnen - Verbrennung bei hohen Temperaturen ohne Sauerstoff. Das fertige Produkt hat einen hohen Kohlenstoffgehalt (70% bis 90%). Beim Verbrennen von Holzbrennstoff werden ca. 7000 kcal / kg freigesetzt.

In diesem Artikel erfahren Sie mehr über die Funktionen der Verwendung von Torfbriketts:

Verbrennung von Kraftstoff

Es ist sehr wichtig, eine kontinuierliche Sauerstoffversorgung des Kraftstoffs zu organisieren. Damit es vollständig brennt, wird eine überschüssige Luftzufuhr hergestellt. Mit anderen Worten, Das Luftvolumen muss höher sein als der theoretische Wert. Die negative Seite

Eine solche Versorgung ist ein Wärmeverlust, von dem einige einfach durch das Rohr austreten.

Brennstoffarten für den Kessel

Festbrennstoffkessel können verwenden: Holz, Kohle verschiedener Marken, Briketts und andere feste Brennstoffe. Es ist sehr schwierig, das Haus mit Holz, Braunkohle und Briketts zu heizen. Tatsache ist, dass diese Kraftstoffe viel Wasser enthalten. Infolgedessen ist eine konstante Wärmeerzeugung erforderlich, um die Verbrennung aufrechtzuerhalten. Andernfalls kühlt das verdampfende Wasser den Kraftstoff schnell ab und das Feuer erlischt. Somit können diese Brennstoffe schnell verbrennen und etwas Wärme abgeben, aber sie sind völlig ungeeignet, um eine langsame lange Verbrennung aufrechtzuerhalten, während Kohle für eine lange Zeit langsam verbrennen kann. Dies liegt daran, dass Kohlenstoff nicht flüchtig ist. Wenn die Zufuhr von Primärluft begrenzt ist, kann sie im Kessel in einem erhitzten Zustand sein, um nicht abzukühlen. Wenn die Primärluft wieder zu strömen beginnt (das Kühlmittel ist abgekühlt, die Primärluftklappe hat sich geöffnet), beginnt der Kohlenstoff zu oxidieren und Wärme freizusetzen.

Zum Erhitzen werden üblicherweise langflammige Kohlen, Koks, Anthrazit und braune Kohlen verwendet. Die meisten Kessel arbeiten optimal mit langflammigen Kohlen. Koks und Anthrazit verbrennen nicht in allen Kesseln und können als Zusatzstoffe verwendet werden, jedoch nicht als Hauptbrennstoff. Braunkohlen sind im Allgemeinen schlecht zum Erhitzen geeignet, da sie schlecht brennen, wenig Wärme und viel Asche abgeben. Ich werde mit Langflammenkohle (WPC - Langflammenkohle) erhitzt.

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Für Hausbesitzer, die verschiedene Arten von festen Brennstoffen zum Heizen ihrer Häuser verwenden, ist ein Parameter wie die Verbrennungstemperatur von Kohle von erheblichem Interesse. Je höher diese Temperatur ist, desto mehr Wärme kann logischerweise durch Verbrennen von Kraftstoff gewonnen werden. Das ist aber Theorie, aber in der Praxis läuft alles etwas anders ab. Das wirkliche Verbrennen dieses wertvollen Fossils wird in diesem Material diskutiert.

Verbrennungsprozess

Je nach Art und Sorte wird der Brennstoff in Kurzflamme und Langflamme unterteilt. Zu den kurzflammigen gehören Anthrazit und Koks, Holzkohle.
Anthrazit erzeugt beim Verbrennen viel Wärme, aber um es zu entzünden, müssen Sie eine hohe Temperatur mit einem brennbareren Brennstoff, beispielsweise Holz, versorgen. Anthrazit gibt keinen Rauch ab, brennt geruchlos, seine Flamme ist niedrig.

Brennstoffe mit langer Flamme werden in zwei Stufen verbrannt. Zunächst werden flüchtige Gase freigesetzt, die über der Kohleschicht im Ofenraum verbrannt werden.

