Vari tipi di carburante vengono utilizzati come vettore energetico, ad esempio torba, carbone, legno e bricchette di carburante. Il carbone è considerato il tipo più efficiente, consentendo alla caldaia o al forno di funzionare nel modo più efficiente possibile. Per scegliere un buon combustibile, è necessario considerare diversi fattori, tra cui la temperatura alla quale il carbone brucia.
Quando si sceglie un materiale, dobbiamo tenere conto di diversi fattori
Caratteristiche di diversi tipi di carburante
Considera i due tipi principali e più comuni di materie prime per combustibili solidi: legna da ardere e carbone.
La legna da ardere contiene una quantità significativa di umidità, quindi l'umidità evapora per prima, il che richiede una certa quantità di energia. Dopo che l'umidità evapora, il legno inizia a bruciare intensamente, ma, sfortunatamente, il processo non dura a lungo.
Pertanto, per mantenerlo, è necessario aggiungere regolarmente legna da ardere al focolare. La temperatura di accensione del legno è di circa 300 ° C.
Il carbone supera il legno in termini di quantità di calore generato e durata della combustione.... A seconda dell'età del materiale fossile, il minerale è suddiviso in tipologie:
- Marrone;
- pietra;
- antracite.
Con l'aiuto dell'analisi tecnica, il contenuto di ceneri, umidità, zolfo e fosforo, il rilascio di sostanze volatili sulla massa combustibile, il calore di combustione e le caratteristiche del residuo solido non volatile vengono determinati nei carboni e negli scisti bituminosi. Tutte le analisi vengono eseguite sulla base di campioni analitici di carbone e scisto e del contenuto di umidità nel combustibile di lavoro - sulla base di campioni di laboratorio.
Il ricalcolo della composizione elementare, della resa di sostanze volatili e del calore di combustione per i carboni (ad eccezione dello scisto) durante il passaggio ad un'altra massa viene effettuato secondo i rapporti, secondo le formule. Quando si ricalcola la composizione elementare e il potere calorifico dello scisto, il contenuto di ceneri A deve essere sostituito da A + CO2 per la corrispondente massa di scisto.
UMIDITÀ
Quando si analizzano i carboni, si distinguono i seguenti tipi di umidità:
- laboratorio - Wl, determinato da campioni di laboratorio per analisi tecniche;
- analitico - Wа, determinato da campioni analitici per analisi elementare;
- aria secca - Wav, determinata da campioni analitici allo stato secco all'aria del campione nelle condizioni dello stato effettivo dell'aria in laboratorio mediante umidità relativa e temperatura;
- igroscopico (interno) - Wgi, vicino a Wa, ma determinato da campioni analitici portati ad uno stato di equilibrio secco all'aria a * umidità relativa (60 ± 2%) e temperatura dell'aria (20 ± 5 ° C) costanti;
- umidità di lavoro - Wp determinato da un campione di laboratorio, tenendo conto della perdita di umidità quando il campione viene inviato al laboratorio.
L'umidità del combustibile di lavoro è suddivisa in umidità interna, pari a igroscopica (Wdi), e umidità esterna (Wout), definita come differenza Wout = Wp-Wg,%. L'umidità igroscopica interna (Wdi) dipende dall'umidità relativa e dalla temperatura dell'aria ambiente e dalla capacità di adsorbimento del carbone. L'umidità e il contenuto di ceneri che compongono la zavorra Br = Wp + Ap del combustibile, in particolare l'umidità esterna, deteriorano la qualità dei carboni, riducono la scorrevolezza, complicano la classificazione e il trasporto e provocano il congelamento del carbone in inverno.
I carboni con un alto contenuto di umidità non sono adatti per lo stoccaggio a lungo termine, poiché l'umidità favorisce l'autoriscaldamento e la combustione spontanea. In relazione a queste condizioni tecniche e standard per i carboni per tipo di consumo, sono stati stabiliti standard limite (di rifiuto) per il contenuto di umidità per alcuni tipi e gradi di carbone.
I carboni magri, semi-antracite e antracite sono meno umidi, i carboni marroni sono più umidi. Il contenuto di umidità nei carboni e negli scisti bituminosi è determinato in conformità con GOST 11014-2001. L'essenza del metodo per la determinazione del contenuto di umidità consiste nell'essiccare un campione di combustibile in un forno a una temperatura di 105-110 ° C fino a peso costante e nel calcolare la perdita di peso del campione prelevato in percentuale. La determinazione del contenuto di umidità con un metodo accelerato viene eseguita secondo GOST 11014-2001. L'essenza del metodo accelerato per determinare il contenuto di umidità consiste nell'essiccare un campione di combustibile in un forno di essiccazione a una temperatura che sale entro 5 minuti da 130 a 150 ° С per un campione analitico ed entro 20 minuti per un campione di laboratorio, e nel calcolare la perdita di massa di un campione di carburante presa in percentuale ... Le discrepanze tra i risultati di due determinazioni parallele del contenuto di umidità secondo il GOST specificato non devono superare i valori consentiti.
CENERE
I carboni contengono sempre impurità minerali incombustibili, che includono carbonati di calcio CaCO3, magnesio MgCO3, gesso CaS04-2H20, pirite FeS2 ed elementi rari. Quando il carbone viene bruciato, la parte incombusta delle impurità minerali forma la cenere, che, a seconda della sua composizione, può essere refrattaria o bassofondente, scorrevole o fusa. Le impurità minerali peggiorano la qualità dei carboni, riducono il calore di combustione, caricano il trasporto con zavorra in eccesso, aumentano il consumo di carbone per unità di produzione, complicano le condizioni di utilizzo e peggiorano la qualità del coke.
