Différents types de combustibles sont utilisés comme vecteur d'énergie, par exemple la tourbe, le charbon, le bois, ainsi que les briquettes de combustible. Le charbon est considéré comme le type le plus efficace, permettant à la chaudière ou au four de fonctionner aussi efficacement que possible. Afin de choisir un bon combustible, plusieurs facteurs doivent être pris en compte, y compris la température à laquelle le charbon brûle.
Lors du choix d'un matériau, il faut prendre en compte plusieurs facteurs
Caractéristiques des différents types de carburant
Considérez les deux types principaux, les plus courants, de matières premières pour combustibles solides - le bois de chauffage et le charbon.
Le bois de chauffage contient une quantité importante d'humidité, de sorte que l'humidité s'évapore en premier, ce qui nécessite une certaine quantité d'énergie. Une fois l'humidité évaporée, le bois commence à brûler intensément, mais, malheureusement, le processus ne dure pas longtemps.
Par conséquent, pour le maintenir, il est nécessaire d'ajouter régulièrement du bois de chauffage dans la chambre de combustion. La température d'inflammation du bois est d'environ 300 ° C.
Le charbon surpasse le bois en termes de quantité de chaleur produite et de durée de combustion.... En fonction de l'âge du matériau fossile, le minéral est divisé en types:
- marron;
- Pierre;
- anthracite.
À l'aide d'une analyse technique, la teneur en cendres, la teneur en humidité, en soufre et en phosphore, la libération de substances volatiles sur la masse combustible, la chaleur de combustion et les caractéristiques du résidu solide non volatil sont déterminées dans les charbons et les schistes bitumineux. Toutes les analyses sont effectuées sur la base d'échantillons analytiques de charbon et de schiste et de la teneur en humidité du combustible de travail - d'après des échantillons de laboratoire.
Le recalcul de la composition élémentaire, du rendement en substances volatiles et de la chaleur de combustion des charbons (sauf schiste) lors du passage à une autre masse est effectué selon les ratios, selon les formules. Lors du recalcul de la composition élémentaire et du pouvoir calorifique du schiste, la teneur en cendres A doit être remplacée par A + CO2 pour la masse correspondante du schiste.
HUMIDITÉ
Lors de l'analyse des charbons, les types d'humidité suivants sont distingués:
- laboratoire - Wl, déterminé par des échantillons de laboratoire pour des analyses techniques;
- analytique - Wа, déterminé par des échantillons analytiques pour analyse élémentaire;
- séchage à l'air - Ondes, déterminées par des échantillons analytiques à l'état sec à l'air de l'échantillon dans les conditions de l'état réel de l'air dans le laboratoire par l'humidité relative et la température;
- hygroscopique (interne) - Wgi, proche de Wa, mais déterminé à partir d'échantillons analytiques amenés à un état d'équilibre sec à l'air à * humidité relative constante (60 ± 2%) et température de l'air (20 ± 5 ° C);
- humidité de travail - Wp déterminé à partir d'un échantillon de laboratoire, en tenant compte de la perte d'humidité lors de l'envoi de l'échantillon au laboratoire.
L'humidité de travail du carburant est subdivisée en humidité interne, égale à hygroscopique (Wdi), et humidité externe (Wout), définie comme la différence Wout = Wp-Wg,%. L'humidité hygroscopique interne (Wdi) dépend de l'humidité relative et de la température de l'air ambiant et de la capacité d'adsorption du charbon. L'humidité et la teneur en cendres qui composent le ballast Br = Wp + Ap du combustible, en particulier l'humidité extérieure, détériorent la qualité des charbons, réduisent la fluidité, compliquent la classification et le transport et provoquent le gel du charbon en hiver.
Les charbons à haute teneur en humidité ne conviennent pas au stockage à long terme, car l'humidité favorise l'auto-échauffement et la combustion spontanée. En relation avec ces conditions techniques et normes pour le charbon par type de consommation, des normes limites (rejet) pour la teneur en humidité ont été établies pour certaines qualités et qualités de charbon.
