Špecifické teplo spaľovania paliva: uhlie, palivové drevo, plyn

Niektoré kotly na tuhé palivá môžu pracovať na akékoľvek palivo, ale nie na všetko. Pred zakúpením uhlia si preto pozrite cestovný pas vašej jednotky. Mali by tam byť uvedené značky, pre ktoré bol kotol vypočítaný. Ak také informácie nie sú, môžete ísť skúšobnou metódou. Väčšina spoločností predávajúcich tento druh paliva má vrecované uhlie. Budete si musieť vziať vrece rôznych stupňov a frakcií a striedavo s každou z nich zahrievať. Pokúste sa použiť rovnaké množstvo uhlia a zhodnoťte nasledujúce parametre: množstvo tepla, doba horenia a množstvo zvyškov popola.

Palivové drevo

Ide o rezané alebo nasekané kusy dreva, ktoré pri spaľovaní v peciach, kotloch a iných zariadeniach generujú tepelnú energiu.

Pre pohodlie vloženia do kúreniska je drevený materiál rozrezaný na samostatné prvky dlhé až 30 cm. Na zvýšenie účinnosti ich použitia by malo byť drevo čo najsuchšie a proces spaľovania by mal byť pomerne pomalý. V mnohých ohľadoch sú palivové drevo z tvrdého dreva ako dub a breza, lieska a popol a hloh vhodné na vykurovanie priestorov. Vďaka vysokému obsahu živice, zvýšenej rýchlosti horenia a nízkej výhrevnosti sú ihličnany v tomto ohľade výrazne nižšie.

Ako porovnať náklady na palivové brikety s nákladmi na palivové drevo?

Ako viete, palivové drevo sa najčastejšie predáva vo veľkom alebo naskladané. Ak vám palivové drevo priniesli na paletách v stohovaní, potom kubický meter takéhoto palivového dreva zodpovedá 0,7 kubického metra, pokiaľ ide o husté drevo. Ak vám palivové drevo priniesli hromadne v zadnej časti nákladného vozidla, potom bude mať kubický meter s dĺžkou 30-35 cm iba 52% hustého dreva.

Inými slovami, aby sa porovnali náklady na objemné palivové drevo na masívne drevo s nákladmi na palivové brikety, náklady na palivové drevo by sa mali zdvojnásobiť.

Poďme si teda porovnať ceny. Hromadné palivové drevo v Leningradskej oblasti stojí 1 500 - 1 600 rubľov. na meter kubický. Pokiaľ ide o husté drevo, kubický meter palivového dreva bude stáť 3 000 - 3 200 rubľov. V susedných oblastiach môže byť palivové drevo asi jeden a polkrát lacnejšie. Kubický meter palivových brikiet typu Ruf teda stojí kupujúceho v závislosti od oblasti 2 - 3-krát drahšie ako palivové drevo.

Rozhodli sme sa zistiť, či taký rozdiel v cene stojí za deklarované reklamné výhody palivových brikiet v podobe pohodlia, zvýšeného prenosu tepla a predĺženej doby horenia palivových brikiet. Uskutočnil sa amatérsky experiment, ktorý, hoci sa netvrdí, že je vedecky spoľahlivý, dokáže objasniť niektoré aspekty použitia palivových brikiet namiesto palivového dreva.

Referencia podľa témy: Typy vykurovacích systémov a ich usporiadanie vo vidieckom dome - aký dizajn zvoliť

Uhlie

Je to prírodný rastlinný materiál extrahovaný zo sedimentárnych hornín.

Tento typ tuhého paliva obsahuje uhlík a ďalšie chemické prvky. Materiál je rozdelený na typy v závislosti od jeho veku. Hnedé uhlie sa považuje za najmladšie, nasleduje čierne uhlie a antracit je starší ako všetky ostatné druhy. Vek horľavej látky určuje aj jej obsah vlhkosti, ktorý je v mladom materiáli prítomný viac.

