Erilaisia polttoaineita käytetään energian kantajana, esimerkiksi turve, kivihiili, puu sekä polttoainebriketit. Kivihiiltä pidetään tehokkaimpana, jolloin kattila tai uuni voivat toimia mahdollisimman tehokkaasti. Hyvän polttoaineen valitsemiseksi on otettava huomioon useita tekijöitä, mukaan lukien lämpötila, jossa hiili palaa.
Materiaalia valittaessa on otettava huomioon useita tekijöitä
Erilaisten polttoainetyyppien ominaisuudet
Harkitse kahta tärkeintä kiinteän polttoaineen raaka-ainetyyppiä - polttopuuta ja hiiltä.
Polttopuut sisältävät huomattavan määrän kosteutta, joten kosteus haihtuu ensin, mikä vaatii tietyn määrän energiaa. Kosteuden haihtumisen jälkeen puu alkaa palaa voimakkaasti, mutta valitettavasti prosessi ei kestä kauan.
Siksi sen ylläpitämiseksi on tarpeen lisätä polttopuuta säännöllisesti tulipesään. Puun syttymislämpötila on noin 300 ° C.
Hiili ylittää puun tuotetun lämmön määrän ja palamisen keston suhteen.... Kivennäisaine jaetaan fossiilisen materiaalin iästä riippuen tyyppeihin:
- ruskea;
- kivi;
- antrasiitti.
Teknisen analyysin avulla hiilessä ja öljyliuskessa määritetään tuhkapitoisuus, kosteus, rikki- ja fosforipitoisuus, haihtuvien aineiden vapautuminen palavaan massaan, palamislämpö ja haihtumattoman kiinteän jäännöksen ominaisuudet. Kaikki analyysit tehdään analyyttisten kivihiilen ja liuskekivinäytteiden sekä työpolttoaineen kosteuspitoisuuden perusteella - laboratorionäytteiden perusteella.
Alkuainekoostumuksen, haihtuvien aineiden saannon ja hiilen (paitsi liuskekiveen) palamislämmön uudelleenlaskenta vaihdettaessa toiseen massaan suoritetaan suhteiden mukaan kaavojen mukaisesti. Laskettaessa liuskekiven alkuainekoostumusta ja palamislämpöä tuhkapitoisuus A on korvattava vastaavalla liuskekivimassalla A + CO2.
KOSTEUS
Hiiliä analysoitaessa erotetaan seuraavat kosteustyypit:
- laboratorio - Wl, määritetään laboratorionäytteillä teknisiä analyysejä varten;
- analyyttinen - Wа, määritetty analyyttisillä näytteillä alkuaineanalyysiä varten;
- ilmakuiva - aallot, määritetty analyyttisistä näytteistä näytteen ilmakuivassa tilassa laboratorion todellisen ilman tilan olosuhteissa suhteellisen kosteuden ja lämpötilan mukaan;
- hygroskooppinen (sisäinen) - Wgi, lähellä Wa: ta, mutta määritetään analyyttisillä näytteillä, jotka on saatettu ilmakuivaan tasapainotilaan * vakiona suhteellisessa kosteudessa (60 ± 2%) ja ilman lämpötilassa (20 ± 5 ° C);
- työskentelykosteus - Wp määritetään laboratorionäytteestä ottaen huomioon kosteuden menetys, kun näyte lähetetään laboratorioon.
Työpolttoaineen kosteus jaetaan sisäiseen kosteuteen, joka on yhtä kuin hygroskooppinen (Wdi), ja ulkoiseen kosteuteen (Wout), joka määritellään erona Wout = Wp-Wg,%. Sisäinen hygroskooppinen kosteus (Wdi) riippuu ympäröivän ilman suhteellisesta kosteudesta ja lämpötilasta sekä hiilen adsorptiokapasiteetista. Polttoaineen painolastin Br = Wp + Ap, erityisesti kosteuden, kosteus- ja tuhkapitoisuus heikentävät hiilen laatua, vähentävät juoksevuutta, vaikeuttavat luokitusta ja kuljetusta ja aiheuttavat kivihiilen jäätymisen talvella.
Hiilet, joilla on korkea kosteuspitoisuus, eivät sovellu pitkäaikaiseen varastointiin, koska kosteus edistää itsestään kuumenemista ja itsestään palavaa. Näiden hiilen kulutustyypin teknisten ehtojen ja standardien yhteydessä kosteuspitoisuuden raja-arvot (hylkäämisvaatimukset) on vahvistettu tietyille hiililajeille ja -laaduille.
Lean-hiilet, puoli- antrasiitti ja antrasiitti ovat vähemmän kosteita, ruskeat hiilet ovat kosteampia. Hiilen ja öljyliuskeen kosteuspitoisuus määritetään standardin GOST 11014-2001 mukaisesti. Menetelmä kosteuspitoisuuden määrittämiseksi on kuivata polttoainenäyte uunissa lämpötilassa 105-110 ° C vakiopainoon ja laskea otetun näytteen painohäviö prosentteina. Kosteuspitoisuuden määrittäminen nopeutetulla menetelmällä suoritetaan standardin GOST 11014-2001 mukaisesti. Nopeutetun kosteuspitoisuuden määrittämismenetelmän ydin koostuu polttoainenäytteen kuivaamisesta uunissa lämpötilassa, joka nousee 5 minuutin kuluessa analyyttisen näytteen osalta 130: sta 150 ° C: seen ja laboratorionäytteen osalta 20 minuutissa. lasketaan prosentuaalisesti otetun polttoainenäytteen painohäviö ... Kahden kosteuspitoisuuden määrityksen rinnakkaisen määrityksen tulosten väliset erot eivät saa ylittää sallittuja arvoja.
TUHKA
Hiilet sisältävät aina palamattomia mineraaliepäpuhtauksia, joihin kuuluvat kalsiumkarbonaatit CaCO3, magnesium MgCO3, kipsi CaS04-2H20, pyriitti FeS2 ja harvinaiset alkuaineet. Kivihiilen polttamisen yhteydessä mineraalien epäpuhtauksien palamaton osa muodostaa tuhkaa, joka koostumuksestaan riippuen voi olla tulenkestävää tai vähän sulavaa, vapaasti virtaavaa tai sulatettua. Mineraaliepäpuhtaudet heikentävät hiilen laatua, vähentävät palamislämpöä, kuormankuljetusta ylimääräisellä painolastilla, lisäävät hiilen kulutusta tuotosyksikköä kohti, vaikeuttavat käyttöolosuhteita ja heikentävät koksin laatua.