Les charbons maigres, semi-anthracite et anthracite sont moins humides, les charbons bruns sont plus humides. La teneur en humidité des charbons et des schistes bitumineux est déterminée conformément à GOST 11014-2001. L'essence de la méthode de détermination de la teneur en humidité consiste à sécher un échantillon de combustible dans une étuve à une température de 105-110 ° C à poids constant et à calculer la perte de poids de l'échantillon prélevé en pourcentage. La détermination de la teneur en humidité par une méthode accélérée est effectuée conformément à GOST 11014-2001. L'essence de la méthode accélérée de détermination de la teneur en humidité consiste à sécher un échantillon de combustible dans un four à une température qui monte en 5 minutes de 130 à 150 ° С pour un échantillon analytique et en 20 minutes pour un échantillon de laboratoire, et en calcul de la perte de poids d'un échantillon de carburant pris en pourcentage ... Les écarts entre les résultats de deux déterminations parallèles de la teneur en humidité selon le GOST spécifié ne doivent pas dépasser les valeurs admissibles.
CENDRE
Les charbons contiennent toujours des impuretés minérales incombustibles, qui comprennent les carbonates de calcium CaCO3, le magnésium MgCO3, le gypse CaS04-2H20, la pyrite FeS2 et des éléments rares. Lorsque le charbon est brûlé, la partie non brûlée des impuretés minérales forme des cendres qui, selon sa composition, peuvent être réfractaires ou à bas point de fusion, fluides ou fondues. Les impuretés minérales dégradent la qualité des charbons, réduisent la chaleur de combustion, le transport de charges avec un excès de ballast, augmentent la consommation de charbon par unité de production, compliquent les conditions d'utilisation et dégradent la qualité du coke.
Les impuretés minérales ne sont pas toujours lestées, elles contiennent parfois des éléments rares en quantités permettant leur utilisation industrielle. De plus, les scories peuvent être utilisées pour fabriquer du ciment et d'autres matériaux de construction.
La teneur en cendres des charbons est déterminée selon GOST 11022-95. L'essence de la méthode consiste à incendier un échantillon de combustible dans un moufle et à calciner les résidus de cendres à une masse constante à une température de 800-825 ° C pour le charbon et de 850-875 ° C pour le schiste bitumineux et de déterminer la masse du résidu de cendres en pourcentage de la masse de l'échantillon de combustible. La teneur en cendres obtenue à la suite de l'analyse de l'échantillon analytique est recalculée pour la teneur en cendres dans le combustible absolument sec Ac.
La teneur en cendres du combustible de travail Ap en pourcentage est calculée par la formule:
Ap = Ac (100 Wp) / 100
La détermination de la teneur en cendres par une méthode accélérée est effectuée conformément à GOST 11022-95. Son essence consiste à incendier un échantillon de charbon dans un moufle chauffé à une température de 850-875 ± 25 ° C et à déterminer la masse des résidus de cendres en pourcentage de la masse de l'échantillon.
Les divergences entre les résultats de la détermination de la teneur en cendres de L sur la base de doubles d'un échantillon de laboratoire dans différents laboratoires conformément aux GOST spécifiés ne doivent pas dépasser:
pour les combustibles à teneur en cendres:
- jusqu'à 12% ... 0,3%
- de 12 à 25% ... 0,5%
- plus de 25% ... 0,7%
- plus de 40% ... 1,0%
Les conditions techniques et les GOST établissent des normes moyennes et maximales (rejet) de teneur en cendres pour différentes qualités et classes de charbon pour les mines individuelles, les mines à ciel ouvert et les usines de traitement.