V procese spaľovania uhlia dochádza k znečisťovaniu životného prostredia a na rohoch kotla sa vytvára troska, čo do istej miery vytvára prekážku pre normálne spaľovanie. Prítomnosť síry v materiáli je tiež nepriaznivým faktorom pre atmosféru, pretože tento prvok sa vo vzduchu premieňa na kyselinu sírovú.

Spotrebitelia by sa však nemali obávať o svoje zdravie.Výrobcovia tohto materiálu, ktorí sa starajú o súkromných zákazníkov, sa usilujú znížiť obsah síry v ňom. Teplo spaľovania uhlia sa môže líšiť dokonca aj v prípade rovnakého typu. Rozdiel závisí od charakteristík poddruhu a obsahu minerálov v ňom, ako aj od geografie ťažby. Ako tuhé palivo sa nenachádza iba čisté uhlie, ale aj nízko obohatená uhoľná troska lisovaná do brikiet.

Odrody uhlia a ich vlastnosti

Ekonomika a efektívnosť prevádzky kotla na tuhé palivá priamo závisí od typu použitého paliva. Okrem drevného odpadu sa ako hlavný zdroj energie často používa aj rôzne druhy uhlia. Preto tí, ktorí ho používajú ako svoje hlavné palivo, musia poznať jeho špecifickú výhrevnosť.

Po prvé, uhlie sa odlišuje svojim pôvodom... Obsahuje rôzne pozostatky starodávnych rastlín a bitúmenových hmôt, ktoré pri ponorení prešli špecifickými zmenami. Všetky tieto látky sa transformovali na efektívne palivo pri vysokých teplotách a pri nedostatku kyslíka. Odborníci poznamenávajú, že fosílne palivá zahŕňajú bitúmenové a hnedé uhlie, ako aj antracit.

V tomto videu sa dozviete, ako sa spaľuje hnedé uhlie:

Materiál z prírodného kameňa

Tento druh paliva sa objavil oveľa skôr ako hnedé uhlie. Veľké vrstvy materiálu sa nachádzajú v podzemí v hĺbke 3 kilometrov. Jeho zloženie obsahuje až 97% čistého uhlíka, ale množstvo prchavých nečistôt je v rozmedzí 35%. Pokiaľ ide o obsah vlhkosti, v uhlie to nie je viac ako 15%. A to má pozitívny vplyv na tepelnú účinnosť fosílií.

Za ideálnych podmienok je špecifické teplo spaľovania uhlia v rozmedzí 2 100 ° C. Ale v konvenčnej vykurovacej peci sa takýto materiál spaľuje pri maximálnej teplote 1 000 ° C.

Úroveň prenosu tepla sa pohybuje v rozmedzí 7 000 kcal / kg. Je potrebné poznamenať, že tento druh paliva ťažko zapáliteľné, pretože na tieto účely je potrebné rúru vyhriať na 400 ° C.

Tento materiál nie je vhodný na podpaľovanie

Ako ukazuje prax, práve uhlie je obyčajnými obyvateľmi najčastejšie využívané na vykurovanie domov, letných chát a budov na iné účely.

Univerzálny hnedý vzhľad

Spomedzi všetkých existujúcich fosílnych uhlíkov je tento druh považovaný za najmladší. Palivo dostalo svoje meno vďaka svojej špecifickej hnedej farbe. Medzi jeho hlavné charakteristiky možno poznamenať, že obsahuje veľa prchavých nečistôt a vlhkosti - viac ako 40%. Napriek tomu môže množstvo čistého uhlíka dosiahnuť 75%. Pretože hnedé uhlie obsahuje veľa vlhkosti, obsahuje nízka teplota spaľovania a malé percento prestupu tepla... Palivo sa začína vznietiť pri 260 stupňoch, ale teplota spaľovania môže dosiahnuť 2 000 ° C. Pokiaľ ide o výhrevnosť, toto číslo je 3 600 kcal / kg.

Samozrejme, ako hlavný zdroj energie je hnedé uhlie výrazne nižšie ako bežné palivové drevo, preto sa zriedka používa pre kotly a kachle na tuhé palivá, ktoré sa nachádzajú v súkromných domoch.

Je to zaujímavé: vlastnosti jelše z palivového dreva.