Mineraaliepäpuhtaudet eivät aina ole painolasti, joskus ne sisältävät harvinaisia alkuaineita määrinä, jotka sallivat niiden teollisen käytön. Kuonaa voidaan käyttää myös sementin ja muiden rakennusmateriaalien valmistukseen.
Hiilen tuhkapitoisuus määritetään standardin GOST 11022-95 mukaisesti. Menetelmän ydin koostuu polttoainenäytteen tuhkaamisesta muhvissa ja tuhkajäännöksen kalsinoimisesta vakiomassaksi lämpötilassa 800-825 ° C hiileille ja 850-875 ° C öljyliuskalle ja määritettäessä polttoaineen massa. tuhkatähde prosentteina polttoainenäytteen massasta. Analyysinäytteen analyysin tuloksena saatu tuhkapitoisuus lasketaan uudelleen absoluuttisen kuivan polttoaineen Ac tuhkapitoisuuden suhteen.
Työpolttoaineen tuhkapitoisuus prosentteina lasketaan kaavalla:
Ap = Ac (100 Wp) / 100
Tuhkapitoisuuden määrittäminen nopeutetulla menetelmällä suoritetaan standardin GOST 11022-95 mukaisesti. Sen ydin on hiilinäytteen tuhkaaminen muhvissa, joka on lämmitetty 850 - 875 ± 25 ° C: n lämpötilaan, ja tuhkajäämän massan määrittäminen prosentteina näytteen massasta.
LS: n tuhkapitoisuuden määrittämisen tulosten välinen eroavaisuus yhden laboratorionäytteen kaksoiskappaleiden perusteella eri laboratorioissa määriteltyjen GOST-arvojen mukaan ei saisi ylittää:
tuhkapitoisten polttoaineiden osalta:
- jopa 12% ... 0,3%
- 12-25% ... 0,5%
- yli 25% ... 0,7%
- yli 40% ... 1,0%
Teknisissä olosuhteissa ja GOST: issa vahvistetaan tuhkapitoisuuden keskimääräiset ja suurimmat (hylkäämis) normit eri hiililajeille ja -luokille yksittäisille kaivoksille, avolouhoksille ja jalostuslaitoksille.
RIKKI
Hiilen sisältämä kokonaisrikki koostuu pyriitistä Sc, sulfaatista Sc ja orgaanisesta S0-rikistä. Pyriittirikki esiintyy hiileinä yksittäisten jyvien muodossa ja suurina palana pyriitti- ja markaasiimineraaleina. Kun kivihiili kaadetaan kaivoksissa, avoimissa kaivoissa ja pinnalla, pyriitti hapettuu ja muodostaa sulfaatteja. Sulfaattirikki sisältyy hiileen, pääasiassa rautasulfaattien FeSO4 ja kalsium CaSO4 muodossa. Sulfaattirikkipitoisuus hiilissä ei yleensä ylitä 0,1-0,2%. Poltettaessa sulfaattirikki muuttuu tuhkaksi ja kun koksia koksitetaan, se muuttuu koksiksi. Orgaaninen rikki on osa hiilen orgaanista ainetta. Rikin kokonaispitoisuus ja sen lajike polttoaineessa määritetään standardin GOST 8606-93 mukaisesti.
Rikkiä esiintyy kaikentyyppisissä kiinteissä polttoaineissa, ja hiilen kokonaisrikkipitoisuus vaihtelee pääasiassa 0,2-10%.
Rikki on ei-toivottu ja jopa haitallinen osa polttoainetta. Kun hiili poltetaan, se vapautuu SO2: na, joka saastuttaa ja myrkyttää ympäristöä ja syöpyy metallipintoja, vähentää polttoaineiden palamislämpöä ja koksin aikana se kulkee yli, mikä heikentää sen ominaisuuksia ja metallin laatua. Hiilen käyttötapojen valinta riippuu usein niiden kokonaispitoisuudesta. Siksi kokonaisrikki on tärkein hiilen laadun indikaattori.
Rikkipitoisuus määritetään polttamalla polttoainenäyte magnesiumoksidin ja natriumkarbonaatin seoksella (Eshchin seos), liuottamalla muodostuneet sulfaatit, saostamalla sulfaatti-ioni bariumsulfaatiksi, määrittämällä niiden massa ja laskemalla uudelleen. se rikkipitoisuuteen. Sulfaattirikkipitoisuus määritetään liuottamalla polttoaineen sulfaatit tislattuun veteen, saostamalla sulfaatti-ioni bariumsulfaatin muodossa, määrittämällä jälkimmäisen massa ja laskemalla se uudelleen rikkimassaksi. Priiittirikkipitoisuus määritetään käsittelemällä polttoainenäyte laimealla typpihapolla ja liuottamalla siihen sulfaatit, jotka muodostuvat pyriitin hapetuksessa typpihapolla, minkä jälkeen sulfaatti-ioni saostetaan bariumsulfaatin muodossa määrittämällä jälkimmäinen ja laskemalla se uudelleen rikkimassaksi. Priiittirikkipitoisuus määritetään typpihapolla ja vedellä polttoaineesta talteen otetun rikkipitoisuuden erolla.
Yhden laboratorion kahden rinnakkaisen rikkipitoisuuden määrityksen tulosten välinen ero ei saa ylittää: kivihiilen rikkipitoisuus enintään 2% - 0,05%, yli 2% - 0,1%. Rikkipitoisuuden määrittämisestä yhden laboratorionäytteen kaksoiskappaleista eri laboratorioissa saatujen tulosten väliset erot eivät saa ylittää seuraavaa: kivihiilen rikkipitoisuus enintään 2% - 0,1%, yli 2% - 0,2%. Rikkipitoisuus määritetään nopeutetulla menetelmällä standardin GOST 2059-54 mukaisesti.
