Caratteristiche di diversi tipi di carburante
Considera i due tipi principali e più comuni di materie prime per combustibili solidi: legna da ardere e carbone.
La legna da ardere contiene una quantità significativa di umidità, quindi l'umidità evapora per prima, il che richiede una certa quantità di energia. Dopo che l'umidità evapora, il legno inizia a bruciare intensamente, ma, sfortunatamente, il processo non dura a lungo.
Pertanto, per mantenerlo, è necessario aggiungere regolarmente legna da ardere al focolare. La temperatura di accensione del legno è di circa 300 ° C.
Il carbone supera il legno in termini di quantità di calore generato e durata della combustione.... A seconda dell'età del materiale fossile, il minerale è suddiviso in tipologie:
- Marrone;
- pietra;
- antracite.
Tipi di carboni e loro proprietà
Tutti i carboni estratti dalle nostre viscere e adatti alla combustione nei forni di caldaie e fornaci si dividono in 3 gruppi:
- Marrone;
- pietra;
- antracite.
Di tutti i carboni bruni elencati, sono considerati i più giovani, includono molte impurità volatili e si distinguono per il loro colore marrone, da cui il loro nome. Questo carburante contiene fino al 70% di carbonio puro e fino al 40% di umidità. Per questo motivo, il trasferimento di calore e la temperatura di combustione della lignite sono i più bassi tra gli altri. Si accende facilmente, poiché la temperatura di accensione più bassa è di soli 250 ºС, ma anche il calore di combustione è basso - circa 3600 kcal / kg e la temperatura di combustione è di circa 1900 ºС.
A causa del suo basso potere calorifico, il fossile nella sua forma naturale è usato molto raramente come fonte di energia per il riscaldamento di abitazioni private. Un'altra cosa è il carbone bricchettato, il suo trasferimento di calore è di 5000 kcal / kg.
I carboni ardenti sono i prossimi in età, sono molto più vecchi e giacciono ancora più in profondità rispetto ai carboni bruni (fino a 3 km). Il carbonio puro in essi è fino al 95%, l'acqua - 12% e le impurità volatili - fino al 30%. A causa di ciò, il trasferimento di calore del combustibile di pietra è di 7000 kcal / kg, sebbene sia necessaria una temperatura di 400 ºС per accenderlo. Questo combustibile teoricamente brucia a 2100 ºС, sebbene la temperatura di combustione del carbone nel forno non raggiunga mai tali valori. Il massimo che può essere è 1000 ºС. In pratica, è il tipo più comune di combustibile utilizzato come fonte energetica per il riscaldamento degli edifici.
La specie più antica e profonda è l'antracite, che contiene il 95% o più di carbonio. Praticamente non ha impurità e umidità, ha il più alto trasferimento di calore specifico (circa 8500 kcal / kg). Ma non è facile accendere un tale carburante: la varietà antracite a basso contenuto calorico si accende a una temperatura di 600 ºС. La temperatura di combustione teorica è di 2250 ºС. L'antracite è un ottimo carburante a tutti gli effetti con basso contenuto di ceneri e bassa fumosità, ma il suo prezzo è alto.
Per riferimento.
Il carbone bituminoso di un certo tipo viene utilizzato per la trasformazione in coke utilizzato nella metallurgia. E, sebbene la temperatura di combustione del carbone da coke non sia superiore a quella del carbon fossile, dopo l'arricchimento e il trattamento termico a T = 1000 ºС si trasforma in coke con il potere calorifico e la temperatura più elevati.
Composizione del carburante di diversi tipi
La lignite appartiene ai giacimenti giovani, quindi contiene la maggior quantità di umidità (dal 20% al 40%), sostanze volatili (fino al 50%) e una piccola quantità di carbonio (dal 50% al 70%). La sua temperatura di combustione è superiore a quella della legna, ed è di 350 ° C. Potere calorifico - 3500 kcal / kg.
Il tipo più comune di combustibile è il carbone bituminoso. Contiene una piccola quantità di umidità (13-15%) e il contenuto di carbonio dell'elemento combustibile supera il 75%, a seconda del grado.
La temperatura media di accensione è di 470 ° C. Gas fuggitivi nel carbone 40%. Durante la combustione vengono rilasciate 7000 kcal / kg.
L'antracite, che si trova a una profondità considerevole, è tra i più antichi depositi di fossili da combustibili solidi. Non contiene praticamente gas volatili (5-10%) e la quantità di carbonio varia tra 93-97%. Il calore di combustione è compreso tra 8100 e 8350 kcal / kg.
