S'utilitzen diversos tipus de combustible com a transportador d'energia, per exemple, torba, carbó, fusta i briquetes de combustible. Es considera que el carbó és el tipus més eficient, ja que permet que la caldera o el forn funcionin de la manera més eficaç possible. Per seleccionar un bon combustible, cal tenir en compte diversos factors, inclosa la temperatura a la qual crema el carbó.
A l’hora d’escollir un material, hem de tenir en compte diversos factors
Característiques dels diferents tipus de combustible
Penseu en els dos tipus principals, més comuns, de matèries primeres de combustible sòlid: llenya i carbó.
La llenya conté una quantitat important d'humitat, de manera que la humitat s'evapora primer, cosa que requereix una certa quantitat d'energia. Després que la humitat s’evapori, la fusta comença a cremar intensament, però, malauradament, el procés no dura gaire.
Per tant, per mantenir-la, cal afegir llenya regularment a la llar de foc. La temperatura d’encesa de la fusta és d’uns 300 ° C.
El carbó supera la fusta pel que fa a la quantitat de calor generada i la durada de la combustió.... Segons l’edat del material fòssil, el mineral es divideix en tipus:
- marró;
- pedra;
- antracita.
Amb l’ajut de l’anàlisi tècnica, el contingut de cendres, humitat, sofre i fòsfor, l’alliberament de substàncies volàtils sobre la massa combustible, la calor de la combustió i les característiques del residu sòlid no volàtil es determinen en carbons i esquist oliers. Totes les anàlisis es realitzen a partir de mostres analítiques de carbó i esquist i del contingut d’humitat del combustible de treball, segons mostres de laboratori.
El recàlcul de la composició elemental, el rendiment de substàncies volàtils i la calor de combustió per a carbons (excepte per a esquistos) durant la transició a una altra massa es realitza segons les proporcions, segons les fórmules. Quan es recalcula la composició elemental i el poder calorífic de l’esquist, s’ha de substituir el contingut de cendres A per A + CO2 per a la massa corresponent de l’esquist.
HUMITAT
A l’hora d’analitzar els carbons, es distingeixen els tipus d’humitat següents:
- laboratori - Wl, determinat per mostres de laboratori per a anàlisis tècniques;
- analític: WA, determinat per mostres analítiques per a l'anàlisi elemental;
- sec a l'aire: ones ondulades, determinades per mostres analítiques en estat sec a l'aire de la mostra en les condicions de l'estat real de l'aire al laboratori per la humitat relativa i la temperatura;
- higroscòpic (intern) - Wgi, proper a Wa, però determinat a partir de mostres analítiques portades a un estat d’equilibri sec-aire a * humitat relativa constant (60 ± 2%) i temperatura de l’aire (20 ± 5 ° C);
- humitat de treball - Wp determinat a partir d’una mostra de laboratori, tenint en compte la pèrdua d’humitat quan s’envia la mostra al laboratori.
La humitat del combustible de treball es subdivideix en humitat interna, igual a la humitat higroscòpica (Wdi) i externa (Wout), definida com la diferència Wout = Wp-Wg,%. La humitat higroscòpica interna (Wdi) depèn de la humitat relativa i la temperatura de l’aire ambiental i de la capacitat d’adsorció del carbó. El contingut d'humitat i cendra que compon el llast Br = Wp + Ap del combustible, en particular la humitat externa, deteriora la qualitat dels carbons, redueix la fluïdesa, complica la classificació i el transport i provoca la congelació del carbó a l'hivern.
Els carbons amb un alt contingut d’humitat no són adequats per a l’emmagatzematge a llarg termini, ja que la humitat afavoreix l’autocalentament i la combustió espontània. En relació amb aquestes condicions tècniques i estàndards per a carbons per tipus de consum, s’han establert normes de límit (rebuig) per al contingut d’humitat per a determinats graus i graus de carbó.
Els carbons prims, la semiatracita i l’antracita són menys humits, els carbons marrons són més humits. El contingut d'humitat en els carbons i en els esquistos oliers es determina d'acord amb GOST 11014-2001. L’essència del mètode per determinar el contingut d’humitat consisteix en assecar una mostra de combustible en un forn a una temperatura de 105-110 ° C fins a un pes constant i en calcular la pèrdua de pes de la mostra presa com a percentatge. La determinació del contingut d'humitat mitjançant un mètode accelerat es duu a terme d'acord amb GOST 11014-2001. L’essència del mètode accelerat per determinar el contingut d’humitat consisteix en assecar una mostra de combustible al forn a una temperatura que augmenta en 5 minuts de 130 a 150 ° C per a una mostra analítica i en 20 minuts per a una mostra de laboratori, i en calculant la pèrdua de pes d'una mostra de combustible presa com a percentatge ... Les discrepàncies entre els resultats de dues determinacions paral·leles del contingut d’humitat segons el GOST especificat no han de superar els valors admissibles.
CENDRA
Els carbons sempre contenen impureses minerals incombustibles, que inclouen carbonats de calci CaCO3, magnesi MgCO3, guix CaS04-2H20, pirita FeS2 i elements rars. Quan es crema carbó, la part no cremada de les impureses minerals forma cendres, que, segons la seva composició, poden ser refractàries o de baixa fusió, de lliure circulació o fusionades. Les impureses minerals deterioren la qualitat dels carbons, redueixen la calor de la combustió, transporten càrregues amb excés de llast, augmenten el consum de carbó per unitat de producció, compliquen les condicions d’ús i empitjoren la qualitat del coc.
