Căldura specifică de ardere a combustibilului: cărbune, lemn de foc, gaz

Unele cazane pe combustibil solid pot funcționa pe orice combustibil, dar nu pe toate. Prin urmare, înainte de a cumpăra cărbune, uitați-vă la pașaportul unității dvs. Trebuie indicate acolo mărcile pentru care a fost calculat cazanul. Dacă nu există astfel de informații, puteți alege metoda de încercare. Majoritatea companiilor care vând acest tip de combustibil au ambalat cărbune. Va trebui să luați o pungă de diferite grade și fracțiuni și să încălziți alternativ cu fiecare dintre ele. Încercați să utilizați aceeași cantitate de cărbune și evaluați următorii parametri: cantitatea de căldură, durata de ardere și cantitatea de reziduuri de cenușă.

Lemn de foc

Acestea sunt bucăți de lemn tăiate sau tăiate, care, atunci când sunt arse în cuptoare, cazane și alte dispozitive, generează energie termică.

Pentru comoditatea încărcării în focar, materialul lemnos este tăiat în elemente separate de până la 30 cm lungime. Pentru a crește eficiența utilizării lor, lemnul ar trebui să fie cât mai uscat posibil, iar procesul de ardere ar trebui să fie relativ lent. În multe privințe, lemnele de foc din lemn de esență tare, cum ar fi stejarul și mesteacanul, alunul și frasinul și păducelul sunt potrivite pentru încălzirea spațiilor. Datorită conținutului ridicat de rășină, a ratei crescute de ardere și a puterii calorice reduse, coniferele sunt semnificativ inferioare în acest sens.

Cum se compară costul brichetelor de combustibil cu costul lemnului de foc?

După cum știți, lemnul de foc este cel mai adesea vândut vrac sau stivuit. Dacă lemnul de foc v-a fost adus pe paleți în stivuire, atunci un metru cub de astfel de lemn de foc este echivalent cu 0,7 metri cubi în ceea ce privește lemnul dens. Dacă lemnul de foc v-a fost adus în vrac în spatele unui camion, atunci cu o lungime de lemn de foc de 30-35 cm un metru cub va conține doar 52% din lemn dens.

Cu alte cuvinte, pentru a compara costul lemnului de foc vrac pentru lemnul solid cu costul brichetelor combustibile, costul lemnului de foc ar trebui dublat.

Deci, să comparăm prețurile. Lemnul de foc în vrac în regiunea Leningrad costă 1.500-1.600 de ruble. pe metru cub. În ceea ce privește lemnul dens, un metru cub de lemn de foc va costa 3.000-3.200 ruble. În zonele învecinate, lemnul de foc poate costa de aproximativ o dată și jumătate mai ieftin. Astfel, un metru cub de brichete de tip Ruf costă cumpărătorului, în funcție de zonă, de 2-3 ori mai scump decât lemnul de foc.

Am decis să aflăm dacă o astfel de diferență de preț merită avantajele publicitare declarate ale brichetelor de combustibil sub formă de comoditate, transfer crescut de căldură și timpul de ardere crescut al brichetelor de combustibil. A fost efectuat un experiment amator care, deși nu pretinde că este fiabil din punct de vedere științific, poate clarifica unele aspecte ale utilizării brichetelor de combustibil în locul lemnului de foc.

Referință după subiect: Tipuri de sisteme de încălzire și amenajarea acestora într-o casă de țară - care proiectare să aleagă

Cărbune

Este un material vegetal natural extras din roca sedimentară.

Acest tip de combustibil solid conține carbon și alte elemente chimice. Există o împărțire a materialului în tipuri în funcție de vârsta acestuia. Cărbunele brun este considerat cel mai tânăr, urmat de cărbunele tare, iar antracitul este mai vechi decât toate celelalte tipuri. Vârsta unei substanțe combustibile este, de asemenea, determinată de conținutul său de umiditate, care este mai prezent în materialul tânăr.

