Specifična toplina izgaranja goriva: ugljen, ogrjev, plin

Neki kotlovi na kruta goriva mogu raditi na bilo koje gorivo, ali ne i na sva. Stoga, prije kupnje ugljena, pogledajte putovnicu svoje jedinice. Tamo bi trebale biti označene marke za koje je izračunat kotao. Ako takvih podataka nema, možete ići pokusnom metodom. Većina tvrtki koje prodaju ovu vrstu goriva imaju ugljen u vrećama. Morat ćete uzeti vrećicu različitih razreda i razlomaka i naizmjence se utapati sa svakom od njih. Pokušajte upotrijebiti istu količinu ugljena i procijenite sljedeće parametre: količinu topline, trajanje izgaranja i količinu ostataka pepela.

Drva za ogrjev

Riječ je o piljenom ili sjeckanom komadu drva koji, kada se sagorijeva u pećima, kotlovima i drugim uređajima, stvara toplinsku energiju.

Radi praktičnosti utovara u kamin, drveni materijal se reže na zasebne elemente duljine do 30 cm. Da bi se povećala učinkovitost njihove upotrebe, drvo bi trebalo biti što je moguće suho, a postupak izgaranja trebao bi biti relativno spor. U mnogim aspektima, ogrjevno drvo od tvrdog drveta poput hrasta i breze, lijeske i jasena, gloga pogodno je za grijanje prostorija. Zbog visokog udjela smole, povećane brzine gorenja i niske toplinske vrijednosti, četinjači su u tom pogledu znatno inferiorni.

Kako usporediti troškove briketa za gorivo s troškovima drva za ogrjev?

Kao što znate, ogrjevno drvo najčešće se prodaje na veliko ili složeno. Ako ste ogrjev isporučili na paletama u slaganju, tada je kubik takvog drva za ogrjev jednak 0,7 kubika u smislu gustog drveta. Ako su vam drva za ogrjev dopremljena u rinfuzi u stražnjem dijelu kamiona, tada će duljina drva za ogrjev od 30-35 cm u kubnom metru sadržavati samo 52% gustog drveta.

Drugim riječima, kako bi se usporedili troškovi rasutih drva za ogrjev za masivno drvo s troškovima briketa za gorivo, trošak drva za ogrjev trebao bi se udvostručiti.

Pa usporedimo cijene. Rasuto drvo za ogrjev u Lenjingradskoj regiji košta 1.500-1.600 rubalja. po kubnom metru. Što se tiče gustog drveta, kubični metar drva za ogrjev koštat će 3.000-3.200 rubalja. U susjednim područjima ogrjevno drvo može koštati oko jedan i pol puta jeftinije. Dakle, kubični metar briketa za gorivo tipa Ruf košta kupca, ovisno o površini, 2-3 puta skuplje od drva za ogrjev.

Odlučili smo saznati vrijedi li takva razlika u cijenama deklariranih reklamnih prednosti briketa za gorivo u obliku praktičnosti, povećanog prijenosa topline i produženog vremena sagorijevanja briketa. Proveden je amaterski pokus koji, iako se ne pretvara da je znanstveno pouzdan, može razjasniti neke aspekte korištenja briketa za gorivo umjesto drva za ogrjev.

Veza prema temi: Vrste sustava grijanja i njihov raspored u seoskoj kući - koji dizajn odabrati

Ugljen

Prirodni je biljni materijal izvađen iz sedimentne stijene.

Ova vrsta krutog goriva sadrži ugljik i druge kemijske elemente. Postoji podjela materijala na vrste ovisno o njegovoj dobi. Smeđi ugljen smatra se najmlađim, slijedi ga kameni, a antracit je stariji od svih ostalih vrsta. Starost zapaljive tvari također se određuje sadržajem vlage koja je prisutnija u mladom materijalu.

U procesu izgaranja ugljena dolazi do onečišćenja okoliša i na rešetkama kotla nastaje troska, koja u određenoj mjeri stvara prepreku normalnom izgaranju. Prisutnost sumpora u materijalu također je nepovoljan čimbenik za atmosferu, jer se taj element u zraku pretvara u sumpornu kiselinu.

Međutim, potrošači ne bi trebali biti zabrinuti za svoje zdravlje.Proizvođači ovog materijala, vodeći računa o privatnim kupcima, nastoje smanjiti sadržaj sumpora u njemu. Toplina izgaranja ugljena može se razlikovati čak i unutar iste vrste. Razlika ovisi o karakteristikama podvrste i sadržaju minerala u njoj, kao i geografiji vađenja. Kao kruto gorivo ne nalazi se samo čisti ugljen, već i nisko obogaćena troska ugljena, prešana u brikete.

Sorte ugljena i njihove karakteristike

Ekonomičnost i učinkovitost rada kotla na kruto gorivo izravno ovisi o vrsti goriva koje se koristi. Uz drveni otpad, kao glavni izvor energije često se koriste razne vrste ugljena. Zato oni koji ga koriste kao glavno gorivo moraju znati njegovu specifičnu kalorijsku vrijednost.

