Production de charbon de bois: technologie moderne et caractéristiques d'utilisation

Caractéristiques des différents types de carburant

Considérez les deux types principaux, les plus courants, de matières premières pour combustibles solides - le bois de chauffage et le charbon.
Le bois de chauffage contient une quantité importante d'humidité, de sorte que l'humidité s'évapore en premier, ce qui nécessite une certaine quantité d'énergie. Une fois l'humidité évaporée, le bois commence à brûler intensément, mais, malheureusement, le processus ne dure pas longtemps.

Par conséquent, pour le maintenir, il est nécessaire d'ajouter régulièrement du bois de chauffage dans la chambre de combustion. La température d'inflammation du bois est d'environ 300 ° C.

Le charbon surpasse le bois en termes de quantité de chaleur produite et de durée de combustion.... En fonction de l'âge du matériau fossile, le minéral est divisé en types:

• brun;
• Pierre;
• anthracite.

Types de charbons et leurs propriétés

Tous les charbons extraits de nos profondeurs et aptes à la combustion dans les fours de chaudières et fours sont divisés en 3 groupes:

• brun;
• Pierre;
• anthracite.

De tous les charbons bruns répertoriés, ils sont considérés comme les plus jeunes, contiennent de nombreuses impuretés volatiles et diffèrent par leur couleur brune, d'où leur nom. Ce carburant contient jusqu'à 70% de carbone pur et jusqu'à 40% d'humidité. Pour cette raison, le transfert de chaleur et la température de combustion du lignite sont les plus bas parmi d'autres. Il s'enflamme facilement, car la température d'inflammation la plus basse n'est que de 250 ºC, mais la chaleur de combustion est également faible - environ 3600 kcal / kg et la température de combustion est d'environ 1900 ºC.

En raison de sa faible valeur calorifique, le fossile sous sa forme naturelle est très rarement utilisé comme source d'énergie pour chauffer les maisons privées. Une autre chose est le charbon briqueté, son transfert de chaleur est de 5000 kcal / kg.

Les charbons ardents viennent ensuite en âge, ils sont vraiment plus âgés et se trouvent encore plus profondément dans les profondeurs que les charbons bruns (jusqu'à 3 km). Le carbone pur en eux représente jusqu'à 95%, l'eau - 12% et les impuretés volatiles - jusqu'à 30%. Pour cette raison, le transfert de chaleur du combustible de pierre est de 7000 kcal / kg, bien qu'une température de 400 ºC soit nécessaire pour l'allumer. Ce combustible brûle théoriquement à 2100 ºC, bien que la température de combustion du charbon dans le four n'atteigne jamais de telles valeurs. Le maximum qui peut être est de 1000 ºС. En pratique, c'est le type de combustible le plus couramment utilisé comme source d'énergie pour chauffer les bâtiments.

L'espèce la plus ancienne et la plus profonde est l'anthracite, qui contient 95% ou plus de carbone. Il n'a pratiquement pas d'impuretés et d'humidité, il a le transfert de chaleur spécifique le plus élevé (environ 8500 kcal / kg). Mais un tel carburant n'est pas facile à enflammer: la variété anthracite la moins calorique s'enflamme à une température de 600 ºC. La température de combustion théorique est de 2250 ºС. L'anthracite est un excellent carburant à tous égards avec une faible teneur en cendres et une faible quantité de fumée, mais son prix est élevé.

Pour référence.

Le charbon bitumineux d'un certain type est utilisé pour la transformation en coke utilisé en métallurgie. Et, bien que la température de combustion du charbon de coke ne soit pas supérieure à celle de la houille, après enrichissement et traitement thermique à T = 1000 ºC, il se transforme en coke avec le pouvoir calorifique et la température les plus élevés.

Composition de carburant de différents types

Le charbon brun appartient aux jeunes gisements, il contient donc la plus grande quantité d'humidité (de 20% à 40%), de substances volatiles (jusqu'à 50%) et une petite quantité de carbone (de 50% à 70%). Sa température de combustion est supérieure à celle du bois et est de 350 ° C. Valeur calorifique - 3500 kcal / kg.
Le type de combustible le plus courant est le charbon bitumineux. Il contient une petite quantité d'humidité (13-15%) et la teneur en carbone de l'élément combustible dépasse 75%, selon la qualité.

La température moyenne d'inflammation est de 470 ° C. Gaz fugitifs dans le charbon 40%. Lors de la combustion, 7 000 kcal / kg sont libérés.

L'anthracite, qui se produit à une profondeur considérable, est l'un des plus anciens gisements de combustibles fossiles solides. Il ne contient pratiquement pas de gaz volatils (5 à 10%) et la quantité de carbone varie entre 93 et ​​97%. La chaleur de combustion est comprise entre 8100 et 8350 kcal / kg.