Nach dem Ausbrennen der Gase beginnt der verbleibende Kraftstoff zu verbrennen, der inzwischen zu Koks geworden ist. Koks brennt mit einer kurzen Flamme auf den Rosten. Nach dem Ausbrennen des Kohlenstoffs verbleiben Asche und Schlacke.

Welche Kohle soll man für den Ofen wählen?

Was ist Kohle? Es ist ein pflanzliches Produkt, das Kohlenstoff und nicht brennbare Verunreinigungen enthält. Sie bilden nach dem Verbrennen Asche und schlackenartige Substanzen. Das Verhältnis der beiden Komponenten ist überall unterschiedlich. Dies sowie das "Alter" der fossilen Brennstoffe bestimmen den Kohlegehalt. Experten unterscheiden zwischen verschiedenen Sorten.

Die "jüngste" Art von Kohle ist Lingitis. Es hat eine ziemlich lockere Struktur. Wenn Sie einen Klumpen Lingitis aufnehmen, bröckelt dieser schnell und verliert seine Form. Solche Kohle wird am häufigsten in Wärmekraftwerken verwendet, aber Lingitis ist nicht zum Heizen eines Hauses geeignet.

Neben Lingit, Braunkohle und Steinkohle wird auch Anthrazit abgebaut - die ältesten Kohlenstoffvorkommen. Alle Sorten haben unterschiedliche Feuchtigkeitsniveaus. In Braunkohle beispielsweise beträgt der Feuchtigkeitsgehalt 50%, in Anthrazit überschreitet seine Schwelle 7% nicht. Anthrazit hat daher die höchste spezifische Wärme. Seine Indikatoren sind 9 Tausend kcal / kg.

Das Material für Kohleöfen ist das Hauptkriterium für die Auswahl eines Brennstoffs und eines Ofens. Lassen Sie uns diese Eigenschaften genauer untersuchen.

Wenn das Anzünden des Ofens erfolgreich abgeschlossen ist und das Brennholz fröhlich in der Feuerbox lodert, bleibt nur noch die thermische Betriebsart zu überwachen und neue Protokolle rechtzeitig einzureichen. Für den Modus wird empfohlen, ihn konstant auf dem gleichen Niveau zu halten, um eine Überhitzung zu vermeiden.

Dies ist wichtig, da sich der Ofenkörper häufig mit abwechselnd starker Erwärmung und Abkühlung ausdehnt und zusammenzieht, was zur Bildung von Rissen beiträgt.

Die Aufrechterhaltung eines optimalen thermischen Regimes und das rechtzeitige Einlegen von Protokollen ist der beste Weg, um den Ofen ordnungsgemäß mit Holz zu heizen, obwohl dies nachts nicht sehr praktisch ist. Niemand möchte mitten in der Nacht aufstehen, obwohl dies bei starkem Frost auf der Straße nicht vermieden werden kann, da das Haus sonst bis zum Morgen trocken ist. Während des mehrtägigen kontinuierlichen Erhitzens muss die Aschenwanne gereinigt werden.

Um den Luftstrom in die Brennkammer zu gewährleisten, wird der Vorgang mit Hilfe einer Eisenschaufel in dem Moment ausgeführt, in dem der Großteil des Holzes ausgebrannt ist und einige Glut im Feuerraum verbleibt. Es ist notwendig, eine Shurovka in der Brennkammer mit einem Schürhaken zu machen, die Sicht abzudecken, dann die Gebläsetür zu öffnen und die Asche schnell mit einer Schaufel in einen Metalleimer zu entfernen.

Wichtig. Vor den Ofentüren sollte immer ein bis zu 1 m breites Blech auf dem Boden liegen.

Unabhängig davon, ob Kohle oder Brennholz als Hauptbrennstoff verwendet wird, erfolgt die Zündung auf die gleiche Weise. Zuerst müssen Sie die Aschekammer und den Feuerraum mit einem Schürhaken, einer Schaufel und einem Besen reinigen. Vergessen Sie nach der Reinigung nicht, die Ascherückstände mit einem Besen von den Türen zu entfernen, da sie sonst nicht fest schließen.