Le impurità minerali non sono sempre zavorra, a volte contengono elementi rari in quantità che ne consentono l'uso industriale. Inoltre, le scorie possono essere utilizzate per produrre cemento e altri materiali da costruzione.
Il contenuto di ceneri dei carboni è determinato secondo GOST 11022-95. L'essenza del metodo consiste nell'incenerire un campione di combustibile in una muffola e calcinare il residuo di cenere a peso costante ad una temperatura di 800-825 ° C per i carboni e 850-875 ° C per gli scisti bituminosi e determinare la massa del residuo di cenere come percentuale del peso del campione di carburante. Il contenuto di ceneri ottenuto a seguito dell'analisi del campione analitico viene ricalcolato per il contenuto di ceneri nel combustibile assolutamente secco Ac.
Il contenuto di ceneri del combustibile di lavoro Ap in percentuale è calcolato dalla formula:
Ap = Ac (100-Wp) / 100
La determinazione del contenuto di ceneri con un metodo accelerato viene eseguita secondo GOST 11022-95. La sua essenza sta nell'incenerire un campione di carbone in una muffola riscaldata a una temperatura di 850-875 ± 25 ° C e determinare la massa del residuo di cenere come percentuale della massa del campione.
Le discrepanze tra i risultati della determinazione del contenuto di ceneri di Ls sulla base di duplicati di un campione di laboratorio in diversi laboratori secondo i GOST specificati non devono superare:
per combustibili con contenuto di ceneri:
- fino al 12% ... 0,3%
- dal 12 al 25% ... 0,5%
- oltre il 25% ... 0,7%
- oltre il 40% ... 1,0%
Le condizioni tecniche e GOST stabiliscono norme medie e massime (rifiuto) del contenuto di ceneri per vari gradi e classi di carbone per singole miniere, miniere a cielo aperto e impianti di lavorazione.
ZOLFO
Lo zolfo totale contenuto nei carboni è costituito da pirite Sc, solfato Sc e S® organico. Lo zolfo della pirite si trova nei carboni sotto forma di singoli grani e grandi pezzi di minerali di pirite e marcasite. Quando il carbone è esposto all'aria nelle miniere, nei pozzi aperti e in superficie, la pirite si ossida e forma solfati. Il solfato di zolfo è contenuto nei carboni, principalmente sotto forma di solfati di ferro FeSO4 e calcio CaSO4. Il contenuto di solfato di zolfo nei carboni di solito non supera lo 0,1-0,2%. Quando viene bruciato, il solfato di zolfo si trasforma in cenere e quando il carbone viene coke, si trasforma in coke. Lo zolfo organico fa parte della materia organica del carbone. Il contenuto di zolfo totale e la sua varietà nel carburante sono determinati in conformità con GOST 8606-93.
Lo zolfo si trova in tutti i tipi di combustibili solidi e il contenuto totale di zolfo nei carboni varia principalmente dallo 0,2 al 10%.
Lo zolfo è una parte indesiderata e persino dannosa del carburante. Quando il carbone viene bruciato, viene rilasciato sotto forma di SO2, inquinando e avvelenando l'ambiente e corrodendo le superfici metalliche, riduce il calore di combustione dei combustibili e durante la coking passa sopra, deteriorando le sue proprietà e la qualità del metallo. La scelta delle modalità di utilizzo dei carboni dipende spesso dal loro contenuto totale di zolfo. Ecco perché lo zolfo totale è l'indicatore più importante della qualità del carbone.
Il contenuto di zolfo totale viene determinato bruciando un campione di carburante con una miscela di ossido di magnesio e carbonato di sodio (miscela di Eshch), sciogliendo i solfati formati, facendo precipitare lo ione solfato sotto forma di solfato di bario, determinando la massa di quest'ultimo e ricalcolando alla massa di zolfo. Il contenuto di solfato di zolfo viene determinato sciogliendo i solfati contenuti nel carburante in acqua distillata, facendo precipitare lo ione solfato sotto forma di solfato di bario, determinando la massa di quest'ultimo e ricalcolandola alla massa di zolfo. Il contenuto di zolfo pirite viene determinato elaborando un campione di carburante con acido nitrico diluito e dissolvendo i solfati in esso, formati durante l'ossidazione della pirite con acido nitrico, seguito dalla precipitazione dello ione solfato sotto forma di solfato di bario, determinando la massa di quest'ultimo e ricalcolandolo alla massa di zolfo. Il contenuto di zolfo piritico è determinato dalla differenza tra il contenuto di zolfo recuperato dal carburante mediante acido nitrico e acqua.
La discrepanza tra i risultati di due determinazioni parallele del contenuto di zolfo in un laboratorio non deve superare: per il carbone con un contenuto di zolfo fino al 2% - 0,05%, oltre il 2% - 0,1%. Le discrepanze tra i risultati della determinazione del contenuto di zolfo dai duplicati di un campione di laboratorio in diversi laboratori non devono superare: per il carbone con un contenuto di zolfo fino al 2% - 0,1%, oltre il 2% - 0,2%. Il contenuto di zolfo è determinato dal metodo accelerato secondo GOST 2059-54.
L'essenza di questo metodo consiste nel bruciare una massa di carbone in un flusso di ossigeno o aria ad una temperatura di 1150 ± 50 ° C, intrappolando i composti di zolfo formati con una soluzione di perossido di idrogeno e determinando il volume di acido solforico ottenuto in un soluzione titolandola con una soluzione di potassio caustico. La discrepanza tra i risultati di due determinazioni parallele del contenuto di zolfo di un campione per un laboratorio non deve superare lo 0,1%, per laboratori diversi - 0,2%.
