Polttoaineen erityinen palamislämpö: hiili, polttopuut, kaasu

Jotkut kiinteän polttoaineen kattilat voivat käyttää mitä tahansa polttoainetta, mutta eivät kaikkia. Siksi, ennen kuin ostat hiiltä, ​​katso yksikön passi. Tuotemerkit, joille kattila on laskettu, on ilmoitettava siellä. Jos tällaisia ​​tietoja ei ole, voit siirtyä kokeilumenetelmällä. Suurin osa tämän tyyppistä polttoainetta myyvistä yrityksistä on pussannut hiiliä. Sinun on otettava pussi erilaisia ​​arvosanoja ja jakeita ja hukkua vuorotellen jokaisen kanssa. Yritä käyttää samaa määrää hiiltä ja arvioida seuraavat parametrit: lämmön määrä, palamisen kesto ja tuhkajäämien määrä.

Polttopuut

Nämä ovat sahattuja tai hienonnettuja puupaloja, jotka polttamalla uuneissa, kattiloissa ja muissa laitteissa tuottavat lämpöenergiaa.

Tulipesään lastaamisen helpottamiseksi puumateriaali leikataan erillisiksi elementeiksi, joiden pituus on enintään 30 cm, niiden käytön tehostamiseksi puun tulee olla mahdollisimman kuiva ja palamisprosessin tulee olla suhteellisen hidasta. Monissa suhteissa lehtipuiden polttopuut, kuten tammi ja koivu, pähkinä ja saarni, orapihlaja, soveltuvat tilojen lämmitykseen. Suuren hartsipitoisuuden, lisääntyneen palamisnopeuden ja matalan lämpöarvon vuoksi havupuut ovat merkittävästi huonompia tässä suhteessa.

Kuinka verrata polttoainebrikettien kustannuksia polttopuiden kustannuksiin?

Kuten tiedätte, polttopuuta myydään useimmiten irtotavarana tai pinottuina. Jos olet toimittanut polttopuuta lavoilla pinottuna, kuutiometri tällaista polttopuuta vastaa 0,7 kuutiometriä tiheän puun suhteen. Jos polttopuuta tuotiin sinulle irtotavarana kuorma-auton takaosassa, niin 30-35 cm: n polttopuun pituus kuutiometri sisältää vain 52% tiheää puuta.

Toisin sanoen, kiinteän puun irtotavarapolttokustannusten ja polttoainebrikettien kustannusten vertaamiseksi polttopuiden kustannukset tulisi kaksinkertaistaa.

Joten vertaillaan hintoja. Irtotavarapuut Leningradin alueella maksavat 1500-1 600 ruplaa. kuutiometriä kohti. Tiheän puun kuutiometri polttopuuta maksaa 3000-3200 ruplaa. Naapurialueilla polttopuut voivat maksaa noin puolitoista kertaa halvempia. Siten kuutiometri Ruf-tyyppisiä polttoainebrikettejä maksaa ostajalle alueesta riippuen 2-3 kertaa kalliimpaa kuin polttopuut.

Päätimme selvittää, kannattaako tällainen hintaero polttoainebrikettien ilmoitettuja etuja mukavuuden, lisääntyneen lämmönsiirron ja polttoainebrikettien lisääntyneen palamisajan muodossa. Suoritettiin amatöörikokeilu, joka, vaikka se ei väitä olevansa tieteellisesti luotettava, voi selventää joitakin näkökohtia polttoainebrikettien käytöstä polttopuun sijaan.

Aihealue: Lämmitysjärjestelmien tyypit ja järjestelyt maalaistalossa - mikä malli valita

Hiili

Se on sedimenttikivestä uutettu luonnollinen kasvimateriaali.

Tämän tyyppinen kiinteä polttoaine sisältää hiiltä ja muita kemiallisia alkuaineita. Materiaali on jaettu tyyppeihin sen iän mukaan. Ruskohiiltä pidetään nuorimpana, jota seuraa kivihiili, ja antrasiitti on vanhempi kuin kaikki muut tyypit. Palavan aineen ikä määrää myös sen kosteuspitoisuuden, jota on enemmän läsnä nuoressa materiaalissa.

Kivihiilen polttamisen aikana tapahtuu ympäristön pilaantumista ja kattilan ritilöihin muodostuu kuonaa, joka tietyssä määrin muodostaa esteen normaalille palamiselle. Rikkipitoisuus materiaalissa on myös epäedullinen tekijä ilmakehälle, koska tämä alkuaine muuttuu ilmassa rikkihapoksi.