În procesul de ardere a cărbunelui, apare poluarea mediului și se formează zgură pe grătarele cazanului, care, într-o anumită măsură, creează un obstacol în calea arderii normale. Prezența sulfului în material este, de asemenea, un factor nefavorabil pentru atmosferă, deoarece acest element este transformat în acid sulfuric în aer.

Cu toate acestea, consumatorii nu ar trebui să fie preocupați de sănătatea lor.Producătorii acestui material, având grijă de clienții privați, se străduiesc să reducă conținutul de sulf din acesta. Căldura de ardere a cărbunelui poate diferi chiar și în același tip. Diferența depinde de caracteristicile subspeciei și de conținutul de minerale din aceasta, precum și de geografia extracției. Nu numai cărbunele pur se găsește ca combustibil solid, ci și zgura de cărbune slab îmbogățită presată în brichete.

Soiuri de cărbune și caracteristicile lor

Economia și eficiența funcționării unui cazan pe combustibil solid depinde în mod direct de tipul de combustibil utilizat. Pe lângă deșeurile lemnoase, diferite tipuri de cărbune sunt adesea folosite ca sursă principală de energie. De aceea, cei care îl utilizează ca principal combustibil trebuie să-i cunoască puterea calorică specifică.

În primul rând, cărbunele se distinge prin originea sa... Conține diverse rămășițe de plante antice și mase bituminoase, care au suferit modificări specifice în timpul scufundării. Transformarea tuturor acestor substanțe în combustibil eficient a avut loc la temperaturi ridicate și în condiții de lipsă de oxigen. Experții observă că combustibilii fosili includ cărbuni bituminoși și maro, precum și antracit.

În acest videoclip veți învăța procesul de ardere a cărbunelui brun:

Material de piatră naturală

Acest tip de combustibil a apărut mult mai devreme decât cărbunele brun. Straturile mari de material sunt situate sub pământ la o adâncime de 3 kilometri. Compoziția sa conține până la 97% carbon pur, dar cantitatea de impurități volatile este cuprinsă între 35%. În ceea ce privește conținutul de umiditate, în cărbune nu depășește 15%. Și acest lucru are un efect pozitiv asupra eficienței termice a fosilelor.

În condiții ideale, căldura specifică de ardere a cărbunelui este în intervalul de 2100 ° C. Dar într-un cuptor de încălzire convențional, un astfel de material este ars la maximum 1000 ° C.

Nivelul transferului de căldură variază în limita a 7 mii kcal / kg. Trebuie remarcat faptul că acest tip de combustibil greu de aprins, deoarece în aceste scopuri este necesar să încălziți cuptorul la 400 ° C.

Acest material nu este potrivit pentru aprindere

După cum arată practica, cărbunele este cel mai des folosit de cetățenii obișnuiți pentru a încălzi case, cabane de vară și clădiri în alte scopuri.

Aspect maro universal

Dintre toți cărbunii fosili existenți, această specie este considerată cea mai tânără. Combustibilul și-a primit numele datorită culorii sale maro specifice. Printre caracteristicile sale principale, se poate remarca faptul că conține multe impurități volatile și umiditate - mai mult de 40%. În ciuda acestui fapt, cantitatea de carbon pur poate ajunge la 75%. Întrucât cărbunele brun conține multă umiditate, are temperatura scăzută de ardere și un procent mic de transfer de căldură... Combustibilul începe să se aprindă la 260 de grade, dar temperatura de ardere poate ajunge la 2000 ° C. În ceea ce privește puterea calorică, această cifră este de 3600 kcal / kg.

Desigur, ca principală sursă de energie, cărbunele brun este semnificativ inferior lemnului de foc obișnuit, motiv pentru care este rar folosit pentru cazane și sobe pe combustibil solid, care se află în case private.

Este interesant: proprietăți de arin de lemn de foc.