Les impureses minerals no sempre són llast, de vegades contenen elements rars en quantitats que permeten el seu ús industrial. A més, les escòries es poden utilitzar per fabricar ciment i altres materials de construcció.
El contingut de cendres dels carbons es determina segons GOST 11022-95. L’essència del mètode consisteix a transmetre una mostra de combustible en un muffle i calcinar el residu de cendra a una massa constant a una temperatura de 800-825 ° C per als carbons i 850-875 ° C per a l’esquist oli i determinar la massa del residu de cendra com a percentatge de la massa de la mostra de combustible. El contingut de cendra obtingut com a resultat de l'anàlisi de la mostra analítica es recalcula per al contingut de cendres en combustible absolutament sec.
El contingut de cendres del combustible de treball Ap en percentatge es calcula mitjançant la fórmula:
Ap = Ac (100-Wp) / 100
La determinació del contingut de cendres mitjançant un mètode accelerat es duu a terme segons GOST 11022-95. La seva essència rau en la cendra d’una mostra de carbó en un muffle escalfat a una temperatura de 850-875 ± 25 ° C, i la determinació de la massa del residu de cendra en percentatge de la massa de la mostra.
Les discrepàncies entre els resultats de determinar el contingut de cendres de L basant-se en duplicats d’una mostra de laboratori en diferents laboratoris segons els GOST especificats no han de superar:
per a combustibles amb contingut de cendres:
- fins a un 12% ... 0,3%
- del 12 al 25% ... 0,5%
- més del 25% ... 0,7%
- més del 40% ... 1,0%
Les condicions tècniques i els GOST estableixen normes mitjanes i màximes (de rebuig) del contingut de cendres per a diversos graus i classes de carbó per a mines individuals, mines a cel obert i plantes de processament.
SOFRE
El sofre total contingut en carbons està format per pirita Sc, sulfat Sc i sofre orgànic S®. El sofre de pirita es produeix en carbons en forma de grans individuals i grans trossos de minerals de pirita i marcasa. Quan el carbó es meteoritza a les mines, a fosses obertes i a la superfície, la pirita s’oxida i forma sulfats. El sofre sulfat està contingut en carbons, principalment en forma de sulfats de ferro FeSO4 i CaSO4 de calci. El contingut de sulfat sulfurat a les brases no sol superar el 0,1-0,2%. Quan es crema, el sofre sulfatat es converteix en cendra i, quan el carbó es coc, es converteix en coc. El sofre orgànic forma part de la matèria orgànica del carbó. El contingut de sofre total i la seva varietat en el combustible es determina d'acord amb GOST 8606-93.
El sofre es troba en tot tipus de combustibles sòlids, i el contingut total de sofre en els carbons oscil·la principalment entre el 0,2 i el 10%.
El sofre és una part no desitjada i fins i tot perjudicial del combustible. Quan es crema carbó, s’allibera en forma de SO2, contaminant i enverinant el medi ambient i corroint les superfícies metàl·liques, redueix la calor de combustió dels combustibles i, durant el coc, passa a sobre, deteriorant les seves propietats i la qualitat del metall. L’elecció de les formes d’utilitzar carbons sovint depèn del seu contingut total de sofre. Per això, el sofre total és l’indicador més important de qualitat del carbó.
El contingut total de sofre es determina cremant una mostra de combustible amb una barreja d’òxid de magnesi i carbonat de sodi (barreja d’Eshch), dissolent els sulfats formats, precipitant l’ió sulfat en forma de sulfat de bari, determinant la massa d’aquest i calculant de nou a la massa de sofre. El contingut de sulfat de sofre es determina dissolent els sulfats continguts en el combustible en aigua destil·lada, precipitant l’ió sulfat en forma de sulfat de bari, determinant-ne la massa i recalculant-lo a la massa de sofre. El contingut de sofre de pirita es determina processant una mostra de combustible amb àcid nítric diluït i dissolent-hi sulfats, formats durant l’oxidació de pirita amb àcid nítric, seguit de la precipitació de l’ió sulfat en forma de sulfat de bari, determinant la massa de aquest darrer i recalculant-lo a la massa de sofre. El contingut de sofre de pirita ve determinat per la diferència entre el contingut de sofre recuperat del combustible per l’àcid nítric i l’aigua.
La discrepància entre els resultats de dues determinacions paral·leles del contingut de sofre en un laboratori no ha de superar: per al carbó amb un contingut de sofre de fins a un 2% - 0,05%, superior a un 2% - 0,1%. Les discrepàncies entre els resultats de determinar el contingut de sofre a partir de duplicats d’una mostra de laboratori en diferents laboratoris no haurien de superar: per al carbó amb un contingut de sofre de fins a un 2% - 0,1%, superior a un 2% - 0,2%. El contingut de sofre es determina mitjançant el mètode accelerat segons GOST 2059-54.
L’essència d’aquest mètode consisteix a cremar un gruix de carbó en un corrent d’oxigen o aire a una temperatura de 1150 ± 50 ° C, atrapar els compostos de sofre formats amb una solució de peròxid d’hidrogen i determinar el volum d’àcid sulfúric obtingut en un solució titulant-la amb una solució de potassi càustic. La discrepància entre els resultats de dues determinacions paral·leles del contingut de sofre d’una mostra per a un laboratori no ha de superar el 0,1%, per als diferents laboratoris: el 0,2%.