FOSFORO
È contenuto nel carbone in quantità insignificanti - 0,003-0,05% ed è un'impurità nociva, poiché durante la coke si trasforma in coke, e da coke - in metallo, conferendogli fragilità. Nei carboni di Donetsk, il contenuto di fosforo varia dallo 0,003 allo 0,04%, a Kuznetsk e Karaganda dallo 0,01 allo 0,05%. Il fosforo è determinato con metodo volumetrico o fotocolorimetrico secondo GOST 1932-93.
Il metodo volumetrico consiste nell'ossidazione del fosforo contenuto in un campione di carbone in acido ortofosforico, seguita dalla precipitazione del fosforo sotto forma di ammonio fosforico-libdicato, sciogliendo quest'ultimo in eccesso di una soluzione titolata di alcali caustici, titolando nuovamente risultante soluzione con acido solforico e calcolare la percentuale di fosforo dalla quantità di soluzione alcalina consumata per sciogliere il precipitato. Il metodo fotocolorimetrico consiste nel bruciare un campione di carbone con una miscela di ossido di magnesio e carbonato di sodio (miscela Eshch), sciogliere la massa incrostata in acido, rimuovere l'acido silicico dalla soluzione e determinazione fotocolorimetrica del fosforo nel filtrato.
La discrepanza tra i risultati di due determinazioni parallele del contenuto di fosforo non deve superare:
Con contenuto di fosforo:
- fino a 0,01% ... 0,001%
- fino a 0,05% ... 0,003%
- fino allo 0,1% ... 0,005%
- più dello 0,1% ... 0,01%
Il calcolo del contenuto di fosforo viene effettuato su una massa di carbone assolutamente secca.
VOLATILI
Quando i carboni vengono riscaldati senza accesso all'aria, si formano prodotti solidi e gassosi. Il rilascio di sostanze volatili è uno dei principali indicatori per la classificazione dei carboni per gradi e dipende dal grado di metamorfismo del carbone.Con il passaggio a carboni più metamorfizzati, la resa dei volatili diminuisce. Pertanto, la resa di sostanze volatili per massa combustibile Vg per i carboni bruni varia dal 28 al 67%, per i carboni bituminosi - dall'8 al 55% e per l'antracite - dal 2 al 9%. La resa di sostanze volatili per carboni bituminosi e bruni è determinata secondo GOST 6382-65 con il metodo del peso e per antracite e semi-antracite del bacino di Donetsk - secondo GOST 7303-2001 secondo il metodo del peso e per antracite e semi-antracite del bacino di Donetsk - secondo GOST 7303-90 con il metodo volumetrico.
L'essenza del metodo gravimetrico consiste nel riscaldare un campione di carbone in un crogiolo di porcellana con coperchio a una temperatura di 850 ± 25 ° С per 7 minuti e determinare la perdita di peso del campione prelevato. La resa in volatili è calcolata dalla differenza tra la perdita di massa totale e la perdita per evaporazione dell'umidità e la rimozione di anidride carbonica dai carbonati quando quest'ultimo contenuto nel campione è superiore al 2%. Le discrepanze tra i risultati della determinazione della resa di sostanze volatili Vg non devono superare lo 0,5% per i carboni con Vg inferiore al 45% e l'1,0% per i carboni con Vg> 45%.
L'essenza del metodo volumetrico consiste nel riscaldare un campione di antracite e semi-antracite alla temperatura di 900 ± 10 ° C per 15 min e determinare il volume del gas sviluppato in cm3 / g. La discrepanza tra i risultati di due determinazioni parallele della resa volumetrica di sostanze volatili in cm3 / g per un campione non deve superare il 7% per il più piccolo di essi.
In base ai valori di resa delle sostanze volatili e alle caratteristiche del residuo non volatile è possibile stimare approssimativamente la capacità agglomerante dei carboni, nonché prevedere il comportamento del combustibile nei processi tecnologici di lavorazione e proporre metodi di combustione razionali.
CALORE DI COMBUSTIONE
Il calore di combustione (Q, kcal / kg) è uno dei principali indicatori della qualità del carbone. Gli standard e le specifiche prevedono il valore medio del calore di combustione del combustibile per massa combustibile per una bomba Qgb per il carbone e per lo scisto per combustibile assolutamente secco - Qsb. Il calore di combustione è determinato secondo GOST 147-95.
L'essenza del metodo consiste nel bruciare un campione di carburante in una bomba calorimetrica in ossigeno compresso e determinare la quantità di calore rilasciata durante la sua combustione. Il calore di combustione per massa combustibile Qgb, determinato dalla bomba, contiene, oltre al calore ottenuto dalla combustione della parte combustibile del carbone, il calore sprigionato durante la formazione e dissoluzione dell'acido nitrico in acqua, e il calore latente di vaporizzazione durante la combustione dell'idrogeno, che viene trasferito all'acqua del calorimetro. Il potere calorifico più basso Qgn si ottiene come differenza tra Qgb e il calore ottenuto nella bomba per formazione di acido e condensazione del vapore acqueo, che in condizioni pratiche di combustione del carbone non può essere utilizzato.
Il potere calorifico più basso Qgn si ottiene come differenza tra Qgb e il calore ottenuto nella bomba per formazione di acido e condensazione del vapore acqueo, che in condizioni pratiche di combustione del carbone non può essere utilizzato:
Qгн = Qgb - 22,5 (Sro + Srk) - aQgb - 54Ng, dove 22,5 è il calore rilasciato durante la formazione di acido solforico in acqua dall'1% di zolfo, che viene convertito in acido solforoso quando si brucia il carbone in una bomba, kcal; Sro + Srk - la quantità di zolfo combustibile, che è stata convertita durante la combustione del carbone in una bomba in acido solforoso (in percentuale), riferita alla massa combustibile del campione di carbone.