Il carbone dovrebbe essere annotato separatamente. È ottenuto dal legno per pirolisi - combustione ad alte temperature senza ossigeno. Il prodotto finito ha un alto contenuto di carbonio (dal 70% al 90%). Quando si brucia legna da ardere, vengono emesse circa 7000 kcal / kg.
Puoi leggere le caratteristiche dell'utilizzo dei bricchetti di torba in questo articolo:
Combustione di carburante
È molto importante organizzare una fornitura continua di ossigeno al carburante. Affinché bruci completamente, viene fornita una fornitura d'aria in eccesso. In altre parole, il volume d'aria deve essere superiore al valore teorico. Il lato negativo
una tale fornitura è una perdita di calore, alcune delle quali semplicemente lasciano attraverso il tubo.
Tipi di combustibile per la caldaia
Le caldaie a combustibile solido possono utilizzare: legna, carbone di varie marche, bricchette e altri combustibili solidi. È molto difficile riscaldare la casa con legna, lignite e bricchetti. Il fatto è che questi combustibili contengono molta acqua. Di conseguenza, è necessaria una generazione di calore costante per mantenere la combustione. Altrimenti, l'acqua che evapora raffredda rapidamente il carburante e il fuoco si spegne. Pertanto, questi combustibili possono bruciare rapidamente, rilasciando calore, ma sono completamente inadatti a mantenere una combustione lenta e lunga, mentre il carbone può bruciare lentamente per molto tempo. Questo perché il carbonio non è volatile. Quando la fornitura di aria primaria è limitata, può essere riscaldata nella caldaia, per non raffreddarsi. Quando l'aria primaria ricomincia a fluire (il liquido di raffreddamento si è raffreddato, la serranda dell'aria primaria si è aperta), il carbonio inizia a ossidarsi, rilasciando calore.
Per il riscaldamento vengono solitamente utilizzati carboni a fiamma lunga, coke, antracite, carboni bruni. La maggior parte delle caldaie funziona in modo ottimale sui carboni a fiamma lunga. La coca cola e l'antracite non bruciano in tutte le caldaie e possono essere utilizzate come additivi, ma non come combustibile principale. I carboni bruni sono generalmente poco adatti per il riscaldamento, poiché bruciano male, danno poco calore e molta cenere. Sono riscaldato con carbone a fiamma lunga (WPC - carbone a fiamma lunga).
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Per i proprietari di case che utilizzano vari tipi di combustibili solidi per riscaldare le loro case, un parametro come la temperatura di combustione del carbone è di notevole interesse. Logicamente parlando, maggiore è questa temperatura, più calore può essere ottenuto bruciando carburante. Ma questa è teoria, ma in pratica tutto accade in modo leggermente diverso. La vera combustione di questo prezioso fossile sarà discussa in questo materiale.
Processo di combustione
A seconda del tipo e della qualità, il carburante è suddiviso in fiamma corta e fiamma lunga. Quelli a fiamma corta includono antracite e coca cola, carbone di legna.
Quando viene bruciata, l'antracite genera molto calore, ma per accenderla è necessario fornire una temperatura elevata con un combustibile più infiammabile, ad esempio il legno. L'antracite non emette fumo, brucia inodore, la sua fiamma è bassa.
I combustibili a fiamma lunga vengono bruciati in due fasi. In primo luogo, vengono rilasciati gas volatili, che vengono bruciati sopra lo strato di carbone nello spazio del forno.
Dopo che i gas sono stati bruciati, il carburante rimanente inizia a bruciare, che nel frattempo si è trasformato in coke. La coca cola brucia con una fiamma breve sulle grate. Dopo l'esaurimento del carbonio, rimangono ceneri e scorie.
Quale carbone scegliere per la fornace?
Cos'è il carbone? È un prodotto vegetale che contiene carbonio e impurità non combustibili. Sono loro che formano cenere e sostanze simili a scorie dopo la combustione. Il rapporto tra le due componenti è diverso ovunque. È questo, così come l '"età" del combustibile fossile, che determina il grado di carbone. Gli esperti distinguono tra diverse varietà.
Il tipo "più giovane" di carbone è la lingite. Ha una struttura piuttosto sciolta. Se raccogli un grumo di lingite, si sbriciola rapidamente e perde la sua forma. Tale carbone è più spesso utilizzato nelle centrali termiche, ma la lingite non è adatta per riscaldare una casa.