SOUFRE
Le soufre total contenu dans les charbons se compose de pyrite Sc, de sulfate Sc et de soufre S® organique. Le soufre de pyrite se trouve dans les charbons sous forme de grains individuels et de gros morceaux de pyrite et de marcassite. Lorsque le charbon est altéré dans les mines, les fosses à ciel ouvert et à la surface, la pyrite s'oxyde et forme des sulfates. Le sulfate de soufre est contenu dans les charbons, principalement sous forme de sulfates de fer FeSO4 et de calcium CaSO4. La teneur en sulfate de soufre dans les charbons ne dépasse généralement pas 0,1-0,2%. Lorsqu'il est brûlé, le sulfate de soufre se transforme en cendres, et lorsque le charbon est coke, il se transforme en coke. Le soufre organique fait partie de la matière organique du charbon. La teneur en soufre total et sa variété dans le carburant sont déterminées conformément à GOST 8606-93.
Le soufre se trouve dans tous les types de combustibles solides et la teneur totale en soufre des charbons varie principalement de 0,2 à 10%.
Le soufre est une partie indésirable et même nocive du carburant. Lorsque le charbon est brûlé, il est libéré sous forme de SO2, polluant et empoisonnant l'environnement et corrodant les surfaces métalliques, réduit la chaleur de combustion des combustibles, et lors de la cokéfaction, il passe, détériorant ses propriétés et la qualité du métal. Le choix des modes d'utilisation des charbons dépend souvent de leur teneur totale en soufre. C'est pourquoi le soufre total est l'indicateur le plus important de la qualité du charbon.
La teneur totale en soufre est déterminée en brûlant un échantillon de carburant avec un mélange d'oxyde de magnésium et de carbonate de sodium (mélange d'Eshch), en dissolvant les sulfates formés, en précipitant l'ion sulfate sous forme de sulfate de baryum, en déterminant la masse de ce dernier et en recalculant à la masse de soufre. La teneur en soufre sulfate est déterminée en dissolvant les sulfates contenus dans le carburant dans de l'eau distillée, en précipitant l'ion sulfate sous forme de sulfate de baryum, en déterminant la masse de ce dernier et en la recalculant en masse de soufre. La teneur en pyrite soufre est déterminée en traitant un échantillon de carburant avec de l'acide nitrique dilué et en y dissolvant des sulfates, formés lors de l'oxydation de la pyrite avec de l'acide nitrique, suivi par la précipitation de l'ion sulfate sous forme de sulfate de baryum, en déterminant la masse de ce dernier et le recalculer à la masse de soufre. La teneur en pyrite soufre est déterminée par la différence entre la teneur en soufre récupérée du carburant par l'acide nitrique et l'eau.
L'écart entre les résultats de deux déterminations parallèles de la teneur en soufre dans un laboratoire ne doit pas dépasser: pour le charbon avec une teneur en soufre allant jusqu'à 2% - 0,05%, plus de 2% - 0,1%. Les écarts entre les résultats de la détermination de la teneur en soufre à partir de doubles d'un échantillon de laboratoire dans différents laboratoires ne doivent pas dépasser: pour le charbon avec une teneur en soufre allant jusqu'à 2% - 0,1%, plus de 2% - 0,2%. La teneur en soufre est déterminée par la méthode accélérée selon GOST 2059-54.
L'essence de cette méthode consiste à brûler une grande partie de charbon dans un courant d'oxygène ou d'air à une température de 1150 ± 50 ° C, à piéger les composés soufrés formés avec une solution de peroxyde d'hydrogène et à déterminer le volume d'acide sulfurique obtenu dans un solution en la titrant avec une solution de potassium caustique. L'écart entre les résultats de deux déterminations parallèles de la teneur en soufre d'un échantillon pour un laboratoire ne doit pas dépasser 0,1%, pour différents laboratoires - 0,2%.
PHOSPHORE
Il est contenu dans le charbon en quantités insignifiantes - 0,003-0,05% et est une impureté nocive, car pendant la cokéfaction, il se transforme en coke et du coke - en métal, lui conférant une fragilité. Dans les charbons de Donetsk, la teneur en phosphore varie de 0,003 à 0,04%, à Kuznetsk et Karaganda - 0,01 à 0,05%. Le phosphore est déterminé par la méthode volumétrique ou photocolorimétrique selon GOST 1932-93.
