Hiilen tuotanto: moderni tekniikka ja käyttöominaisuudet

Erilaisten polttoainetyyppien ominaisuudet

Harkitse kahta tärkeintä kiinteän polttoaineen raaka-ainetyyppiä - polttopuuta ja hiiltä.
Polttopuut sisältävät huomattavan määrän kosteutta, joten kosteus haihtuu ensin, mikä vaatii tietyn määrän energiaa. Kosteuden haihtumisen jälkeen alkaa puun intensiivinen polttaminen, mutta valitettavasti prosessi ei kestä kauan.

Siksi sen ylläpitämiseksi on tarpeen lisätä polttopuuta säännöllisesti tulipesään. Puun syttymislämpötila on noin 300 ° C.

Hiili ylittää puun tuotetun lämmön määrän ja palamisen keston suhteen.... Kivennäisaine jaetaan fossiilisen materiaalin iästä riippuen tyyppeihin:

• ruskea;
• kivi;
• antrasiitti.

Hiiltyypit ja niiden ominaisuudet

Kaikki syvyydestämme kaivetut hiilet, jotka soveltuvat polttamiseen kattiloiden ja uunien uuneissa, jaetaan kolmeen ryhmään:

• ruskea;
• kivi;
• antrasiitti.

Kaikista luetelluista ruskeasta kivihiilestä niitä pidetään nuorimpina, niissä on monia haihtuvia epäpuhtauksia ja ne eroavat ruskeasta väristä, joten heidän nimensä. Tämä polttoaine sisältää jopa 70% puhdasta hiiltä ja jopa 40% kosteutta. Tästä syystä ruskohiilen lämmönsiirto ja palamislämpötila ovat alhaisimmat. Se syttyy helposti, koska alin syttymislämpötila on vain 250 ºС, mutta palamislämpö on myös matalaa - noin 3600 kcal / kg ja palamislämpötila on noin 1900 ºС.

Pienen lämpöarvonsa vuoksi fossiilia luonnollisessa muodossaan käytetään hyvin harvoin energialähteenä omakotitalojen lämmitykseen. Brikettihiili on toinen asia, sen lämmönsiirto on 5000 kcal / kg.

Hiilihiilit ovat ikäänsä seuraavia, ne ovat todella vanhempia ja makaavat syvemmässä syvyydessä kuin ruskeat hiilet (jopa 3 km). Puhdasta hiiltä niissä on jopa 95%, vettä - 12% ja haihtuvia epäpuhtauksia - jopa 30%. Tästä johtuen kivipolttoaineen lämmönsiirto on 7000 kcal / kg, vaikka sen sytyttämiseksi tarvitaan 400 ºС: n lämpötilaa. Tämä polttoaine palaa teoreettisesti 2100 ° C: ssa, vaikka hiilen palamislämpötila uunissa ei koskaan saavuta tällaisia ​​arvoja. Suurin mahdollinen arvo on 1000 ºС. Käytännössä se on yleisin polttoainetyyppi, jota käytetään energialähteenä rakennusten lämmitykseen.

Vanhin ja syvin laji on antrasiitti, joka on vähintään 95% hiiltä. Siinä ei käytännössä ole epäpuhtauksia ja kosteutta, sillä on suurin ominaislämmönsiirto (noin 8500 kcal / kg). Tällaista polttoainetta ei kuitenkaan ole helppo sytyttää: matalin kaloriinen antrasiittilajike syttyy 600 ºС: n lämpötilassa. Teoreettinen palamislämpötila on 2250 ºС. Antrasiitti on kaikilta osin erinomainen polttoaine, jolla on alhainen tuhkapitoisuus ja vähän savua, mutta sen hinta on korkea.

Viitteeksi.

Tietyn tyyppistä bitumihiiltä käytetään metallurgiassa käytettävän koksin käsittelyyn. Ja vaikka koksihiilen palamislämpötila ei ole korkeampi kuin kivihiilen, rikastuksen ja lämpökäsittelyn jälkeen T = 1000 ºC: ssä se muuttuu koksiksi, jolla on korkein lämpöarvo ja lämpötila.

Erilaisia ​​polttoainekoostumuksia

Ruskohiili kuuluu nuoriin kerrostumiin, joten se sisältää eniten kosteutta (20% - 40%), haihtuvia aineita (enintään 50%) ja pienen määrän hiiltä (50% - 70%). Sen palamislämpötila on korkeampi kuin puulla ja on 350 ° C. Lämpöarvo - 3500 kcal / kg.
Yleisin polttoainetyyppi on bitumihiili. Se sisältää pienen määrän kosteutta (13-15%), ja polttoaine-elementin hiilipitoisuus ylittää 75% laadusta riippuen.

