Produção de carvão: tecnologia moderna e características de uso

Características de diferentes tipos de combustível

Considere os dois tipos principais e mais comuns de matérias-primas de combustível sólido - lenha e carvão.
A lenha contém uma quantidade significativa de umidade, então a umidade evapora primeiro, o que requer uma certa quantidade de energia. Depois que a umidade evapora, a madeira começa a queimar intensamente, mas, infelizmente, o processo não dura muito.

Portanto, para mantê-lo, é necessário adicionar regularmente lenha à fornalha. A temperatura de ignição da madeira é de cerca de 300 ° C.

O carvão supera a madeira em termos de quantidade de calor gerado e duração da combustão.... Dependendo da idade do material fóssil, o mineral é dividido em tipos:

• Castanho;
• pedra;
• antracite.

Tipos de carvão e suas propriedades

Todos os carvões extraídos de nossas entranhas e adequados para combustão nas fornalhas de caldeiras e fornalhas são divididos em 3 grupos:

• Castanho;
• pedra;
• antracite.

De todos os carvões marrons listados, eles são considerados os mais jovens, incluem muitas impurezas voláteis e se distinguem por sua cor marrom, daí seu nome. Este combustível contém até 70% de carbono puro e até 40% de umidade. Por este motivo, a transferência de calor e a temperatura de combustão da lenhite são as mais baixas entre outras. Ele acende facilmente, pois a temperatura de ignição mais baixa é de apenas 250 ºС, mas o calor de combustão também é baixo - cerca de 3600 kcal / kg, e a temperatura de combustão é de cerca de 1900 ºС.

Devido ao seu baixo valor calorífico, o fóssil em sua forma natural muito raramente é utilizado como fonte de energia para aquecimento de residências. Outra coisa é o carvão briquetado, sua transferência de calor é de 5000 kcal / kg.

Os carvões de carvão são os próximos em idade, são realmente mais velhos e ficam ainda mais profundos do que os carvões marrons (até 3 km). O carbono puro neles é de até 95%, a água - 12% e as impurezas voláteis - até 30%. Devido a isso, a transferência de calor do combustível de pedra é de 7000 kcal / kg, embora seja necessária uma temperatura de 400 ºС para acendê-lo. Este combustível queima teoricamente a 2100 ºС, embora a temperatura de combustão do carvão no forno nunca alcance tais valores. O máximo que pode ser é 1000 ºС. Na prática, é o tipo de combustível mais comum usado como fonte de energia para aquecimento de edifícios.

A espécie mais antiga e mais profunda é o antracito, que contém 95% ou mais de carbono. Praticamente não possui impurezas e umidade, possui a maior transferência de calor específico (cerca de 8.500 kcal / kg). Mas não é fácil acender esse combustível: a variedade antracita de menor teor calórico acende a uma temperatura de 600 ºС. A temperatura teórica de combustão é de 2250 ºС. O antracito é um excelente combustível em todos os aspectos, com baixo teor de cinzas e baixo teor de fumaça, mas seu preço é alto.

Para referência.

O carvão betuminoso de um certo tipo é usado para o processamento em coque usado na metalurgia. E, embora a temperatura de combustão do carvão de coque não seja superior à do carvão duro, após enriquecimento e tratamento térmico a T = 1000 ºС ele se transforma em coque com maior poder calorífico e temperatura.

Composição de combustível de diferentes tipos

O carvão marrom pertence a depósitos jovens, pois contém a maior quantidade de umidade (de 20% a 40%), substâncias voláteis (até 50%) e uma pequena quantidade de carbono (de 50% a 70%). Sua temperatura de combustão é superior à da madeira e é de 350 ° C. Valor calórico - 3500 kcal / kg.
O tipo de combustível mais comum é o carvão betuminoso. Ele contém uma pequena quantidade de umidade (13-15%), e o conteúdo de carbono do elemento combustível ultrapassa 75%, dependendo do grau.

A temperatura média de ignição é 470 ° C. Gases fugitivos no carvão 40%. Durante a combustão, 7000 kcal / kg são liberados.

