Producción de carbón vegetal: tecnología moderna y características de uso.

Características de diferentes tipos de combustible.

Considere los dos tipos principales, más comunes, de materias primas de combustibles sólidos: leña y carbón.
La leña contiene una cantidad significativa de humedad, por lo que la humedad se evapora primero, lo que requiere una cierta cantidad de energía. Después de que la humedad se evapora, la madera comienza a arder intensamente, pero, desafortunadamente, el proceso no dura mucho.

Por lo tanto, para mantenerlo, es necesario agregar regularmente leña a la cámara de combustión. La temperatura de ignición de la madera es de unos 300 ° C.

El carbón supera a la madera en términos de cantidad de calor generado y duración de la combustión.... Dependiendo de la edad del material fósil, el mineral se divide en tipos:

• marrón;
• piedra;
• antracita.

Tipos de carbones y sus propiedades.

Todos los carbones extraídos de nuestras entrañas y aptos para quemar en los hornos de calderas y hornos se dividen en 3 grupos:

• marrón;
• piedra;
• antracita.

De todos los carbones pardos enumerados, se consideran los más jóvenes, contienen muchas impurezas volátiles y se distinguen por su color marrón, de ahí su nombre. Este combustible contiene hasta un 70% de carbono puro y hasta un 40% de humedad. Por esta razón, la transferencia de calor y la temperatura de combustión del lignito son las más bajas entre otras. Se enciende fácilmente, ya que la temperatura de ignición más baja es de solo 250 ºС, pero el calor de combustión también es bajo, alrededor de 3600 kcal / kg, y la temperatura de combustión es de aproximadamente 1900 ºС.

Debido a su bajo poder calorífico, el fósil en su forma natural rara vez se utiliza como fuente de energía para calentar casas particulares. El carbón briquetado es otro asunto, su transferencia de calor es de 5000 kcal / kg.

Los carbones de carbón son los siguientes en edad, son realmente más antiguos y se encuentran aún más profundos que los carbones pardos (hasta 3 km). El carbono puro en ellos es hasta el 95%, el agua - el 12% e impurezas volátiles - hasta el 30%. Debido a esto, la transferencia de calor del combustible de piedra es de 7000 kcal / kg, aunque se requiere una temperatura de 400 ºС para encenderlo. Este combustible arde teóricamente a 2100 ºС, aunque la temperatura de combustión del carbón en el horno nunca alcanza tales valores. El máximo que puede ser es 1000 ºС. En la práctica, es el tipo de combustible más común utilizado como fuente de energía para calentar edificios.

La especie más antigua y más profunda es la antracita, que tiene un 95% o más de carbono. Prácticamente no tiene impurezas y humedad, tiene la transferencia de calor específica más alta (alrededor de 8500 kcal / kg). Pero dicho combustible no es fácil de encender: la variedad de antracita con menos calorías se enciende a una temperatura de 600 ºС. La temperatura de combustión teórica es de 2250 ºС. La antracita es un excelente combustible en todos los aspectos con un bajo contenido de cenizas y poco humo, pero su precio es elevado.

Para referencia.

El carbón bituminoso de cierto tipo se utiliza para su transformación en coque utilizado en metalurgia. Y, aunque la temperatura de combustión del carbón de coque no es superior a la del carbón duro, después del enriquecimiento y tratamiento térmico a T = 1000 ºС se convierte en coque con el mayor poder calorífico y temperatura.

Composición de combustibles de diferentes tipos.

El lignito pertenece a los depósitos jóvenes, por lo que contiene la mayor cantidad de humedad (del 20% al 40%), sustancias volátiles (hasta el 50%) y una pequeña cantidad de carbono (del 50% al 70%). Su temperatura de combustión es superior a la de la madera, y es de 350 ° C. Valor calorífico - 3500 kcal / kg.
El tipo de combustible más común es el carbón bituminoso. Contiene una pequeña cantidad de humedad (13-15%) y el contenido de carbono del elemento combustible supera el 75%, según el grado.

La temperatura media de ignición es de 470 ° C. Gases fugitivos en carbón 40%. Durante la combustión se liberan 7000 kcal / kg.