Keskimääräinen syttymislämpötila on 470 ° C. Hiilen hajapäästökaasut 40%. Palamisen aikana vapautuu 7000 kcal / kg.

Antrasiitti, jota esiintyy huomattavassa syvyydessä, on yksi vanhimmista kiinteiden polttoaineiden fossiiliesiintymistä. Se ei sisällä käytännössä mitään haihtuvia kaasuja (5-10%), ja hiilen määrä vaihtelee välillä 93-97%. Palamislämpö on välillä 8100 - 8350 kcal / kg.

Puuhiili on merkittävä erikseen. Se saadaan puusta pyrolyysillä - polttamalla korkeissa lämpötiloissa ilman happea. Valmiissa tuotteessa on korkea hiilipitoisuus (70-90%). Polttoainetta poltettaessa syntyy noin 7000 kcal / kg.

Voit lukea turvebrikettien käytön ominaisuuksista tässä artikkelissa:

Polttoaineen polttaminen

On erittäin tärkeää järjestää jatkuva hapen syöttö polttoaineeseen. Jotta se palaa kokonaan, tehdään ylimääräinen ilmansyöttö. Toisin sanoen, ilmamäärän on oltava suurempi kuin teoreettinen arvo. Negatiivinen puoli

tällainen syöttö on lämmön menetys, joista osa yksinkertaisesti lähtee putken läpi.

Kattilan polttoainetyypit

Kiinteän polttoaineen kattiloissa voidaan käyttää: puuta, erimerkkistä hiiltä, ​​brikettejä ja muita kiinteitä polttoaineita. Talon lämmittäminen puulla, ruskohiilellä ja briketillä on erittäin vaikeaa. Tosiasia on, että nämä polttoaineet sisältävät paljon vettä. Tämän seurauksena palamisen ylläpitämiseksi tarvitaan jatkuvaa lämmöntuotantoa. Muuten haihtuva vesi jäähdyttää polttoaineen nopeasti ja tuli sammuu. Siten nämä polttoaineet voivat palaa nopeasti vapauttaen jonkin verran lämpöä, mutta ne eivät ole täysin sopivia hitaan ja pitkän palamisen ylläpitämiseen, kun taas hiili voi palaa hitaasti pitkään. Tämä johtuu siitä, että hiili ei ole haihtuvaa. Kun ensiöilman syöttö on rajoitettua, se voi olla lämmitetyssä tilassa kattilassa, ei jäähtyä. Kun ensiöilma alkaa virrata uudelleen (jäähdytysneste on jäähtynyt, pääilmapelti on avautunut), hiili alkaa hapettua vapauttaen lämpöä.

Pitkän liekin hiiltä, ​​koksia, antrasiittia ja ruskeaa hiiltä käytetään yleensä lämmitykseen. Useimmat kattilat toimivat optimaalisesti pitkät liekit. Koksi ja antrasiitti eivät palaa kaikissa kattiloissa, ja niitä voidaan käyttää lisäaineina, mutta ei pääpolttoaineena. Ruskeat hiilet soveltuvat yleensä huonosti lämmitykseen, koska ne palavat huonosti, antavat vähän lämpöä ja paljon tuhkaa. Minua kuumennetaan pitkällä liekillä (WPC - pitkä liekki).

Valitettavasti artikkeleissa esiintyy ajoittain virheitä, ne korjataan, artikkeleita täydennetään, kehitetään, uusia valmistellaan. Tilaa uutiset pysyäksesi ajan tasalla.

Jos jokin ei ole selvä, kysy varmasti! Kysy kysymys. Keskustelu artikkelista. viestejä.

Lisää artikkeleita

Lämmitys kaasupulloilla, pullotetulla nesteytetyllä kaasulla, propaanilla, noin ... jaan kokemukseni talon lämmittämisestä pullotetulla kaasulla ....

Miksi kotona on kylmä, minne lämpö menee, lämpöhäviö…. Miksi kotona on kylmä? Mihin lämpö menee? Kuinka pitää se lämpimänä? Nuo tappiot ...

Liesi, uunilämmitys. Laskenta, suunnittelu, laskenta. Laske ... Lämmityksen laskeminen. Uunin mitat, paino ja teho. Lämpöhäviöanalyysi….

