Spezifische Verbrennungswärme von Brennstoffen: Kohle, Brennholz, Gas

Einige Festbrennstoffkessel können mit jedem Brennstoff betrieben werden, jedoch nicht mit allen. Sehen Sie sich daher vor dem Kauf von Kohle den Reisepass Ihrer Einheit an. Dort sind die Marken anzugeben, für die der Kessel berechnet wurde. Wenn es keine solchen Informationen gibt, können Sie die Testmethode anwenden. Die meisten Unternehmen, die diese Art von Brennstoff verkaufen, haben Kohle eingesackt. Sie müssen einen Beutel mit verschiedenen Qualitäten und Fraktionen nehmen und abwechselnd mit jedem von ihnen ertrinken. Versuchen Sie, dieselbe Menge Kohle zu verwenden, und bewerten Sie die folgenden Parameter: Wärmemenge, Verbrennungsdauer und Ascherückstandsmenge.

Brennholz

Dies sind gesägte oder gehackte Holzstücke, die beim Verbrennen in Öfen, Kesseln und anderen Geräten Wärmeenergie erzeugen.

Um das Laden in den Feuerraum zu vereinfachen, wird das Holzmaterial in separate Elemente mit einer Länge von bis zu 30 cm geschnitten. Um die Effizienz ihrer Verwendung zu erhöhen, sollte das Holz so trocken wie möglich sein und der Verbrennungsprozess sollte relativ langsam sein. Brennholz aus Harthölzern wie Eiche und Birke, Hasel und Esche, Weißdorn eignet sich in vielerlei Hinsicht zum Heizen von Räumlichkeiten. Aufgrund des hohen Harzgehalts, der erhöhten Brenngeschwindigkeit und des niedrigen Heizwerts sind Nadelbäume in dieser Hinsicht deutlich schlechter.

Wie kann man die Kosten für Brennstoffbriketts mit den Kosten für Brennholz vergleichen?

Wie Sie wissen, wird Brennholz meist in loser Schüttung oder gestapelt verkauft. Wenn Ihnen Brennholz beim Stapeln auf Paletten gebracht wurde, entspricht ein Kubikmeter dieses Brennholzes 0,7 Kubikmeter in Bezug auf dichtes Holz. Wenn Brennholz in loser Schüttung auf der Rückseite eines Lastwagens zu Ihnen gebracht wurde, enthält ein Kubikmeter bei einer Brennholzlänge von 30-35 cm nur 52% dichtes Holz.

Mit anderen Worten, um die Kosten für Brennholz für Massivholz mit den Kosten für Brennstoffbriketts zu vergleichen, sollten die Kosten für Brennholz verdoppelt werden.

Vergleichen wir also die Preise. Brennholz in der Region Leningrad kostet 1.500 bis 1.600 Rubel. pro Kubikmeter. In Bezug auf dichtes Holz kostet ein Kubikmeter Brennholz 3.000-3.200 Rubel. In benachbarten Gebieten kann Brennholz etwa eineinhalb Mal billiger sein. So kostet ein Kubikmeter Ruf-Brennstoffbriketts den Käufer je nach Region 2-3 mal teurer als Brennholz.

Wir haben uns entschlossen herauszufinden, ob ein solcher Preisunterschied die erklärten Werbevorteile von Brennstoffbriketts in Form von Bequemlichkeit, erhöhter Wärmeübertragung und längerer Brenndauer von Brennstoffbriketts wert ist. Es wurde ein Amateurexperiment durchgeführt, das zwar nicht vorgibt, wissenschaftlich zuverlässig zu sein, jedoch einige Aspekte der Verwendung von Brennstoffbriketts anstelle von Brennholz klären kann.

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Kohle

Es ist ein natürliches Pflanzenmaterial, das aus Sedimentgestein gewonnen wird.

Diese Art von festem Brennstoff enthält Kohlenstoff und andere chemische Elemente. Das Material wird je nach Alter in Typen unterteilt. Braunkohle gilt als die jüngste, gefolgt von Steinkohle, und Anthrazit ist älter als alle anderen Arten. Das Alter des brennbaren Stoffes wird auch durch seinen Feuchtigkeitsgehalt bestimmt, der im jungen Material stärker vorhanden ist.