Il calore più basso di combustione del carbone per massa di lavoro Qрн, rilasciato durante la combustione del carburante nei forni industriali, è inferiore a Qгн, poiché il carburante di lavoro contiene zavorra Br = Wр + Aр e, inoltre, per evaporare l'umidità, è necessario spendere 6Wr di calore;
Qрн per i carboni può essere calcolato dalla formula:
Qрн = Qгн100 - Wp - Ap100 - 6Wp, kcal / kg,
dove Qрн è il calore di combustione più basso per massa di lavoro, kcal / kg; Qgn è il calore di combustione più basso per massa combustibile, kcal / kg.
Per lo scisto bituminoso Qрн - è calcolato dalla formula
Qрн = Qгн100 - Wp - Wpcap - COp2K100 - 6Wp - 9,7COp2K,
dove 9,7COp2K - assorbimento di calore durante la decomposizione dei carbonati contenuti nello scisto, kcal / kg.
COMBUSTIBILE CONDIZIONATO
A causa del fatto che il calore di combustione dei carboni di singoli depositi, gradi e gradi e altri tipi di carburante è diverso, per comodità di pianificare le esigenze di carburante, determinare tassi specifici e consumo di carburante effettivo, nonché per confronto, è stato introdotto il concetto di "carburante convenzionale". Tale carburante è considerato condizionale, il cui calore inferiore di combustione per la massa di lavoro Qрн è 7000 kcal / kg. Per convertire il carburante naturale in condizionale e condizionale in carburante naturale, viene utilizzato l'equivalente calorico, il cui valore dipende da Qрн.
EQUIVALENTE CALORIE
L'equivalente calorico EK è il rapporto tra il potere calorifico più basso del carburante di lavoro e il potere calorifico del carburante standard, ad es.
Ec = Qрн7000.
La conversione del combustibile naturale Vn in Vu condizionale si ottiene moltiplicando la quantità di combustibile naturale per l'equivalente calorico: Vu = Vn * Eq.
La conversione del carburante equivalente in carburante naturale si ottiene dividendo la quantità di carburante equivalente per l'equivalente calorico: Vy = Vn / Eq.
EQUIVALENTE TECNICO
L'equivalente tecnico viene utilizzato per confrontare diversi carboni e altri tipi di carburante in termini di valore di ingegneria termica e per determinare le quantità equivalenti quando si sostituisce un tipo di carburante con un altro. Equivalente tecnico Et - il rapporto tra la quantità utile di calore del carburante dato e il calore di combustione del carburante standard. Il calore utilmente utilizzato per unità di massa di combustibile è espresso dal prodotto del più basso calore di combustione del combustibile di lavoro Qрн per l'efficienza dell'impianto. Pertanto, l'equivalente tecnico, a differenza di quello ipercalorico, tiene conto non solo del valore del calore di combustione di un dato combustibile, ma anche del grado di possibile utilizzo dell'ingegneria termica, è determinato dalla formula:
Et = QrnYk7000,
dove Yk è l'efficienza di questo impianto caldaia in frazioni unitarie; 7000 è il calore di combustione del combustibile equivalente, kcal / kg.
L'equivalente tecnico per lo stesso carburante è sempre inferiore all'equivalente calorico. L'equivalente tecnico viene praticamente utilizzato per determinare le tariffe specifiche e il consumo effettivo di carburante.
Composizione del carburante di diversi tipi
La lignite appartiene ai giacimenti giovani, quindi contiene la maggior quantità di umidità (dal 20% al 40%), sostanze volatili (fino al 50%) e una piccola quantità di carbonio (dal 50% al 70%). La sua temperatura di combustione è superiore a quella della legna, ed è di 350 ° C. Potere calorifico - 3500 kcal / kg.
Il tipo più comune di combustibile è il carbone bituminoso. Contiene una piccola quantità di umidità (13-15%) e il contenuto di carbonio dell'elemento combustibile supera il 75%, a seconda del grado.
La temperatura media di accensione è di 470 ° C. Gas fuggitivi nel carbone 40%. Durante la combustione vengono rilasciate 7000 kcal / kg.
L'antracite, che si trova a una profondità considerevole, è tra i più antichi depositi di fossili da combustibili solidi. Non contiene praticamente gas volatili (5-10%) e la quantità di carbonio varia tra 93-97%. Il calore di combustione è compreso tra 8100 e 8350 kcal / kg.
Il carbone dovrebbe essere annotato separatamente. È ottenuto dal legno per pirolisi - combustione ad alte temperature senza ossigeno. Il prodotto finito ha un alto contenuto di carbonio (dal 70% al 90%). Quando si brucia legna da ardere, vengono emesse circa 7000 kcal / kg.
Puoi leggere le caratteristiche dell'utilizzo dei bricchetti di torba in questo articolo:
Caratteristiche termiche del legno
Il carbone di legna è classificato come una categoria separata in quanto non è un combustibile fossile, ma un prodotto di produzione. Per ottenerlo, il legno viene trattato in modo speciale in modo da modificarne la struttura e rimuovere l'umidità in eccesso.La tecnologia per ottenere un vettore energetico efficiente e di facile utilizzo è nota da molto tempo: prima, il legno veniva bruciato in fosse profonde, bloccando l'accesso all'ossigeno, ma oggi vengono utilizzati forni a carbone speciali.