Kuluttajien ei kuitenkaan pitäisi olla huolissaan terveydestään.Tämän materiaalin valmistajat pyrkivät vähentämään rikkipitoisuutta yksityishenkilöistä huolehtimalla. Hiilen palamislämpö voi vaihdella jopa saman tyypin sisällä. Ero riippuu alalajin ominaisuuksista ja mineraalipitoisuudesta siinä sekä louhinnan maantieteestä. Kiinteänä polttoaineena ei ole vain puhdasta hiiltä, ​​vaan myös vähän rikastettua hiilikuonaa, puristettuna briketeiksi.

HiilityyppiMateriaalin erityinen palamislämpö
kJ / kgkcal / kg
Ruskea14 7003 500
Kivi29 3007 000
Antrasiitti31 0007 400

Hiililajikkeet ja niiden ominaisuudet

Kiinteän polttoaineen kattilan taloudellisuus ja tehokkuus riippuvat suoraan käytetyn polttoaineen tyypistä. Puunjätteen lisäksi pääasiallisena energialähteenä käytetään usein erityyppisiä hiiltä. Siksi niiden, jotka käyttävät sitä pääpolttoaineena, on tiedettävä sen erityinen lämpöarvo.

Ensinnäkin, hiili erottuu alkuperästä... Se sisältää useita muinaisten kasvien jäännöksiä ja bitumimassoja, joihin on tehty erityisiä muutoksia upotuksen aikana. Kaikkien näiden aineiden muuttuminen tehokkaaksi polttoaineeksi tapahtui korkeissa lämpötiloissa ja olosuhteissa, joissa hapen puute. Asiantuntijat huomauttavat, että fossiilisiin polttoaineisiin kuuluvat bitumi- ja ruskohiilet sekä antrasiitti.

Tässä videossa opit ruskohiilen polttamisen prosessin:

Luonnonkivimateriaali

Tämän tyyppinen polttoaine ilmestyi paljon aikaisemmin kuin ruskohiili. Suuret materiaalikerrokset sijaitsevat maan alla 3 kilometrin syvyydessä. Sen koostumus sisältää jopa 97% puhdasta hiiltä, ​​mutta haihtuvien epäpuhtauksien määrä on 35%. Kosteuspitoisuuden osalta kivihiilessä se on enintään 15%. Ja tällä on positiivinen vaikutus fossiilin lämpötehokkuuteen.

Ihanteellisissa olosuhteissa hiilen ominaispoltolämpö on välillä 2100 ° C. Mutta tavanomaisessa lämmitysuunissa tällainen materiaali poltetaan korkeintaan 1000 ° C: ssa.

Lämmönsiirron taso vaihtelee 7000 kcal / kg. On huomattava, että tämän tyyppinen polttoaine vaikea sytyttää, koska näihin tarkoituksiin on tarpeen lämmittää uuni 400 ° C: seen.

hiilen kivi
Tämä materiaali ei sovi sytytykseen

Kuten käytäntö osoittaa, tavalliset kansalaiset käyttävät hiiltä useimmiten talojen, kesämökkien ja rakennusten lämmittämiseen muihin tarkoituksiin.

Universaali ruskea ilme

Kaikkien olemassa olevien fossiilisten kivihiilien joukossa tätä lajia pidetään nuorimpana. Polttoaine sai nimensä sen erityisen ruskean värin vuoksi. Tärkeimmistä ominaisuuksista voidaan todeta, että se sisältää monia haihtuvia epäpuhtauksia ja kosteutta - yli 40%. Tästä huolimatta puhtaan hiilen määrä voi nousta 75%: iin. Koska ruskohiili sisältää paljon kosteutta, sitä on matala palamislämpötila ja pieni prosenttiosuus lämmönsiirrosta... Polttoaine alkaa syttyä 260 asteessa, mutta palamislämpötila voi nousta 2000 ° C: seen. Lämpöarvo on 3600 kcal / kg.

Tietenkin tärkeimpänä energialähteenä ruskohiili on huomattavasti huonompi kuin tavalliset polttopuut, minkä vuoksi sitä käytetään harvoin kiinteissä polttoaineissa toimiviin kattiloihin ja uuneihin, jotka sijaitsevat yksityisissä taloissa.

Se on kiinnostavaa: polttopuun leppäominaisuudet.

ruskea
Tämä materiaali sisältää paljon kosteutta.
Mutta tämän fossiilin brikettimuoto, joka on kokenut erikoiskoulutuksen suurtuotannossa, on erittäin suosittu. Keinotekoisissa olosuhteissa valmistajat vähentävät sen kosteuspitoisuutta ja lisäävät siten merkittävästi energiatehokkuutta. On huomattava, että briketoidun ruskohiilen lämmönsiirto on peräti 5 tuhatta kcal / kg.