O antracito, que ocorre em profundidades consideráveis, está entre os mais antigos depósitos de combustível fóssil sólido. Praticamente não contém gases voláteis (5-10%), e a quantidade de carbono varia entre 93-97%. O calor de combustão está na faixa de 8.100 a 8.350 kcal / kg.

O carvão vegetal deve ser anotado separadamente. É obtido da madeira por pirólise - combustão em altas temperaturas sem oxigênio. O produto acabado possui alto teor de carbono (70% a 90%). Quando a lenha é queimada, cerca de 7000 kcal / kg são emitidos.

Você pode ler sobre as características do uso de briquetes de turfa neste artigo:

Combustão de combustível

É muito importante organizar um suprimento contínuo de oxigênio para o combustível. Para que queime completamente, é feito um excesso de ar. Em outras palavras, o volume de ar deve ser superior ao valor teórico. O lado negativo

esse suprimento é uma perda de calor, parte do qual simplesmente sai pelo tubo.

Tipos de combustível para caldeira

As caldeiras de combustível sólido podem usar: madeira, carvão de várias marcas, briquetes e outros combustíveis sólidos. É muito difícil aquecer a casa com lenha, lenha e briquetes. O fato é que esses combustíveis contêm muita água. Como consequência, a geração de calor constante é necessária para manter a combustão. Caso contrário, a evaporação da água resfria rapidamente o combustível e o fogo se apaga. Assim, esses combustíveis podem queimar rapidamente, liberando um pouco de calor, mas são completamente inadequados para manter uma queima lenta e longa, enquanto o carvão pode queimar lentamente por muito tempo. Isso ocorre porque o carbono não é volátil. Quando o fornecimento de ar primário é limitado, ele pode ficar aquecido na caldeira, para não esfriar. Quando o ar primário começa a fluir novamente (o refrigerante esfriou, o amortecedor de ar primário foi aberto), o carbono começa a se oxidar, liberando calor.

Carvões de chama longa, coque, antracite e carvões marrons são normalmente usados ​​para aquecimento. A maioria das caldeiras opera de forma otimizada com carvão de chama longa. Coque e antracite não queimam em todas as caldeiras e podem ser usados ​​como aditivos, mas não como combustível principal. Carvões marrons geralmente não são adequados para aquecimento, pois queimam mal, fornecem pouco calor e muitas cinzas. Eu sou aquecido com carvão de chama longa (WPC - carvão de chama longa).

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Para proprietários de residências que usam vários tipos de combustíveis sólidos para aquecer suas casas, um parâmetro como a temperatura de queima do carvão é de considerável interesse. Falando logicamente, quanto mais alta esta temperatura, mais calor pode ser obtido queimando combustível. Mas isso é teoria, mas na prática tudo acontece de maneira um pouco diferente. A verdadeira queima deste valioso fóssil será discutida neste material.

Processo de combustão

Dependendo do tipo e grau, o combustível é dividido em chama curta e chama longa. Os de chama curta incluem antracite e coque, carvão.
Quando queimado, o antracito gera muito calor, mas para acendê-lo é necessário fornecer uma temperatura alta com um combustível mais inflamável, por exemplo, a madeira. O antracito não emite fumaça, arde sem cheiro, sua chama é baixa.

Os combustíveis de chama longa são queimados em dois estágios. Primeiro, gases voláteis são liberados, que são queimados acima da camada de carvão no espaço da fornalha.

Depois que os gases são queimados, o combustível restante começa a queimar, que entretanto se transformou em coque. A Coca queima com uma chama curta nas grelhas. Após a queima do carbono, as cinzas e a escória permanecem.

Qual carvão escolher para a fornalha?

O que é carvão? É um produto vegetal que contém carbono e impurezas não combustíveis. São eles que formam cinzas e substâncias semelhantes à escória após a queima. A proporção dos dois componentes é diferente em todos os lugares. É isso, assim como a "idade" do combustível fóssil, que determina o grau do carvão. Os especialistas distinguem entre várias variedades.

O tipo de carvão "mais jovem" é a lingite. Tem uma estrutura bastante solta. Se você pegar um caroço de lingite, ele rapidamente se desfaz e perde a forma. Esse carvão é mais frequentemente usado em usinas térmicas, mas a lingite não é adequada para aquecer uma casa.