Um den Ofen anzuzünden, müssen Sie gemäß den Anweisungen handeln:

• Legen Sie ein paar zerknitterte Blätter und ein paar dünne Splitter auf den Rost. Es ist nicht akzeptabel, flüssigen Brennstoff zum Anzünden zu verwenden.
• Erstellen Sie aus dünnen Protokollen ein Lesezeichen für etwa 2/3 des Volumens der Feuerbox. Brennholz kann gefaltet werden {amp} & house {amp} amp; oder quer, Luftöffnungen machen. Hier werden die zuvor erwähnten Short Stacks nützlich sein.
• Öffnen Sie die Sicht etwa zur Hälfte, öffnen Sie die Gebläsetür ein Viertel;
• Setzen Sie das Papier durch die offene Tür der Hauptkammer in Brand und schließen Sie es. Wenn Sie einen Panorama-Glasofeneinsatz installiert haben, ist der Vorgang deutlich sichtbar. Wenn kein Glas vorhanden ist, bleibt die Tür leicht angelehnt und die Verbrennung wird durch Einstellen der Luftzufuhr mit der Aschenwannentür überwacht. Normalerweise wird es zuerst zur Hälfte geöffnet, und wenn das Holz Feuer fängt, ist es bedeckt.

Rat. In jedem Einzelfall bestimmt der Eigentümer, wie viel besser die Aschenpfanne beim Anfeuern und Schüren gepflügt werden kann und wie die Sicht optimal ist. Wenn der Ofen summt, der Luftzug groß ist und viel Wärme in das Rohr fließt, sollte das Ventil geschlossen sein. Rote Flammen, Rauch und träges Brennen deuten auf einen Schubmangel hin, dann öffnet sich der Blick leicht.

Verbrennung

Betrachten Sie den Prozess der Verbrennung von Brennstoff in einem herkömmlichen Ofen, der zum Heizen von Privathäusern verwendet wird. Es besteht aus den Hauptteilen:

• Feuerraum;
• Gebläse;
• Schornstein mit einem Rohr.

Die Feuerbox ist über einen speziellen Rost (Rost) am Boden der Feuerbox mit dem Gebläse verbunden... Kraftstoff wird auf den Rost gegeben, und vom Gebläse durch den Rost tritt Luft in den Feuerraum ein.

Verbrennungsformeln

Zündtemperaturen verschiedener Kraftstoffe (zum Vergrößern anklicken)
Wenn sich Brennstoff (Holz, Kohle) entzündet, findet eine chemische Reaktion unter Freisetzung von Wärme statt.

Kohlendioxid reagiert mit dem Kohlenstoff im Kraftstoff in den oberen Schichten unter Bildung von Kohlenmonoxid.

Dies ist nicht das Ende des Verbrennungsprozesses, da Kohlenmonoxid beim Aufsteigen im Ofenraum mit Luftsauerstoff reagiert, dessen Zufluss durch das Gebläse oder die offene Tür des Ofens erfolgt.

Seine Verbrennung wird von einer blauen Flamme und Hitze begleitet. Das entstehende Kohlenmonoxid (Kohlendioxid) tritt in den Schornstein ein und entweicht durch den Schornstein.

Schwelen mit minimaler Sauerstoffversorgung führt zur Bildung von ungiftigem Kohlenmonoxid, das gleichmäßige Wärme erzeugt.

Anwendung

Die Hauptverwendung von Kraftstoff ist die Verbrennung zur Erzeugung von Wärme. Wärme wird nicht nur zum Heizen eines Privathauses und zum Kochen verwendet, sondern auch in der Industrie, um technologische Prozesse zu unterstützen, die bei hohen Temperaturen stattfinden.
Im Gegensatz zu einem herkömmlichen Ofen, bei dem der Sauerstoffversorgungsprozess und die Verbrennungsintensität schlecht reguliert sind, wird in Industrieöfen besonderes Augenmerk auf die Steuerung der Sauerstoffversorgung und die Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Verbrennungstemperatur gelegt.