Tämä on yksi vanhimmista mineraaleista, joka ei sisällä käytännössä mitään haihtuvia epäpuhtauksia ja kosteutta. Mutta hiilen määrä ylittää 95%.Tutkimukset ovat osoittaneet, että hiilen ominaispoltolämpö on välillä 8500 - 9 tuhatta kcal / kg - tämä on korkein indikaattori kaikista olemassa olevista hiileistä. Ihanteellisissa olosuhteissa tällainen polttoaine palaa 2250 ° C: ssa, mutta syttyy 600 ° C: ssa. On huomattava, että tämä indikaattori on tyypillinen vähäkalorisimmille lajeille. Antrasiitin sytyttämiseksi on käytettävä kuivaa puuta, koska kattilan tai lieden lämmitys on tarpeen.

Tämä fossiilinen materiaali on luokiteltu teollisuuspolttoaineeksi. Käytä sitä tavallisessa kattilassa tai uunissa erittäin kallista ja kannattamatonta... Huolimatta siitä, että antrasiitti vertaa suotuisasti vastaaviin maljoihinsa, joilla on vähän savu- ja tuhkapitoisuuksia.

ruskea_ yksi
Lisäksi tällainen materiaali on kallista.

Pelletit

Pelletit (kiinteät polttoaineet) on kiinteä polttoaine, joka tuotetaan teollisesti puusta ja kasvijätteistä: lastut, kuori, pahvi, olki.

Pölyyn murskattu raaka-aine kuivataan ja kaadetaan rakeistimeen, josta se tulee ulos tietyn muotoisten rakeiden muodossa. Kasvipolymeeriä, ligniiniä, käytetään viskositeetin lisäämiseen massaan. Tuotantoprosessin monimutkaisuus ja suuri kysyntä muodostavat pellettien kustannukset. Materiaalia käytetään erityisesti varustetuissa kattiloissa.

Polttopuun lämpöarvo

Puun polttamisen tuottama lämmön määrä riippuu puun tyypistä ja puun kosteuspitoisuudesta. Kosteus vähentää polttopuun lämpöarvoa, koska haihtunut vesi kuljettaa osan lämpöenergiasta. Kosteuden menetykset riippuvat hieman polttopuun (tarkemmin sanottuna niiden sisältämän veden) alkulämpötilasta, ja ne otetaan 0,63 kWh kilogrammaa vettä kohti.

Täysin kuiva lehtipuu tuottaa noin 5 kWh lämpöä kilogrammaa polttopuuta kohti. Ehdottomasti kuiva havupuu tuottaa noin 5,2 kWh lämpöä kilogrammalle polttopuuta niiden puun kemiallisen eron vuoksi.

Todellisissa olosuhteissa on mahdotonta saavuttaa ihanteellinen kuivuus, joten alla olevassa taulukossa esitetään erityyppisten puiden polttopuiden lämpöarvo kosteuspitoisuuden ollessa 15% ja muun tyyppisten polttoaineiden vertaamiseksi:

PolttoainetyyppiMateriaalin lämpöarvo, kWh / kg (MJ / kg)Materiaalin tiheys, kg / dm³Kuormitustiheys, kg / m³Polttopuun lämpöarvo, kWh / m³
Pyökki, tuhka4,2 (15)0,744802016
Tammi4,2 (15)0,694701974
koivupuu4,2 (15)0,654501890
Lehtikuusi4,3 (15,5)0,584201806
Mänty4,3 (15,5)0,523601548
Kuusta4,3 (15,5)0,443301419
Polttoöljy12 (43)0,84840
Hiili7,8-9,8 (28-35)0,6-1,9

Vaikka havupuun lämpöarvo on korkeampi kuin lehtipuun, pienemmän tiheyden vuoksi havupuiden ominaisarvoinen lämpöarvo on pienempi kuin lehtipuun. Havupuu vie enemmän tilaa ja palaa nopeammin.

Kuutiometri kuivaa lehtipuuta voi korvata 200 litraa öljyä, 200 kuutiometriä maakaasua. Puusta saatu energia on myös aurinkoenergiaa. Mutta toisin kuin öljy, hiili ja kaasu, puu on uusiutuva luonnonvara. Polttopuut eräänlaisena biopolttoaineena ovat uusiutuvan energian lähde.

Briketit

Briketit ovat kiinteitä polttoaineita, monilta osin samanlaisia ​​kuin pelletit. Valmistuksessa käytetään identtisiä materiaaleja: haketta, lastua, turpetta, kuorta ja olkia. Tuotantoprosessin aikana raaka-aine murskataan ja puristetaan briketeiksi. Tämä materiaali on myös luokiteltu ympäristöystävälliseksi polttoaineeksi. On kätevää säilyttää sitä myös ulkona. Tämän polttoaineen tasainen, tasainen ja hidas palaminen voidaan havaita sekä takoissa ja uunissa että lämmityskattiloissa.