FOSSFOR
Està contingut en carbó en quantitats insignificants (0,003-0,05%) i és una impuresa nociva, ja que durant la cocció es converteix en coc i de coc en metall, cosa que li confereix fragilitat. A les brases de Donetsk, el contingut de fòsfor oscil·la entre el 0,003-0,04%, a Kuznetsk i Karaganda: 0,01-0,05%. El fòsfor es determina mitjançant el mètode volumètric o fotocolorimètric segons GOST 1932-93.
El mètode volumètric consisteix en l’oxidació de fòsfor contingut en una mostra de carbó en àcid ortofosfòric, seguit de la precipitació de fòsfor en forma d’amoni de libdicat de fòsfor, dissolent aquest últim en excés d’una solució valorada d’alcali càustic, tornant a valorar la la solució resultant amb àcid sulfúric i calculant el percentatge de fòsfor per la quantitat de solució alcalina consumida per dissoldre el precipitat. El mètode fotocolorimètric consisteix a cremar una mostra de carbó amb una barreja d’òxid de magnesi i carbonat de sodi (barreja d’Eshch), dissoldre la massa encoixinada en àcid, eliminar l’àcid silícic de la solució i determinar fotocolorimètricament el fòsfor al filtrat.
La discrepància entre els resultats de dues determinacions paral·leles del contingut de fòsfor no ha de superar:
Amb contingut de fòsfor:
- fins a 0,01% ... 0,001%
- fins a 0,05% ... 0,003%
- fins a 0,1% ... 0,005%
- més del 0,1% ... 0,01%
El càlcul del contingut de fòsfor es realitza sobre una massa de carbó absolutament seca.
VOLATILS
Quan els carbons s’escalfen sense accés a l’aire, es formen productes sòlids i gasosos. L’alliberament de substàncies volàtils és un dels principals indicadors per a la classificació dels carbons per grau i depèn del grau de metamorfisme del carbó.Amb la transició a carbons més metamorfosats, el rendiment de volàtils disminueix. Per tant, el rendiment de substàncies volàtils per massa combustible Vg per a carbons marrons oscil·la entre el 28 i el 67%, per als carbons bituminosos (del 8 al 55% i per a l’antracita) del 2 al 9%. El rendiment de substàncies volàtils per a carbons bituminosos i marrons es determina segons GOST 6382-65 pel mètode de pes, i per a antracites i semi-antracites de la conca de Donetsk, segons GOST 7303-2001 segons el mètode de pes, i per antracita i semi-antracita de la conca de Donetsk - segons GOST 7303-90 pel mètode volumètric.
L’essència del mètode gravimètric consisteix a escalfar una mostra de carbó en un gresol de porcellana amb tapa a una temperatura de 850 ± 25 ° С durant 7 min i determinar la pèrdua de pes de la mostra presa. El rendiment de volàtils es calcula a partir de la diferència entre la pèrdua de massa total i la pèrdua per evaporació de la humitat i l’eliminació de diòxid de carboni dels carbonats quan aquest últim contingut a la mostra és superior al 2%. Les discrepàncies entre els resultats de determinar el rendiment de substàncies volàtils Vg no haurien de superar el 0,5% per a carbons amb Vg inferior al 45% i l’1,0% per a carbons amb Vg> 45%.
L’essència del mètode volumètric consisteix a escalfar una mostra d’antracita i semi-antracita a una temperatura de 900 ± 10 ° C durant 15 min i determinar el volum del gas evolucionat en cm3 / g. La discrepància entre els resultats de dues determinacions paral·leles del rendiment volumètric de substàncies volàtils en cm3 / g per a una mostra no ha de superar el 7% a la menor d’elles.
Basant-se en els valors del rendiment de substàncies volàtils i les característiques del residu no volàtil, és possible estimar aproximadament la capacitat d’acoblament dels carbons, així com predir el comportament del combustible en els processos tecnològics de processament i proposar mètodes racionals de combustió.
CALOR PER COMBUSTIÓ
La calor de la combustió (Q, kcal / kg) és un dels principals indicadors de qualitat del carbó. Les normes i especificacions preveuen el valor mitjà de la calor de combustió del combustible per massa combustible per a una bomba Qgb per al carbó i per a l’esquisto per al combustible absolutament sec - Qsb. La calor de la combustió es determina segons GOST 147-95.
L’essència del mètode consisteix a cremar una mostra de combustible en una bomba calorimètrica en oxigen comprimit i determinar la quantitat de calor alliberada durant la seva combustió. La calor de combustió per massa combustible Qgb, determinada a partir de la bomba, conté, a més de la calor obtinguda per la combustió de la part combustible del carbó, la calor alliberada durant la formació i dissolució de l’àcid nítric a l’aigua i la calor latent de vaporització durant la combustió de l’hidrogen, que es transfereix a l’aigua del calorímetre. El valor calorífic més baix Qgn s’obté com a diferència entre Qgb i la calor obtinguda a la bomba a causa de la formació d’àcids i la condensació del vapor d’aigua, que en condicions pràctiques de combustió del carbó no es pot utilitzar.