La méthode volumétrique consiste en l'oxydation du phosphore contenu dans un échantillon de charbon en acide orthophosphorique, suivie de la précipitation du phosphore sous forme d'ammonium phosphorique libdicate, en dissolvant ce dernier dans un excès d'une solution titrée d'alcali caustique, en titrant en retour le solution résultante avec de l'acide sulfurique et calcul du pourcentage de phosphore par la quantité de solution alcaline consommée pour dissoudre le précipité. La méthode photocolorimétrique consiste à brûler un échantillon de charbon avec un mélange d'oxyde de magnésium et de carbonate de sodium (mélange Eshch), à dissoudre la masse agglomérée dans l'acide, à éliminer l'acide silicique de la solution et à doser photocolorimétrique du phosphore dans le filtrat.
L'écart entre les résultats de deux déterminations parallèles de la teneur en phosphore ne doit pas dépasser:
Avec teneur en phosphore:
- jusqu'à 0,01% ... 0,001%
- jusqu'à 0,05% ... 0,003%
- jusqu'à 0,1% ... 0,005%
- plus de 0,1% ... 0,01%
Le calcul de la teneur en phosphore est effectué sur une masse de charbon absolument sèche.
VOLATILES
Lorsque les charbons sont chauffés sans accès à l'air, des produits solides et gazeux se forment. Le rejet de substances volatiles est l'un des principaux indicateurs de la classification des charbons par grade et dépend du degré de métamorphisme du charbon.Avec la transition vers des charbons plus métamorphosés, le rendement en matières volatiles diminue. Ainsi, le rendement en substances volatiles par masse combustible Vg pour les charbons bruns varie de 28 à 67%, pour les charbons bitumineux - de 8 à 55% et pour l'anthracite - de 2 à 9%. Le rendement en substances volatiles pour les charbons bitumineux et bruns est déterminé selon GOST 6382-65 par la méthode du poids, et pour l'anthracite et le semi-anthracite du bassin de Donetsk - selon GOST 7303-2001 selon la méthode du poids, et pour l'anthracite et semi-anthracite du bassin de Donetsk - selon GOST 7303-90 par la méthode volumétrique.
L'essence de la méthode gravimétrique consiste à chauffer un échantillon de charbon dans un creuset en porcelaine à couvercle à une température de 850 ± 25 ° C pendant 7 min et à déterminer la perte de poids de l'échantillon prélevé. Le rendement en matières volatiles est calculé à partir de la différence entre la perte de poids totale et la perte due à l'évaporation de l'humidité et à l'élimination du dioxyde de carbone des carbonates lorsque la teneur de ce dernier dans l'échantillon est supérieure à 2%. Les écarts entre les résultats de la détermination du rendement en substances volatiles Vg ne doivent pas dépasser 0,5% pour les charbons avec Vg inférieur à 45% et 1,0% pour les charbons avec Vg> 45%.
L'essence de la méthode volumétrique consiste à chauffer un échantillon d'anthracite et de semi-anthracite à une température de 900 ± 10 ° C pendant 15 min et à déterminer le volume du gaz dégagé en cm3 / g. L'écart entre les résultats de deux déterminations parallèles du rendement volumétrique de substances volatiles en cm3 / g pour un échantillon ne doit pas dépasser 7% pour le plus petit d'entre eux.
Sur la base des valeurs du rendement en substances volatiles et des caractéristiques du résidu non volatil, il est possible d'estimer grossièrement la capacité d'agglomération des charbons, ainsi que de prédire le comportement du combustible dans les processus technologiques de traitement et proposer des méthodes de combustion rationnelles.
CHALEUR DE COMBUSTION
La chaleur de combustion (Q, kcal / kg) est l'un des principaux indicateurs de la qualité du charbon. Les normes et spécifications fournissent la valeur moyenne de la chaleur de combustion du combustible par masse combustible pour une bombe Qgb pour le charbon et pour le schiste pour un combustible absolument sec - Qsb. La chaleur de combustion est déterminée selon GOST 147-95.