Tento materiál obsahuje veľa vlhkosti.
Ale briketovaná forma tejto fosílie, ktorá prešla špeciálnym školením vo veľkovýrobe, je veľmi populárna. Za umelých podmienok výrobcovia znižujú jeho obsah vlhkosti, čím výrazne zvyšujú energetickú účinnosť. Je potrebné poznamenať, že prestup tepla briketovaného hnedého uhlia je až 5 000 kcal / kg.

Jedná sa o jeden z najstarších minerálov, ktorý neobsahuje prakticky žiadne prchavé nečistoty a vlhkosť. Ale množstvo uhlíka presahuje 95%.Štúdie preukázali, že merné teplo spaľovania uhlia sa pohybuje v rozmedzí od 8 500 do 9 000 kcal / kg - ide o najvyšší ukazovateľ spomedzi všetkých existujúcich druhov uhlia. Za ideálnych podmienok také palivo horí pri 2250 ° C, ale vznieti sa pri 600 ° C. Je potrebné poznamenať, že tento ukazovateľ je typický pre druhy s nízkym obsahom kalórií. Ak chcete zapáliť antracit, musíte použiť suché drevo, pretože je potrebné vytvoriť určité vykurovanie kotla alebo kachlí.

Tento fosílny materiál je klasifikovaný ako priemyselné palivo. Používajte ho v bežnom bojleri alebo rúre veľmi drahé a nerentabilné... Napriek skutočnosti, že antracit je na tom so svojimi náprotivkami priaznivo, má nízky dym a nízky obsah popola.

Okrem toho je takýto materiál drahý.

Pelety

Pelety (palivové pelety) sú tuhé palivá vyrábané priemyselne z drevného a rastlinného odpadu: hobliny, kôra, lepenka, slama.

Surovina rozdrvená na prach sa vysuší a naleje do granulátora, odkiaľ vychádza vo forme granúl určitého tvaru. Na zvýšenie viskozity hmoty sa používa rastlinný polymér, lignín. Zložitosť výrobného procesu a vysoký dopyt tvoria náklady na pelety. Materiál sa používa v špeciálne vybavených kotloch.

Výhrevnosť palivového dreva

Množstvo tepla generovaného spaľovaním dreva závisí od druhu dreva a obsahu vlhkosti v dreve. Vlhkosť znižuje výhrevnosť palivového dreva, pretože odparená voda odnáša časť tepelnej energie. Straty z vlhkosti mierne závisia od počiatočnej teploty palivového dreva (presnejšie od vody v nich) a odoberajú sa rovnajúce sa 0,63 kWh na kilogram vody.

Absolútne suché listnaté palivové drevo vyprodukuje asi 5 kWh tepla na kilogram palivového dreva. Absolútne suché ihličnaté palivové drevo poskytuje asi 5,2 kWh tepla na kilogram palivového dreva kvôli chemickým rozdielom medzi ich drevom.

V skutočných podmienkach nie je možné dosiahnuť ideálnu suchosť, preto tabuľka nižšie zobrazuje výhrevnosť palivového dreva rôznych druhov dreva s obsahom vlhkosti 15% a pre porovnanie iných druhov paliva:

Aj keď je tepelná hodnota ihličnatého dreva vyššia ako listnatého dreva, v dôsledku nižšej hustoty dreva je špecifická objemová výhrevnosť ihličnatého palivového dreva nižšia ako listnatého dreva. Ihličnaté drevo zaberá viac miesta a rýchlejšie horí.

Kubický meter suchého listnatého palivového dreva môže nahradiť 200 litrov oleja a 200 kubických metrov zemného plynu. Energia extrahovaná z dreva je tiež solárneho pôvodu. Ale zároveň je na rozdiel od ropy, uhlia a plynu drevo obnoviteľným zdrojom. Palivové drevo ako druh biopaliva je zdrojom obnoviteľnej energie.

