Температура горения угля в котле и печи: свойства разных видов топлива

Уголь: разновидности и характеристики

Угли в первую очередь различаются по происхождению. В качестве энергоносителя используют древесный уголь, который получают путем пережигания древесины, а также ископаемое топливо.

Ископаемые угли — топливо, созданное природой. Они состоят из остатков древних растений и битумных масс, которые подверглись целому ряду превращений в процессе опускания под землю на большие глубины. Преобразование исходных веществ в эффективное топливо протекало при высоких температурах и в условиях дефицита кислорода под толщей земли. К ископаемым видам топлива относится бурые и каменные угли, а также антрацит.

Бурые угли

Среди ископаемых углей наиболее молодые — бурые угли. Свое название топливо получило за бурый цвет. Данный вид топлива характеризуется большим количеством летучих примесей и высоким содержанием влаги — до 40%. При этом количество чистого углерода может достигать 70%.

Из-за повышенной влажности у бурого угля низкая температура горения и невысокая теплоотдача. Воспламеняется топливо при 250°С, а температура горения бурых углей достигает 1900 °С. Теплота сгорания составляет приблизительно 3600 ккал/кг.

Как энергоноситель бурый уголь в естественном виде уступает дровам, поэтому его редко применяют для печей и твердотопливных агрегатов в частных домах. Но устойчивым спросом пользуется брикетированное топливо.

Бурые угли

Бурый уголь в брикетах — это топливо, прошедшее специальную подготовку. За счет снижения влажности повышается его энергоэффективность. Теплоотдача брикетированного топлива достигает 5000 ккал/кг.

Каменные угли

Каменные угли старше бурых, их залежи располагаются на глубине до 3 км. В этом виде топлива содержание чистого углерода может достигать 95%, а летучих примесей — до 30%. Влаги этот энергоноситель содержит не более 12%, что положительно влияет на теплоэффективность полезного ископаемого.

Температура горения каменного угля в идеальных условиях достигает 2100°С, но в отопительной печи топливо сжигается максимум при 1000°С. Теплоотдача каменноугольного топлива составляет 7000 ккал/кг. Его сложнее разжечь — для воспламенения требуется нагрев до 400°С.

Каменноугольный энергоноситель чаще остальных применяется для обогрева жилых домов и зданий иного назначения.

Каменный уоль

Антрацит

Самое древнее твердое ископаемое топливо, которое практически не содержит влаги и летучих примесей. Содержание углерода в антраците превышает 95%.

Удельная теплоотдача топлива достигает 8500 ккал/кг — это высший показатель среди углей. В идеальных условиях антрацит сгорает при 2250°С. Воспламеняется он при температуре не менее 600°С — это показатель для самых низкокалорийных видов. Для розжига требуется использовать дрова, чтобы создать необходимый нагрев.

Характеристики антрацита

Антрацит в первую очередь промышленное топливо. Его использование в печи или котле нерационально и дорого. Помимо высокой теплоотдачи к преимуществам антрацита относится низкая зольность и малодымность.

Горение угля: его разновидности и их характеристика

Сегодня самым распространенным твердотопливным сырьем видом является дерево и уголь. Однако уголь намного превосходит древесину по времени сгорания, а так же его показатели теплоотдачи выше. При всем этом расходуется угля значительно меньше чем дров.

Уголь имеет свои разновидности, которые обладают разными качествами и характеристиками. Каждый вид имеет свою глубину залегания, а так же разный способ его добычи.

Разновидность ископаемого топлива:

• Антрацит;
• Каменный уголь;
• Бурый уголь.

Самыми молодыми залежами является бурый уголь. Этот вид угля содержит большое количество влаги (40%) и летучих веществ (50%), а вот углерода в его составе совсем немного (50 – 70%). Обычная температура горения молодой породы немного выше дерева и равняется 350 градусам, а теплота сгорания бурого угля – 3500 ккал/кг. Применение каменного угля можно считать самым распространенным. Его температура сгорания составляет 470 градусов, при которой тепла выделяется где-то 7000 ккал/кг, а происходит это за счет большого содержания углерода, более 75%, а влаги присутствует всего лишь 13 – 15 %. Остается последний вид – антрацит. Это самое труднодоступное топливо и очень дорогое. Однако оно является самым эффективным из всех известных видов твердого топлива, которое можно добыть из недр земли. Его температура возгорания равна 500-600 градусов и это не предел, в отдельных случаях она может достигать 2250 градусов, а теплота сгорания может равняться 8350 ккал/кг.