Bruciare legna in un forno a carbone
In normali condizioni di conservazione, il contenuto di umidità del carbone è di circa il 15%. Il carburante si accende già quando viene riscaldato a 200 ° C. Il potere calorifico specifico del vettore energetico è alto: raggiunge 7400 kcal / kg.
La temperatura di combustione del carbone varia a seconda del tipo di legna e delle condizioni di combustione. Ad esempio, i carboni di betulla possono essere utilizzati per riscaldare una fucina e forgiare il metallo: con una fornitura d'aria intensiva, bruceranno a 1200-1300 ° C. In una stufa o in una caldaia, la temperatura durante la combustione raggiungerà 800-900 ° С e quando si utilizza il carbone nella griglia per strada - 700 ° С.
Il combustibile a legna bruciato è economico: il suo consumo è molto inferiore rispetto all'uso di legna da ardere. Oltre all'elevato trasferimento di calore, è caratterizzato da un basso contenuto di ceneri.
A causa del fatto che il carbone brucia con una piccola quantità di cenere ed emana un calore uniforme senza fiamme libere, è ideale per cuocere carne e altri alimenti su un fuoco aperto. Può essere utilizzato anche per riscaldare il caminetto o cucinare su un fornello.
Le specie legnose differiscono per densità, struttura, quantità e composizione delle resine. Tutti questi fattori influenzano il potere calorifico del legno, la temperatura alla quale brucia e le caratteristiche della fiamma.
Il legno di pioppo è poroso, tale legna da ardere brucia intensamente, ma l'indicatore di temperatura massima raggiunge solo 500 gradi. Le specie legnose fitte (faggio, frassino, carpino), quando bruciate, emettono oltre 1000 gradi di calore. Gli indicatori di betulla sono leggermente inferiori - circa 800 gradi. Il larice e la quercia divampano più caldi, emettendo fino a 900 gradi Celsius. La legna da ardere di pino e abete rosso brucia a 620-630 gradi.
La legna da ardere di betulla ha un rapporto migliore tra efficienza termica e costo: non è economicamente redditizio riscaldare con legni più costosi con temperature di combustione elevate.
Abete rosso, abete e pino sono adatti per accendere fuochi: queste conifere forniscono un calore relativamente moderato. Ma non è consigliabile utilizzare tale legna da ardere in una caldaia a combustibile solido, in una stufa o in un caminetto: non emettono abbastanza calore per riscaldare efficacemente la casa e cuocere il cibo, bruciando con la formazione di una grande quantità di fuliggine.
La legna da ardere di bassa qualità è considerata un combustibile a base di pioppo tremulo, tiglio, pioppo, salice e ontano: il legno poroso emette poco calore quando brucia. L'ontano e alcuni altri tipi di legna "sparano" carboni durante la combustione, che possono provocare un incendio se la legna viene utilizzata per accendere un camino aperto.
Quando si sceglie, si dovrebbe anche prestare attenzione al grado di contenuto di umidità del legno: la legna da ardere grezza brucia peggio e lascia più cenere.
Attualmente si tende a passare dalle installazioni, che erano basate sul processo di combustione del gas, ai sistemi domestici di riscaldamento a combustibile solido.
Non tutti sanno che la creazione di un microclima confortevole in casa dipende direttamente dalla qualità del carburante selezionato. Individueremo il legno come materiale tradizionale utilizzato in tali caldaie.
In condizioni climatiche rigide caratterizzate da inverni lunghi e freddi, è abbastanza difficile riscaldare un'abitazione con la legna per l'intera stagione di riscaldamento. Con un forte calo della temperatura dell'aria, il proprietario della caldaia è costretto a utilizzarlo al limite delle massime capacità.
Quando si sceglie il legno come combustibile solido, sorgono seri problemi e inconvenienti. Innanzitutto notiamo che la temperatura di combustione del carbone è molto più alta di quella del legno.Tra gli svantaggi c'è l'alta velocità di combustione della legna da ardere, che crea serie difficoltà nel funzionamento della caldaia di riscaldamento. Il suo proprietario è costretto a monitorare costantemente la disponibilità di legna da ardere nel focolare, una quantità sufficientemente grande sarà richiesta per la stagione di riscaldamento.
Processo di combustione
A seconda del tipo e della qualità, il carburante è suddiviso in fiamma corta e fiamma lunga. Quelli a fiamma corta includono antracite e coca cola, carbone di legna.
Quando viene bruciata, l'antracite genera molto calore, ma per accenderla è necessario fornire una temperatura elevata con un combustibile più infiammabile, ad esempio il legno. L'antracite non emette fumo, brucia inodore, la sua fiamma è bassa.
I combustibili a fiamma lunga vengono bruciati in due fasi. In primo luogo, vengono rilasciati gas volatili, che vengono bruciati sopra lo strato di carbone nello spazio del forno.
Dopo che i gas sono stati bruciati, il carburante rimanente inizia a bruciare, che nel frattempo si è trasformato in coke. La coca cola brucia con una fiamma breve sulle grate. Dopo l'esaurimento del carbonio, rimangono cenere e scorie.
Proprietà della stufa a combustibile naturale
È il modo più economico per realizzare una stufa in mattoni a carbone con le tue mani.
Materiali (modifica)
Abbiamo bisogno:
- mattone;
- malta pronta per la posa di forni;
- griglia in ghisa;
- fornello in ghisa;
- lamiera b = 4mm - 600x1200 mm - 0,72 m2;
- elettrodi per saldatura - 1 confezione.
Strumenti
- cazzuola;
- cazzuole;
- martelli;
- trapano;
- altro.