El valor calorífic més baix Qgn s’obté com a diferència entre Qgb i la calor obtinguda a la bomba a causa de la formació d’àcids i la condensació del vapor d’aigua, que en condicions pràctiques de combustió del carbó no es pot utilitzar:
Qгн = Qgb - 22,5 (Sro + Srk) - aQgb - 54Ng, on 22,5 és la calor alliberada durant la formació d’àcid sulfúric a l’aigua per l’1% de sofre, que es converteix en àcid sulfurós quan es crema carbó en una bomba, kcal; Sro + Srk: la quantitat de sofre combustible, que es va convertir durant la combustió del carbó en una bomba en àcid sulfuroso (en percentatge), es referia a la massa combustible de la mostra de carbó.
La calor de combustió de carbó més baixa per massa de treball Qрн, alliberada durant la combustió de combustible en forns industrials, és inferior a Qгн, ja que el combustible de treball conté llast Br = Wр + Aр i, a més, per evaporar la humitat, es requereix gastar calor de 6Wr;
Qрн per a carbons es pot calcular mitjançant la fórmula:
Qрн = Qгн100 - Wp - Ap100 - 6Wp, kcal / kg,
on Qрн és la calor de combustió més baixa per massa de treball, kcal / kg; Qgn és la calor de combustió més baixa per massa combustible, kcal / kg.
Per a esquistos oliers, Qрн: es calcula mitjançant la fórmula
Qрн = Qгн100 - Wp - Wpcap - COp2K100 - 6Wp - 9.7COp2K,
on 9.7COp2K: absorció de calor durant la descomposició dels carbonats continguts a l’esquist, kcal / kg.
COMBUSTIBLE CONDICIONAL
A causa del fet que la calor de combustió de carbons de dipòsits individuals, graus i graus i altres tipus de combustible és diferent, per la comoditat de planificar les necessitats de combustible, determinar els índexs específics i el consum real de combustible, així com per la possibilitat de la seva En comparació, es va introduir el concepte de "combustible convencional". Aquest combustible es pren com a condicional, la calor de combustió inferior de la qual per a la massa de treball Qрн és de 7.000 kcal / kg. Per convertir el combustible natural en condicional i el condicional en combustible natural, s’utilitza l’equivalent calòric, el valor del qual depèn de Qрн.
CALORIE EQUIVALENT
L’equivalent calòric EK és la proporció del menor poder calorífic del combustible de treball al poder calorífic del combustible estàndard, és a dir,
Ec = Qрн7000.
La conversió del combustible natural Vn en Vu condicional es fa multiplicant la quantitat de combustible natural per l'equivalent calòric: Vu = Vn * Eq.
La conversió del combustible equivalent en combustible natural es fa dividint la quantitat del combustible equivalent per l’equivalent en calories: Vy = Vn / Eq.
EQUIVALENT TÈCNIC
L'equivalent tècnic s'utilitza per comparar diferents carbons i altres tipus de combustible pel que fa al seu valor d'enginyeria tèrmica i per determinar les quantitats equivalents en substituir un tipus de combustible per un altre. Equivalent tècnic Et: la proporció de la quantitat útil de calor del combustible donat a la calor de combustió del combustible estàndard. La calor utilitzada útilment per unitat de massa de combustible s’expressa pel producte de la calor de combustió més baixa del combustible de treball Qрн per l’eficiència de la instal·lació. Per tant, l’equivalent tècnic, a diferència de l’alt contingut calòric, té en compte no només el valor de la calor de combustió d’un combustible determinat, sinó també el grau de possible ús d’enginyeria tèrmica, que es determina mitjançant la fórmula:
Et = QrnYk7000,
on Yk és l'eficiència d'aquesta planta de calderes en fraccions unitàries; 7000 és la calor de combustió del combustible equivalent, kcal / kg.
L’equivalent tècnic per al mateix combustible sempre és inferior a l’equivalent en calories. L'equivalent tècnic s'utilitza pràcticament per determinar les taxes específiques i el consum real de combustible.
Composició de combustible de diferents tipus
El carbó marró pertany a jaciments joves, per tant, conté la major quantitat d'humitat (del 20% al 40%), substàncies volàtils (fins al 50%) i una petita quantitat de carboni (del 50% al 70%). La seva temperatura de combustió és superior a la de la fusta i és de 350 ° C. Valor calorífic: 3500 kcal / kg.
El tipus de combustible més comú és el carbó bituminós. Conté una petita quantitat d'humitat (13-15%) i el contingut de l'element combustible de carboni supera el 75%, segons el grau.
La temperatura mitjana d’encesa és de 470 ° C. Gasos fugitius al carbó 40%. Durant la combustió, s’alliberen 7000 kcal / kg.
L’antracita, que es troba a una profunditat considerable, es troba entre els jaciments més antics de combustibles sòlids fòssils. Pràcticament no conté gasos volàtils (5-10%), i la quantitat de carboni varia entre el 93-97%. La calor de la combustió oscil·la entre 8100 i 8350 kcal / kg.
El carbó vegetal s’ha d’anotar per separat. S’obté de la fusta per piròlisi: combustió a altes temperatures sense oxigen. El producte acabat té un alt contingut de carboni (del 70% al 90%). Quan es crema combustible de llenya, s’emeten uns 7.000 kcal / kg.
Podeu llegir sobre les característiques de l’ús de briquetes de torba en aquest article:
Característiques tèrmiques de la fusta
El carbó vegetal es classifica com a categoria separada ja que no és un combustible fòssil, sinó un producte de producció. Per obtenir-la, la fusta es tracta d’una manera especial per canviar-ne l’estructura i eliminar l’excés d’humitat.La tecnologia per obtenir un transportador d’energia eficient i fàcil d’utilitzar es coneix des de fa molt de temps: abans, la fusta es cremava en fosses profundes, bloquejant l’accés a l’oxigen, però avui s’utilitzen forns especials de carbó vegetal.