Oltre alla lingite, vengono estratte anche lignite, carbone, antracite, i depositi di carbonio più antichi. Tutte le varietà hanno diversi livelli di umidità. Nella lignite, ad esempio, il contenuto di umidità è del 50%, nell'antracite la sua soglia non supera il 7%. Pertanto, l'antracite ha il calore specifico più elevato. I suoi indicatori sono 9 mila kcal / kg.
Il materiale per stufe a carbone è il criterio principale per la scelta di un combustibile e di una stufa. Esaminiamo queste qualità in modo più dettagliato.
Quando l'accensione della stufa è completata con successo e la legna arde allegramente nel focolare, resta solo da monitorare la modalità di funzionamento termica e mettere nuovi ceppi in tempo. Per quanto riguarda la modalità, si consiglia di mantenerla costantemente allo stesso livello, evitando il surriscaldamento.
Questo è importante perché il corpo del forno spesso si espande e si contrae alternando un forte riscaldamento e raffreddamento, che contribuisce alla formazione di crepe.
Mantenere un regime termico ottimale e mettere la legna in tempo è il modo migliore per riscaldare adeguatamente la stufa con la legna, anche se di notte non è molto conveniente. Nessuno vuole alzarsi nel cuore della notte, anche se questo non può essere evitato nel forte gelo della strada, altrimenti la casa sarà asciutta al mattino. Durante il riscaldamento continuo per diversi giorni, il cassetto cenere deve essere pulito {amp} amp; in movimento {amp} amp;
per garantire l'afflusso dell'aria nella camera di combustione L'operazione viene eseguita con l'ausilio di una paletta di ferro nel momento in cui la maggior parte della legna è bruciata e nel focolare rimangono alcune braci. È necessario fare uno shurovka nella camera di combustione con un attizzatoio, coprire la vista, quindi aprire la porta del ventilatore e rimuovere rapidamente la cenere con una paletta in un secchio di metallo.
Importante. Sul pavimento davanti alle porte del forno dovrebbe essere sempre presente una lamiera di metallo larga fino a 1 m.
Indipendentemente dal fatto che il carbone o la legna da ardere vengano utilizzati come combustibile principale, l'accensione viene eseguita allo stesso modo. Per prima cosa devi pulire la camera della cenere e il focolare usando un attizzatoio, una paletta e una scopa. Dopo la pulizia, non dimenticare di rimuovere i residui di cenere dalle porte con una scopa, altrimenti non si chiuderanno ermeticamente.
Per accendere la stufa è necessario agire secondo le istruzioni:
- adagiare sulla griglia alcuni fogli di carta sgualciti e qualche scheggia sottile. È inaccettabile utilizzare carburante liquido per l'accensione;
- da tronchi sottili, creare un segnalibro per circa 2/3 del volume del focolare. La legna da ardere può essere piegata {amp} & house {amp} amp; o trasversalmente, facendo aperture per l'aria. È qui che torneranno utili gli short stack menzionati in precedenza;
- aprire la visuale circa a metà, aprire di un quarto la porta del ventilatore;
- dare fuoco alla carta attraverso la porta aperta della camera principale, quindi chiuderla. Bene, quando hai installato un inserto per stufa in vetro panoramico, il processo è chiaramente visibile. Se non c'è il vetro, la porta viene lasciata leggermente socchiusa e la combustione viene monitorata regolando l'alimentazione dell'aria con la porta del cassetto cenere. Di solito, all'inizio, viene aperto a metà e quando la legna brucia, viene coperta.
Consigli. In ogni caso specifico, il proprietario determina quanto è meglio arare il cassetto cenere durante l'accensione e l'accensione, nonché la posizione ottimale della vista. Quando la stufa emette un ronzio, il tiraggio è grande e molto calore vola nel tubo, la valvola deve essere chiusa. Fiamme rosse, fumo e bruciore lento indicano una mancanza di spinta, quindi la vista si apre leggermente.
Burning
Considera il processo di combustione del combustibile in una stufa convenzionale, che viene utilizzata per riscaldare case private. Si compone delle parti principali:
- focolare;
- soffiatore;
- camino con un tubo.
Il focolare è collegato al ventilatore tramite un'apposita griglia (griglia) situata nella parte inferiore del focolare... Il carburante viene posto sulla griglia e l'aria dal ventilatore attraverso la griglia entra nel focolare.
Formule di combustione
Temperature di accensione di diversi combustibili (clicca per ingrandire)
Quando il combustibile (legno, carbone) si accende, si verifica una reazione chimica con il rilascio di calore.