Além de lingita, carvão marrom, carvão, antracita também são extraídos - os mais antigos depósitos de carbono. Todas as variedades têm diferentes níveis de umidade. No carvão marrom, por exemplo, o teor de umidade é de 50%, no antracito seu limite não ultrapassa 7%. Portanto, o antracito possui o maior calor específico. Seus indicadores são de 9 mil kcal / kg.

O material para fogões a carvão é o principal critério para a escolha do combustível e do fogão. Vamos examinar essas qualidades com mais detalhes.

Quando o acendimento do fogão é concluído com sucesso e a lenha arde alegremente na fornalha, resta apenas monitorar o modo térmico de funcionamento e colocar as novas toras a tempo. Quanto ao modo, recomenda-se mantê-lo constantemente no mesmo nível, evitando superaquecimento.

Isso é importante porque o corpo do forno geralmente se expande e se contrai, alternando forte aquecimento e resfriamento, o que contribui para a formação de rachaduras.

Manter um regime térmico ideal e colocar as toras a tempo é a melhor forma de aquecer adequadamente o fogão com lenha, embora não seja muito conveniente à noite. Ninguém quer se levantar no meio da noite, embora isso não possa ser evitado na forte geada da rua, caso contrário, a casa estará seca pela manhã. Durante o aquecimento contínuo por vários dias, o cinzeiro deve ser limpo {amp} amp; em trânsito {amp} amp;

para garantir o fluxo de ar para a câmara de combustão A operação é realizada com o auxílio de uma pá de ferro no momento em que a maior parte da madeira é queimada e algumas brasas permanecem na fornalha. É necessário fazer uma shurovka na câmara de combustão com um atiçador, cobrir a vista e, em seguida, abrir a porta do soprador e remover rapidamente as cinzas com uma pá para um balde de metal.

Importante. Deve haver sempre uma folha de metal de até 1 m de largura no chão em frente às portas do forno.

Independentemente de se utilizar carvão ou lenha como combustível principal, a ignição é realizada da mesma forma. Primeiro você precisa limpar a câmara de cinzas e a fornalha usando um atiçador, pá e vassoura. Após a limpeza, não se esqueça de retirar com uma vassoura os resíduos de cinza das portas, caso contrário, não fecharão hermeticamente.

Para acender o fogão, você deve agir de acordo com as instruções:

• coloque algumas folhas de papel amassadas e algumas lascas finas na grelha. É inaceitável usar combustível líquido para gravetos;
• de logs finos, faça um marcador para cerca de 2/3 do volume da fornalha. A lenha pode ser dobrada {amp} & house {amp} amp; ou transversalmente, fazendo aberturas para o ar. É aqui que as pilhas pequenas mencionadas anteriormente serão úteis;
• abra a visão na metade, abra a porta do soprador um quarto;
• atear fogo ao papel pela porta aberta da câmara principal e fechá-la. Bem, quando você tem uma inserção de fogão de vidro panorâmico instalada, o processo é claramente visível. Se não houver vidro, a porta fica entreaberta e a combustão é monitorada ajustando a alimentação de ar com a porta do cinzeiro. Normalmente, a princípio, é aberto pela metade e, quando a lenha pega fogo, é coberto.

Conselho. Em cada caso específico, o proprietário determina a melhor maneira de arar o cinzeiro durante o acendimento e o reabastecimento, bem como a posição ideal da vista. Quando o fogão faz um zumbido, a tiragem é grande e muito calor voa para dentro do cano, a válvula deve ser fechada. Chamas vermelhas, fumaça e queima lenta indicam uma falta de impulso, então a visão se abre ligeiramente.

Queimando

Considere o processo de queima de combustível em um fogão convencional, que é usado para aquecer casas particulares. Consiste nas partes principais:

• fornalha;
• ventilador;
• chaminé com um cano.

A fornalha é conectada ao soprador por meio de uma grelha especial (grelha) localizada na parte inferior da fornalha... O combustível é colocado na grelha e o ar do soprador através da grelha entra na fornalha.

Fórmulas de combustão

Temperaturas de ignição de diferentes combustíveis (clique para ampliar)
Quando o combustível (madeira, carvão) se inflama, ocorre uma reação química com a liberação de calor.