Kotitalouksien kaasupullot. Liitäntä, käyttö, käyttö, käyttö ... Kotitalouksien kaasupullojen turvallinen käyttö ....

Neulominen. Ompeleet, pienet hevosenkengät, yhdensuuntaiset ketjut, tiheät aaltoilut. Kanssa ... Kuinka neuloa kuvioita. Yksityiskohtainen kuvaus ompeleet, pienet hevosenkengät, yhdensuuntaiset ketjut ...

Neulominen. Kirsikkapuutarha. Eskimo. Piirustukset. Kuviointi ... Kuinka neuloa seuraavat kuviot: Kirsikkapuutarha. Eskimo. Yksityiskohtaiset ohjeet selittävillä ...

Neulominen. Koi.Kuviot, piirustukset ... Kuinka neuloa seuraavat kuviot: Koit. Yksityiskohtaiset ohjeet selityksineen ...

Neulominen. Perhonen. Piirustukset. Kuviot ... Kuinka neuloa kuvio - Perhonen. Yksityiskohtaiset ohjeet selityksineen ...

Asunnon omistajille, jotka käyttävät erityyppisiä kiinteitä polttoaineita kodin lämmitykseen, sellainen parametri kuin hiilen palamislämpötila on huomattavan kiinnostava. Loogisesti ottaen mitä korkeampi lämpötila on, sitä enemmän lämpöä voidaan saada polttamalla polttoainetta. Mutta tämä on teoria, mutta käytännössä kaikki tapahtuu hieman eri tavalla. Tämän arvokkaan fossiilin todellisesta polttamisesta keskustellaan tässä aineistossa.

Polttoprosessi

Tyypistä ja laadusta riippuen polttoaine on jaettu lyhyt- ja pitkä-liekkisiin. Lyhyitä liekkejä ovat antrasiitti ja koksi, hiili.
Poltettaessa antrasiitti tuottaa paljon lämpöä, mutta sen sytyttämiseksi sinun on annettava korkea lämpötila syttyvämmällä polttoaineella, esimerkiksi puulla. Antrasiitti ei aiheuta savua, palaa hajuttomasti, sen liekki on matala.

Pitkän liekin polttoaineet poltetaan kahdessa vaiheessa. Ensinnäkin vapautuu haihtuvia kaasuja, jotka poltetaan hiilikerroksen yläpuolella uunitilassa.

Kun kaasut ovat palaneet, jäljellä oleva polttoaine alkaa palaa, mikä on tällä välin muuttunut koksiksi. Koksi palaa lyhyellä liekillä ritilöissä. Hiilipolton jälkeen tuhkaa ja kuonaa on jäljellä.

Mikä hiili valitaan uuniin?

Mikä on hiili? Se on kasvituote, joka sisältää hiiltä ja palamattomia epäpuhtauksia. Ne muodostavat tuhkan ja kuonan kaltaisia ​​aineita polttamisen jälkeen. Kahden komponentin suhde on erilainen kaikkialla. Hiilen laatu määräytyy samoin kuin luonnollisen polttoaineen "ikä". Asiantuntijat erottavat useita lajikkeita.

"Nuorin" kivihiilen tyyppi on lingitis. Sillä on melko löysä rakenne. Jos poistat lingitiksen, se murenee nopeasti ja menettää muodonsa. Tällaista kivihiiltä käytetään useimmiten lämpövoimaloissa, mutta kielitulehdus ei sovellu talon lämmitykseen.

Lingiitin lisäksi louhitaan myös ruskohiiltä, ​​hiiltä ja antrasiittia - vanhimmat hiiliesiintymät. Kaikilla lajikkeilla on erilaiset kosteustasot. Esimerkiksi ruskohiilessä kosteuspitoisuus on 50%, antrasiitissa sen kynnysarvo ei ylitä 7%. Siksi antrasiitilla on korkein ominaislämpö. Sen indikaattorit ovat 9 tuhatta kcal / kg.

Hiilikattiloiden materiaali on tärkein kriteeri polttoaineen ja lieden valinnassa. Tarkastellaanpa näitä ominaisuuksia tarkemmin.

Kun takan sytytys on saatu onnistuneesti päätökseen ja polttopuut leipovat iloisesti tulipesässä, on vain valvottava lämpötoimintatilaa ja asetettava uusia tukkeja ajoissa. Tilan osalta on suositeltavaa pitää se jatkuvasti samalla tasolla välttäen ylikuumenemista.