Le charbon de bois doit être noté séparément. Il est obtenu à partir du bois par pyrolyse - combustion à haute température sans oxygène. Le produit fini a une teneur élevée en carbone (70% à 90%). Lorsque le bois de chauffage est brûlé, environ 7 000 kcal / kg sont émis.

Vous pouvez en savoir plus sur les fonctionnalités de l'utilisation des briquettes de tourbe dans cet article:

Combustion de carburant

Il est très important d'organiser un approvisionnement continu en oxygène au carburant. Pour qu'il brûle complètement, une alimentation en air en excès est effectuée. En d'autres termes, le volume d'air doit dépasser la valeur théorique. Le côté négatif

une telle alimentation est une perte de chaleur, dont une partie part simplement par le tuyau.

Types de combustibles pour la chaudière

Les chaudières à combustibles solides peuvent utiliser: du bois, du charbon de différentes marques, des briquettes et d'autres combustibles solides. Il est très difficile de chauffer la maison avec du bois, du lignite et des briquettes. Le fait est que ces carburants contiennent beaucoup d'eau. En conséquence, une génération de chaleur constante est nécessaire pour maintenir la combustion. Sinon, l'eau qui s'évapore refroidit rapidement le carburant et le feu s'éteint. Ainsi, ces combustibles peuvent brûler rapidement, dégageant de la chaleur, mais ils sont totalement inadaptés pour maintenir une combustion lente et longue, alors que le charbon peut brûler lentement pendant longtemps. C'est parce que le carbone n'est pas volatil. Lorsque l'alimentation en air primaire est limitée, il peut être dans la chaudière à l'état chauffé, pour ne pas se refroidir. Lorsque l'air primaire recommence à circuler (le liquide de refroidissement s'est refroidi, le registre d'air primaire s'est ouvert), le carbone commence à s'oxyder, libérant de la chaleur.

Les charbons à longue flamme, le coke, l'anthracite et les charbons bruns sont généralement utilisés pour le chauffage. La plupart des chaudières fonctionnent de manière optimale sur des charbons à flamme longue. Le coke et l'anthracite ne brûlent pas dans toutes les chaudières et peuvent être utilisés comme additifs, mais pas comme combustible principal. Les charbons bruns sont généralement mal adaptés au chauffage, car ils brûlent mal, donnent peu de chaleur et beaucoup de cendres. Je suis chauffé avec du charbon à longue flamme (WPC - charbon à longue flamme).

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Pour les propriétaires qui utilisent divers types de combustibles solides pour chauffer leur maison, un paramètre tel que la température de combustion du charbon présente un intérêt considérable. Logiquement parlant, plus cette température est élevée, plus la chaleur peut être obtenue en brûlant du carburant. Mais c'est de la théorie, mais en pratique, tout se passe un peu différemment. La véritable combustion de ce précieux fossile sera discutée dans ce document.

Processus de combustion

Selon le type et la qualité, le carburant est divisé en flamme courte et flamme longue. Les flammes courtes comprennent l'anthracite et le coke, le charbon de bois.
Lorsqu'il est brûlé, l'anthracite génère beaucoup de chaleur, mais pour l'allumer, vous devez fournir une température élevée avec un combustible plus inflammable, par exemple le bois. L'anthracite n'émet pas de fumée, brûle sans odeur, sa flamme est faible.

Les combustibles à longue flamme sont brûlés en deux étapes. Premièrement, des gaz volatils sont libérés, qui sont brûlés au-dessus de la couche de charbon dans l'espace du four.

Une fois les gaz brûlés, le combustible restant commence à brûler, qui entre-temps s'est transformé en coke. Le coke brûle avec une flamme courte sur les grilles. Après la combustion du carbone, les cendres et les scories restent.

Quel charbon choisir pour le four?

Qu'est-ce que le charbon? C'est un produit végétal qui contient du carbone et des impuretés incombustibles. Ce sont eux qui forment des cendres et des substances ressemblant à des scories après la combustion. Le rapport des deux composants est différent partout. C'est cela, ainsi que «l'âge» du combustible fossile, qui détermine la qualité du charbon. Les experts distinguent plusieurs variétés.

Le type de charbon le plus «jeune» est la lingitis. Il a une structure assez lâche. Si vous attrapez un morceau de lingite, il s'effrite rapidement et perd sa forme. Ce charbon est le plus souvent utilisé dans les centrales thermiques, mais la lingitis ne convient pas pour chauffer une maison.