Acest material conține multă umiditate.
Dar forma brichetată a acestei fosile, care a urmat o pregătire specială în producția la scară largă, este foarte populară. În condiții artificiale, producătorii își reduc conținutul de umiditate, crescând astfel semnificativ eficiența energetică. Trebuie remarcat faptul că transferul de căldură al cărbunelui brun brichetat este de până la 5 mii kcal / kg.

Acesta este unul dintre cele mai vechi minerale, care nu conține practic impurități și umiditate volatile. Dar cantitatea de carbon depășește 95%.Studiile au arătat că căldura specifică de ardere a cărbunelui este cuprinsă între 8500 și 9 mii kcal / kg - acesta este cel mai înalt indicator dintre toți cărbunii existenți. În condiții ideale, un astfel de combustibil arde la 2250 ° C, dar se aprinde la 600 ° C. Trebuie remarcat faptul că acest indicator este tipic pentru speciile cu cele mai puține calorii. Pentru a aprinde antracitul, trebuie să utilizați lemn uscat, deoarece este necesar să creați o anumită încălzire a cazanului sau a aragazului.

Acest material fosil este clasificat drept combustibil industrial. Folosiți-l într-un cazan obișnuit sau cuptor foarte scump și neprofitabil... În ciuda faptului că antracitul se compară favorabil cu omologii săi cu un conținut scăzut de fum și cenușă scăzută.

În plus, un astfel de material este scump.

Pelete

Peletele (pelete de combustibil) sunt un combustibil solid produs industrial din lemn și deșeuri vegetale: așchii, coajă, carton, paie.

Materia primă zdrobită la starea de praf este uscată și turnată în granulator, de unde iese sub formă de granule de o anumită formă. Un polimer vegetal, lignina, este folosit pentru a adăuga vâscozitate la masă. Complexitatea procesului de producție și cererea ridicată formează costul peletelor. Materialul este utilizat în cazane special echipate.

Valoarea calorică a lemnului de foc

Cantitatea de căldură generată de arderea lemnului depinde de tipul de lemn și de conținutul de umiditate al lemnului. Umiditatea reduce puterea calorică a lemnului de foc, deoarece apa evaporată duce o parte din energia termică. Pierderile din umiditate depind ușor de temperatura inițială a lemnului de foc (mai exact, apa din ele) și sunt luate egal cu 0,63 kWh pe kilogram de apă.

Lemnul de foc de foioase absolut uscat produce aproximativ 5 kWh de căldură pe kilogram de lemn de foc. Lemnul de foc de conifere absolut uscat dă aproximativ 5,2 kWh de căldură pe kilogram de lemn de foc, datorită diferenței chimice dintre lemnul lor.

În condiții reale, este imposibil să se obțină uscarea ideală, prin urmare, tabelul de mai jos prezintă puterea calorică a lemnului de foc al diferitelor tipuri de lemn cu un conținut de umiditate de 15% și pentru compararea altor tipuri de combustibil:

Deși puterea calorifică de masă a lemnului de conifere este mai mare decât cea a lemnului de foioase, datorită densității mai mici a lemnului, puterea calorică volumetrică specifică a lemnului de foc de conifere este mai mică decât cea a lemnului de foioase. Lemnul de conifere ocupă mai mult spațiu și arde mai repede.

Un metru cub de lemn de foc de foioase uscat poate înlocui 200 de litri de petrol, 200 de metri cubi de gaz natural. Energia extrasă din lemn este, de asemenea, de origine solară. Dar, în același timp, spre deosebire de petrol, cărbune și gaz, lemnul este o resursă regenerabilă. Lemnul de foc ca tip de biocombustibil este o sursă de energie regenerabilă.