Brikety

Brikety sú tuhé palivá podobné v mnohých ohľadoch ako pelety. Na ich výrobu sa používajú identické materiály: drevná štiepka, hobliny, rašelina, plevy a slama. Počas výrobného procesu sa surovina drví a lisuje na brikety. Tento materiál je tiež klasifikovaný ako ekologické palivo. Je vhodné skladovať ho aj vonku. Hladké, rovnomerné a pomalé spaľovanie tohto paliva je možné pozorovať tak u krbov, kachlí, ako aj u vykurovacích kotlov.

Vyššie diskutované druhy tuhých palív vhodných pre životné prostredie sú dobrou alternatívou k výrobe tepla. V porovnaní s fosílnymi zdrojmi tepelnej energie, ktoré majú pri spaľovaní nepriaznivý vplyv na životné prostredie a navyše nie sú obnoviteľné, majú alternatívne palivá zreteľné výhody a relatívne nízke náklady, čo je pre spotrebiteľov niektorých kategórií dôležité.

Zároveň je oveľa vyššie nebezpečenstvo požiaru týchto palív. Preto je potrebné prijať určité bezpečnostné opatrenia týkajúce sa ich skladovania a použitia ohňovzdorných materiálov na steny.

Používanie dreveného uhlia

Produkcia dreveného uhlia je sľubným smerom. Jeho spotreba neustále rastie a používa sa ako vo výrobe, tak aj na domáce účely. Používanie v každodennom živote pozná každý: varenie na grile a grile sa dnes prakticky nezaobíde bez dreveného uhlia. Mnoho ľudí dáva prednosť kladeniu dreveného uhlia na krby: toto palivo nefajčí, neuvoľňuje plyny (najmä oxid uhoľnatý) a má vysokú výhrevnosť.

Produkcia dreveného uhlia je sľubným smerom

V priemysle sa drevené uhlie používa v metalurgii (u nás sa to prakticky nepraktizuje), na výrobu filtrov na rôzne účely. Používa sa na tavenie niektorých cenných kovov, kryštalického kremíka, aktívneho uhlia. Používa sa v poľnohospodárstve a medicíne.

Na kúrenie môžete použiť aj drevené uhlie. Zvláštnosťou jeho spaľovania je, že neexistujú vysoké plamene. Ale existuje rovnomerné stále teplo. Teplota spaľovania dreveného uhlia závisí od niekoľkých faktorov: od hustoty (rôzne druhy dreva produkujú uhlie s rôznou hustotou), od jeho kvality (podmienky horenia) a od množstva kyslíka dodávaného počas spaľovania. V bežnom otvorenom ohnisku sa teplota môže pohybovať od 400 ° C do 900 ° C, ale za zvláštnych podmienok je možné dosiahnuť 1 200 ° C (kovárna). Ak hovoríme o priemerných hodnotách, potom sa výhrevnosť dreveného uhlia považuje za 30 MJ / kg.

Ako vidíte z tabuľky, drevené uhlie vydáva teplo minimálne nie menej ako uhlie a takmer dvaapolkrát viac ako najlepšie palivové drevo. Prečo sa takmer nikdy nepoužíva na vykurovanie? Po prvé, v našej krajine sa uhlie vyrába vo veľmi malom množstve (svet vyprodukuje 9 miliónov ton ročne, Rusko predstavuje 100 tisíc ton) a má vysokú cenu. Aj keď si ho kúpite od výrobcov, potom pri nákupe do 5 ton pýtajú 180 rubľov za 10 kg (18 000 za tonu). Aj pri ekonomických nákladoch sa ukazuje, že je to dosť drahé. Ak žijete na mieste, kde je veľké množstvo lesov, v ktorých je vždy dosť mŕtveho dreva, potom nie je zabezpečenie určitého množstva dreveného uhlia ani bez vybavenia veľmi ťažké. Môžete použiť tradičné technológie dreveného uhlia, ktoré na tento proces vyžadujú iba kovový sud, a to ani vtedy nie je potrebné. Takto si samozrejme nemôžete urobiť zásobu na celú zimu, ale môžete ju spáliť, aby ste v noci vložili nejaké množstvo do kotla, aby ste udržali príjemnú teplotu.

Výhrevnosť dreveného uhlia je o niečo vyššia ako výhrevnosť vysoko kvalitného uhlia