Tämän menetelmän ydin on polttamalla suurin osa hiilestä happi- tai ilmavirrassa 1150 ± 50 ° C: n lämpötilassa, muodostuneiden rikkiyhdisteiden vangitseminen vetyperoksidiliuoksella ja määrittelemällä rikkihapon tilavuus. titraamalla se kaustisen kaliumin liuoksella. Yhden näytteen rikkipitoisuuden kahden rinnakkaisen määrityksen tulosten välinen ero laboratoriossa ei saisi ylittää 0,1%, eri laboratorioissa - 0,2%.
FOSFORI
Se sisältää hiiltä merkityksettöminä määrinä - 0,003-0,05% ja on haitallinen epäpuhtaus, koska koksin aikana se muuttuu koksiksi ja koksista - metalliksi, mikä antaa sille haurautta. Donetskin kivihiilissä fosforipitoisuus vaihtelee 0,003-0,04%, Kuznetskissa ja Karagandassa - 0,01-0,05%. Fosfori määritetään tilavuus- tai fotokolorimetrisellä menetelmällä standardin GOST 1932-93 mukaisesti.
Tilavuusmenetelmä koostuu hiilinäytteessä olevan fosforin hapettumisesta ortofosforihapoksi, mitä seuraa fosforin saostaminen fosfori-libdikaattiammoniumina, liuottamalla jälkimmäinen ylimäärään titrattua kaustisen emäksen liuosta, titraamalla takaisin tuloksena saatu liuos rikkihapolla ja lasketaan fosforin prosenttiosuus saostuman liuottamiseksi kulutetun alkaliliuoksen määrän perusteella. Fotokolorimetrinen menetelmä koostuu hiilinäytteen polttamisesta magnesiumoksidin ja natriumkarbonaatin seoksella (Eshch-seos), paakkuuntuneen massan liuottamisen happoon, piihapon poistamisen liuoksesta ja fosforin fotokolorimetrisen määrityksen suodoksesta.
Fosforipitoisuuden kahden rinnakkaisen määrityksen tulosten välinen ero ei saa ylittää:
Fosforipitoisuus:
- jopa 0,01% ... 0,001%
- jopa 0,05% ... 0,003%
- jopa 0,1% ... 0,005%
- yli 0,1% ... 0,01%
Fosforipitoisuus lasketaan absoluuttisesti kuivalle kivihiilimassalle.
Haihtuvat
Kun hiiliä kuumennetaan ilman pääsyä, muodostuu kiinteitä ja kaasumaisia tuotteita. Haihtuvien aineiden vapautuminen on yksi tärkeimmistä indikaattoreista hiilien luokittelussa laatujen mukaan ja riippuu hiilen muodonmuutosasteesta.Siirtymällä enemmän metamorfoituneisiin hiileihin haihtuvien aineiden saanto pienenee. Haihtuvien aineiden saanto palavaa massaa kohti Vg on siis ruskohiilien välillä 28-67%, bitumihiilien - 8-55% ja antrasiitin - 2-9%. Haihtuvien aineiden saanto bitumisille ja ruskehiileille määritetään painomenetelmällä standardin GOST 6382-65 mukaisesti ja Donetskin altaan antrasiitille ja puoliksi antrasiitille - painomenetelmän mukaan standardin GOST 7303-2001 mukaan ja antrasiitille ja puoliksi antrasiitti Donetskin altaasta - GOST 7303-90 mukaan tilavuusmenetelmällä.
Gravimetrisen menetelmän ydin koostuu hiilinäytteen lämmittämisestä kannellisessa posliinisupokkaassa 850 ± 25 ° C: n lämpötilassa 7 minuutin ajan ja otetun näytteen painohäviön määrittämisestä. Haihtuvien aineiden saanto lasketaan kokonaishäviön ja kosteuden haihtumisesta ja hiilidioksidin poistumisesta karbonaateista johtuvan häviön erotuksesta, kun jälkimmäinen pitoisuus näytteessä on yli 2%. Haihtuvien aineiden Vg-saannon määrittämisen tulosten väliset erot eivät saisi ylittää 0,5% hiileille, joiden Vg on alle 45%, ja 1,0% hiileille, joiden Vg> 45%.
Tilavuusmenetelmän ydin koostuu antrasiitti- ja puoliantrasiittinäytteen lämmittämisestä 900 ± 10 ° C: n lämpötilassa 15 minuutin ajan ja kehittyvän kaasun tilavuuden määrittämiseksi cm3 / g. Yhden näytteen haihtuvien aineiden tilavuussaannon (cm3 / g) kahden rinnakkaisen määrityksen tulosten välinen ero ei saa ylittää 7% pienemmästä näytteestä.
Haihtuvien aineiden saannon arvojen ja haihtumattomien jäännösten ominaisuuksien perusteella on mahdollista arvioida karkeasti hiilen paistokyky sekä ennustaa polttoaineen käyttäytyminen prosessoinnin teknisissä prosesseissa ja ehdottaa järkeviä polttomenetelmiä.
Polttolämpö
Palamislämpö (Q, kcal / kg) on yksi hiilen laadun pääindikaattoreista. Standardeissa ja eritelmissä määrätään polttoaineen palamislämmön keskiarvo palavaa massaa kohti pommille Qgb kivihiilelle ja liuskekivelle täysin kuivalle polttoaineelle - Qsb. Palamislämpö määritetään standardin GOST 147-95 mukaisesti.
Menetelmän ydin on polttoainenäytteen polttaminen kalorimetrisessä pommissa paineistetussa hapessa ja sen palamisen aikana vapautuvan lämmön määrän määrittäminen. Pommista määritetty palamislämpö palavaa massaa kohti Qgb sisältää hiilen palavan osan palamisesta saadun lämmön lisäksi typpihapon muodostumisen ja liukenemisen aikana vapautuneen lämmön ja piilevän lämmön höyrystyminen vedyn palamisen aikana, joka siirtyy kalorimetrivedelle. Pienin lämpöarvo Qgn saadaan Qgb: n ja pommissa hapon muodostumisen ja vesihöyryn kondensoitumisen seurauksena saadun lämmön erona, jota kivihiilen palamisen käytännön olosuhteissa ei voida käyttää.