Cremant llenya en un forn de carbó
En condicions normals d’emmagatzematge, el contingut d’humitat del carbó vegetal és del 15% aproximadament. El combustible ja s’encén quan s’escalfa a 200 ° C. El poder calorífic específic del transportador d’energia és elevat: arriba als 7400 kcal / kg.
La temperatura de combustió del carbó varia segons el tipus de fusta i les condicions de combustió. Per exemple, els carbons de bedoll es poden utilitzar per escalfar una forja i forjar metall; amb un subministrament intensiu d’aire, es cremaran a 1200-1300 ° C. En una estufa o una caldera de calefacció, la temperatura durant la combustió arribarà a 800-900 ° С i quan s’utilitza carbó a la graella al carrer - 700 ° С.
El combustible de llenya cremat és econòmic: el seu consum és molt inferior en comparació amb l’ús de llenya. A més de l’alta transferència de calor, es caracteritza per un baix contingut en cendres.
A causa del fet que el carbó vegetal crema amb una petita quantitat de cendra i desprèn una calor uniforme sense flama, és ideal per cuinar carn i altres aliments a foc obert. També es pot utilitzar per escalfar llar de foc o cuinar a una estufa.
Les espècies de fusta difereixen en densitat, estructura, quantitat i composició de resines. Tots aquests factors afecten el poder calorífic de la fusta, la temperatura a la qual es crema i les característiques de la flama.
La fusta d’àlber és porosa, la llenya es crema amb intensitat, però l’indicador de temperatura màxima només arriba als 500 graus. Les espècies de fusta densa (faig, freixe, carpa), quan es cremen, emeten més de 1000 graus de calor. Els indicadors de bedoll són lleugerament inferiors: uns 800 graus. El làrix i el roure es fan més calents i donen fins a 900 graus centígrads. La llenya de pi i avet es crema a 620-630 graus.
La llenya de bedoll té una millor relació qualitat-cost i eficiència tèrmica: és econòmicament poc rendible escalfar amb fustes més cares amb altes temperatures de combustió.
L’avet, l’avet i el pi són adequats per fer focs; aquestes coníferes proporcionen una calor relativament moderada. Però no es recomana utilitzar aquesta llenya en una caldera de combustible sòlid, en una estufa o llar de foc; no emeten prou calor per escalfar eficaçment la llar i cuinar els aliments, es consumeixen amb la formació d’una gran quantitat de sutge.
Es considera que la llenya de baixa qualitat és un combustible fabricat amb àlber, til·ler, àlber, salze i vern; la fusta porosa emet poca calor quan es crema. El vern i alguns altres tipus de llenya "disparen" carbons durant la combustió, cosa que pot provocar un incendi si la llenya s'utilitza per disparar una xemeneia oberta.
A l’hora de triar, també heu de fixar-vos en el grau d’humitat de la fusta: la llenya crua empitjora i deixa més cendra.
Actualment, hi ha una tendència a passar d’instal·lacions basades en el procés de combustió de gas a sistemes domèstics d’escalfament de combustible sòlid.
No tothom sap que la creació d’un microclima còmode a la casa depèn directament de la qualitat del combustible seleccionat. Distingirem la fusta com a material tradicional que s’utilitza en aquestes calderes de calefacció.
En condicions climàtiques dures caracteritzades per hiverns llargs i freds, és força difícil escalfar un habitatge amb llenya durant tota la temporada de calefacció. Amb una forta caiguda de la temperatura de l’aire, el propietari de la caldera es veu obligat a utilitzar-la a la vora de la màxima capacitat.
A l’hora d’escollir la fusta com a combustible sòlid, sorgeixen greus problemes i inconvenients. En primer lloc, observem que la temperatura de combustió del carbó és molt superior a la de la fusta.Entre els desavantatges hi ha l’alta velocitat de combustió de la llenya, que crea serioses dificultats en el funcionament de la caldera de calefacció. El seu propietari es veu obligat a controlar constantment la disponibilitat de llenya a la llar de foc; es necessitarà una quantitat prou gran per a la temporada de calefacció.
Procés de combustió
Segons el tipus i el grau, el combustible es divideix en flama curta i flama llarga. Els de flama curta inclouen antracita i coc, carbó vegetal.
Quan es crema, l’antracita genera molta calor, però per encendre-la cal proporcionar una temperatura elevada amb un combustible més inflamable, per exemple, fusta. L’antracita no emet fum, crema inodor, la seva flama és baixa.
Els combustibles de flama llarga es cremen en dues etapes. En primer lloc, s’alliberen gasos volàtils que es cremen per sobre de la capa de carbó a l’espai del forn.
Després de cremar els gasos, el combustible restant comença a cremar, que mentrestant s’ha convertit en coc. El coc es crema amb una flama curta a les reixes. Després de l’esgotament del carboni, queden cendres i escòries.
Propietats dels fogons de combustible natural
És la forma més barata de fer una estufa de maó amb carbó amb les vostres pròpies mans.
Materials (edita)
Necessitem:
- maó;
- morter ja preparat per posar forns;
- reixa de ferro colat;
- estufa de cuina de ferro colat;
- xapa metàl·lica b = 4mm - 600x1200 mm - 0,72 m2;
- elèctrodes de soldadura: 1 paquet.
Instruments
- paleta;
- paletes;
- martells;
- trepant;
- altres.