Edellä käsitellyt ympäristöystävällisten kiinteiden polttoaineiden tyypit ovat hyvä vaihtoehto lämmöntuotannolle. Verrattuna fossiilisiin lämpöenergialähteisiin, joilla on haitallinen vaikutus ympäristöön palamisen aikana ja jotka eivät myöskään ole uusiutuvia, vaihtoehtoisilla polttoaineilla on selkeitä etuja ja suhteellisen alhaiset kustannukset, mikä on tärkeää joidenkin luokkien kuluttajille.

Samanaikaisesti tällaisten polttoaineiden palovaara on paljon suurempi. Siksi on välttämätöntä ryhtyä tiettyihin turvatoimenpiteisiin niiden varastoinnissa ja palonkestävien materiaalien käytössä seinissä.

Hiilen käyttö

Hiilen tuotanto on lupaava suunta. Sen kulutus kasvaa jatkuvasti, ja sitä käytetään sekä tuotannossa että kotitalouksissa. Käyttö jokapäiväisessä elämässä on tuttua kaikille: ruoanlaitto grillissä ja grillissä ei käytännössä voi ilman hiiltä. Monet ihmiset mieluummin asettavat puuhiiltä tulisijaan: tämä polttoaine ei tupakoi, ei aiheuta kaasuja (erityisesti hiilimonoksidia) ja sillä on korkea lämpöarvo.

Hiilen tuotanto on lupaava suunta

Hiilen tuotanto on lupaava suunta

Teollisuudessa puuhiiltä käytetään metallurgiassa (maassamme sitä käytännössä ei harjoiteta) suodattimien valmistukseen eri tarkoituksiin. Sitä käytetään joidenkin arvokkaiden metallien, kiteisen piin, aktiivihiilen sulatuksessa. Sitä käytetään maataloudessa ja lääketieteessä.

Voit myös käyttää hiiltä lämmitykseen. Sen palamisen erityispiirre on se, että korkeita liekinkieliä ei ole. Mutta siellä on tasainen tasainen lämpö. Hiilen palamislämpötila riippuu useista tekijöistä: tiheydestä (erilaiset puulajit tuottavat hiiltä eri tiheydellä), sen laadusta (palamisolosuhteet) ja palamisen aikana syötetyn hapen määrästä. Tavallisessa avotulessa lämpötila voi vaihdella välillä 400 ° C - 900 ° C, mutta erityisolosuhteissa on mahdollista saavuttaa 1200 ° C (väärennös). Jos puhumme keskiarvoista, puuhiilen lämpöarvoksi katsotaan 30 MJ / kg.

Kiinteän polttoaineen kattilan polttoainetyyppiSpesifinen lämpöarvo, MJSpesifinen lämpöarvo, kW / h
Ruskohiilibriketti215,84
Raaka ruskohiili14,74,09
Mänty polttopuut8,92,47
Tammi polttopuut133,61
Koivun polttopuut11,73,25
Hiili29,38,14
Koksi298,06
Puuhiili30-318,62
Turve (kuiva)154,17

Kuten taulukosta näet, hiili tuottaa lämpöä ainakin vähintään hiiltä ja melkein kaksi ja puoli kertaa enemmän kuin parhaat polttopuut. Miksi sitä ei melkein koskaan käytetä lämmitykseen? Ensinnäkin maassamme hiiltä tuotetaan hyvin pieninä määrinä (maailmassa tuotetaan 9 miljoonaa tonnia vuodessa, Venäjän osuus 100 tuhatta tonnia) ja sen hinta on korkea. Vaikka ostat sen valmistajilta, ostaessasi enintään 5 tonnia, he pyytävät 180 ruplaa / 10 kg (18 000 tonnia). Jopa taloudellisilla kustannuksilla se osoittautuu melko kalliiksi. Jos asut paikassa, jossa on paljon metsiä ja jossa on aina tarpeeksi kuollutta puuta, tietyn määrän hiilen turvaaminen ei ole kovin vaikeaa ilman laitteita. Voit käyttää perinteisiä hiiliteknologioita, jotka vaativat prosessissa vain metallitynnyriä, ja silloinkin se ei ole välttämätöntä. Tietysti et voi varastoida tällä tavalla koko talven ajan, mutta voit polttaa sen, jotta laitat jonkin verran vettä kattilaan yöllä miellyttävän lämpötilan ylläpitämiseksi.

Hiilen lämpöarvo on hiukan korkeampi kuin korkealaatuisen hiilen lämpöarvo

Hiilen lämpöarvo on hiukan korkeampi kuin korkealaatuisen hiilen lämpöarvo

Luokitus
( 2 arvosanat, keskiarvo 5 / 5 )

Lämmittimet

Uunit