L'essence de la méthode consiste à brûler un échantillon de carburant dans une bombe calorimétrique dans de l'oxygène comprimé et à déterminer la quantité de chaleur dégagée lors de sa combustion. La chaleur de combustion par masse combustible Qgb, déterminée à partir de la bombe, contient, en plus de la chaleur obtenue par la combustion de la partie combustible du charbon, la chaleur dégagée lors de la formation et de la dissolution de l'acide nitrique dans l'eau, et la chaleur latente de vaporisation lors de la combustion de l'hydrogène, qui est transféré à l'eau du calorimètre. Le pouvoir calorifique le plus bas Qgn est obtenu comme la différence entre Qgb et la chaleur obtenue dans la bombe en raison de la formation d'acide et de la condensation de la vapeur d'eau, qui dans les conditions pratiques de combustion du charbon ne peuvent pas être utilisées.
Le pouvoir calorifique le plus bas Qgn est obtenu comme la différence entre Qgb et la chaleur obtenue dans la bombe en raison de la formation d'acide et de la condensation de la vapeur d'eau, qui dans les conditions pratiques de la combustion du charbon ne peut pas être utilisée:
Qгн = Qgb - 22,5 (Sro + Srk) - aQgb - 54Ng, où 22,5 est la chaleur dégagée lors de la formation d'acide sulfurique dans l'eau par 1% de soufre, qui est passée en acide sulfureux lors de la combustion du charbon dans une bombe, kcal; Sro + Srk est la quantité de soufre combustible qui a été convertie lors de la combustion du charbon dans une bombe en acide sulfureux (en pourcentage), rapportée à la masse combustible de l'échantillon de charbon.
La chaleur la plus basse de combustion du charbon par masse de travail Qрн, libérée lors de la combustion du combustible dans les fours industriels, est inférieure à Qгн, car le combustible de travail contient du ballast Br = Wр + Aр et, en plus, pour évaporer l'humidité, il est nécessaire pour dépenser 6Wr de chaleur;
Qрн pour les charbons peut être calculé par la formule:
Qрн = Qгн100 - Wp - Ap100 - 6Wc, kcal / kg,
où Qрн est la chaleur de combustion la plus basse par masse utile, kcal / kg; Qgn est la chaleur de combustion la plus basse par masse combustible, kcal / kg.
Pour le schiste bitumineux Qрн - est calculé par la formule
Qрн = Qгн100 - Wp - Wpcap - COp2K100 - 6Wp - 9.7COp2K,
où 9.7COp2K - absorption de chaleur lors de la décomposition des carbonates contenus dans le schiste, kcal / kg.
CARBURANT CONDITIONNEL
En raison du fait que la chaleur de combustion des charbons des dépôts individuels, des qualités et des qualités et d'autres types de carburant est différente, pour la commodité de la planification des besoins en carburant, de la détermination des taux spécifiques et de la consommation réelle de carburant, ainsi que pour la possibilité de leur comparaison, le concept de «carburant conventionnel» a été introduit. Un tel combustible est considéré comme conditionnel, dont la chaleur de combustion la plus faible pour la masse utile Qрн est de 7000 kcal / kg. Pour convertir le carburant naturel en carburant conditionnel et conditionnel en carburant naturel, un équivalent calorique est utilisé, dont la valeur dépend de Qрн.
ÉQUIVALENT DE CALORIES
L'équivalent calorique EK est le rapport entre le pouvoir calorifique le plus bas du carburant de travail et le pouvoir calorifique du carburant standard, c'est-à-dire
Ec = Qрн7000.
La conversion du carburant naturel Vn en Vu conditionnel se fait en multipliant la quantité de carburant naturel par l'équivalent calorique: Vu = Vn * Ek
La conversion du carburant équivalent en carburant naturel se fait en divisant la quantité de carburant équivalent par l'équivalent calorique: Vy = Vn / Eq.