Kao prvo, ugljen se razlikuje po svom podrijetlu... Sadrži razne ostatke drevnih biljaka i bitumenskih masa, koje su pretrpjele određene promjene tijekom poniranja. Transformacija svih ovih tvari u učinkovito gorivo odvijala se pri visokim temperaturama i u uvjetima nedostatka kisika. Stručnjaci primjećuju da fosilna goriva uključuju bitumenski i smeđi ugljen, kao i antracit.

U ovom videu naučit ćete postupak sagorijevanja smeđeg ugljena:

Materijal od prirodnog kamena

Ova vrsta goriva pojavila se mnogo ranije od smeđeg ugljena. Veliki slojevi materijala nalaze se pod zemljom na dubini od 3 kilometra. Njegov sastav sadrži do 97% čistog ugljika, ali količina hlapljivih nečistoća je unutar 35%. Što se tiče sadržaja vlage, u ugljenu on nije veći od 15%. A to pozitivno utječe na toplinsku učinkovitost fosila.

U idealnim uvjetima, specifična toplina izgaranja ugljena je u rasponu od 2100 ° C. Ali u konvencionalnoj peći za grijanje takav materijal gori najviše 1000 ° C.

Razina prijenosa topline varira unutar 7 tisuća kcal / kg. Treba napomenuti da je ova vrsta goriva teško se zapaliti, budući da je za te svrhe potrebno zagrijati pećnicu na 400 ° C.

Ovaj materijal nije pogodan za potpalu

Kao što pokazuje praksa, ugljen je koji obični građani najčešće koriste za grijanje kuća, ljetnikovca i zgrada u druge svrhe.

Univerzalni smeđi izgled

Među svim postojećim fosilnim ugljenom, ova se vrsta smatra najmlađom. Ime je gorivo dobilo zbog svoje specifične smeđe boje. Među njegovim glavnim karakteristikama može se primijetiti da sadrži mnogo hlapivih nečistoća i vlage - više od 40%. Unatoč tome, količina čistog ugljika može doseći 75%. Budući da smeđi ugljen sadrži puno vlage, on je ima niska temperatura izgaranja i mali postotak prijenosa topline... Gorivo se počinje paliti na 260 stupnjeva, ali temperatura izgaranja može doseći i 2000 ° C. Što se tiče kalorijske vrijednosti, ta brojka iznosi 3600 kcal / kg.

Naravno, kao glavni izvor energije, smeđi ugljen je znatno inferiorniji od običnog ogrjevnog drva, zbog čega se rijetko koristi za kotlove i peći na kruta goriva, koji se nalaze u privatnim kućama.

Zanimljivo je: ogrjevna svojstva johe.

Ovaj materijal sadrži puno vlage.
Ali briketirani oblik ovog fosila, koji je prošao posebnu obuku u velikoj proizvodnji, vrlo je popularan. U umjetnim uvjetima proizvođači smanjuju njegov sadržaj vlage, a time značajno povećavaju energetsku učinkovitost. Treba napomenuti da prijenos topline briketiranog smeđeg ugljena iznosi čak 5 tisuća kcal / kg.

Ovo je jedan od najstarijih minerala, koji praktički ne sadrži hlapive nečistoće i vlagu. Ali količina ugljika prelazi 95%.Studije su pokazale da je specifična toplina izgaranja ugljena u rasponu od 8500 do 9 tisuća kcal / kg - to je najveći pokazatelj među svim postojećim ugljenima. U idealnim uvjetima takvo gorivo gori na 2250 ° C, ali se pali na 600 ° C. Treba napomenuti da je ovaj pokazatelj tipičan za najniže kalorične vrste. Da biste zapalili antracit, trebate koristiti suho drvo, jer je potrebno stvoriti određeno zagrijavanje kotla ili peći.

Ovaj fosilni materijal klasificiran je kao industrijsko gorivo. Koristite ga u običnom kotlu ili pećnici vrlo skupo i neisplativo... Unatoč činjenici da se antracit povoljno uspoređuje sa svojim kolegama s malo dima i malim udjelom pepela.

Osim toga, takav je materijal skup.

Pelete

Pelet (pelet) je kruto gorivo koje se industrijski proizvodi od drvnog i biljnog otpada: strugotine, kore, kartona, slame.

Sirovina usitnjena do stanja prašine suši se i ulijeva u granulator, odakle izlazi u obliku granula određenog oblika. Biljni polimer, lignin, koristi se za dodavanje viskoznosti masi. Složenost proizvodnog procesa i velika potražnja čine cijenu peleta. Materijal se koristi u posebno opremljenim kotlovima.

Kalorijska vrijednost drva za ogrjev

Količina topline koja nastaje izgaranjem drva ovisi o vrsti drva i sadržaju vlage u drvu. Vlaga smanjuje toplinsku vrijednost ogrjevnog drva, jer isparena voda odnosi dio toplinske energije. Gubici od vlage malo ovise o početnoj temperaturi ogrjevnog drva (točnije, vode u njima) i uzimaju se jednaki 0,63 kWh po kilogramu vode.

Apsolutno suho lišćarsko ogrjevno drvo proizvodi oko 5 kWh topline po kilogramu ogrjevnog drva. Apsolutno suho drvo za ogrjev od četinjača daje oko 5,2 kWh topline po kilogramu drva za ogrjev zbog kemijske razlike između drva.