L'anidride carbonica reagisce con il carbonio nel carburante negli strati superiori per formare monossido di carbonio.
Questa non è la fine del processo di combustione, perché mentre sale nello spazio del forno, il monossido di carbonio reagisce con l'ossigeno dell'aria, il cui afflusso avviene attraverso il ventilatore o la porta aperta del forno.
La sua combustione è accompagnata da una fiamma blu e dal rilascio di calore. Il monossido di carbonio risultante (anidride carbonica) entra nel camino e fuoriesce attraverso il camino.
La combustione con un apporto minimo di ossigeno provocherà la formazione di monossido di carbonio non tossico, fornendo calore uniforme.
Applicazione
L'uso principale del carburante è la combustione per generare calore. Il calore viene utilizzato non solo per riscaldare una casa privata e cucinare, ma anche nell'industria per supportare i processi tecnologici che avvengono ad alte temperature.
A differenza di una stufa tradizionale, dove l'apporto di ossigeno e l'intensità di combustione sono scarsamente regolati, nei forni industriali viene prestata particolare attenzione al controllo della fornitura di ossigeno e al mantenimento di una temperatura di combustione uniforme.
Consideriamo lo schema di base della combustione del carbone.
- Il carburante viene riscaldato e l'umidità evapora.
- All'aumentare della temperatura, il processo di coke inizia con il rilascio di gas volatili da cokeria. Bruciando, dà il calore principale.
- Il carbone si trasforma in coke.
- Il processo di combustione del coke è accompagnato dal rilascio di calore sufficiente per iniziare a coke la porzione successiva del combustibile.
Nelle caldaie industriali, la combustione del coke viene separata in diverse camere dalla combustione del gas di coke. Ciò consente l'afflusso di ossigeno per coke e gas con intensità diverse, raggiungendo la velocità di combustione richiesta e mantenendo la temperatura richiesta.
Sulla combustione del carbone nelle fornaci
Le temperature di cui sopra in gradi per ogni tipo di carburante sono teoriche. Cioè, sono realizzabili in condizioni ideali per la combustione di un vettore energetico, cosa che non avviene nella vita reale e nemmeno a casa. Inoltre, non ha senso surriscaldare una stufa in mattoni o una caldaia in metallo. Non sono progettati per tali regimi.
In generale, l'intensità della combustione del carbone nella stufa dipende dalla quantità di aria fornita. I carboni emanano calore meglio con il 100% di alimentazione d'aria, ma in pratica ciò non accade, poiché ne limitiamo la quantità con uno smorzatore o uno smorzatore. Altrimenti, la temperatura nella camera di combustione aumenterà troppo, altrimenti è compresa tra 800-900 ºС.
Come per una caldaia a combustibile solido, una modalità di combustione eccessivamente intensa può provocare una rapida ebollizione del liquido di raffreddamento e una successiva esplosione. Pertanto, questo tipo di combustibile solido viene bruciato nelle caldaie in due modi:
- tradizionale, con caricamento nel forno e limitazione della quantità d'aria.
- con l'aiuto di un'alimentazione misurata, implementata in caldaie automatiche.
Usando il carbone
Il carbone di legna viene utilizzato nella vita di tutti i giorni per cucinare la carne alla griglia.
A causa dell'elevata temperatura di combustione (circa 700 ° C) e dell'assenza di fiamma, si garantisce un calore uniforme, sufficiente per cuocere la carne senza carbonizzarla.
Viene anche utilizzato come combustibile per camini, cucinando su piccoli fornelli.
Nell'industria viene utilizzato come agente riducente nella produzione di metalli. Carbone insostituibile nella produzione di vetro, plastica, alluminio.
È possibile fare il carbone da soli. Dettagli:
Carbone attivo
Il carbone attivo è un tipo di carbonio con un'elevata superficie dei pori specifica, che lo rende ancora più adsorbente del legno. Il carbone di legna e il carbone, così come i gusci di cocco sono usati come materie prime per la sua produzione. Il materiale di partenza è sottoposto a un processo di attivazione. La sua essenza è aprire i pori ostruiti dall'azione di alte temperature, soluzioni elettrolitiche o vapore acqueo.
Durante il processo di attivazione, cambia solo la struttura della sostanza, quindi la formula chimica del carbone attivo è identica alla composizione della materia prima da cui è stato realizzato. Il contenuto di umidità del carbone attivo dipende dalla specifica area superficiale dei pori e di solito è inferiore al 12%.
Una fonte