Pienin lämpöarvo Qgn saadaan Qgb: n ja pommissa hapon muodostumisen ja vesihöyryn kondensoitumisen seurauksena saadun lämmön erona, jota kivihiilen palamisen käytännön olosuhteissa ei voida käyttää:
Qгн = Qgb - 22,5 (Sro + Srk) - aQgb - 54 Ng, jossa 22,5 on lämpö, joka vapautuu rikkihapon muodostuessa veteen 1%: lla rikkia, joka muuttuu rikkihapoksi poltettaessa hiiltä pommissa, kcal; Sro + Srk - palavan rikin määrä, joka muuttui pommissa kivihiilen palamisen aikana rikkihapoksi (prosentteina), viittaa kivihiilinäytteen palavaan massaan.
Pienin hiilen palamislämpö / työmassa Qрн, joka vapautuu polttoaineen polttamisen aikana teollisuusuunissa, on pienempi kuin Qгн, koska käyttävä polttoaine sisältää painolastia Br = Wр + Aр ja lisäksi kosteuden haihduttamiseksi sitä tarvitaan viettää 6Wr lämpöä;
Hiilen Qрн voidaan laskea kaavalla:
Qрн = Qгн100 - Wp - Ap100 - 6Wp, kcal / kg,
missä Qрн on pienin palamislämpö per työmassa, kcal / kg; Qgn on pienin palamislämpö palavaa massaa kohti, kcal / kg.
Öljyliuskeelle Qрн - lasketaan kaavalla
Qрн = Qгн100 - Wp - Wpcap - COp2K100 - 6Wp - 9.7COp2K,
missä 9,7COp2K - lämmön imeytyminen liuskeosassa olevien karbonaattien hajoamisen aikana, kcal / kg.
EHDOLLINEN POLTTOAINE
Koska yksittäisten kerrostumien, laatujen ja laatujen sekä muun tyyppisten polttoaineiden hiilen palamislämpö on erilainen, polttoainetarpeen suunnittelun, erityisten nopeuksien ja todellisen polttoaineenkulutuksen määrittämisen sekä niiden mahdollisuuden vuoksi Vertailun vuoksi otettiin käyttöön "perinteisen polttoaineen" käsite. Tällaista polttoainetta pidetään ehdollisena, jonka alempi palamislämpö työmassalle Qрн on 7000 kcal / kg. Luonnonpolttoaineen muuttamiseksi ehdolliseksi ja ehdolliseksi luonnonpolttoaineeksi käytetään kaloriekvivalenttia, jonka arvo riippuu Qрн: stä.
KALORIVASTAINEN
Kaloriekvivalentti EK on käyttöpolttoaineen pienimmän lämpöarvon ja standardipolttoaineen lämpöarvon suhde, ts.
Ec = Q7000.
Luonnonpolttoaine Vn muunnetaan ehdolliseksi Vu: ksi kertomalla luonnon polttoaineen määrä kaloriekvivalentilla: Vu = Vn * Eq.
Ekvivalentin polttoaine muunnetaan luonnolliseksi polttoaineeksi jakamalla ekvivalentin polttoaineen määrä kaloriekvivalentilla: Vy = Vn / Eq.
TEKNINEN VASTAAVA
Teknistä ekvivalenttia käytetään vertaamaan erilaisia hiiliä ja muita polttoainetyyppejä niiden lämpöteknisen arvon suhteen ja määrittämään vastaavat määrät korvaamalla yhden tyyppinen polttoaine muulla. Tekninen ekvivalentti Et on tietyn polttoaineen käyttökelpoisen lämpömäärän suhde standardipolttoaineen palamislämpöön. Hyödyllisesti käytetty lämpö polttoaineen massayksikköä kohti ilmaistaan käyttävän polttoaineen Qрн pienimmän palamislämmön tulona laitoksen tehokkuudella. Siten tekninen vastine, toisin kuin kaloripitoinen, ottaa huomioon tietyn polttoaineen palamislämmön arvon lisäksi myös mahdollisen lämpötekniikan käytön asteen, määritetään kaavalla:
Et = QrnYk7000,
missä Yk on tämän kattilalaitoksen hyötysuhde yksikköosina; 7000 on vastaavan polttoaineen palamislämpö, kcal / kg.
Tekninen ekvivalentti samalle polttoaineelle on aina pienempi kuin kaloriekvivalentti. Teknistä ekvivalenttia käytetään käytännössä määritettäessä erityiset määrät ja todellinen polttoaineenkulutus.
Erilaisia polttoainekoostumuksia
Ruskohiili kuuluu nuoriin kerrostumiin, joten se sisältää eniten kosteutta (20% - 40%), haihtuvia aineita (enintään 50%) ja pienen määrän hiiltä (50% - 70%). Sen palamislämpötila on korkeampi kuin puulla ja on 350 ° C. Lämpöarvo - 3500 kcal / kg.
Yleisin polttoainetyyppi on bitumihiili. Se sisältää pienen määrän kosteutta (13-15%), ja polttoaine-elementin hiilipitoisuus ylittää 75% laadusta riippuen.
Keskimääräinen syttymislämpötila on 470 ° C. Hiilen hajapäästökaasut 40%. Palamisen aikana vapautuu 7000 kcal / kg.
Antrasiitti, jota esiintyy huomattavassa syvyydessä, on vanhimpia kiinteiden polttoaineiden fossiiliesiintymiä. Se ei sisällä käytännössä mitään haihtuvia kaasuja (5-10%), ja hiilen määrä vaihtelee välillä 93-97%. Palamislämpö on välillä 8100 - 8350 kcal / kg.
Puuhiili on merkittävä erikseen. Se saadaan puusta pyrolyysillä - polttamalla korkeissa lämpötiloissa ilman happea. Valmiilla tuotteella on korkea hiilipitoisuus (70-90%). Puupolttoainetta poltettaessa syntyy noin 7000 kcal / kg.
Voit lukea turvebrikettien käytön ominaisuuksista tässä artikkelissa:
Puun lämpöominaisuudet
Puuhiili luokitellaan erilliseksi luokaksi, koska se ei ole fossiilinen polttoaine, vaan tuotantotuote. Sen saamiseksi puu käsitellään erityisellä tavalla sen rakenteen muuttamiseksi ja ylimääräisen kosteuden poistamiseksi.Tehokkaan ja helppokäyttöisen energiankantajan hankkimisen tekniikka on ollut tiedossa jo kauan - aikaisemmin puu poltettiin syvissä kaivoissa estäen hapen pääsyn, mutta nykyään käytetään erityisiä hiiliuuneja.