Как получить максимальную пользу?

Чтобы топливо удерживало теплотворность, его нужно правильно хранить. Хоть и выгодно закупать уголь крупными партиями, не стоит делать это на несколько лет вперед. Самый нестойкий к хранению — бурый, он пролежит без потери свойств до полугода, дольше всего хранится антрацит до полутора лет.

Для хранения угля выбирают темное, хорошо проветриваемое и защищенное от влажности место в подвале или сарае. Топливо складывают в специально сколоченные деревянные ящики или хранят в мешках.

Фото 4. Мешок с каменным углём. В такой упаковке лучше всего хранить угольное топливо.

Угольные запасы не боятся осадков, поэтому их можно оставить во дворе. Для такого хранения выбирают утрамбованную площадку, насыпают на нее уголь, уплотняют, чтобы снизить содержание воздуха, способствующее окислению.

Из чего состоит уголь? Какова химическая формула угля

Уголь — это один из самых древних видов топлива, известных человеку. И даже сегодня он занимает лидирующие позиции по объему использования. Причиной тому служит его распространенность, легкость добычи, переработки и использования. Но что он собой представляет? Какова химическая формула угля?

На самом деле данный вопрос не совсем корректен. Уголь — это не вещество, это смесь различных веществ. Их целое множество, поэтому полностью определить состав угля невозможно. Поэтому под химической формулой угля в этой статье мы будем подразумевать скорее его элементный состав и некоторые другие особенности.

Вам будет интересно: Логопедический кабинет: оформление своими руками

Но что мы можем узнать о состоянии этого вещества? Уголь образуется из останков растений в течение многих лет вследствие воздействия большой температуры и давления. А так как растения имеют органическую природу, то и в составе угля будут преобладать органические вещества.

В зависимости от возраста и иных условий происхождения угля его делят на несколько видов. Каждый вид отличается элементарным составом, наличием примесей и другими немаловажными характеристиками.

Топливо и его виды

В настоящее время рынок предлагает богатый выбор различных видов топлива для обогрева дома. Каждому виду присущи как положительные, так и отрицательные моменты. Рассмотрим наиболее востребованные виды топлива:

Дизельное топливо

Считается чуть ли не самым популярным видом топлива для обогрева частного дома. И это не напрасно, оно обладает большим преимуществом — почти самым большим коэффициентом полезного тепла, получаемого при сгорании сырья.

Такое возможно благодаря разработке и проектированию котла таким образом, что расходуется топливо эквивалентно получаемому теплу.

Если до газопровода далеко, то дизельное топливо лучший вариант для отопления индивидуального дома.

Безопасность, заложенная на стадии проектирования котлов, работающих на дизельном топливе, может позволить оставить дом во время работы котла. Посещение котельной понадобится только при дозаправке горючим. Топливо завозится бензовозами в том объеме, который необходим для бесперебойной работы системы отопления. Что является преимуществом по сравнению с привозным газом.

Каменный уголь

Известное и давно применяемое топливо, обладающее большой теплоемкостью. В настоящее время популярность его применения падает. Причина в имеющихся недостатках при его использовании:

• неудобство его хранения (требуется отдельное сухое помещение);
• способность к самовозгоранию;
• проблемы с утилизацией шлака (отработанный материал).

Пеллеты

Это альтернативное топливо становится стремительно популярным. Получают его в результате сбора стружки, опилок и других отходов на лесопилках, путем дальнейшего дробления крупных частиц и последующего прессования. Этот вид топлива, как и дрова, относится к возобновляемым ресурсам.

Пеллеты отлично зарекомендовали себя во многих странах мира благодаря своим качествам:

• имеют один их самых высоких кпд;
• невысокая стоимость;
• обладают высокой пожаробезопасностью.
• удобство в хранении и транспортировке.