Esquema i ordre
Foto №1 Vista general
Foto # 2 Poryadovka
Descripció de maçoneria
- A sobre, sense morter, poseu un maó (vegeu la foto núm. 2, primera fila). Controlem estrictament l’horitzontalitat mitjançant un nivell.
- Instal·leu la porta del bufador. Ho arreglem amb un filferro i l’emboliquem amb un cordó d’amiant.
- Posem reixes directament per sobre del bufador.
- Continuem posant d'acord amb l'ordre (vegeu la foto núm. 2)
- Instal·leu la porta del foc. Ho arreglem amb filferro i maons.
- Des de dalt, la fila hauria de superposar-se a la porta del foc i acabar-la 130 mm per sobre.
- Continuem col·locant, desplaçant lleugerament els maons cap enrere. Abans d’això, col·loquem un cable d’amiant sobre el qual instal·larem la placa de cuina.
- Comencem la formació de la xemeneia a partir de la següent fila. El disseny preveu la instal·lació d’un tub de carcassa de xapa o alumini ondulat. La canonada no ha de ser pesada. En cas contrari, el centre de gravetat pot canviar.
- A l’onzena fila, posem una vàlvula per regular el flux d’aire. No oblideu segellar-lo amb un cordó d’amiant i cobrir-lo amb fang.
- A continuació, posem la xemeneia al quàdruple, que unim amb la de metall. La canonada ha de ser estrictament vertical i no s’ha de doblegar cap al costat. Per a una major estabilitat, s’ha de cobrir amb tres fileres de maons.
- Traiem els maons eliminables que posem a la 4a fila, netejem la xemeneia de deixalles.
- Ara s’ha de blanquejar l’estufa de carbó. Qualsevol cal anirà. Els experts recomanen afegir blau i una mica de llet. Així, doncs, la calç no s’enfosqueix i no s’enfonsa.
- Instal·lem una xapa metàl·lica davant de la llar de foc.
- Instal·leu el sòcol
Fer una estufa de carbó no és fàcil. És millor demanar ajuda a un fogoner experimentat o tenir paciència.
El disseny d’una estufa de carbó no és molt diferent d’un dispositiu de llenya, però hi ha algunes característiques. El principi de subministrament d’aire necessari per a la combustió és significativament diferent. A les estufes de carbó, ha de venir des del fons per proporcionar flux d’aire al combustible, i als sistemes d’entrada d’aire de llenya es troben a sobre
Els dispositius de carbó són menys exigents en combustible: és important que l’encesa primària es faci amb material sec; durant el procés d’escalfament, la sequedat del combustible és desitjable, però no essencial. Abans d’utilitzar-lo, es recomana escalfar el carbó en un compartiment especialment dissenyat del forn.
El sistema d’escapament de fum d’una estufa de carbó està equipat de manera que el flux d’aire amb productes de combustió es mou intensament per la canonada.El cabal no es regula amb l'ajuda d'una vista amortidora (potser no existeix), sinó amb un bufador. Totes aquestes característiques de disseny es deuen a la durada del consum de combustible.
Disseny de xemeneies de forns de carbó
Gran actuació. Si el sistema de xemeneies es construeix correctament, una estufa de carbó es convertirà en un sistema de calefacció eficient i fiable per a la vostra llar. També pot ser una bona opció de còpia de seguretat o complement.
Multifuncionalitat. Hi ha models industrials dissenyats no només per escalfar, sinó també per cuinar i escalfar aigua. Els forns de maó i de metall casolans també es fan sovint amb vitroceràmica i / o dipòsits incorporats.
Disponibilitat de combustible. Hi ha zones on el carbó és fàcilment disponible i és relativament barat. Per a aquests assentaments, l'escalfament del carbó és econòmicament rendible.
Construcció senzilla. Una estufa convencional de combustible sòlid no requereix accessoris mecànics. No hi ha elements estructurals electromecànics que puguin trencar-se en el moment més inoportú. És cert que això no s'aplica als models moderns complexos amb subministrament automàtic de combustible.
Possibilitat d'escalfar amb llenya. A la pràctica, els dispositius que funcionen exclusivament amb carbó gairebé mai es troben al mercat. Les estufes es poden fer servir tant amb carbó com amb llenya. A més, els fabricants d’equips de calefacció fabriquen generadors de calor combinats capaços de funcionar amb combustibles sòlids i de gas.
Us oferim que us familiaritzeu amb el disseny d’interiors a la sala de relaxació del bany
Forn industrial de carbó
Risc d'incendi. Qualsevol equip de calefacció que utilitzi fusta o carbó és potencialment perillós. Durant la instal·lació, heu de complir estrictament les regles i regulacions estipulades per SNiP 2.04.05-91.
Cal emmagatzemar combustible. Normalment, el carbó es compra abans de l’inici de la temporada de calefacció; s’hauria d’assignar una habitació independent per emmagatzemar-la.
Cal controlar constantment el funcionament del forn. Si el propietari de la casa instal·la una estufa convencional i no un model amb subministrament automàtic de combustible, ha d’afegir constantment carbó a la llar de foc i controlar-ne el funcionament.
Calefacció desigual de la casa. Per assegurar que totes les habitacions estiguin ben escalfades, cal proporcionar un sistema de distribució d’aire tèrmic. En cas contrari, la sala on s’instal·la l’estufa s’escalfarà massa i la resta de les habitacions serà sensiblement més freda.