Puun polttaminen hiiliuunissa
Normaaleissa varastointiolosuhteissa hiilen kosteuspitoisuus on noin 15%. Polttoaine syttyy jo kuumennettaessa 200 ° C: seen. Energian kantajan ominaislämpöarvo on korkea - se saavuttaa 7400 kcal / kg.
Hiilen palamislämpötila vaihtelee puun tyypin ja palamisolosuhteiden mukaan. Esimerkiksi koivuhiiltä voidaan käyttää takomon ja takomon lämmittämiseen - voimakkaalla ilmansyötöllä ne palavat 1200-1300 ° C: ssa. Liedessä tai lämmityskattilassa lämpötila palamisen aikana saavuttaa 800-900 ° С, ja kun käytetään kivihiiltä kadun grillissä - 700 ° С.
Palanut puupolttoaine on taloudellista - sen kulutus on paljon pienempi kuin polttopuun käyttöön. Korkean lämmönsiirron lisäksi sille on ominaista matala tuhkapitoisuus.
Koska hiili palaa pienellä määrällä tuhkaa ja antaa tasaisen lämmön ilman avotulta, se on ihanteellinen lihan ja muiden ruokien kypsentämiseen avotulella. Sitä voidaan käyttää myös takan lämmitykseen tai ruoanlaittoon uunissa.
Puulajit eroavat hartsien tiheydestä, rakenteesta, määrästä ja koostumuksesta. Kaikki nämä tekijät vaikuttavat puun lämpöarvoon, lämpötilaan, jossa se palaa, ja liekin ominaisuuksiin.
Poppeli on huokoista, tällaiset polttopuut palavat kirkkaasti, mutta maksimilämpötilan indikaattori saavuttaa vain 500 astetta. Tiheät puulajit (pyökki, tuhka, hornbeam) palavat palatessaan yli 1000 astetta lämpöä. Koivun indikaattorit ovat hieman matalampia - noin 800 astetta. Lehtikuusi ja tammi leimahtelevat kuumemmiksi ja antavat jopa 900 astetta. Mänty ja kuusen polttopuut palavat 620-630 astetta.
Koivun polttopuilla on parempi lämpötehokkuuden ja kustannusten suhde - on taloudellisesti kannattamatonta lämmittää kalliimmilla puilla, joilla on korkea palamislämpötila.
Kuusi, kuusi ja mänty soveltuvat tulentekoon - nämä havupuut tarjoavat suhteellisen maltillista lämpöä. Tällaisten polttopuiden käyttöä ei kuitenkaan suositella kiinteän polttoaineen kattilassa, takassa tai takassa - ne eivät tuota tarpeeksi lämpöä kodin tehokkaaseen lämmitykseen ja ruoanlaittoon, palavat muodostamalla suuren määrän nokea.
Huonolaatuisten polttopuiden katsotaan olevan haapasta, lehmasta, poppelista, pajusta ja leppästä valmistettua polttoainetta - huokoinen puu tuottaa vähän lämpöä palamisen aikana. Leppä ja jotkut muut puulajit "ampuvat" hiilellä palamisen aikana, mikä voi johtaa tulipaloon, jos puuta käytetään avotakka.
Kun valitset, sinun on myös kiinnitettävä huomiota puun kosteuspitoisuuteen - raaka polttopuu palaa pahemmin ja jättää enemmän tuhkaa.
Tällä hetkellä kaasupolttoprosessiin perustuvista asennuksista on taipumus siirtyä kiinteiden polttoaineiden lämmitysjärjestelmiin.
Kaikki eivät tiedä, että mukavan mikroilmaston luominen taloon riippuu suoraan valitun polttoaineen laadusta. Erotamme puun perinteisenä materiaalina, jota käytetään tällaisissa lämmityskattiloissa.
Ankarissa ilmasto-olosuhteissa, joille on ominaista pitkä ja kylmä talvi, asunnon lämmittäminen puulla on melko vaikeaa koko lämmityskauden ajan. Kun ilman lämpötila laskee voimakkaasti, kattilan omistaja on pakko käyttää sitä maksimaalisten ominaisuuksien partaalla.
Kun puu valitaan kiinteäksi polttoaineeksi, syntyy vakavia ongelmia ja haittoja. Ensinnäkin huomaamme, että hiilen palamislämpötila on paljon korkeampi kuin puun.Haittojen joukossa on polttopuun suuri palamisnopeus, mikä aiheuttaa vakavia vaikeuksia lämmityskattilan toiminnassa. Sen omistajan on pakko tarkkailla jatkuvasti polttopuun saatavuutta tulipesässä; riittävä määrä niitä tarvitaan lämmityskaudeksi.
Palamisprosessi
Tyypistä ja laadusta riippuen polttoaine on jaettu lyhyt- ja pitkään. Lyhyitä liekkejä ovat antrasiitti ja koksi, hiili.
Palamisen aikana antrasiitti tuottaa paljon lämpöä, mutta sen sytyttämiseksi sinun on annettava korkea lämpötila syttyvämmällä polttoaineella, esimerkiksi puulla. Antrasiitti ei aiheuta savua, palaa hajuttomasti, sen liekki on matala.
Pitkän liekin polttoaineet poltetaan kahdessa vaiheessa. Ensin vapautuu haihtuvia kaasuja, jotka palavat hiilikerroksen yläpuolella uunitilassa.
Kun kaasut ovat palaneet, jäljellä oleva polttoaine alkaa palaa, joka on tällä välin muuttunut koksiksi. Koksi palaa lyhyellä liekillä ritilöissä. Hiilipolton jälkeen tuhkaa ja kuonaa on jäljellä.
Luonnonpolttoainekiuan ominaisuudet
Se on halvin tapa valmistaa kivihiilestä tiili-uuni omin käsin.
Materiaalit (muokkaa)
Me tarvitsemme:
- tiili;
- valmis laasti uunien asettamiseen;
- valurautaiset ritilät;
- valurauta keittoliesi;
- metallilevy b = 4mm - 600x1200 mm - 0,72 m2;
- hitsauselektrodit - 1 pakkaus.
Välineet
- lastalla;
- lastat;
- vasarat;
- porata;
- muut.