La antracita, que se encuentra a una profundidad considerable, se encuentra entre los depósitos más antiguos de fósiles de combustibles sólidos. Prácticamente no contiene gases volátiles (5-10%) y la cantidad de carbono varía entre 93-97%. El calor de combustión está en el rango de 8100 a 8350 kcal / kg.

El carbón vegetal debe anotarse por separado. Se obtiene de la madera por pirólisis - combustión a altas temperaturas sin oxígeno. El producto terminado tiene un alto contenido de carbono (70% a 90%). Cuando se quema leña, se emiten alrededor de 7000 kcal / kg.

Puede leer sobre las características del uso de briquetas de turba en este artículo:

Combustión de combustible

Es muy importante organizar un suministro continuo de oxígeno al combustible. Para que se queme por completo, se realiza un exceso de suministro de aire. En otras palabras, el volumen de aire debe ser superior al valor teórico. El lado negativo

tal suministro es una pérdida de calor, parte del cual simplemente sale por la tubería.

Tipos de combustible para la caldera.

Las calderas de combustible sólido pueden utilizar: leña, carbón de diversas marcas, briquetas y otros combustibles sólidos. Es muy difícil calentar la casa con leña, carbón y briquetas. El hecho es que estos combustibles contienen mucha agua. Como consecuencia, se requiere una generación constante de calor para mantener la combustión. De lo contrario, el agua que se evapora enfría rápidamente el combustible y el fuego se apaga. Por lo tanto, estos combustibles pueden quemarse rápidamente, liberando algo de calor, pero son completamente inadecuados para mantener una combustión lenta y prolongada, mientras que el carbón puede quemarse lentamente durante mucho tiempo. Esto se debe a que el carbono no es volátil. Cuando el suministro de aire primario es limitado, puede estar en la caldera en un estado calentado, no para enfriar. Cuando el aire primario comienza a fluir nuevamente (el refrigerante se ha enfriado, el amortiguador de aire primario se ha abierto), entonces el carbón comienza a oxidarse, liberando calor.

Los carbones de llama larga, el coque, la antracita y los carbones pardos suelen utilizarse para calentar. La mayoría de las calderas funcionan de manera óptima con carbones de llama larga. El coque y la antracita no se queman en todas las calderas y pueden usarse como aditivos, pero no como combustible principal. Las brasas pardas generalmente no son adecuadas para calentar, ya que se queman mal, dan poco calor y mucha ceniza. Me calientan con carbón de llama larga (WPC - carbón de llama larga).

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Para los propietarios de viviendas que utilizan varios tipos de combustibles sólidos para calentar sus hogares, un parámetro como la temperatura de combustión del carbón es de considerable interés. Lógicamente hablando, cuanto más alta sea esta temperatura, más calor se puede obtener quemando combustible. Pero esto es teoría, pero en la práctica todo sucede de manera un poco diferente. La quema real de este valioso fósil se discutirá en este material.

Proceso de combustión

Dependiendo del tipo y grado, el combustible se divide en llama corta y llama larga. Los de llama corta incluyen antracita y coque, carbón vegetal.
Cuando se quema, la antracita genera mucho calor, pero para encenderla es necesario proporcionar una temperatura alta con un combustible más inflamable, por ejemplo, madera. La antracita no emite humo, arde inodoro, su llama es baja.

Los combustibles de llama larga se queman en dos etapas. Primero, se liberan gases volátiles, que se queman por encima de la capa de carbón en el espacio del horno.

Después de que se queman los gases, el combustible restante comienza a arder, que mientras tanto se ha convertido en coque. La coca se quema con una llama corta en las rejillas. Después del quemado del carbón, quedan cenizas y escoria.

¿Qué carbón elegir para el horno?

¿Qué es el carbón? Es un producto vegetal que contiene carbono e impurezas no combustibles. Son ellos los que forman cenizas y sustancias similares a escoria después de la combustión. La relación de los dos componentes es diferente en todas partes. Es esto, así como la "edad" del combustible fósil, lo que determina el grado del carbón. Los expertos distinguen entre varias variedades.

El tipo de carbón "más joven" es la lingitis. Tiene una estructura bastante suelta. Si detecta un bulto de lingitis, se desmorona rápidamente y pierde su forma. Dicho carbón se usa con mayor frecuencia en plantas de energía térmica, pero la lingitis no es adecuada para calentar una casa.