Tämä on tärkeää, koska korkealla lämmityksellä ja jäähdytyksellä uunin runko usein laajenee ja supistuu, mikä edistää halkeamien muodostumista.

Optimaalisen lämpöjärjestelmän ylläpito ja tukkien asettaminen ajoissa on paras tapa lämmittää liesi kunnolla puulla, vaikka se ei ole kovin mukavaa yöllä. Kukaan ei halua nousta keskellä yötä, vaikka sitä ei voida välttää kovalla pakkasella kadulla, muuten talo on kuiva aamuun mennessä. Jatkuvan lämmityksen aikana useita päiviä tuhkapannu on puhdistettava {amp} amp; liikkeellä {amp} amp;

Ilman virtauksen varmistamiseksi palotilaan toiminta suoritetaan rautakauhan avulla hetkellä, jolloin suurin osa puusta palaa ja tulipesään jää muutama hiillos. On välttämätöntä tehdä shurovka polttokammioon pokerilla, peittää näkymä ja avata sitten puhaltimen luukku ja poistaa tuhka nopeasti kauhalla metallikauhaan.

Tärkeä. Uunin ovien edessä tulisi aina olla enintään 1 m leveä metallilevy.

Riippumatta siitä, käytetäänkö hiiltä vai polttopuuta pääpolttoaineena, sytytys suoritetaan samalla tavalla. Ensin sinun on puhdistettava tuhkatila ja tulipesä pokerin, kauhan ja luudan avulla. Puhdistuksen jälkeen älä unohda poistaa tuhkan jäämiä oviaukoista luudalla, muuten ne eivät sulkeudu tiukasti.

Lieden sytyttämiseksi sinun on toimittava ohjeiden mukaisesti:

• aseta muutama rypistynyt paperiarkki ja muutama ohut siru arinan päälle. On mahdotonta käyttää nestemäistä polttoainetta sytytykseen;
• tee ohuista puista kirjanmerkki noin 2/3 tulipesän tilavuudesta. Polttopuut voidaan taittaa {amp} & house {amp} amp; tai poikittain, jolloin aukot ilmalle. Täällä aiemmin mainitut lyhyet pinot ovat käteviä;
• avaa näkymä noin puolivälissä, avaa puhaltimen ovi neljännes;
• sytytä paperi pääkammion avoimen oven läpi ja sulje se. No, kun panoraama-uunipanos on asennettu, prosessi on selvästi nähtävissä. Jos lasia ei ole, ovi jätetään hieman raollaan ja palamista valvotaan säätämällä ilmansyöttö tuhkapannin ovella. Yleensä se avataan aluksi puolivälissä, ja kun puu syttyy, se peitetään.

Neuvoja. Kummassakin tapauksessa omistaja määrittää, kuinka paljon paremmin tuhka-astia kynnetään polttamisen ja polttamisen aikana, sekä näkymän optimaalisen sijainnin. Kun liesi kohisee, vetovoima on suuri ja putkeen kulkee paljon lämpöä, venttiilin on oltava kiinni. Punainen liekki, savu ja hidas palaminen viittaavat työntövoiman puutteeseen, minkä jälkeen näkymä avautuu hieman.

Palaa

Harkitse polttoaineen polttamista tavanomaisessa uunissa, jota käytetään yksityistalojen lämmittämiseen. Se koostuu pääosista:

• tulipesä;
• puhallin;
• savupiippu putkella.

Tulipesä on kytketty puhaltimeen erityisen arinan (arinan) kautta, joka sijaitsee tulipesän pohjassa... Polttoaine asetetaan arinan päälle, ja puhaltimesta arinan läpi ilma pääsee tulipesään.

Polttokaavat

Eri polttoaineiden syttymislämpötilat (klikkaa suuremmaksi)
Kun polttoaine (puu, hiili) syttyy, kemiallinen reaktio tapahtuu lämmön vapautuessa.

Hiilidioksidi reagoi ylempien kerrosten polttoaineessa olevan hiilen kanssa muodostaen hiilimonoksidia.

Tämä ei ole palamisprosessin loppu, koska kun nousee ylös uunitilaan, hiilimonoksidi reagoi ilman hapen kanssa, jonka sisäänvirtaus tapahtuu puhaltimen tai uunin avoimen oven läpi.

Sen palamiseen liittyy sininen liekki ja lämmön vapautuminen. Tuloksena oleva hiilimonoksidi (hiilidioksidi) tulee savupiippuun ja poistuu savupiipun läpi.