Фасуют их в мешки весом в 15 или 20 кг.

Котлы, в которых используют пеллеты, имеют хорошую защиту от непредвиденных возгораний и повреждений.

С каждым годом количество заводов, производящих пеллеты, увеличивается. Отопительное оборудование развивается, становясь все более безопасным и продуктивным.

Хотя этот вид уступает топливу из нефтепродуктов, но, в сравнении с другими видами, это топливо имеет большой шанс стать лидером.

Дрова

Некогда самый популярный вид топлива для отопления частного дома сейчас стремительно сдает свои позиции. На это есть объективные причины, дрова проигрывают в сравнении с другими видами топлива. Потребитель уже не хочет мириться с недостатками, им присущими:

• трудно найти хорошие сухие дрова;
• более высокая цена;
• неудобно хранить;
• трудности перевозки;
• необходимо распиливать и колоть.

Все это доставляет неудобства, что делает использование дров крайне невыгодным и не оправдывающем себя топливом.

Учитывая эти факторы, все больше потребителей делают свой выбор в пользу дизельного или керосина, отказываясь от использования дровяного котла.

Газ

Газ — отличное сырье для отопления помещений. Однако, применение его не всегда самый выгодный вариант. Причины могут быть разными, но основная состоит в том, что газом выгодно обогреваться только при условии подключения к газопроводу. Учитывая, что до полной газификации еще далеко, применение привозного топлива становится менее удобным, так как появляются и другие факторы. К примеру:

• зависимость от газовых служб;
• зависимость от поставщика;
• разброс цен на сжиженный газ;
• неопределенность со сроками или полная невозможность подключения к газопроводу.

Учитывая все это, газ, как топливо для обогрева индивидуального жилья, проигрывает тому же дизелю, которое возможно приобрести самим в необходимом объеме.

Керосин

Как и дизельное, этот вид топлива обладает большим коэффициентом полезного выделяемого тепла.

Котлы, работающие на керосине, отличаются рядом преимуществ:

• Относительно небольшой стоимостью.
• Хорошей безопасностью, заложенной еще на стадии проектирования. Благодаря чему отпадает необходимость постоянного контроля за отоплением. Что позволит оставить дом на какое-то время.

Само топливо отличается следующими плюсами:

• Удобно хранить.
• Не самовоспламеняется (при условии соблюдения правил безопасности).

Большим положительным моментом керосина является его доступность. Что позволяет его, как и дизельное, приобретать по мере необходимости и рассчитать доставку в соответствии с собственными потребностями в необходимом объеме.

Возможность совершать закупки периодически позволяет более рационально планировать семейный бюджет.

Когда выкладывать на гриль продукты для жарки

Когда угольные брикеты покроются тонким слоем золы (а древесный уголь раскалится по краям), жар от углей будет очень сильным. Для большинства продуктов, которые готовят на гриле, такая температура оказывается слишком высокой.

Распределите угли по вашему усмотрению, уложите решетку для жарки и закройте крышку гриля

Важно, чтобы гриль прогревался в течение 10–15 минут, тогда решетка хорошо раскалится, и на ней можно будет быстро обжаривать продукты. Кроме того, когда решетка прогрета, ее легко очистить. Жар нагреет остатки пищи, приставшие к решетке, и вы сможете их легко удалить специальной щеткой

Жар нагреет остатки пищи, приставшие к решетке, и вы сможете их легко удалить специальной щеткой.

Особенности разных видов топлива

Рассмотрим два основных, наиболее распространенных, вида твердотопливного сырья — дрова и уголь. Дрова содержат значительное количество влаги, поэтому сначала происходит испарение влаги, на что потребуется определенное количество энергии. После испарения влаги начинается интенсивное горение дров, но, к сожалению, процесс длится недолго.

Поэтому, чтобы его поддерживать, требуется регулярное подкладывание дров в топку. Температура возгорания древесины составляет около 300°С.