Además de lingita, lignito, carbón bituminoso, también se extrae antracita, los depósitos de carbono más antiguos. Todas las variedades tienen diferentes niveles de humedad. En el lignito, por ejemplo, el contenido de humedad es del 50%, en la antracita su umbral no supera el 7%. Por lo tanto, la antracita tiene el calor específico más alto. Sus indicadores son 9 mil kcal / kg.

El material para estufas de carbón es el criterio principal para elegir un combustible y una estufa. Examinemos estas cualidades con más detalle.

Cuando el encendido de la estufa se completa con éxito y la leña arde alegremente en la cámara de combustión, solo queda monitorear el modo de funcionamiento térmico y poner nuevos registros a tiempo. En cuanto al modo, se recomienda mantenerlo constantemente al mismo nivel, evitando el sobrecalentamiento.

Esto es importante porque el cuerpo del horno a menudo se expande y contrae con un fuerte calentamiento y enfriamiento alternos, lo que contribuye a la formación de grietas.

Mantener un régimen térmico óptimo y poner leños a tiempo es la mejor forma de calentar adecuadamente la estufa con leña, aunque no es muy conveniente por la noche. Nadie quiere levantarse en medio de la noche, aunque esto no se puede evitar en una fuerte helada en la calle, de lo contrario la casa estará seca por la mañana. Durante el calentamiento continuo durante varios días, el cenicero debe limpiarse {amp} amp; sobre la marcha {amp} amp;

para asegurar el paso de aire hacia la cámara de combustión La operación se realiza con ayuda de una pala de hierro en el momento en que se quema la mayor parte de la madera y quedan algunas brasas en el hogar. Es necesario hacer un shurovka en la cámara de combustión con un atizador, cubrir la vista y luego abrir la puerta del soplador y quitar rápidamente la ceniza con una cuchara en un cubo de metal.

Importante. Siempre debe haber una hoja de metal de hasta 1 m de ancho en el piso frente a las puertas del horno.

Independientemente de si se utilizará carbón o leña como combustible principal, el encendido se realiza de la misma manera. Primero debe limpiar la cámara de cenizas y la cámara de combustión con un atizador, una pala y una escoba. Después de la limpieza, no olvide eliminar los residuos de ceniza de las puertas con una escoba, de lo contrario no se cerrarán herméticamente.

Para encender la estufa, debes actuar de acuerdo con las instrucciones:

• coloque unas cuantas hojas de papel arrugadas y unas finas astillas sobre la rejilla. Es inaceptable utilizar combustible líquido para encender;
• a partir de troncos delgados, haga un marcador de aproximadamente 2/3 del volumen de la cámara de combustión. La leña se puede doblar {amp} & house {amp} amp; o transversalmente, haciendo aberturas para el aire. Aquí es donde las pilas cortas mencionadas anteriormente serán útiles;
• abra la vista aproximadamente a la mitad, abra la puerta del ventilador un cuarto;
• prenda fuego al papel a través de la puerta abierta de la cámara principal, luego ciérrela. Bueno, cuando tiene instalado un inserto de estufa de vidrio panorámico, entonces el proceso es claramente visible. Si no hay vidrio, la puerta se deja entreabierta y se controla la combustión ajustando el suministro de aire con la puerta del cenicero. Por lo general, al principio, se abre hasta la mitad y, cuando la madera se incendia, se tapa.

Consejo. En cada caso específico, el propietario determina cuánto mejor se debe arar el cenicero durante el encendido y el avivado, así como la posición óptima de la vista. Cuando la estufa hace un zumbido, el tiro es grande y entra mucho calor en la tubería, la válvula debe estar cerrada. Las llamas rojas, el humo y la combustión lenta indican una falta de empuje, luego la vista se abre ligeramente.

Incendio

Considere el proceso de quemar combustible en una estufa convencional, que se usa para calentar casas privadas. Consta de las partes principales:

• caja de fuego
• soplador;
• chimenea con tubo.

La cámara de combustión está conectada al ventilador a través de una rejilla especial (rejilla) ubicada en la parte inferior de la cámara de combustión.... El combustible se coloca en la rejilla y, desde el ventilador a través de la rejilla, el aire ingresa a la cámara de combustión.

Fórmulas de combustión

Temperaturas de ignición de diferentes combustibles (haga clic para ampliar)
Cuando el combustible (madera, carbón) se enciende, se produce una reacción química con la liberación de calor.