Järjestelmä ja järjestys
Valokuva №1 Yleiskuva
Kuva # 2 Poryadovka
Kuvaus muuraus
- Laita päälle tiili ilman laastia (katso kuva # 2, ensimmäinen rivi). Valvomme tiukasti vaakatasoa käyttämällä tasoa.
- Asenna puhaltimen luukku. Kiinnitämme sen langalla ja kääritään asbestijohdolla.
- Laitamme ritilät suoraan puhaltimen yläpuolelle.
- Jatkamme munimista tilauksen mukaisesti (katso kuva nro 2)
- Asenna tulipesän luukku. Korjaamme sen langalla ja tiilillä.
- Ylhäältä rivin tulee olla päällekkäin palo-oven kanssa ja päättyä 130 mm sen yläpuolelle.
- Jatkamme asettamista siirtämällä tiiliä hieman takaisin. Ennen sitä asetamme asbestijohdon, johon asennamme lieden.
- Aloitetaan savupiipun muodostaminen seuraavalta riviltä. Suunnittelussa määrätään metallilevystä tai aallotetusta alumiinista valmistetun kuoriputken asennus. Putken ei pitäisi olla raskas. Muussa tapauksessa painopiste voi siirtyä.
- Yhdestoista riville laitamme venttiilin ilmavirran säätämiseksi. Älä unohda sulkea sitä asbestijohdolla ja peittää se savella.
- Seuraavaksi laitamme savupiipun nelinkertaiseen osaan, johon liitämme metallisen. Putken tulee olla tiukasti pystysuora eikä taivuttaa sivulle. Paremman vakauden saavuttamiseksi se tulisi peittää kolmella tiilirivillä.
- Poistamme 4. riville asetetut kolkutiilet, puhdistamme savupiipun roskista.
- Nyt kivihiili olisi kalkittu. Mikä tahansa kalkki menee. Asiantuntijat suosittelevat sinisen ja pienen maidon lisäämistä. Joten kalkitus ei pimenny ja lentää pois.
- Asennamme metallilevyn tulipesän eteen.
- Asenna jalkalista
Tee-se-itse-kivihiiltä ei ole helppoa. On parempi hakea apua kokeneelta uuninvalmistajalta tai olla kärsivällinen.
Hiilikiuan muotoilu ei ole paljon erilainen kuin puulämmitteinen laite, mutta siinä on joitain ominaisuuksia. Polttamiseen tarvittavan ilman syöttöperiaate on huomattavasti erilainen. Hiiliuunissa sen on oltava pohjasta, jotta polttoaineen ilmavirta saadaan aikaan, ja puulämmitteisissä ilmanottojärjestelmissä ne sijaitsevat
Hiilikäyttöiset laitteet ovat vähemmän vaativia polttoaineelle: on tärkeää, että ensisijainen sytytys tapahtuu kuivalla materiaalilla; lämmitysprosessin aikana polttoaineen kuivuus on toivottavaa, mutta ei välttämätöntä. Ennen käyttöä hiiltä suositellaan kuumennettavaksi erityisesti suunnitellussa uunin osastossa.
Hiiliuunin savujärjestelmä on varustettu siten, että ilmavirta palamistuotteiden kanssa liikkuu voimakkaasti putken läpi.Virtausnopeutta ei säädetä pelti-näkymän avulla (sitä ei välttämättä ole ollenkaan), vaan puhaltimella. Kaikki nämä suunnitteluominaisuudet johtuvat polttoaineen palamisen kestosta.
Hiiliuunin savupiipun suunnittelu
Korkea suorituskyky. Jos savupiippujärjestelmä on rakennettu oikein, hiiliuunista tulee tehokas ja luotettava lämmitysjärjestelmä kotiisi. Se voi olla myös hyvä varmuuskopiointi- tai lisäosa-vaihtoehto.
Monitoiminnallisuus. On olemassa teollisuusmalleja, jotka on suunniteltu paitsi lämmitykseen myös ruoanlaittoon, veden lämmittämiseen. Kotitekoisia tiili- ja metalliuuneja valmistetaan usein myös liedellä ja / tai sisäänrakennetuilla astioilla.
Polttoaineiden saatavuus. On alueita, joilla hiiltä on helposti saatavilla ja suhteellisen halpaa. Tällaisten asutusten osalta hiilen lämmitys on taloudellisesti kannattavaa.
Yksinkertainen rakenne. Tavanomainen kiinteän polttoaineen liesi ei vaadi mekaanisia kiinnityksiä. Siinä ei ole sähkömekaanisia rakenneelementtejä, jotka voivat rikkoutua epäsopivimmalla hetkellä. Totta, tämä ei koske monimutkaisia moderneja malleja, joissa on automaattinen polttoaineen syöttö.
Mahdollisuus lämmittää puulla. Käytännössä laitteita, joita käytetään yksinomaan kivihiilellä, ei löydy markkinoilta. Liedet voidaan polttaa sekä kivihiilellä että puulla. Lämmityslaitteiden valmistajat valmistavat myös yhdistettyjä lämpögeneraattoreita, jotka pystyvät toimimaan kaasulla ja kiinteillä polttoaineilla.
Tarjoamme sinulle tutustua sisustussuunnitteluun kylvyn rentoutumishuoneessa
Teollinen hiiliuuni
Tulipalovaara. Puuta tai hiiltä käyttävät lämmityslaitteet ovat mahdollisesti vaarallisia. Asennuksen aikana on noudatettava tarkasti SNiP 2.04.05-91: n määrittelemiä sääntöjä ja määräyksiä.
Tarvitaan polttoainevarasto. Yleensä hiiltä ostetaan ennen lämmityskauden alkua; sen varastointiin tulisi varata erillinen huone.
Uunin toimintaa on seurattava jatkuvasti. Jos kodin omistaja asentaa tavallisen takan eikä mallia, jossa on automaattinen polttoaineen syöttö, hänen on jatkuvasti lisättävä hiiltä tulipesään ja seurattava sen toimintaa.
Talon epätasainen lämmitys. Jotta kaikki huoneet ovat hyvin lämmitettyjä, on luotava järjestelmä lämpöilman jakamiseksi. Muuten huone, johon liesi asennetaan, lämmitetään liian kuumaksi, ja muut huoneet ovat huomattavasti viileämpiä.