Schema e ordine
Foto №1 Vista generale
Foto n. 2 Poryadovka
Descrizione della muratura
- In cima, senza malta, metti un mattone (vedi foto n. 2, prima fila). Controlliamo rigorosamente l'orizzontalità utilizzando un livello.
- Installa lo sportello del ventilatore. Lo ripariamo con un filo e lo avvolgiamo con un cavo di amianto.
- Mettiamo le grate direttamente sopra il ventilatore.
- Continuiamo a posare secondo l'ordine (vedi foto n. 2)
- Installa la porta del focolare. Lo ripariamo con filo e mattoni.
- Dall'alto, la fila dovrebbe sovrapporsi alla porta tagliafuoco e terminare 130 mm sopra di essa.
- Continuiamo a posare, spostando leggermente indietro i mattoni. Prima di ciò, posiamo un cavo di amianto, su cui installeremo il piano di cottura.
- Iniziamo la formazione del camino dalla riga successiva. Il progetto prevede l'installazione di un tubo a guscio in lamiera o alluminio ondulato. Il tubo non dovrebbe essere pesante. In caso contrario, il centro di gravità potrebbe spostarsi.
- Sull'undicesima fila, mettiamo una valvola per regolare il flusso d'aria. Non dimenticare di sigillarlo con una corda di amianto e coprirlo con argilla.
- Successivamente, mettiamo il camino nel quadruplo, che uniamo a quello metallico. Il tubo dovrebbe essere rigorosamente verticale e non piegarsi di lato. Per una maggiore stabilità, dovrebbe essere coperto con tre file di mattoni.
- Rimuoviamo i mattoni knockout che mettiamo sulla 4a fila, puliamo il camino dai detriti.
- Ora la stufa a carbone dovrebbe essere imbiancata. Qualsiasi calce andrà. Gli esperti consigliano di aggiungere blu e un po 'di latte. Quindi la calce non si scurirà e non volerà via.
- Installiamo una lamiera davanti al focolare.
- Installa il battiscopa
La stufa a carbone fai-da-te non è facile. È meglio chiedere aiuto a un produttore di stufe esperto o essere paziente.
Il design di una stufa a carbone non è molto diverso da un dispositivo a legna, ma ci sono alcune caratteristiche. Il principio della fornitura d'aria necessaria per la combustione è significativamente diverso. Nelle stufe a carbone, deve provenire dal basso per fornire flusso d'aria al combustibile e nei sistemi di aspirazione dell'aria a legna si trovano sopra
I dispositivi a carbone sono meno impegnativi per il carburante: è importante che l'accensione primaria sia effettuata con materiale secco; durante il processo di riscaldamento, la secchezza del carburante è desiderabile, ma non essenziale. Prima dell'uso, si consiglia di riscaldare il carbone in un compartimento appositamente progettato del forno.
Il sistema di scarico dei fumi per una stufa a carbone è equipaggiato in modo che il flusso d'aria con i prodotti della combustione si muova intensamente attraverso il tubo.La portata è regolata non con l'aiuto di una vista dell'ammortizzatore (potrebbe non esistere affatto), ma con un ventilatore. Tutte queste caratteristiche progettuali sono dovute alla durata del burnout del carburante.
Design del camino della fornace a carbone
Alte prestazioni. Se il sistema camino è costruito correttamente, una stufa a carbone diventerà un sistema di riscaldamento efficiente e affidabile per la tua casa. Può anche essere un buon backup o un'opzione aggiuntiva.
Multifunzionalità. Esistono modelli industriali progettati non solo per il riscaldamento, ma anche per cucinare, riscaldare l'acqua. Anche i forni fatti in casa in mattoni e metallo sono spesso realizzati con un piano cottura e / o vasche integrate.
Disponibilità di carburante. Ci sono aree in cui il carbone è facilmente disponibile e relativamente economico. Per tali insediamenti, il riscaldamento a carbone è economicamente redditizio.
Costruzione semplice. Una stufa a combustibile solido convenzionale non richiede collegamenti meccanici. Non ci sono elementi strutturali elettromeccanici in esso che possono rompersi nel momento più inopportuno. È vero, questo non si applica ai modelli moderni complessi con alimentazione automatica del carburante.
Possibilità di riscaldare con legna. In pratica, i dispositivi che funzionano esclusivamente a carbone non si trovano quasi mai sul mercato. Le stufe possono essere alimentate sia a carbone che a legna. Inoltre, i produttori di apparecchiature di riscaldamento producono generatori di calore combinati in grado di funzionare con gas e combustibili solidi.
Ti offriamo di familiarizzare con il design degli interni nella sala relax nella vasca da bagno
Forno a carbone industriale
Pericolo d'incendio. Qualsiasi apparecchiatura di riscaldamento che utilizza legno o carbone è potenzialmente pericolosa. Durante l'installazione, è necessario attenersi rigorosamente alle regole e ai regolamenti stipulati da SNiP 2.04.05-91.
È richiesto lo stoccaggio del carburante. Di solito, il carbone viene acquistato prima dell'inizio della stagione di riscaldamento; per il suo stoccaggio dovrebbe essere assegnata una stanza separata.
Devi monitorare costantemente il funzionamento del forno. Se il proprietario della casa installa una stufa convenzionale e non un modello con alimentazione automatica del carburante, deve aggiungere costantemente carbone al focolare e monitorarne il funzionamento.
Riscaldamento irregolare della casa. Per garantire che tutti gli ambienti siano ben riscaldati, è necessario prevedere un sistema per la distribuzione dell'aria termica. Altrimenti, la stanza in cui è installata la stufa sarà riscaldata troppo e il resto delle stanze sarà notevolmente più fresco.