U stvarnim uvjetima nemoguće je postići idealnu suhoću, stoga donja tablica prikazuje kalorijsku vrijednost ogrjevnog drveta različitih vrsta drva pri udjelu vlage od 15% i za usporedbu ostalih vrsta goriva:

Iako je kalorijska vrijednost mase crnogoričnog drva veća od mase listopadnog drveta, zbog manje gustoće drva, specifična volumetrijska kalorijska vrijednost četinarskog drva za ogrjev niža je od one listopadnog. Drvo četinjača zauzima više prostora i brže gori.

Kubični metar suhog lišćarskog drva za ogrjev može zamijeniti 200 litara ulja i 200 kubika prirodnog plina. Energija koja se crpi iz drva također je sunčevog podrijetla. Ali istodobno, za razliku od nafte, ugljena i plina, drvo je obnovljivi izvor. Drva za ogrjev kao vrsta biogoriva izvor su obnovljive energije.

Briketi

Briketi su kruto gorivo, slično u mnogo čemu peletima. Za njihovu proizvodnju koriste se identični materijali: drvna sječka, strugotina, treset, ljuske i slama. Tijekom proizvodnog procesa sirovina se drobi i komprimira u brikete. Ovaj je materijal također klasificiran kao ekološki prihvatljivo gorivo. Prikladno ga je čuvati čak i na otvorenom. Glatko, jednoliko i sporo izgaranje ovog goriva može se primijetiti kako u kaminima i pećima, tako i u kotlovima za grijanje.

Gore opisane vrste ekološki prihvatljivih krutih goriva dobra su alternativa proizvodnji topline. U usporedbi s fosilnim izvorima toplinske energije, koji negativno utječu na okoliš tijekom izgaranja, a osim toga nisu obnovljivi, alternativna goriva imaju jasne prednosti i relativno nisku cijenu, što je važno za potrošače nekih kategorija.

Istodobno, opasnost od požara takvih goriva mnogo je veća. Zbog toga je potrebno poduzeti neke sigurnosne mjere u vezi s njihovim skladištenjem i upotrebom vatrootpornih materijala za zidove.

Upotreba ugljena

Proizvodnja ugljena obećavajući je smjer. Njegova potrošnja neprestano raste, a koristi se i u proizvodnji i u domaće svrhe. Upotreba u svakodnevnom životu svima je poznata: kuhanje na roštilju i na roštilju danas praktički ne može bez ugljena. Mnogi ljudi radije polažu ugljen u kamine: ovo gorivo ne puši, ne ispušta plinove (posebno ugljični monoksid) i ima visoku kalorijsku vrijednost.

Proizvodnja ugljena obećavajući je smjer

U industriji se ugljen koristi u metalurgiji (kod nas se to praktički ne prakticira), za proizvodnju filtara za razne svrhe. Koristi se za topljenje nekih vrijednih metala, kristalnog silicija, aktivnog ugljena. Koristi se u poljoprivredi i medicini.

Za grijanje možete koristiti i ugljen. Osobitost njegovog izgaranja je što nema visokih plamenih jezika. Ali postoji jednolična stalna vrućina. Temperatura izgaranja drvenog ugljena ovisi o nekoliko čimbenika: o gustoći (različite vrste drva proizvode ugljen različite gustoće), o njegovoj kvaliteti (uvjeti gorenja) i o količini kisika koji se isporučuje tijekom izgaranja. Na običnom otvorenom ognjištu temperatura se može kretati od 400 ° C do 900 ° C, ali pod posebnim uvjetima moguće je doseći 1200 ° C (kovačnica). Ako govorimo o prosječnim vrijednostima, tada se kalorična vrijednost ugljena smatra 30 MJ / kg.

Kao što možete vidjeti iz tablice, ugljen emitira toplinu barem ne manje od ugljena i gotovo dva i pol puta više od najboljeg drva za ogrjev. Zašto se gotovo nikad ne koristi za grijanje? Prvo, u našoj se zemlji ugljen proizvodi u vrlo malim količinama (svijet proizvodi 9 milijuna tona godišnje, Rusija čini 100 tisuća tona) i ima visoku cijenu. Čak i ako ga kupite od proizvođača, tada pri kupnji do 5 tona traže 180 rubalja za 10 kg (18.000 po toni). Čak i uz ekonomski trošak, ispada prilično skupo. Ako živite na mjestu gdje postoji velik broj šuma, u kojima uvijek ima dovoljno mrtvog drveta, tada osiguravanje određene količine ugljena nije jako teško čak i bez opreme. Možete koristiti tradicionalne tehnologije ugljena, koje za postupak zahtijevaju samo metalnu bačvu, a ni tada to nije potrebno. Naravno, na ovaj način ne možete se opskrbiti cijelu zimu, ali možete ga sagorjeti kako biste noću stavili neku količinu u kotao kako biste održali ugodnu temperaturu.

Kalorijska vrijednost ugljena nešto je veća od kalorijske vrijednosti visokokvalitetnog ugljena