ÉQUIVALENT TECHNIQUE
L'équivalent technique est utilisé pour comparer différents charbons et autres combustibles en termes de valeur thermique et pour déterminer les quantités équivalentes lors du remplacement d'un type de combustible par un autre. L'équivalent technique Et est le rapport entre la quantité de chaleur utile du combustible donné et la chaleur de combustion du combustible standard. La chaleur utile par unité de masse de combustible est exprimée par le produit de la chaleur de combustion la plus basse du combustible de travail Qрн par le rendement de l'installation. Ainsi, l'équivalent technique, contrairement à celui à haute teneur en calories, prend en compte non seulement la valeur de la chaleur de combustion d'un combustible donné, mais aussi le degré d'utilisation possible de l'ingénierie thermique, est déterminé par la formule:
Et = QrnYk7000,
où Yk est le rendement de cette chaudière en fractions unitaires; 7000 est la chaleur de combustion du carburant équivalent, kcal / kg.
L'équivalent technique pour le même carburant est toujours inférieur à l'équivalent calorique. L'équivalent technique est pratiquement utilisé pour déterminer les taux spécifiques et la consommation réelle de carburant.
Composition de carburant de différents types
Le charbon brun appartient aux jeunes gisements, il contient donc la plus grande quantité d'humidité (de 20% à 40%), de substances volatiles (jusqu'à 50%) et une petite quantité de carbone (de 50% à 70%). Sa température de combustion est supérieure à celle du bois et est de 350 ° C. Valeur calorifique - 3500 kcal / kg.
Le type de combustible le plus courant est le charbon bitumineux. Il contient une petite quantité d'humidité (13-15%) et la teneur en carbone de l'élément combustible dépasse 75%, selon la qualité.
La température moyenne d'inflammation est de 470 ° C. Gaz fugitifs dans le charbon 40%. Lors de la combustion, 7 000 kcal / kg sont libérés.
L'anthracite, qui se produit à une profondeur considérable, est l'un des plus anciens gisements de combustibles fossiles solides. Il ne contient pratiquement pas de gaz volatils (5 à 10%) et la quantité de carbone varie entre 93 et 97%. La valeur calorifique varie de 8100 à 8350 kcal / kg.
Le charbon de bois doit être noté séparément. Il est obtenu à partir du bois par pyrolyse - combustion à haute température sans oxygène. Le produit fini a une teneur élevée en carbone (70% à 90%). Lorsque le bois de chauffage est brûlé, environ 7 000 kcal / kg sont émis.
Vous pouvez en savoir plus sur les fonctionnalités de l'utilisation des briquettes de tourbe dans cet article:
Caractéristiques thermiques du bois
Le charbon de bois est classé dans une catégorie distincte car il ne s'agit pas d'un combustible fossile, mais d'un produit de production. Pour l'obtenir, le bois est traité de manière spéciale afin de changer sa structure et d'éliminer l'excès d'humidité.La technologie permettant d'obtenir un vecteur d'énergie efficace et facile à utiliser est connue depuis longtemps - auparavant, le bois était brûlé dans des fosses profondes, bloquant l'accès à l'oxygène, mais aujourd'hui, des fours à charbon spéciaux sont utilisés.
Brûler du bois dans un four à charbon
Dans des conditions normales de stockage, la teneur en humidité du charbon de bois est d'environ 15%. Le carburant s'enflamme déjà lorsqu'il est chauffé à 200 ° C. La valeur calorifique spécifique du vecteur énergétique est élevée - elle atteint 7400 kcal / kg.
La température de combustion du charbon de bois varie en fonction du type de bois et des conditions de combustion. Par exemple, les charbons de bouleau peuvent être utilisés pour chauffer une forge et forger du métal - avec un apport d'air intensif, ils brûleront à 1200-1300 ° C. Dans un poêle ou une chaudière de chauffage, la température pendant la combustion atteindra 800-900 ° C, et lors de l'utilisation du charbon dans le gril dans la rue - 700 ° C.