По количеству выделяемого тепла и длительности горения уголь превосходит древесину. В зависимости от возраста ископаемого материала минерал подразделяется на виды:

• бурый;
• каменный;
• антрацит.

https://youtube.com/watch?v=2aOiIJCR9eo

Уголь: разновидности и характеристики

Угли в первую очередь различаются по происхождению. В качестве энергоносителя используют древесный уголь, который получают путем пережигания древесины, а также ископаемое топливо.

Ископаемые угли — топливо, созданное природой. Они состоят из остатков древних растений и битумных масс, которые подверглись целому ряду превращений в процессе опускания под землю на большие глубины. Преобразование исходных веществ в эффективное топливо протекало при высоких температурах и в условиях дефицита кислорода под толщей земли. К ископаемым видам топлива относится бурые и каменные угли, а также антрацит.

Бурые угли

Среди ископаемых углей наиболее молодые — бурые угли. Свое название топливо получило за бурый цвет. Данный вид топлива характеризуется большим количеством летучих примесей и высоким содержанием влаги — до 40%. При этом количество чистого углерода может достигать 70%.

Из-за повышенной влажности у бурого угля низкая температура горения и невысокая теплоотдача. Воспламеняется топливо при 250°С, а температура горения бурых углей достигает 1900 °С. Теплота сгорания составляет приблизительно 3600 ккал/кг.

Как энергоноситель бурый уголь в естественном виде уступает дровам, поэтому его редко применяют для печей и твердотопливных агрегатов в частных домах. Но устойчивым спросом пользуется брикетированное топливо.

Бурые угли

Бурый уголь в брикетах — это топливо, прошедшее специальную подготовку. За счет снижения влажности повышается его энергоэффективность. Теплоотдача брикетированного топлива достигает 5000 ккал/кг.

Каменные угли

Каменные угли старше бурых, их залежи располагаются на глубине до 3 км. В этом виде топлива содержание чистого углерода может достигать 95%, а летучих примесей — до 30%. Влаги этот энергоноситель содержит не более 12%, что положительно влияет на теплоэффективность полезного ископаемого.

Температура горения каменного угля в идеальных условиях достигает 2100°С, но в отопительной печи топливо сжигается максимум при 1000°С. Теплоотдача каменноугольного топлива составляет 7000 ккал/кг. Его сложнее разжечь — для воспламенения требуется нагрев до 400°С.

Каменноугольный энергоноситель чаще остальных применяется для обогрева жилых домов и зданий иного назначения.

Каменный уоль

Антрацит

Самое древнее твердое ископаемое топливо, которое практически не содержит влаги и летучих примесей. Содержание углерода в антраците превышает 95%.

Удельная теплоотдача топлива достигает 8500 ккал/кг — это высший показатель среди углей. В идеальных условиях антрацит сгорает при 2250°С. Воспламеняется он при температуре не менее 600°С — это показатель для самых низкокалорийных видов. Для розжига требуется использовать дрова, чтобы создать необходимый нагрев.

Характеристики антрацита

Антрацит в первую очередь промышленное топливо. Его использование в печи или котле нерационально и дорого. Помимо высокой теплоотдачи к преимуществам антрацита относится низкая зольность и малодымность.

Характеристики

При покупке необходимо обратить внимание на основные характеристики топлива:

1. Температура горения. Специалисты называют это качество топлива, его калорийностью. Чем выше этот показатель, тем лучше качество и характеристики. Для примера – самый востребованный у населения антрацит, обладает уровнем теплоты сгорания в 8750ккал/кг. У бурых – 6900 ккал/кг, а у коксовых пород – 8400 ккал/кг.
2. Уровень содержания золы. У различных марок такой показатель может значительно разниться. Самый низкий уровень зольности – 25%. Топливо низкого сорта – 40%. Это качество напрямую влияет на количество чисток дымохода.
3. Внутренняя и поверхностный уровень влажности породы. Самый некачественный уровень имеют породы, с высоким показателем содержания влаги. Но если порода долгое время хранится под открытым небом, у нее повышается поверхностное значение. Такую влажность легко устранить при просушке топлива. Эту характеристику легко определить при покупке визуально. Если отдельные фракции слипаются в летнее время, а зимой покрыты изморозью – такое топливо придется подсушивать перед использованием.