En plus de la lingite, du lignite, du charbon bitumineux, l'anthracite est également exploité - les gisements de carbone les plus anciens. Toutes les variétés ont des niveaux d'humidité différents. Dans le lignite, par exemple, l'humidité est de 50%, dans l'anthracite son seuil ne dépasse pas 7%. Par conséquent, l'anthracite a la chaleur spécifique la plus élevée. Ses indicateurs sont de 9 mille kcal / kg.

Le matériau pour les poêles à charbon est le principal critère de choix d'un combustible et d'un poêle. Examinons ces qualités plus en détail.

Lorsque l'allumage du poêle est terminé avec succès et que le bois de chauffage brûle joyeusement dans la chambre de combustion, il ne reste plus qu'à surveiller le mode de fonctionnement thermique et à mettre de nouvelles bûches à temps. Quant au mode, il est recommandé de le maintenir constamment au même niveau, en évitant la surchauffe.

Ceci est important car, avec une alternance de chauffage et de refroidissement élevés, le corps du four se dilate et se contracte souvent, ce qui contribue à la formation de fissures.

Maintenir un régime thermique optimal et mettre les bûches à temps est le meilleur moyen de chauffer correctement le poêle avec du bois, bien que ce ne soit pas très pratique la nuit. Personne ne veut se lever au milieu de la nuit, bien que cela ne puisse être évité en cas de gel sévère dans la rue, sinon la maison sera sèche le matin. Pendant le chauffage continu pendant plusieurs jours, le cendrier doit être nettoyé {amp} amp; sur le pouce {amp} amp;

pour assurer l'écoulement de l'air dans la chambre de combustion L'opération est réalisée à l'aide d'une pelle en fer au moment où la majeure partie du bois est brûlée et quelques braises restent dans la chambre de combustion. Il est nécessaire de faire une shurovka dans la chambre de combustion avec un tisonnier, de couvrir la vue, puis d'ouvrir la porte du ventilateur et de retirer rapidement les cendres avec une pelle dans un seau en métal.

Important. Il doit toujours y avoir une feuille de métal jusqu'à 1 m de large sur le sol devant les portes du four.

Indépendamment du fait que le charbon ou le bois de chauffage sera utilisé comme combustible principal, l'allumage est effectué de la même manière. Vous devez d'abord nettoyer la chambre à cendres et la chambre de combustion à l'aide d'un tisonnier, d'une pelle et d'un balai. Après le nettoyage, n'oubliez pas d'éliminer les résidus de cendres des portes avec un balai, sinon ils ne se fermeront pas hermétiquement.

Pour allumer le poêle, vous devez agir selon les instructions:

• déposez quelques feuilles de papier froissées et quelques fines éclats sur la grille. Il est inacceptable d'utiliser du carburant liquide pour l'allumage;
• à partir de bûches fines, créez un signet pour environ 2/3 du volume de la chambre de combustion. Le bois de chauffage peut être plié {amp} & house {amp} amp; ou en travers, créant des ouvertures pour l'air. C'est là que les piles courtes mentionnées précédemment seront utiles;
• ouvrez la vue à mi-chemin, ouvrez la porte du ventilateur d'un quart;
• mettez le feu au papier par la porte ouverte de la chambre principale, puis fermez-le. Eh bien, lorsque vous avez installé un insert de poêle en verre panoramique, le processus est clairement visible. S'il n'y a pas de vitre, la porte est laissée légèrement entrouverte et la combustion est surveillée en réglant l'arrivée d'air avec la porte du cendrier. Habituellement, au début, il est ouvert à mi-chemin, et lorsque le bois prend feu, il est couvert.

Conseils. Dans chaque cas, le propriétaire détermine à quel point il est préférable de labourer le cendrier lors de l'allumage et de la cuisson, ainsi que de la position optimale de la vue. Lorsque le poêle fait un bourdonnement, le tirage est grand et beaucoup de chaleur vole dans le tuyau, la vanne doit être fermée. Les flammes rouges, la fumée et la combustion lente indiquent un manque de poussée, puis la vue s'ouvre légèrement.

Brûlant

Considérez le processus de combustion du combustible dans un poêle conventionnel, qui est utilisé pour chauffer les maisons privées. Il se compose des parties principales:

• fours;
• ventilateur;
• cheminée avec un tuyau.

La chambre de combustion est reliée au ventilateur par une grille spéciale (grille) située au bas de la chambre de combustion... Le carburant est placé sur la grille et, du ventilateur à travers la grille, l'air pénètre dans la chambre de combustion.

Formules de combustion

Températures d'allumage de différents carburants (cliquez pour agrandir)
Lorsque le combustible (bois, charbon) s'enflamme, une réaction chimique se produit avec un dégagement de chaleur.