Savupiipun puhdistus. Kiinteän polttoaineen uunit vaativat jatkuvaa hoitoa, säännöllistä tarkastusta ja huoltoa.
Ympäristön saastuminen. Kiinteiden polttoaineiden polttaminen on ympäristölle haitallisempaa kuin lämmitys nestemäisillä tai kaasumaisilla polttoaineilla. Tämä on johtanut hiili-uunien käyttöön joitain rajoituksia, jotka paikalliset viranomaiset saattavat asettaa joillekin alueille.
Hiilikattilalaite kodin lämmitykseen
Perusta tiiliuunille.
Kuten jo mainittiin, hiilen palamislämpötila on melko korkea. Kun tulipesään virtaa riittävästi ilmaa, se saavuttaa 1000-1100 ° C, joten kaikki materiaalit eivät kestä tällaisia olosuhteita pitkään.
Vertailun vuoksi: kuiva puu identtisissä olosuhteissa pystyy tuottamaan tulipesässä korkeintaan 700 ° C: n lämpötilan ja jopa silloin hyvin harvoin. Lisäksi kivihiilipolttoaine on paljon ravitsevampaa kuin polttopuut.
| Polttoainetyyppi | Lämpöarvo | |
| MJ / kg | kW / kg | |
| Puun kosteus 25% | 10,1 | 2,8 |
| Kovat hiilet | 21,5 | 5,9 |
| Ruskeat hiilet | 15,5 | 4,3 |
Aiemmin vanhoissa taloissa lämmitysuunit tai -uunit asennettiin vain kiinteästä punatiilestä. Palavan lämpöarvoisen hiilen jatkuvasta polttamisesta korkeassa lämpötilassa muuraus alkoi murentua, joten omistajat reunustivat tulipesän sisäpuolelta paksulla teräspohjalla rautateiltä suojaamaan seiniä.
Tällä hetkellä hiilen palamisongelma ratkaistaan paljon helpommin - tulisijan tiilien avulla. Uunin suunnittelussa polttoainekammio vuoritaan SHA-, SHB- tai SHV-luokan tulisijalla neljänneksen tai puolen tiilin paksuuteen. Tämä materiaali pystyy ylläpitämään 1400 ° C: n lämpötilaa ongelmitta ja lyhyeksi ajaksi - jopa 1650 ° C: seen.
Uunin muurausvälineet.
On toinenkin asia: puun korkeamman lämpöarvon vuoksi vapautuu suurempi määrä lämpöä, josta osa menee palamistuotteiden mukana savupiippuun.
Tämän välttämiseksi hiiliuunissa on kehittyneempi savupiiriverkosto, jossa savukaasuilla on aikaa siirtää lämpöä tiiliseiniin eivätkä lennä suoraan savupiippuun.
Muuten tämä on tavallinen tiiliuuni, jolla on kaikki edut ja haitat.
Markkinoiden suosituimmat ja kysytyimmät hiiliuunien valmistajat ovat espanjalainen (Josper S.A.) ja Movilfrit. Näiden kivihiiliuunien ominaisuuksia ja etuja käsitellään jäljempänä.
Hiiliuunien valmistaja "Josper" on onnistunut saavuttamaan johtavan aseman puupolttoainetta käyttävien uunien tuotannossa. Tämän yrityksen suljetut grilliuunit selviävät täydellisesti kuormituksesta ravintoloissa, joissa on paikkoja 30-100. Suurinta kysyntää ovat siirrettävät hiiliuunit, joiden suunnittelu on:
- kivihiilen tai polttopuun jalusta;
- tuhkapannu;
- suljettu hylly elintarvikkeiden väliaikaiseen varastointiin kuumassa tilassa;
- pakoputken sateenvarjo.
Laitoksen omistajaa tulisi houkutella sillä, että Josper-uunien käyttö vähentää polttoaineenkulutusta. Perinteisiin grillijärjestelmiin verrattuna hiilen säästöt ylittävät 25%, mikä mahdollistaa hiiliuunin kustannusten lyhentämisen lyhyessä ajassa. Käytäntö vahvistaa, että hiiliuunien hinta on täysin perusteltu.
Valmistaja saa käyttää ruoanlaittoon puuhiiltä tai kasvihiiltä. Ruoka kypsennetään suoraan ritilöillä, kun taas ruoanlaitto kahdella ritilällä on sallittua. Josper-hiiliuunit ovat käytännössä ainoat, joissa yhdistetään puuhella ja hiiligrilli. Tällä laitteella valmistetut astiat ovat erittäin maukkaita ja aromaattisia.
rasva ei pääse hiileen, mutta kun arina kallistuu, se virtaa erityiseen soluun, joka puhdistetaan täytettäessä. Kaikissa ritilöissä on myös erityiset koukut, joiden avulla ritilät voidaan vaihtaa kuumina. Tuhka syötetään automaattisesti erityiseen säiliöön, joka liukuu ulos puhdistusta varten.
- kananreidet kypsyvät 3 minuutissa;
- naudan pihvit 6 minuutissa,
- ja perunat paistuvat 10 minuuttia.
Korkea käyttölämpötila varmistaa tämän nopean kypsennysajan.
Palaa
Harkitse polttoaineen polttamista tavanomaisessa uunissa, jota käytetään omakotitalojen lämmitykseen. Se koostuu pääosista:
- tulipesä;
- puhallin;
- savupiippu putkella.
Tulipesä on kytketty puhaltimeen erityisen arinan (arinan) kautta, joka sijaitsee tulipesän pohjassa... Polttoaine asetetaan arinan päälle, ja puhaltimesta arinan läpi ilma pääsee tulipesään.
Hiilen polttamisesta uunissa
Yllä olevat lämpötilat asteina kullekin polttoainetyypille ovat teoreettisia. Toisin sanoen ne ovat saavutettavissa ihanteellisissa olosuhteissa energian kantajan palamiseen, jota ei tapahdu tosielämässä, ja jopa kotona. Lisäksi ei ole järkevää ylikuumentaa tiiliuunia tai metallikattilaa. Niitä ei ole suunniteltu tällaisiin järjestelmiin.
Kokonaan hiilen palamisen voimakkuus uunissa riippuu syötetyn ilman määrästä. Hiilet luovuttavat lämpöä parhaiten 100% ilmansyötöllä, mutta käytännössä näin ei tapahdu, koska rajoitamme sen määrää peltiä tai pellillä. Muuten polttokammion lämpötila nousee liikaa, joten se on välillä 800-900 ºС.