Pulizia del camino. Le stufe a combustibile solido richiedono cure costanti, ispezioni e manutenzioni regolari.
Inquinamento ambientale. La combustione di combustibili solidi è più dannosa per l'ambiente rispetto al riscaldamento con combustibili liquidi o gassosi. Ciò ha portato ad alcune restrizioni all'uso di stufe a carbone, che possono essere imposte dalle autorità locali in alcune regioni.
Dispositivo caldaia a carbone per riscaldamento domestico
Fondazione per un forno in mattoni.
Come già accennato, la temperatura di combustione del carbone è piuttosto elevata. Con un flusso d'aria sufficiente nel focolare, raggiunge i 1000-1100 ° C, quindi non tutti i materiali sono in grado di resistere a tali condizioni per lungo tempo.
Per fare un confronto: la legna secca in circostanze identiche è in grado di fornire non più di 700 ° C nel focolare, e anche in questo caso molto raramente. Inoltre, il carbone è molto più nutriente della legna da ardere.
| Tipo di carburante | Valore calorico | |
| MJ / kg | kW / kg | |
| Umidità del legno 25% | 10,1 | 2,8 |
| Carboni duri | 21,5 | 5,9 |
| Carboni marroni | 15,5 | 4,3 |
In precedenza, nelle vecchie case, le stufe per il riscaldamento o le stufe erano disposte solo in mattoni rossi solidi. Con la combustione costante di carbone ad alto potere calorifico dall'alta temperatura, la muratura ha iniziato a sgretolarsi, quindi i proprietari hanno rivestito il focolare dall'interno con spesse suole d'acciaio dei binari ferroviari per proteggere le pareti.
Al momento, il problema della combustione del carbone è risolto molto più facilmente, con l'aiuto di mattoni refrattari. Il design del forno prevede il rivestimento della camera del combustibile con pietra refrattaria del grado SHA, SHB o SHV fino allo spessore di un quarto o mezzo mattone. Questo materiale è in grado di mantenere una temperatura di 1400 ° C senza problemi e per un breve periodo - fino a 1650 ° C.
Utensili per muratura di forni.
C'è un altro punto: a causa del potere calorifico superiore rispetto alla legna, viene rilasciata una maggiore quantità di calore, parte del quale va con i prodotti della combustione nel camino.
Per evitare ciò, nel forno a carbone viene fornita una rete più sviluppata di circuiti del fumo, dove i gas di combustione hanno il tempo di trasferire calore alle pareti di mattoni e non volare direttamente nel camino.
Altrimenti, questa è una normale stufa in mattoni con tutti i vantaggi e gli svantaggi.
I produttori di stufe a carbone più popolari e richiesti sul mercato sono lo spagnolo (Josper S.A.) e Movilfrit. Le caratteristiche ei vantaggi di questi forni a carbone sono discussi di seguito.
Il produttore di stufe a carbone "Josper" è riuscito a conquistare una posizione di leadership nella produzione di stufe che utilizzano combustibile a legna. I forni grill chiusi di questa azienda si adattano perfettamente al carico in una struttura di ristorazione con un numero di posti da 30 a 100. I forni mobili a carbone sono i più richiesti, il cui design ha:
- piedistallo per carbone o legna da ardere;
- cassetto cenere;
- ripiano chiuso per la conservazione temporanea degli alimenti allo stato caldo;
- ombrello di scarico.
Il proprietario dello stabilimento dovrebbe essere attratto dal fatto che l'uso di stufe Josper consentirà di ridurre il consumo di carburante. Rispetto ai classici sistemi barbecue, il risparmio di carbone supera il 25%, il che consente di recuperare il costo di una stufa a carbone in un breve periodo di tempo. La pratica conferma che il prezzo per le stufe a carbone è pienamente giustificato.
Il produttore può utilizzare carbone di legna o carbone vegetale per cucinare. Il cibo viene cotto direttamente sulle griglie, mentre è consentita la cottura su due griglie. Le stufe a carbone Josper sono praticamente le uniche in cui sono combinati una stufa a carbone e un barbecue a carbone. I piatti preparati con questa attrezzatura sono molto gustosi e aromatici.
il grasso non si deposita sulla brace, ma quando la griglia viene inclinata, scorre in una cella speciale, che viene pulita man mano che viene riempita. Inoltre, tutte le griglie sono dotate di ganci speciali, che consentono di cambiare le griglie a caldo. Le ceneri vengono automaticamente immesse in una speciale tramoggia che scorre fuori per la pulizia.
- le cosce di pollo cuoceranno in 3 minuti;
- bistecche di manzo in 6 minuti,
- e le patate cuoceranno per 10 minuti.
Questo tempo di cottura veloce è assicurato dalle alte temperature di esercizio.
Burning
Considera il processo di combustione del combustibile in una stufa convenzionale, che viene utilizzata per riscaldare case private. Si compone delle parti principali:
- focolare;
- soffiatore;
- camino con un tubo.
Il focolare è collegato al ventilatore tramite un'apposita griglia (griglia) situata nella parte inferiore del focolare... Il carburante viene posto sulla griglia e l'aria dal ventilatore attraverso la griglia entra nel focolare.
Sulla combustione del carbone nelle fornaci
Le temperature sopra indicate in gradi per ogni tipo di carburante sono teoriche. Cioè, sono realizzabili in condizioni ideali per la combustione di un vettore energetico, cosa che non avviene nella vita reale e nemmeno a casa. Inoltre, non ha senso surriscaldare una stufa in mattoni o una caldaia in metallo. Non sono progettati per tali regimi.