Neteja de xemeneies. Les estufes de combustible sòlid requereixen una cura constant, inspecció i manteniment periòdics.
La contaminació ambiental. La combustió de combustibles sòlids és més perjudicial per al medi ambient que la calefacció amb combustibles líquids o gasosos. Això ha comportat algunes restriccions sobre l'ús de les estufes de carbó, que poden ser imposades per les autoritats locals en algunes regions.
Dispositiu de caldera de carbó per a la calefacció de la llar
Fonament per a forn de maó.
Com ja s’ha esmentat, la temperatura de combustió del carbó és força elevada. Amb un flux d’aire suficient a la llar de foc, arriba als 1000-1100 ° C, de manera que no tots els materials poden suportar aquestes condicions durant molt de temps.
Per a la comparació: la fusta seca en circumstàncies idèntiques és capaç de donar no més de 700 ° C a la llar de foc, i fins i tot molt rarament. A més, el combustible del carbó és molt més nutritiu que la llenya.
| Tipus de combustible | Valor calorífic | |
| MJ / kg | kW / kg | |
| Humitat de la fusta: 25% | 10,1 | 2,8 |
| Carbons durs | 21,5 | 5,9 |
| Carbons marrons | 15,5 | 4,3 |
Anteriorment, a les cases antigues, només es disposaven estufes o estufes de maó vermell massís. Amb la crema constant de carbó altament calorífic a partir de l’alta temperatura, la maçoneria va començar a esmicolar-se, de manera que els propietaris van revestir la llar de foc des de l’interior amb gruixudes soles d’acer de les vies del ferrocarril per protegir les parets.
De moment, el problema de la combustió del carbó es resol molt més fàcilment, amb l’ajut de maons de gres. El disseny del forn permet revestir la cambra de combustible amb pedra petita de la classe SHA, SHB o SHV fins a un gruix d’un quart o mig de maó. Aquest material és capaç de mantenir una temperatura de 1400 ° C sense problemes i durant un curt període de temps, fins a 1650 ° C.
Eines de maçoneria de forn.
Hi ha un altre punt: a causa del poder calorífic més elevat que la fusta, s’allibera una major quantitat de calor, una part de la qual va amb els productes de combustió a la xemeneia.
Per evitar-ho, es proporciona una xarxa més desenvolupada de circuits de fum al forn de carbó, on els gasos de combustió tenen temps per transferir calor a les parets de maó i no volar directament cap a la xemeneia.
En cas contrari, es tracta d’una estufa de maó normal amb tots els avantatges i desavantatges.
Els fabricants de fogons de carbó més demandats i populars del mercat són els espanyols (Josper S.A.) i Movilfrit. A continuació es comenten les característiques i avantatges d’aquests forns de carbó.
El fabricant de fogons de carbó "Josper" ha aconseguit una posició de lideratge en la producció de fogons que utilitzen combustible de llenya. Els forns de graella tancats d’aquesta empresa fan front perfectament a la càrrega d’un establiment de restauració amb un nombre de seients de 30 a 100. Els forns mòbils de carbó són els més demandats, el disseny dels quals inclou:
- pedestal per a carbó o llenya;
- cendrera;
- prestatge tancat per emmagatzemar temporalment els aliments en estat calent;
- paraigua d’escapament.
El propietari de l’establiment hauria d’estar atret pel fet que l’ús de fogons Josper permetrà reduir el consum de combustible. En comparació amb els sistemes de barbacoa clàssics, l’estalvi en carbó supera el 25%, cosa que permet recuperar el cost d’una estufa de carbó en un curt període de temps. La pràctica confirma que el preu de les estufes de carbó està totalment justificat.
El fabricant pot utilitzar carbó vegetal de llenya o vegetal per cuinar. Els aliments es couen directament a les reixetes, mentre que es permet cuinar a dos reixetes. Les estufes de carbó Josper són pràcticament les úniques en què es combinen una estufa de carbó i una barbacoa de carbó. Els plats preparats amb aquest equip són molt saborosos i aromàtics.
el greix no entra a les brases, però quan s’inclina la reixa, desemboca en una cel·la especial, que es neteja a mesura que s’omple. A més, totes les reixes disposen de ganxos especials, cosa que permet canviar les reixes mentre estan calentes. Les cendres s’introdueixen automàticament en una tremuja especial que llisca cap a fora per netejar-la.
- les cuixes de pollastre es cuinaran en 3 minuts;
- filets de vedella en 6 minuts,
- i les patates s’enfornaran durant 10 minuts.
Aquest temps de cocció ràpid està assegurat per les altes temperatures de funcionament.
Ardor
Penseu en el procés de cremar combustible en una estufa convencional, que s’utilitza per escalfar cases particulars. Consta de les parts principals:
- llar de foc;
- bufador;
- xemeneia amb canonada.
La llar de foc es connecta al bufador mitjançant una reixa especial (reixa) situada a la part inferior de la llar de foc... Es posa combustible a la reixa i l’aire del bufador a través de la reixa entra a la llar de foc.
En cremar carbó als forns
Les temperatures anteriors en graus per a cada tipus de combustible són teòriques. És a dir, són assolibles en condicions ideals per a la combustió d’un transportador d’energia, cosa que no passa a la vida real, ni tan sols a casa. A més, no té sentit escalfar massa una estufa de maó o una caldera metàl·lica. No estan dissenyats per a aquests règims.