Kiinteän polttoaineen kattilan osalta liian voimakas palamistila voi aiheuttaa jäähdytysnesteen nopean kiehumisen ja sen jälkeisen räjähdyksen. Siksi tämän tyyppinen kiinteä polttoaine poltetaan kattiloissa kahdella tavalla:
- perinteinen, lataamalla uuniin ja rajoittamalla ilman määrää.
- automaattikattiloissa toteutetun annostelun avulla.
Polttokaavat
Eri polttoaineiden syttymislämpötilat (klikkaa suuremmaksi)
Kun polttoaine (puu, hiili) syttyy, kemiallinen reaktio tapahtuu lämmön vapautuessa.
Hiilidioksidi reagoi ylempien kerrosten polttoaineessa olevan hiilen kanssa muodostaen hiilimonoksidia.
Tämä ei ole palamisprosessin loppu, koska kun nousee ylös uunitilaan, hiilimonoksidi reagoi ilmasta tulevan hapen kanssa, jonka sisäänvirtaus tapahtuu puhaltimen tai uunin avoimen oven läpi.
Sen palamiseen liittyy sininen liekki ja lämmön vapautuminen. Tuloksena oleva hiilimonoksidi (hiilidioksidi) tulee savupiippuun ja poistuu savupiipun läpi.
Höyrystyminen vähäisellä hapen saannilla johtaa myrkyttömän hiilimonoksidin muodostumiseen, mikä antaa tasaista lämpöä.
Sovellus
Polttoaineen pääasiallinen käyttö on palaminen lämmön tuottamiseksi. Lämpöä käytetään paitsi omakotitalon lämmitykseen ja ruoanlaittoon, myös teollisuudessa korkeassa lämpötilassa tapahtuvien teknisten prosessien tukemiseksi.
Toisin kuin tavanomaisessa uunissa, jossa hapensyöttöprosessi ja palamisintensiteetti ovat huonosti säädeltyjä, teollisuusuunissa kiinnitetään erityistä huomiota happisyötön hallintaan ja tasaisen palamislämpötilan ylläpitämiseen.
Tarkastellaan hiilen polttamisen perusjärjestelmää.
- Polttoaine kuumenee ja kosteus haihtuu.
- Lämpötilan noustessa koksausprosessi alkaa haihtuvien koksiuunikaasujen vapautumisella. Palaminen, se antaa päälämmön.
- Hiili muuttuu koksiksi.
- Koksin palamisprosessiin liittyy lämmön vapautuminen, joka on riittävä seuraavan polttoaineen koksaamisen aloittamiseksi.
Teollisissa kattiloissa koksin palaminen erotetaan eri kammioihin koksiuunin palamisesta. Tämä mahdollistaa hapen sisäänvirtauksen koksille ja kaasulle eri intensiteeteillä, saavuttaen vaaditun palamisnopeuden ja ylläpitämällä vaadittua lämpötilaa.
Hiilen suurin palamislämpötila (video)
Nykyään useiden kiinteiden polttoaineiden käyttö puun, kivihiilen tai turpeen muodossa on suosittua. Sitä käytetään paitsi jokapäiväisessä elämässä lämmitykseen tai ruoanlaittoon myös monilla teollisuudenaloilla.
Asunnonomistajille, jotka käyttävät erityyppisiä kiinteitä polttoaineita kodin lämmitykseen, esimerkiksi hiilen palamislämpötila on mielenkiintoinen. Loogisesti ottaen mitä korkeampi lämpötila on, sitä enemmän lämpöä voidaan saada polttamalla polttoainetta. Mutta tämä on teoria, mutta käytännössä kaikki tapahtuu hieman eri tavalla. Tämän arvokkaan fossiilin todellisesta polttamisesta keskustellaan tässä aineistossa.
Hiilen käyttö
Puuhiiltä käytetään jokapäiväisessä elämässä lihan kypsentämiseen grillillä.
Korkean palamislämpötilan (noin 700 ° C) ja liekin puuttumisen vuoksi saadaan tasainen lämpö, joka riittää lihan kypsentämiseen hiiltymättä.
Sitä käytetään myös tulisijojen polttoaineena, ruoanlaittoon pienissä uuneissa.
Teollisuudessa sitä käytetään pelkistävänä aineena metallintuotannossa. Korvaamaton hiili lasin, muovin, alumiinin valmistuksessa.
On mahdollista tehdä itse hiiltä. Yksityiskohdat:
Mikä hiili on paras kebabille
Koivu
"Oli parempi ottaa koivu." Kuuletko usein tällaisia sanoja kebabia paistettaessa? Mielenkiintoista on, että näiden sanojen kirjoittajat eivät voi selittää miksi. Vain koivu, antaa sopivimman lämpötilan. Sitä ei käytetä vain grilliin, vaan myös uuneissa.
Ole varovainen: kesällä voit ostaa valmiita hiileä pakkauksissa, mutta usein ne myyvät koivuhiilen varjolla mäntyhiiltä.
Kuinka tunnistaa koivuhiili
- antrasiitin väri; - kiiltävä kierre; - pinta kimaltelee;
Mäntyhiilillä ei ole mitään kiiltoa ja ne on maalattu yksinkertaisesti rikkaalla, mustalla värillä.
Briketit
On myös suositeltavaa käyttää niitä grilleihin. Ytimessä se on myös hiiltä, vain tiukasti puristettuna. Briketti on kaksi kertaa tiheämpi. Kuin tavallinen hiili ja palaa paljon kauemmin, saavuttaen 700 C lämpötilan. Lisäksi ne päästävät vähemmän savua.
Tammi
Tällaista kivihiiltä löytyy harvoin pussista, mutta se on. Se pitää lämpötilaa pitkään, mutta sitä on melko vaikea sytyttää. Siksi sitä käytetään pääasiassa kahviloissa ja ravintoloissa.
Mänty
Huono laatu, mistä on osoituksena sen alhainen hinta. Pakkauksiin, joissa on tällaista kivihiiltä, he kirjoittavat usein yksinkertaisesti - "hiili". Palaa nopeasti ja polttaa usein.