Активированный уголь

Активированный уголь — это тип угля с высокой удельной поверхностью пор, из-за чего он обладает даже большей адсорбционной способностью, чем древесный. В качестве сырья для его получения используются древесный и каменный угли, а также скорлупа кокосовых орехов. Исходный материал подвергают процессу активации. Суть его состоит в том, чтобы вскрыть закупоренные поры действием высокой температуры, растворами электролитов или водяным паром.

В ходе процесса активации меняется лишь структура вещества, поэтому химическая формула активированного угля идентична составу сырья, из которого тот был изготовлен. Влажность активированного угля зависит от удельной поверхности пор и обычно составляет менее 12%.

Источник статьи: https://1ku.ru/obrazovanie/26420-iz-chego-sostoit-ugol-kakova-ximicheskaya-formula-uglya/

Создание оптимальных условий для горения

По причине высокой температуры все внутренние элементы печи выполняются из специального огнеупорного кирпича. Для их укладки применяют огнеупорную глину. При создании специальных условий вполне можно получить в печи температуру, превышающую 2000 градусов. У каждого вида угля существует свой показатель точки воспламенения

После достижения этого показателя важно поддерживать температуру воспламенения, непрерывно подавая в топку избыточное количество кислорода

Среди недостатков данного процесса выделим потерю тепла, ведь часть выделяемой энергии будет уходить через трубу. Это приводит к понижению температуры топки. В ходе экспериментальных исследований ученым удалось установить для различных видов топлива оптимальный избыточный объем кислорода. Благодаря выбору избытка воздуха, можно рассчитывать на полное сгорание топлива. В итоге можно рассчитывать на минимальные потери тепловой энергии.

Применение

Основным использованием топлива является его сжигание для выделения тепла. Тепло используется не только для отопления частного дома и приготовления пищи, но и в промышленности для обеспечения технологических процессов, происходящих при высокой температуре.

В отличие от обычной печки, где процесс поступления кислорода и интенсивность горения слабо регулируется, в промышленных печах особое внимание уделяется контролю над подачей кислорода и поддержанием равномерной температуры горения. Рассмотрим основную схему сгорания угля

Рассмотрим основную схему сгорания угля.

1. Идет нагревание топлива и испарение влаги.
2. С ростом температуры начинается процесс коксования с выделением летучих коксовых газов. Сгорая, он дает основное тепло.
3. Уголь превращается в кокс.
4. Процесс горения кокса сопровождается выделением тепла, достаточного для запуска коксования следующей порции топлива.

В промышленных котлах горение кокса разделяется по разным камерам от горения коксового газа. Это позволяет осуществлять приток кислорода для кокса и газа с разной интенсивностью, добиваясь необходимой скорости горения и поддержания необходимой температуры.

Горение твердого топлива (гетерогенное горение)

Для горения топлива нужно большое количество воздуха, превышающее в несколько раз по весу количество топлива. При продувании слоя топлива воздухом сила аэродинамического давления потока Р может быть меньше веса кусочка топлива G или, наоборот, больше его. В топках с «кипящим слоем» «кипение» связано с разъединением частиц топлива, что увеличивает объем слоя в 1,5-2,5 раза. Движение частиц топлива (обычно они от 2 до 12 мм) похоже на движение кипящей жидкости, почему такой слой и получил название «кипящего».

В топках с «кипящим» слоем газо-воздушный поток не циркулирует в слоевой зоне, а прямоточно продувает слой. Поток воздуха, пронизывающий слой, испытывает неоднородное торможение, что создает сложное поле скоростей, в котором частицы все время меняют свою парусность в зависимости от положения в потоке. Частицы при этом приобретают вращательно-пульсирующее движение, которое и создают впечатление кипящей жидкости.

Процесс сгорания твердого топлива может быть условно разделен на стадии, накладывающиеся одна на другую. Эти стадии протекают в разных температурных и тепловых условиях и требуют различного количества окислителя.