Le dioxyde de carbone réagit avec le carbone contenu dans le carburant dans les couches supérieures pour former du monoxyde de carbone.

Ce n'est pas la fin du processus de combustion, car à mesure qu'il monte dans l'espace du four, le monoxyde de carbone réagit avec l'oxygène de l'air, dont l'entrée se fait par le ventilateur ou la porte ouverte du four.

Sa combustion s'accompagne d'une flamme bleue et d'un dégagement de chaleur. Le monoxyde de carbone résultant (dioxyde de carbone) entre dans la cheminée et s'échappe par la cheminée.

Une combustion lente avec un apport minimal d'oxygène produira du monoxyde de carbone non toxique, donnant une chaleur uniforme.

Application

La principale utilisation du carburant est la combustion pour générer de la chaleur. La chaleur est utilisée non seulement pour chauffer une maison privée et cuisiner, mais également dans l'industrie pour soutenir les processus technologiques qui se déroulent à des températures élevées.
Contrairement à un poêle conventionnel, où le processus d'alimentation en oxygène et l'intensité de la combustion sont mal régulés, dans les fours industriels, une attention particulière est portée au contrôle de l'alimentation en oxygène et au maintien d'une température de combustion uniforme.

Considérons le schéma de base de la combustion du charbon.

1. Le carburant est chauffé et l'humidité s'évapore.
2. À mesure que la température augmente, le processus de cokéfaction commence par la libération de gaz volatils de four à coke. Burning out, il donne la chaleur principale.
3. Le charbon se transforme en coke.
4. Le processus de combustion du coke s'accompagne d'un dégagement de chaleur suffisant pour démarrer la cokéfaction de la portion suivante du combustible.

Dans les chaudières industrielles, la combustion du coke est séparée en différentes chambres de la combustion du gaz de four à coke. Cela permet l'apport d'oxygène pour le coke et le gaz avec des intensités différentes, atteignant le taux de combustion requis et maintenant la température requise.

Sur la combustion du charbon dans les fours

Les températures ci-dessus en degrés pour chaque type de carburant sont théoriques. Autrement dit, ils sont réalisables dans des conditions idéales pour la combustion du vecteur d'énergie, ce qui ne se produit pas dans la vraie vie, et même à la maison. De plus, cela n'a aucun sens de surchauffer un poêle en brique ou une chaudière en métal. Ils ne sont pas conçus pour de tels régimes.

Dans l'ensemble, l'intensité de la combustion du charbon dans le poêle dépend de la quantité d'air fournie. Les charbons dégagent mieux de la chaleur avec une alimentation en air à 100%, mais en pratique, cela ne se produit pas, car nous en limitons la quantité avec un registre ou un registre. Sinon, la température dans la chambre de combustion augmentera trop et se situera donc entre 800 et 900 ºC.

Comme pour une chaudière à combustible solide, un mode de combustion trop intense peut provoquer une ébullition rapide du liquide de refroidissement et une explosion ultérieure. Par conséquent, ce type de combustible solide est brûlé dans les chaudières de deux manières:

• traditionnel, avec chargement dans le four et limitation de la quantité d'air.
• à l'aide d'une alimentation dosée, mise en œuvre dans les chaudières automatiques.

Utiliser du charbon de bois

Le charbon de bois est utilisé dans la vie quotidienne pour cuire la viande sur le gril.
En raison de la température de combustion élevée (environ 700 ° C) et de l'absence de flamme, une chaleur uniforme est fournie, suffisante pour cuire de la viande sans carbonisation.

Il est également utilisé comme combustible pour les cheminées, la cuisson sur de petits poêles.

Dans l'industrie, il est utilisé comme agent réducteur dans la production de métaux. Charbon de bois irremplaçable dans la production de verre, plastique, aluminium.

Il est possible de fabriquer soi-même du charbon de bois. Des détails:

Charbon actif

Le charbon actif est un type de carbone avec une surface de pores spécifique élevée, ce qui le rend encore plus adsorbant que le bois. Le charbon de bois et le charbon, ainsi que les coquilles de noix de coco sont utilisés comme matières premières pour sa production. Le matériau de départ est soumis à un processus d'activation. Son essence est d'ouvrir les pores obstrués par l'action de solutions électrolytiques à haute température ou de vapeur d'eau.

Pendant le processus d'activation, seule la structure de la substance change, donc la formule chimique du charbon actif est identique à la composition de la matière première à partir de laquelle il a été fabriqué. La teneur en humidité du charbon actif dépend de la surface spécifique des pores et est généralement inférieure à 12%.

Une source