Beim Verbrennen von Kohle kommt es zu Umweltverschmutzung, und auf den Rosten des Kessels bildet sich Schlacke, die bis zu einem gewissen Grad ein Hindernis für die normale Verbrennung darstellt. Das Vorhandensein von Schwefel im Material ist auch ein ungünstiger Faktor für die Atmosphäre, da dieses Element in der Luft in Schwefelsäure umgewandelt wird.

Die Verbraucher sollten sich jedoch keine Sorgen um ihre Gesundheit machen.Hersteller dieses Materials, die sich um Privatkunden kümmern, bemühen sich, den Schwefelgehalt darin zu reduzieren. Die Verbrennungswärme von Kohle kann sogar innerhalb des gleichen Typs unterschiedlich sein. Der Unterschied hängt von den Eigenschaften der Unterart und dem Gehalt an Mineralien sowie von der Geographie der Gewinnung ab. Als fester Brennstoff wird nicht nur reine Kohle gefunden, sondern auch schwach angereicherte Kohlenschlacke, die zu Briketts gepresst wird.

Kohlesorten und ihre Eigenschaften

Die Wirtschaftlichkeit und Effizienz des Betriebs eines Festbrennstoffkessels hängt direkt von der Art des verwendeten Brennstoffs ab. Neben Holzabfällen werden häufig verschiedene Arten von Kohle als Hauptenergiequelle verwendet. Deshalb müssen diejenigen, die es als Hauptbrennstoff verwenden, seinen spezifischen Heizwert kennen.

Vor allem, Kohle zeichnet sich durch ihre Herkunft aus... Es enthält verschiedene Überreste antiker Pflanzen und bituminöser Massen, die während des Eintauchens spezifische Veränderungen erfahren haben. Die Umwandlung all dieser Substanzen in effizienten Kraftstoff erfolgte bei hohen Temperaturen und unter Bedingungen eines Sauerstoffmangels. Experten stellen fest, dass fossile Brennstoffe bituminöse und braune Kohlen sowie Anthrazit enthalten.

In diesem Video lernen Sie den Prozess der Verbrennung von Braunkohle:

Natursteinmaterial

Diese Art von Brennstoff erschien viel früher als Braunkohle. Große Materialschichten befinden sich unter der Erde in einer Tiefe von 3 Kilometern. Seine Zusammensetzung enthält bis zu 97% reinen Kohlenstoff, die Menge an flüchtigen Verunreinigungen liegt jedoch innerhalb von 35%. Der Feuchtigkeitsgehalt in Kohle beträgt nicht mehr als 15%. Dies wirkt sich positiv auf den thermischen Wirkungsgrad des Fossils aus.

Unter idealen Bedingungen liegt die spezifische Verbrennungswärme von Kohle im Bereich von 2100 ° C. In einem herkömmlichen Heizofen wird ein solches Material jedoch bei maximal 1000 ° C verbrannt.

Der Grad der Wärmeübertragung variiert innerhalb von 7 Tausend kcal / kg. Es ist zu beachten, dass diese Art von Kraftstoff schwer zu entzünden, da es für diese Zwecke notwendig ist, den Ofen auf 400 ° C zu heizen.

Dieses Material ist nicht zum Anzünden geeignet

Wie die Praxis zeigt, wird Kohle am häufigsten von normalen Bürgern verwendet, um Häuser, Sommerhäuser und Gebäude für andere Zwecke zu heizen.

Universeller brauner Look

Unter allen vorhandenen fossilen Kohlen gilt diese Art als die jüngste. Der Kraftstoff erhielt seinen Namen aufgrund seiner spezifischen braunen Farbe. Unter seinen Hauptmerkmalen kann festgestellt werden, dass es viele flüchtige Verunreinigungen und Feuchtigkeit enthält - mehr als 40%. Trotzdem kann die Menge an reinem Kohlenstoff 75% erreichen. Da Braunkohle viel Feuchtigkeit enthält, hat sie niedrige Verbrennungstemperatur und ein geringer Prozentsatz der Wärmeübertragung... Der Kraftstoff beginnt sich bei 260 Grad zu entzünden, aber die Verbrennungstemperatur kann 2000 ° C erreichen. Der Heizwert beträgt 3600 kcal / kg.

Natürlich ist Braunkohle als Hauptenergiequelle gewöhnlichem Brennholz deutlich unterlegen, weshalb sie selten für Festbrennstoffkessel und -öfen verwendet wird, die sich in Privathäusern befinden.