Свежее топливо, поступающее в топку, подвергается более или менее быстрому нагреванию, из него испаряется влага и выделяются летучие вещества – продукты сухой перегонки топлива. Одновременно протекает процесс коксообразования. Кокс сгорает и частично газифицируется на колосниковой решетке, а газообразные продукты сгорают в топочном пространстве. Негорючая минеральная часть топлива при сгорании топлива превращается в шлак и золу.

Применение

Основным использованием топлива является его сжигание для выделения тепла. Тепло используется не только для отопления частного дома и приготовления пищи, но и в промышленности для обеспечения технологических процессов, происходящих при высокой температуре.

В отличие от обычной печки, где процесс поступления кислорода и интенсивность горения слабо регулируется, в промышленных печах особое внимание уделяется контролю над подачей кислорода и поддержанием равномерной температуры горения. Рассмотрим основную схему сгорания угля

Рассмотрим основную схему сгорания угля.

1. Идет нагревание топлива и испарение влаги.
2. С ростом температуры начинается процесс коксования с выделением летучих коксовых газов. Сгорая, он дает основное тепло.
3. Уголь превращается в кокс.
4. Процесс горения кокса сопровождается выделением тепла, достаточного для запуска коксования следующей порции топлива.

В промышленных котлах горение кокса разделяется по разным камерам от горения коксового газа. Это позволяет осуществлять приток кислорода для кокса и газа с разной интенсивностью, добиваясь необходимой скорости горения и поддержания необходимой температуры.

Отопление углем – практические советы

Полноценное сжигание угольного топлива требует особого подхода к вопросу. Задача – достичь максимального КПД источника тепла, не перегреть теплоноситель и не устроить пожар из-за слишком высокой температуры.

Антрацит — самый калорийный коксующийся уголь

Предлагаем учесть наши рекомендации по выбору оборудования:

1. Чисто дровяные котлы и стальные печки заводского изготовления нежелательно топить углями высокой калорийности – каменными и антрацитами. Мощная теплоотдача и сильный нагрев способен деформировать стенки топливника (обычно их делают толщиной 3 мм).
2. Для угольного отопления не годятся ТТ-котлы с водонаполненными колосниками. Из-за разницы температур раскаленный спекающийся слой намертво прилипает к трубам с водой, проход воздуха и дальнейшая очистка агрегата сильно затрудняется.
3. Если вы располагаете калиброванным каменным углем крупностью фракции 25—50 мм (по классификации – орех), лучшим выбором станет котел с автоматической подачей топлива. Агрегат оснащается ретортной горелкой и вентилятором, четко дозирующим нагнетание воздуха по команде электроники. Длительность непрерывной работы – до 7 суток.
4. Идеальный вариант – купить шахтный либо традиционный котел, рассчитанный на использование угольных пород. В теплогенераторе предусмотрены подвижные колосники, поворачиваемые внешней рукояткой. Приспособление помогает сбрасывать золу из топки в нижнюю камеру.
5. Отопители, оснащенные вентилятором или дымососом, удобнее и безопаснее котлов с механическими регуляторами на цепочке. При критическом росте температуры автоматика отключит подачу воздуха, а канал закроется заслонкой. Обычная крышка поддувала прилегает неплотно, кислород просачивается в камеру, медленное горение продолжается.
6. Топить открытый камин углем – занятие бесполезное. Много тепла не получите, только разведете в комнате грязь, появится неприятный запах.
7. В целях повышения безопасности очень желательно установить на котел дополнительный клапан теплового сброса. В случае перегрева и закипания элемент сбрасывает часть теплоносителя из котловой рубашки и одновременно заполняет ее холодной водопроводной водой.

К каждому типу угля нужно приноровиться. Незнакомое горючее лучше засыпать мелкими порциями, регулируя тягу шибером и наблюдая за ростом температуры. Когда вычислите все нюансы горения данной марки, заполняйте топливник на 2/3.

Виды топлива для котельных установок

Для отопления жилых помещений и производственных цехов, а также в целях горячего водоснабжения конечного потребителя используют сегодня котельные установки. Самым важным элементом таких установок являются котлы, работа которых может осуществляться на разных видах топлива.

Производители блочно-модульных котельных — www.yaringcom.ru выделяют следующие виды топлива:

• газ,
• электричество,
• жидкообразное и
• твёрдое топливо.