In generale, l'intensità della combustione del carbone nella stufa dipende dalla quantità di aria fornita. I carboni emanano calore al meglio con il 100% di alimentazione d'aria, ma in pratica ciò non accade, poiché ne limitiamo la quantità con uno smorzatore o uno smorzatore. Altrimenti, la temperatura nella camera di combustione aumenterà troppo e quindi sarà compresa tra 800-900 ºС.
Come per una caldaia a combustibile solido, una modalità di combustione eccessivamente intensa può causare una rapida ebollizione del liquido di raffreddamento e una successiva esplosione. Pertanto, questo tipo di combustibile solido viene bruciato nelle caldaie in due modi:
- tradizionale, con caricamento nel forno e limitazione della quantità d'aria.
- con l'aiuto di un'alimentazione misurata, implementata in caldaie automatiche.
Formule di combustione
Temperature di accensione di diversi combustibili (clicca per ingrandire)
Quando il combustibile (legno, carbone) si accende, si verifica una reazione chimica con il rilascio di calore.
L'anidride carbonica reagisce con il carbonio nel carburante negli strati superiori per formare monossido di carbonio.
Questa non è la fine del processo di combustione, perché quando sale nello spazio del forno, il monossido di carbonio reagisce con l'ossigeno dell'aria, il cui afflusso avviene attraverso il ventilatore o la porta aperta del forno.
La sua combustione è accompagnata da una fiamma blu e dal rilascio di calore. Il monossido di carbonio risultante (anidride carbonica) entra nel camino e fuoriesce attraverso il camino.
Fumare con un apporto minimo di ossigeno produrrà monossido di carbonio non tossico, fornendo calore uniforme.
Applicazione
L'uso principale del carburante è la combustione per generare calore. Il calore viene utilizzato non solo per riscaldare una casa privata e cucinare, ma anche nell'industria per supportare i processi tecnologici che avvengono ad alte temperature.
A differenza di una stufa tradizionale, dove il processo di erogazione dell'ossigeno e l'intensità della combustione sono scarsamente regolati, nei forni industriali viene prestata particolare attenzione al controllo della fornitura di ossigeno e al mantenimento di una temperatura di combustione uniforme.
Consideriamo lo schema di base della combustione del carbone.
- Il carburante viene riscaldato e l'umidità evapora.
- All'aumentare della temperatura, il processo di coke inizia con il rilascio di gas volatili da cokeria. Bruciando, dà il calore principale.
- Il carbone si trasforma in coke.
- Il processo di combustione del coke è accompagnato dal rilascio di calore sufficiente per iniziare a coke la porzione successiva del combustibile.
Nelle caldaie industriali, la combustione del coke viene separata in diverse camere dalla combustione del gas di coke. Ciò consente l'afflusso di ossigeno per coke e gas con intensità diverse, raggiungendo la velocità di combustione richiesta e mantenendo la temperatura richiesta.
Temperatura massima di combustione del carbone (video)
Oggi, tale uso di una varietà di combustibili solidi, sotto forma di legno, carbone o torba, è popolare. Viene utilizzato non solo nella vita di tutti i giorni per riscaldare o cucinare, ma in molte industrie.
Per i proprietari di case che utilizzano vari tipi di combustibili solidi per riscaldare le loro case, un parametro come la temperatura di combustione del carbone è di notevole interesse. Logicamente parlando, maggiore è questa temperatura, più calore può essere ottenuto bruciando carburante. Ma questa è teoria, ma in pratica tutto accade in modo leggermente diverso. La vera combustione di questo prezioso fossile sarà discussa in questo materiale.
Usando il carbone
Il carbone di legna viene utilizzato nella vita di tutti i giorni per cucinare la carne alla griglia.
A causa dell'elevata temperatura di combustione (circa 700 ° C) e dell'assenza di fiamma, si garantisce un calore uniforme, sufficiente per cuocere la carne senza carbonizzarla.
Viene anche utilizzato come combustibile per camini, cucinando su piccoli fornelli.
Nell'industria viene utilizzato come agente riducente nella produzione di metalli. Carbone insostituibile nella produzione di vetro, plastica, alluminio.
È possibile fare il carbone da soli. Dettagli:
Quale carbone è il migliore per gli spiedini
Betulla
"Era meglio prendere una betulla." Senti spesso queste parole mentre friggi gli spiedini? È interessante notare che gli autori di queste parole non possono spiegare perché. Solo betulla, dà la temperatura più adatta. Viene utilizzato non solo per il barbecue, ma anche nei forni.
Stai attento: in estate è possibile acquistare carbone già pronto in pacchetti, ma spesso sotto le spoglie del carbone di betulla, vendono carbone di pino.
Come riconoscere il carbone di betulla
- colore antracite; - twist lucido; - la superficie brilla;
I carboni di pino non hanno assolutamente lucentezza e sono dipinti in un ricco colore nero.
Bricchetti
Si consiglia di utilizzarli anche per i barbecue. Al centro, è anche carbone, solo strettamente pressato. La mattonella è due volte più densa. Rispetto al carbone normale e brucia molto più a lungo, raggiungendo una temperatura di 700 C. Inoltre, emettono meno fumo.
Quercia
Tale carbone si trova raramente nei sacchi, ma lo è. Mantiene la temperatura a lungo, ma è abbastanza difficile accenderlo. Pertanto, è utilizzato principalmente nei caffè e nei ristoranti.
Pino
Scarsa qualità, come indicato dal suo prezzo basso. Su pacchi con un tal carbone, spesso scrivono semplicemente - "carbone di legna". Brucia rapidamente e spesso fuma.