Brichete

Brichetele sunt combustibili solizi, similari din multe puncte de vedere cu peletele. Pentru fabricarea lor se utilizează materiale identice: așchii de lemn, așchii, turbă, coji și paie. În timpul procesului de producție, materia primă este zdrobită și comprimată în brichete. Acest material este, de asemenea, clasificat drept combustibil ecologic. Este convenabil să-l depozitați chiar și în aer liber. O combustie lină, uniformă și lentă a acestui combustibil poate fi observată atât în ​​șeminee și sobe, cât și în cazanele de încălzire.

Tipurile de combustibili solizi ecologici discutați mai sus sunt o alternativă bună la generarea de căldură. În comparație cu sursele fosile de energie termică, care au un efect negativ asupra mediului în timpul arderii și, în plus, nu sunt regenerabile, combustibilii alternativi au avantaje clare și costuri relativ mici, ceea ce este important pentru consumatorii din anumite categorii.

În același timp, pericolul de incendiu al acestor combustibili este mult mai mare. Prin urmare, este necesar să se ia unele măsuri de siguranță în ceea ce privește depozitarea și utilizarea materialelor rezistente la foc pentru pereți.

Utilizarea cărbunelui

Producția de cărbune este o direcție promițătoare. Consumul său este în continuă creștere și este utilizat atât în ​​producție, cât și în scopuri interne. Utilizarea în viața de zi cu zi este familiară tuturor: gătitul la grătar și la grătar astăzi practic nu se poate lipsi de cărbune. Mulți oameni preferă să depună cărbune în șeminee: acest combustibil nu fumează, nu emite gaze (în special monoxid de carbon) și are o putere calorică ridicată.

Producția de cărbune este o direcție promițătoare

În industrie, cărbunele este folosit în metalurgie (la noi practic nu se practică), pentru fabricarea filtrelor în diverse scopuri. Se folosește la topirea unor metale valoroase, siliciu cristalin, cărbune activ. Se utilizează în agricultură și medicină.

De asemenea, puteți folosi cărbune pentru încălzire. Particularitatea arderii sale este că nu există limbi înalte de flacără. Dar există o căldură uniformă constantă. Temperatura de ardere a cărbunelui depinde de mai mulți factori: de densitate (diferite tipuri de lemn produc cărbune cu densități diferite), de calitatea acestuia (condiții de ardere) și de cantitatea de oxigen furnizată în timpul arderii. Într-o vatră deschisă obișnuită, temperatura poate varia de la 400 ° C la 900 ° C, dar în condiții speciale este posibil să se atingă 1200 ° C (forjă). Dacă vorbim despre valori medii, atunci puterea calorică a cărbunelui este considerată a fi 30 MJ / kg.

După cum puteți vedea din tabel, cărbunele emite căldură cel puțin nu mai puțin decât cărbune și de aproape două ori și jumătate mai mult decât cel mai bun lemn de foc. De ce nu este folosit aproape niciodată pentru încălzire? În primul rând, la noi, cărbunele este produs în volume foarte mici (lumea produce 9 milioane de tone pe an, Rusia reprezintă 100 de mii de tone) și are un preț ridicat. Chiar dacă îl cumpărați de la producători, atunci când cumpără până la 5 tone, aceștia cer 180 de ruble pe 10 kg (18.000 pe tonă). Chiar și cu o cheltuială economică, se dovedește a fi destul de scump. Dacă locuiți într-un loc în care există un număr mare de păduri, în care există întotdeauna suficient lemn mort, atunci asigurarea unei anumite cantități de cărbune nu este foarte dificilă chiar și fără echipamente. Puteți utiliza tehnologii tradiționale de cărbune, care necesită doar un butoi metalic pentru proces, și chiar și atunci nu este necesar. Desigur, nu vă puteți aproviziona astfel pentru toată iarna, dar îl puteți arde pentru a pune o cantitate în cazan noaptea pentru a menține o temperatură confortabilă.

Puterea calorică a cărbunelui este puțin mai mare decât puterea calorică a cărbunelui de înaltă calitate