Le bois brûlé est économique - sa consommation est bien inférieure à celle du bois de chauffage. En plus d'un transfert de chaleur élevé, il se caractérise par une faible teneur en cendres.
En raison du fait que le charbon de bois brûle avec une petite quantité de cendres et dégage une chaleur uniforme sans flamme nue, il est idéal pour cuire de la viande et d'autres aliments sur un feu ouvert. Il peut également être utilisé pour chauffer une cheminée ou cuisiner sur une cuisinière.
Les essences de bois diffèrent par la densité, la structure, la quantité et la composition des résines. Tous ces facteurs affectent la valeur calorifique du bois, la température à laquelle il brûle et les caractéristiques de la flamme.
Le bois de peuplier est poreux, ce bois de chauffage brûle vivement, mais l'indicateur de température maximale n'atteint que 500 degrés. Les essences de bois denses (hêtre, frêne, charme), lorsqu'elles sont brûlées, émettent plus de 1000 degrés de chaleur. Les indicateurs de bouleau sont légèrement inférieurs - environ 800 degrés. Le mélèze et le chêne flambent plus chaud, donnant jusqu'à 900 degrés Celsius. Le bois de chauffage du pin et de l'épinette brûle entre 620 et 630 degrés.
Le bois de chauffage de bouleau a un meilleur rapport efficacité thermique et coût - il est économiquement non rentable de chauffer avec des bois plus chers avec des températures de combustion élevées.
L'épinette, le sapin et le pin conviennent pour faire des incendies - ces conifères fournissent une chaleur relativement modérée. Mais il n'est pas recommandé d'utiliser un tel bois de chauffage dans une chaudière à combustible solide, dans un poêle ou une cheminée - ils n'émettent pas assez de chaleur pour chauffer efficacement la maison et préparer les aliments, brûler avec la formation d'une grande quantité de suie.
Le bois de chauffage de mauvaise qualité est considéré comme un combustible fabriqué à partir de tremble, de tilleul, de peuplier, de saule et d'aulne - le bois poreux produit peu de chaleur lorsqu'il brûle. L'aulne et certains autres types de bois «poussent» des charbons pendant la combustion, ce qui peut provoquer un incendie si le bois est utilisé pour allumer une cheminée à foyer ouvert.
Lors du choix, vous devez également faire attention au degré de teneur en humidité du bois - le bois de chauffage brut brûle plus mal et laisse plus de cendres.
Actuellement, il y a une tendance à passer des installations, qui étaient basées sur le processus de combustion du gaz, aux systèmes domestiques de chauffage à combustible solide.
Tout le monde ne sait pas que la création d'un microclimat confortable dans la maison dépend directement de la qualité du combustible sélectionné. Nous distinguerons le bois comme matériau traditionnel utilisé dans ces chaudières.
Dans des conditions climatiques difficiles, caractérisées par des hivers longs et froids, il est assez difficile de chauffer une maison avec du bois pendant toute la saison de chauffage. Avec une forte baisse de la température de l'air, le propriétaire de la chaudière est obligé de l'utiliser à la limite des capacités maximales.
Lors du choix du bois comme combustible solide, de graves problèmes et inconvénients surviennent. Tout d'abord, on constate que la température de combustion du charbon est bien supérieure à celle du bois.Parmi les inconvénients, il y a la vitesse élevée de combustion du bois de chauffage, qui crée de sérieuses difficultés dans le fonctionnement de la chaudière de chauffage. Son propriétaire est obligé de surveiller en permanence la disponibilité du bois de chauffage dans la chambre de combustion; une quantité suffisante d'entre eux sera nécessaire pour la saison de chauffage.
Processus de combustion
Selon le type et la qualité, le carburant est divisé en flamme courte et flamme longue. Les flammes courtes comprennent l'anthracite et le coke, le charbon de bois.