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Dieses Material enthält viel Feuchtigkeit.
Sehr beliebt ist jedoch die brikettierte Form dieses Fossils, das eine spezielle Ausbildung in der Massenproduktion absolviert hat. Unter künstlichen Bedingungen reduzieren Hersteller ihren Feuchtigkeitsgehalt und erhöhen dadurch die Energieeffizienz erheblich. Es ist zu beachten, dass der Wärmeübergang von brikettierter Braunkohle bis zu 5.000 kcal / kg beträgt.

Dies ist eines der ältesten Mineralien, das praktisch keine flüchtigen Verunreinigungen und Feuchtigkeit enthält. Die Kohlenstoffmenge übersteigt jedoch 95%.Studien haben gezeigt, dass die spezifische Verbrennungswärme von Kohle im Bereich von 8500 bis 9 Tausend kcal / kg liegt - dies ist der höchste Indikator unter allen vorhandenen Kohlen. Unter idealen Bedingungen verbrennt dieser Kraftstoff bei 2250 ° C, entzündet sich jedoch bei 600 ° C. Es ist zu beachten, dass dieser Indikator typisch für die kalorienärmsten Arten ist. Um Anthrazit zu entzünden, müssen Sie trockenes Holz verwenden, da eine bestimmte Erwärmung des Kessels oder Ofens erforderlich ist.

Dieses fossile Material wird als industrieller Brennstoff eingestuft. Verwenden Sie es in einem normalen Kessel oder Ofen sehr teuer und unrentabel... Trotz der Tatsache, dass Anthrazit im Vergleich zu seinen Gegenstücken mit geringem Rauch- und Aschegehalt günstig ist.

Außerdem ist solches Material teuer.

Pellets

Pellets (Brennstoffpellets) sind feste Brennstoffe, die industriell aus Holz und Pflanzenabfällen hergestellt werden: Späne, Rinde, Pappe, Stroh.

Das zu Staub zerkleinerte Rohmaterial wird getrocknet und in den Granulator gegossen, von wo es in Form von Granulaten einer bestimmten Form austritt. Ein Pflanzenpolymer, Lignin, wird verwendet, um der Masse Viskosität zu verleihen. Die Komplexität des Produktionsprozesses und die hohe Nachfrage bilden die Kosten für Pellets. Das Material wird in speziell ausgestatteten Kesseln verwendet.

Brennwert von Brennholz

Die beim Verbrennen von Holz erzeugte Wärmemenge hängt von der Holzart und dem Feuchtigkeitsgehalt des Holzes ab. Feuchtigkeit verringert den Brennwert von Brennholz, da das verdampfte Wasser einen Teil der Wärmeenergie abführt. Feuchtigkeitsverluste hängen geringfügig von der Anfangstemperatur des Brennholzes (genauer gesagt des darin enthaltenen Wassers) ab und betragen 0,63 kWh pro Kilogramm Wasser.

Absolut trockenes Laubbrennholz erzeugt ca. 5 kWh Wärme pro Kilogramm Brennholz. Absolut trockenes Nadelholz liefert aufgrund des chemischen Unterschieds ihres Holzes etwa 5,2 kWh Wärme pro Kilogramm Brennholz.

Unter realen Bedingungen ist es unmöglich, eine perfekte Trockenheit zu erreichen. Daher zeigt die folgende Tabelle den Brennwert von Brennholz verschiedener Holzarten bei einem Feuchtigkeitsgehalt von 15% und zum Vergleich anderer Brennstoffarten:

Obwohl der Massenheizwert von Nadelholz aufgrund der geringeren Holzdichte höher ist als der von Laubholz, ist der spezifische volumetrische Heizwert von Nadelholz niedriger als der von Laubholz. Nadelholz nimmt mehr Platz ein und brennt schneller.

Ein Kubikmeter trockenes Laubbrennholz kann 200 Liter Öl und 200 Kubikmeter Erdgas ersetzen. Die aus Holz gewonnene Energie ist ebenfalls solaren Ursprungs. Gleichzeitig ist Holz im Gegensatz zu Öl, Kohle und Gas eine erneuerbare Ressource. Brennholz als Biokraftstoff ist eine erneuerbare Energiequelle.

Briketts

Briketts sind feste Brennstoffe, die in vielerlei Hinsicht Pellets ähneln. Für ihre Herstellung werden identische Materialien verwendet: Holzspäne, Späne, Torf, Schalen und Stroh. Während des Produktionsprozesses wird das Rohmaterial zerkleinert und zu Briketts gepresst. Dieses Material wird auch als umweltfreundlicher Kraftstoff eingestuft. Es ist bequem, es auch im Freien zu lagern. Eine gleichmäßige und langsame Verbrennung dieses Brennstoffs kann sowohl in Kaminen und Öfen als auch in Heizkesseln beobachtet werden.