Газовые котлы, как правило, чаще всего используют для отопления и горячего водоснабжения. Жидкое или твёрдое топливо обычно используют в тех районах, где не проходят газовые магистрали. Его выбор будет зависеть от многих факторов: распространённость топлива в районе эксплуатации установки, его стоимость и калорийность.

Наибольшей популярностью и востребованностью среди всех видов котельного топлива пользуется сегодня газ. Установки на газовом топливе необходимы для отопления помещений и выработки тепловой энергии, используемой для производственных целей. Чаще всего используют природный газ, который отличается высоким показателем теплоты сгорания.

Котлы, работающие на электричестве, отличаются простотой установки. Электрические бытовые котлоагрегаты функционируют обычно от сети. Стоит такое водонагревательное оборудование намного дешевле газового и даже твёрдотопливного.

Жидкое топливо используют в установках стационарного типа и в печах промышленного типа. К данному виду топлива относят: сланец, мазут, нефть, уголь. Дизельные котельные обычно необходимы как автономно функционирующий генератор тепла на объектах, не подключённых к газовым сетям или электросетям требуемой мощности. Также очень часто такие установки используют в целях временного теплообеспечения. Мазутные установки необходимы для обеспечения зданий и сооружений теплом, а также для производства пара для технических нужд производства. Отличительной особенностью мазута является его низкая стоимость и такая же низкая пожароопасность.

К твёрдому виду топлива относят: торф, угли и горючие сланцы. Наиболее экономичным топочным материалом для таких котельных являются отходы деревообработки. Установки на угле представляют собой один из самых доступных, наиболее эффективных и экономически выгодных способов получения тепла и горячей воды. Котельные на дровах чаще всего используют в отдалённых районах, где отсутствуют газопроводы, а закупка мазута и дизельного топлива экономически нецелесообразна.

Температура — горение — топливо

Потери тепла через стенки топок наружу ( в окружающую среду) снижают температуру горения топлива и их температуру.  

Потери теплоты через стенки топок наружу ( в окружающую среду) снижают температуру горения топлива.  

Чем больше прямая отдача в топке котла, тем ниже поддерживается в ней температура горения топлива, тем с меньшей температурой топочные газы выходят из топки в пароперегреватель и конвективную часть поверхности нагрева котла. При этом следует иметь в виду, что лучеиспускание от пламени горящего газа и продуктов его сгорания бывает видимое, идущее от раскаленных светящихся частиц пламени, и невидимое, излучаемое трехатомными газами — продуктами сгорания топлива ( CCh, H20 и иногда SO г), нагретыми до высокой температуры.  

При этом необходимо задаваться значительно более низкой конечной температурой прокалки кокса ta, чем температура горения топлива.  

Помимо этого, увеличение температуры подогрева воздуха на 100 С повышает примерно на 50 С температуру горения топлива, что способствует уменьшению необходимых поверхностей нагрева, расположенных в топке, за счет интенсификации радиационного теплообмена. Компоновку экономайзера и воздухоподогревателя выполняют одноступенчатой и двухступенчатой.  

Выход продуктов сгорания, их энтальпия и количество воздуха, — необходимого для полного сгорания, теоретическая и действительная температуры горения топлива ( последняя должна быть на 50 — 200 С выше максимальной температуры процесса в рабочем пространстве печи) определяются расчетом при проектировании установок и при составлении тепловых балансов. Производятся они в такой последовательности.  

Если и необходимо повысить содержание сажистого углерода для усиления радиации в факеле, то это не должно осуществляться путем снижения температуры горения топлива.  

Голландская печь.

В топочных дверцах делают отверстия для поступления нужного количества воздуха в печь во время сжигания в ней топлива, что повышает температуру горения топлива и уменьшает выход тепла через дымовую трубу.  

Азот N2, вводимый с воздухом в топочное устройство, не участвует в процессе горения топлива, но при высоких температурах, близких к температуре горения топлива и температуре газов на выходе из топочной камеры, и при определенных соотношениях N2 / O2 дает весьма токсичные окислы азота, вредно действующие а биосферу.  