El dióxido de carbono reacciona con el carbono del combustible en las capas superiores para formar monóxido de carbono.

Este no es el final del proceso de combustión, porque a medida que se eleva en el espacio del horno, el monóxido de carbono reacciona con el oxígeno del aire, cuya entrada se produce a través del soplador o la puerta abierta del horno.

Su combustión va acompañada de una llama azul y calor. El monóxido de carbono resultante (dióxido de carbono) ingresa a la chimenea y se escapa por la chimenea.

La combustión lenta con un suministro mínimo de oxígeno dará como resultado la formación de monóxido de carbono no tóxico, proporcionando un calor uniforme.

Solicitud

El principal uso del combustible es la combustión para generar calor. El calor se utiliza no solo para calentar una casa privada y cocinar, sino también en la industria para apoyar los procesos tecnológicos que tienen lugar a altas temperaturas.
A diferencia de una estufa convencional, donde el proceso de suministro de oxígeno y la intensidad de la combustión están mal regulados, en los hornos industriales se presta especial atención a controlar el suministro de oxígeno y mantener una temperatura de combustión uniforme.

Consideremos el esquema básico de combustión de carbón.

1. El combustible se calienta y la humedad se evapora.
2. A medida que aumenta la temperatura, el proceso de coquización comienza con la liberación de gases volátiles del horno de coque. Al quemarse, da el calor principal.
3. El carbón se convierte en coque.
4. El proceso de combustión del coque va acompañado de la liberación de calor suficiente para comenzar a coquizar la siguiente porción del combustible.

En las calderas industriales, la combustión del coque se separa en diferentes cámaras de la combustión del gas del horno de coque. Esto permite la entrada de oxígeno para coque y gas con diferentes intensidades, logrando la velocidad de combustión requerida y manteniendo la temperatura requerida.

Sobre la quema de carbón en hornos

Las temperaturas anteriores en grados para cada tipo de combustible son teóricas. Es decir, son alcanzables en condiciones ideales para la combustión de un portador de energía, lo que no ocurre en la vida real, ni siquiera en el hogar. Además, no tiene sentido sobrecalentar una estufa de ladrillos o una caldera de metal. No están diseñados para tales regímenes.

En general, la intensidad de la combustión del carbón en la estufa depende de la cantidad de aire suministrado. Los carbones emiten calor mejor con suministro de aire al 100%, pero en la práctica esto no sucede, ya que limitamos la cantidad con un amortiguador o amortiguador. De lo contrario, la temperatura en la cámara de combustión aumentará demasiado, por lo que está en el rango de 800-900 ºС.

En cuanto a una caldera de combustible sólido, un modo de combustión excesivamente intenso puede provocar una rápida ebullición del refrigerante y una posterior explosión. Por tanto, este tipo de combustible sólido se quema en calderas de dos formas:

• tradicional, con carga en el horno y limitando la cantidad de aire.
• con la ayuda de una alimentación medida, implementada en calderas automáticas.

Usando carbón

El carbón vegetal se utiliza en la vida cotidiana para cocinar carne a la parrilla.
Debido a la alta temperatura de combustión (alrededor de 700 ° C) y la ausencia de llama, se proporciona un calor uniforme, suficiente para cocinar la carne sin quemarla.

También se utiliza como combustible para chimeneas, cocinando en pequeñas estufas.

En la industria, se utiliza como agente reductor en la producción de metales. Carbón vegetal insustituible en la producción de vidrio, plásticos, aluminio.

Es posible hacer carbón tú mismo. Detalles:

Carbón activado

El carbón activado es un tipo de carbón con una gran superficie de poros específicos, lo que lo hace aún más adsorbente que la madera. El carbón vegetal y el carbón, así como las cáscaras de coco se utilizan como materias primas para su producción. El material de partida se somete a un proceso de activación. Su esencia es abrir los poros obstruidos por la acción de alta temperatura, soluciones de electrolitos o vapor de agua.

Durante el proceso de activación, solo cambia la estructura de la sustancia, por lo tanto, la fórmula química del carbón activado es idéntica a la composición de la materia prima a partir de la cual se hizo. El contenido de humedad del carbón activado depende de la superficie específica de los poros y suele ser inferior al 12%.

Una fuente