Betrachten wir das Grundschema der Kohleverbrennung.

1. Kraftstoff wird erhitzt und Feuchtigkeit verdunstet.
2. Mit steigender Temperatur beginnt der Verkokungsprozess mit der Freisetzung flüchtiger Koksofengase. Ausbrennen gibt es die Hauptwärme.
3. Die Kohle verwandelt sich in Koks.
4. Der Verbrennungsprozess von Koks geht mit der Freisetzung von Wärme einher, die ausreicht, um den nächsten Teil des Kraftstoffs zu verkoksen.

In Industriekesseln wird die Verbrennung von Koks von der Verbrennung von Koksofengas in verschiedene Kammern getrennt. Dies ermöglicht den Zufluss von Sauerstoff für Koks und Gas mit unterschiedlichen Intensitäten, wodurch die erforderliche Verbrennungsrate erreicht und die erforderliche Temperatur aufrechterhalten wird.

Beim Verbrennen von Kohle in Öfen

Die obigen Temperaturen in Grad für jede Kraftstoffart sind theoretisch. Das heißt, sie sind unter idealen Bedingungen für die Verbrennung eines Energieträgers erreichbar, was im wirklichen Leben und sogar zu Hause nicht der Fall ist. Darüber hinaus macht es keinen Sinn, einen Ziegelofen oder einen Metallkessel zu überhitzen. Sie sind nicht für solche Regime ausgelegt.

Im Großen und Ganzen hängt die Intensität der Kohleverbrennung im Ofen von der zugeführten Luftmenge ab. Kohlen geben Wärme am besten mit 100% Luftzufuhr ab, aber in der Praxis passiert dies nicht, da wir die Menge mit einem Dämpfer oder Dämpfer begrenzen. Andernfalls steigt die Temperatur in der Brennkammer zu stark an und liegt daher im Bereich von 800 bis 900 ° C.

Wie bei einem Festbrennstoffkessel kann ein übermäßig intensiver Verbrennungsmodus ein schnelles Kochen des Kühlmittels und eine anschließende Explosion verursachen. Daher wird diese Art von festem Brennstoff in Kesseln auf zwei Arten verbrannt:

• traditionell, mit Laden in den Ofen und Begrenzen der Luftmenge.
• mit Hilfe eines Dosiervorschubs, der in automatischen Kesseln implementiert ist.

Mit Holzkohle

Holzkohle wird im Alltag zum Kochen von Fleisch auf dem Grill verwendet.
Aufgrund der hohen Verbrennungstemperatur (ca. 700 ° C) und der Abwesenheit von Flammen wird eine gleichmäßige Wärme bereitgestellt, die ausreicht, um Fleisch ohne Verkohlung zu kochen.

Es wird auch als Brennstoff für Kamine verwendet, die auf kleinen Öfen gekocht werden.

In der Industrie wird es als Reduktionsmittel in der Metallproduktion eingesetzt. Unersetzliche Holzkohle bei der Herstellung von Glas, Kunststoff, Aluminium.

Es ist möglich, Holzkohle selbst herzustellen. Einzelheiten:

Aktivkohle

Aktivkohle ist eine Kohlenstoffart mit einer hohen spezifischen Porenoberfläche, die sie noch adsorptiver macht als Holz. Holzkohle und Kohle sowie Kokosnussschalen werden als Rohstoffe für die Herstellung verwendet. Das Ausgangsmaterial wird einem Aktivierungsprozess unterzogen. Seine Essenz besteht darin, die verstopften Poren durch Einwirkung von Hochtemperatur-, Elektrolytlösungen oder Wasserdampf zu öffnen.

Während des Aktivierungsprozesses ändert sich nur die Struktur der Substanz, daher ist die chemische Formel der Aktivkohle identisch mit der Zusammensetzung des Rohmaterials, aus dem sie hergestellt wurde. Der Feuchtigkeitsgehalt von Aktivkohle hängt von der spezifischen Oberfläche der Poren ab und beträgt üblicherweise weniger als 12%.

Eine Quelle