En general, la intensitat de la combustió del carbó a l'estufa depèn de la quantitat d'aire subministrat. Els carbons emeten millor calor amb un subministrament d’aire al 100%, però a la pràctica això no passa, ja que en limitem la quantitat amb un amortidor o amortidor. En cas contrari, la temperatura de la cambra de combustió augmentarà massa i, per tant, oscil·larà entre els 800 i els 900 ºС.
Pel que fa a una caldera de combustible sòlid, un mode de combustió excessivament intens pot provocar una ràpida ebullició del refrigerant i una posterior explosió. Per tant, aquest tipus de combustible sòlid es crema a les calderes de dues maneres:
- tradicional, amb càrrega al forn i que limita la quantitat d'aire.
- amb l'ajut d'un alimentador mesurat, implementat en calderes automàtiques.
Fórmules de combustió
Temperatures d’encesa de diferents combustibles (feu clic per ampliar)
Quan el combustible (fusta, carbó) s’encén, es produeix una reacció química amb l’alliberament de calor.
El diòxid de carboni reacciona amb el carboni del combustible de les capes superiors per formar monòxid de carboni.
Aquest no és el final del procés de combustió, perquè quan s’eleva a l’espai del forn, el monòxid de carboni reacciona amb l’oxigen de l’aire, l’entrada del qual es produeix a través del bufador o la porta oberta del forn.
La seva combustió s’acompanya d’un alliberament de calor i flama blava. El monòxid de carboni (diòxid de carboni) resultant entra a la xemeneia i s’escapa per la xemeneia.
Si es consumeix un mínim subministrament d’oxigen, es produirà monòxid de carboni no tòxic, donant fins i tot calor.
Aplicació
L’ús principal del combustible és la combustió per generar calor. La calor s’utilitza no només per escalfar una casa privada i cuinar, sinó també a la indústria per donar suport als processos tecnològics que tenen lloc a altes temperatures.
A diferència d’una estufa convencional, on el procés d’abastiment d’oxigen i la intensitat de la combustió estan mal regulats, en els forns industrials es presta especial atenció al control del subministrament d’oxigen i al manteniment d’una temperatura de combustió uniforme.
Considerem l’esquema bàsic de la combustió del carbó.
- El combustible s’escalfa i la humitat s’evapora.
- A mesura que augmenta la temperatura, el procés de coc comença amb l’alliberament de gasos volàtils dels forns de coc. Cremant, dóna la calor principal.
- El carbó es converteix en coc.
- El procés de combustió del coc s’acompanya d’un alliberament de calor suficient per començar a coquer la següent porció de combustible.
En les calderes industrials, la combustió del coc es separa en diferents cambres de la combustió del gas del forn de coc. Això permet l’entrada d’oxigen de coc i gas amb intensitats diferents, aconseguint la velocitat de combustió requerida i mantenint la temperatura requerida.
Temperatura màxima de combustió del carbó (vídeo)
Avui en dia, aquest ús d’una varietat de combustibles sòlids, en forma de fusta, carbó o torba, és popular. S'utilitza no només en la vida quotidiana per escalfar o cuinar, sinó en moltes indústries.
Per als propietaris que utilitzen diversos tipus de combustibles sòlids per escalfar la seva llar, un paràmetre com la temperatura de combustió del carbó té un interès considerable. Lògicament parlant, com més alta sigui aquesta temperatura, més calor es pot obtenir cremant combustible. Però això és teoria, però a la pràctica tot passa una mica diferent. En aquest material es parlarà de la crema real d’aquest valuós fòssil.
Utilitzant carbó vegetal
El carbó vegetal s’utilitza en la vida quotidiana per cuinar carn a la graella.
A causa de l’alta temperatura de combustió (uns 700 ° C) i l’absència de flama, es proporciona una calor uniforme, suficient per cuinar la carn sense cremar-se.
També s’utilitza com a combustible per a xemeneies, cuinant en petites estufes.
A la indústria, s’utilitza com a agent reductor en la producció de metalls. Carbó vegetal irremplaçable en la producció de vidre, plàstics, alumini.
És possible fabricar carbó vegetal vosaltres mateixos. Detalls:
Quin carbó vegetal és el millor per als kebabs
Bedoll
"Era millor agafar un bedoll". Sovint escolteu aquestes paraules mentre fregiu kebabs? Curiosament, els autors d’aquestes paraules no poden explicar el perquè. Només bedoll, proporciona la temperatura més adequada. S’utilitza no només per fer barbacoa, sinó també en forns.
Ves amb compte: a l’estiu es poden comprar carbons ja fets en paquets, però sovint sota l’aparença de carbó de bedoll venen carbó de pi.
Com reconèixer el carbó de bedoll
- color antracita; - gir brillant; - la superfície destella;
Els carbons de pi no tenen absolutament brillantor i estan pintats amb un color negre ric.
Briquetes
També es recomana utilitzar-los per a barbacoes. Al nucli, també és carbó, només premsat fortament. La briqueta és el doble de densa. Que el carbó normal i crema molt més temps, arribant a una temperatura de 700 C. A més, emeten menys fum.
Roure
Aquest carbó poques vegades es troba a les bosses, però sí. Manté la temperatura durant molt de temps, però és bastant difícil encendre-la. Per tant, s’utilitza principalment a cafeteries i restaurants.
Pi
Mala qualitat, com indica el seu baix preu. Als paquets amb aquest carbó, sovint escriuen simplement: "carbó vegetal". Es crema ràpidament i fuma sovint.