Die oben diskutierten Arten umweltfreundlicher fester Brennstoffe sind eine gute Alternative zur Wärmeerzeugung. Im Vergleich zu fossilen Wärmeenergiequellen, die sich bei der Verbrennung nachteilig auf die Umwelt auswirken und darüber hinaus nicht erneuerbar sind, weisen alternative Brennstoffe klare Vorteile und relativ niedrige Kosten auf, was für Verbraucher einiger Kategorien wichtig ist.

Gleichzeitig ist die Brandgefahr solcher Brennstoffe viel höher. Daher müssen einige Sicherheitsmaßnahmen hinsichtlich der Lagerung und Verwendung von feuerfesten Materialien für Wände getroffen werden.

Die Verwendung von Holzkohle

Die Holzkohleproduktion ist eine vielversprechende Richtung. Sein Verbrauch wächst ständig und wird sowohl in der Produktion als auch für Haushaltszwecke verwendet. Die Verwendung im Alltag ist jedem bekannt: Kochen auf dem Grill und beim Grillen kann heute praktisch nicht ohne Holzkohle auskommen. Viele Menschen bevorzugen es, Holzkohle in Kamine zu legen: Dieser Brennstoff raucht nicht, gibt keine Gase (insbesondere Kohlenmonoxid) ab und hat einen hohen Heizwert.

Die Holzkohleproduktion ist eine vielversprechende Richtung

In der Industrie wird Holzkohle in der Metallurgie (in unserem Land praktisch nicht praktiziert) zur Herstellung von Filtern für verschiedene Zwecke verwendet. Es wird zum Schmelzen einiger wertvoller Metalle, kristallines Silizium und Aktivkohle verwendet. Es wird in der Landwirtschaft und Medizin eingesetzt.

Sie können auch Holzkohle zum Heizen verwenden. Die Besonderheit seiner Verbrennung ist, dass es keine hohen Flammenzungen gibt. Aber es gibt eine gleichmäßige gleichmäßige Hitze. Die Verbrennungstemperatur von Holzkohle hängt von mehreren Faktoren ab: von der Dichte (verschiedene Holzarten produzieren Kohle mit unterschiedlicher Dichte), von ihrer Qualität (Brennbedingungen) und von der Menge an Sauerstoff, die während der Verbrennung zugeführt wird. In einem normalen offenen Herd kann die Temperatur zwischen 400 ° C und 900 ° C liegen, unter besonderen Bedingungen ist es jedoch möglich, 1200 ° C (Schmiede) zu erreichen. Wenn wir von Durchschnittswerten sprechen, wird der Heizwert von Holzkohle als 30 MJ / kg angesehen.

Wie Sie der Tabelle entnehmen können, gibt Holzkohle mindestens nicht weniger Wärme ab als Kohle und fast zweieinhalb Mal mehr als das beste Brennholz. Warum wird es fast nie zum Heizen verwendet? Erstens wird in unserem Land Holzkohle in sehr geringen Mengen produziert (die Welt produziert 9 Millionen Tonnen pro Jahr, Russland macht 100.000 Tonnen aus) und hat einen hohen Preis. Selbst wenn Sie es von Herstellern kaufen, verlangen diese beim Kauf von bis zu 5 Tonnen 180 Rubel pro 10 kg (18.000 pro Tonne). Selbst mit einem wirtschaftlichen Aufwand erweist es sich als ziemlich teuer. Wenn Sie an einem Ort leben, an dem es eine große Anzahl von Wäldern gibt, in denen immer genug totes Holz vorhanden ist, ist es auch ohne Ausrüstung nicht sehr schwierig, eine bestimmte Menge Holzkohle zu sichern. Sie können traditionelle Kohletechnologien verwenden, für die nur ein Metallfass erforderlich ist, und selbst dann ist dies nicht erforderlich. Natürlich können Sie sich nicht den ganzen Winter auf diese Weise eindecken, aber Sie können es verbrennen, um nachts eine gewisse Menge in den Kessel zu geben, um eine angenehme Temperatur aufrechtzuerhalten.

Der Heizwert von Holzkohle ist etwas höher als der Heizwert von hochwertiger Kohle