Höyrystyminen minimaalisella happisyötöllä johtaa myrkyttömän hiilimonoksidin muodostumiseen, mikä antaa tasaista lämpöä.

Sovellus

Polttoaineen pääasiallinen käyttö on palaminen lämmön tuottamiseksi. Lämpöä käytetään paitsi omakotitalon lämmitykseen ja ruoanlaittoon, myös teollisuudessa korkeassa lämpötilassa tapahtuvien teknisten prosessien tukemiseksi.
Toisin kuin tavanomaisessa uunissa, jossa hapen syöttöprosessi ja palamisen intensiteetti ovat huonosti säädeltyjä, teollisissa uuneissa kiinnitetään erityistä huomiota happisyötön säätelyyn ja tasaisen palamislämpötilan ylläpitoon.

Tarkastellaan hiilen polttamisen perusjärjestelmää.

1. Polttoaineen lämmitys ja kosteuden haihtuminen ovat käynnissä.
2. Lämpötilan noustessa koksausprosessi alkaa haihtuvien koksiuunikaasujen vapautumisella. Palaminen, se antaa päälämmön.
3. Hiili muuttuu koksiksi.
4. Koksin palamisprosessiin liittyy lämmön vapautuminen, joka riittää seuraavan polttoaineen koksaamisen aloittamiseen.

Teollisissa kattiloissa koksin palaminen erotetaan eri kammioihin koksiuunin palamisesta. Tämä mahdollistaa hapen sisäänvirtauksen koksille ja kaasulle eri intensiteeteillä, saavuttaen vaaditun palamisnopeuden ja ylläpitämällä vaadittua lämpötilaa.

Hiilen polttamisesta uunissa

Yllä olevat lämpötilat asteina kullekin polttoainetyypille ovat teoreettisia. Toisin sanoen ne ovat saavutettavissa ihanteellisissa olosuhteissa energian kantajan palamiseen, jota tosielämässä ja jopa kotona ei tapahdu. Lisäksi ei ole järkevää ylikuumentaa tiiliuunia tai metallikattilaa. Niitä ei ole suunniteltu tällaisiin järjestelmiin.

Kokonaan hiilen palamisen voimakkuus uunissa riippuu syötetyn ilman määrästä. Hiilet luovuttavat lämpöä parhaiten 100% ilmansyötöllä, mutta käytännössä näin ei tapahdu, koska rajoitamme sen määrää peltiä tai säätöpellillä. Muuten polttokammion lämpötila nousee liikaa, joten se on välillä 800-900 ºС.

Kiinteän polttoaineen kattilan osalta liian voimakas palamistila voi aiheuttaa jäähdytysnesteen nopean kiehumisen ja sen jälkeisen räjähdyksen. Siksi tämän tyyppinen kiinteä polttoaine poltetaan kattiloissa kahdella tavalla:

• perinteinen, lataamalla uuniin ja rajoittamalla ilman määrää.
• automaattikattiloissa toteutetun annostelun avulla.

Hiilen käyttö

Puuhiiltä käytetään jokapäiväisessä elämässä lihan kypsentämiseen grillillä.
Korkean palamislämpötilan (noin 700 ° C) ja liekin puuttumisen vuoksi aikaansaadaan tasainen lämpö, ​​joka riittää lihan kypsentämiseen hiiltymättä.

Sitä käytetään myös tulisijojen polttoaineena, ruoanlaittoon pienillä uuneilla.

Teollisuudessa sitä käytetään pelkistävänä aineena metallintuotannossa. Korvaamaton hiili lasin, muovin, alumiinin valmistuksessa.

On mahdollista tehdä itse hiiltä. Yksityiskohdat:

Aktiivihiili

Aktiivihiili on hiilityyppi, jolla on suuri huokosien pinta-ala, mikä tekee siitä vielä adsorptiokykyisemmän kuin puu. Puuhiiltä ja hiiltä sekä kookoskuoria käytetään raaka-aineina sen tuotannossa. Lähtöaineelle suoritetaan aktivointiprosessi. Sen ydin on avata tukkeutuneet huokoset korkean lämpötilan, elektrolyyttiliuosten tai vesihöyryn vaikutuksesta.

Aktivointiprosessin aikana vain aineen rakenne muuttuu, joten aktiivihiilen kemiallinen kaava on identtinen sen raaka-aineen koostumuksen kanssa, josta se on valmistettu. Aktiivihiilen kosteuspitoisuus riippuu huokosten ominaispinta-alasta ja on yleensä alle 12%.

Lähde