O dióxido de carbono reage com o carbono do combustível nas camadas superiores para formar monóxido de carbono.

Este não é o fim do processo de combustão, pois à medida que sobe no espaço do forno, o monóxido de carbono reage com o oxigênio do ar, cujo influxo ocorre pelo soprador ou pela porta aberta do forno.

Sua combustão é acompanhada por uma chama azul e liberação de calor. O monóxido de carbono resultante (dióxido de carbono) entra na chaminé e escapa pela chaminé.

A combustão lenta com fornecimento mínimo de oxigênio resultará na formação de monóxido de carbono não tóxico, fornecendo até mesmo calor.

Inscrição

O principal uso do combustível é a combustão para gerar calor. O calor é usado não apenas para aquecer uma casa e cozinhar, mas também na indústria para apoiar processos tecnológicos que ocorrem em altas temperaturas.
Ao contrário de um fogão convencional, onde o suprimento de oxigênio e a intensidade da combustão são mal regulados, nos fornos industriais, atenção especial é dada ao controle do suprimento de oxigênio e à manutenção de uma temperatura de combustão uniforme.

Vamos considerar o esquema básico de combustão do carvão.

1. O combustível é aquecido e a umidade evapora.
2. Conforme a temperatura sobe, o processo de coque começa com a liberação de gases voláteis do forno de coque. Queimando, dá o calor principal.
3. O carvão se transforma em coque.
4. O processo de combustão do coque é acompanhado pela liberação de calor suficiente para iniciar a coqueificação da próxima porção do combustível.

Nas caldeiras industriais, a combustão do coque é separada em diferentes câmaras da combustão do gás do forno de coque. Isso permite o influxo de oxigênio para coque e gás com diferentes intensidades, atingindo a taxa de queima necessária e mantendo a temperatura exigida.

Sobre a queima de carvão em fornalhas

As temperaturas acima em graus para cada tipo de combustível são teóricas. Ou seja, são alcançáveis ​​em condições ideais para a combustão de um portador de energia, o que não acontece na vida real, e mesmo em casa. Além disso, não faz sentido superaquecer um fogão de tijolos ou uma caldeira de metal. Eles não são projetados para tais regimes.

Em geral, a intensidade da combustão do carvão no fogão depende da quantidade de ar fornecido. Os carvões emitem calor melhor com 100% de fornecimento de ar, mas na prática isso não acontece, pois limitamos a quantidade dele com um amortecedor ou amortecedor. Caso contrário, a temperatura na câmara de combustão aumentará muito, caso contrário, fica na faixa de 800-900 ºС.

Quanto a uma caldeira de combustível sólido, um modo de combustão excessivamente intenso pode causar uma fervura rápida do refrigerante e uma explosão subsequente. Portanto, este tipo de combustível sólido é queimado em caldeiras de duas maneiras:

• tradicional, com carregamento na fornalha e limitação da quantidade de ar.
• com o auxílio de um medidor de alimentação, implementado em caldeiras automáticas.

Usando carvão

O carvão vegetal é usado na vida cotidiana para cozinhar carne na grelha.
Devido à alta temperatura de combustão (cerca de 700 ° C) e à ausência de chama, é fornecido um calor uniforme, suficiente para cozinhar carnes sem chamuscar.

Também é usado como combustível para lareiras, cozinhando em pequenos fogões.

Na indústria, é usado como agente redutor na produção de metal. Carvão vegetal insubstituível na produção de vidro, plástico, alumínio.

É possível fazer carvão sozinho. Detalhes:

Carvão ativado

O carvão ativado é um tipo de carvão com uma área de superfície de poro específica elevada, o que o torna ainda mais adsortivo do que a madeira. Carvão vegetal e carvão, assim como cascas de coco são utilizadas como matéria-prima para sua produção. O material inicial é submetido a um processo de ativação. Sua essência é abrir os poros obstruídos pela ação de altas temperaturas, soluções eletrolíticas ou vapor d'água.

Durante o processo de ativação, apenas a estrutura da substância muda, portanto a fórmula química do carvão ativado é idêntica à composição da matéria-prima da qual foi feito. O teor de umidade do carvão ativado depende da área específica da superfície dos poros e geralmente é inferior a 12%.

Uma fonte