Азот N2, вводимый с воздухом в топочное устройство, не участвует в процессе горения топлива, но при высоких температурах, близких к температуре горения топлива и температуре газов на выходе из топочной камеры, и при определенных соотношениях Nn / O2 дает весьма токсичные окислы азота, вредно действующие а биосферу.  

Нефтезаводские и другие технологические процессы, проводимые при более высоких температурах, снабжаются теплом большей частью при помощи огневых промышленных печей, что приводит к неэкономичному расходованию топлива, так как остается неиспользованной работоспособность тепла, соответствующая температурному интервалу от температуры горения топлива до температуры в технологическом процессе.  

При расчете горения топлива определяется: 1) теплотворность топлива; 2) количество воздуха, необходимое для полного сжигания единицы топлива ( для твердого и жидкого — 1 кг, а для газообразного 1 м3); 3) количество и состав образующихся при этом продуктов горения ( дымовых газов) и 4) температура горения топлива.  

В расчет горения топлива входит также определение температуры его горения. Температуру горения топлива различают калориметрическую и действительную.  

Теоретически температура горения топлива прямо пропорциональна теплотворной способности ( gf) и обратно пропорциональна теплосодержанию продуктов сгорания.  

Технология процесса производства

В древности люди для изготовления угольного топлива использовали технологию углежжения. Они располагали дрова в специальных ямах и засыпали их землей, оставляя отверстия небольшого размера. После индустриальной революции процедура углежжения древесного угля стала проводиться при помощи автоматизированного оборудования, способного контролировать реакции карбонизации веществ и нагревания материала до температуры горения.

В промышленных условиях данный материал производится в небольшом количестве. Перед тем, как производить древесный уголь, нужно правильно выбрать сырье, приобрести специализированное оборудование и определить технологию изготовления. В промышленности используют 3 основных метода производства древесного угля:

• сушка;
• пиролиз;
• прокалка.

Полученная продукция фасуется в мешки, брикетируется и маркируется. В ГОСТ 7657-84 описано, как делают древесный уголь на производстве. В нем приведено описание схем технологического процесса и указана точная информация о количестве температуры, требуемой для нагревания сырья.

Выбор сырья

Согласно ГОСТ 24260-80 “Сырье для пиролиза и углежжения”, при создании древесного угля требуется древесина твердолиственных деревьев. К этой группе относятся береза, ясень, бук, клен, вяз и дуб. Также при изготовлении применяют хвойные породы деревьев: ель, сосна пихта, лиственница и кедр. В наименьшей степени применяются мягколиственная древесина: груша, яблоня, слива и тополь.

ГОСТ 24260-80 Сырье древесное для пиролиза и углежжения. Технические условия

1 файл   457.67 KB

Сырье обязано обладать следующими размерами: толщина – до 18 см, длина – до 125 см. На древесине не должно присутствовать большое количество заболонной гнили (до 3% от общей площади заготовок). Ее наличие снижает твердость материала и повышает его зольность. Не допускается наличие большого количества воды. Это вещество приводит к появлению трещин на поверхности заготовок.

Сушка древесины

В процессе сушки сырье располагают в углевыжигательном блоке. На древесину оказывает воздействие дымовой газ. В результате термообработки температура заготовок повышается до 160 °С. Количество воды, содержащейся в древесине, оказывает влияние на длительность технологического процесса. В результате сушки получается материал с уровнем влажности 4-5%.

Пиролиз

Пиролиз – химическая реакция разложения, заключающаяся в нагреве вещества при недостатке кислорода.В время горения происходит сухая перегонка древесины. Заготовки нагреваются до 300 °С. При пиролизе из сырья удаляется H2O, что приводит к обугливанию материала. При дальнейшей термообработке древесина превращается в топливо, процентное содержание углерода составляет 75%.

Прокалка

После завершения пиролиза продукт подвергается прокалке. Эта процедура необходима для отделения смол и ненужных газов. Прокалка происходит при температуре 550 °С. После этого вещество охлаждается до 80 °С. Охлаждение необходимо для предотвращения самовозгорания продукта при контакте с кислородом.