Lorsqu'il est brûlé, l'anthracite génère beaucoup de chaleur, mais pour l'allumer, vous devez fournir une température élevée avec un combustible plus inflammable, par exemple le bois. L'anthracite n'émet pas de fumée, brûle sans odeur, sa flamme est faible.
Les combustibles à longue flamme sont brûlés en deux étapes. Premièrement, des gaz volatils sont libérés, qui sont brûlés au-dessus de la couche de charbon dans l'espace du four.
Une fois les gaz brûlés, le combustible restant commence à brûler, qui entre-temps s'est transformé en coke. Le coke brûle avec une flamme courte sur les grilles. Après la combustion du carbone, les cendres et les scories restent.
Propriétés du poêle à combustible naturel
C'est le moyen le moins cher de fabriquer vos propres mains un poêle en brique au charbon.
Matériaux (modifier)
Nous avons besoin:
- brique;
- mortier prêt à l'emploi pour la pose de fours;
- grille en fonte;
- cuisinière en fonte;
- tôle b = 4 mm - 600x1200 mm - 0,72 m2;
- électrodes de soudage - 1 pack.
Instruments
- truelle;
- truelles;
- marteaux;
- percer;
- autre.
Schéma et ordre
Photo №1 Vue générale
Photo # 2 Poryadovka
Description de la maçonnerie
- Sur le dessus, sans mortier, posez une brique (voir photo n ° 2, première rangée). Nous contrôlons strictement l'horizontalité en utilisant un niveau.
- Installez la porte du ventilateur. Nous le fixons avec un fil et l'enroulons avec un cordon d'amiante.
- Nous mettons des grilles directement au-dessus du ventilateur.
- Nous continuons la pose conformément à la commande (voir photo n ° 2)
- Installez la porte du foyer. Nous le réparons avec du fil et des briques.
- D'en haut, la rangée doit chevaucher la porte coupe-feu et se terminer à 130 mm au-dessus.
- Nous continuons la pose, en déplaçant légèrement les briques vers l'arrière. Avant cela, nous posons un cordon d'amiante sur lequel nous installerons la plaque de cuisson.
- Commençons la formation de la cheminée à partir de la rangée suivante. La conception prévoit l'installation d'un tube coque en tôle ou en aluminium ondulé. Le tuyau ne doit pas être lourd. Sinon, le centre de gravité pourrait se déplacer.
- Sur la onzième rangée, nous mettons une vanne pour réguler le débit d'air. N'oubliez pas de le sceller avec un cordon d'amiante et de le recouvrir d'argile.
- Ensuite, nous mettons la cheminée dans le quadruple, que nous joignons à la cheminée en métal. Le tuyau doit être strictement vertical et ne pas se plier sur le côté. Pour une plus grande stabilité, il doit être recouvert de trois rangées de briques.
- On enlève les briques knock-out que l'on met sur la 4ème rangée, on nettoie la cheminée des débris.
- Maintenant, le poêle à charbon doit être blanchi à la chaux. N'importe quelle chaux ira. Les experts recommandent d'ajouter du bleu et un peu de lait. Ainsi, le badigeon ne s'assombrira pas et ne s'envolera pas.
- Nous installons une feuille de métal devant la chambre de combustion.
- Installer la plinthe
Un poêle à charbon à faire soi-même n'est pas facile. Il vaut mieux demander l'aide d'un cuisinier expérimenté ou être patient.
La conception d'un poêle à charbon n'est pas très différente de celle d'un appareil à bois, mais il y a certaines caractéristiques. Le principe de l'alimentation en air nécessaire à la combustion est très différent. Dans les poêles à charbon, il doit venir du bas pour fournir un flux d'air au combustible, et dans les systèmes d'admission d'air au bois, ils sont situés au-dessus.
Les appareils à charbon sont moins exigeants en combustible: il est important que l'allumage primaire soit effectué avec un matériau sec; pendant le processus de chauffage, la sécheresse du combustible est souhaitable, mais pas essentielle. Avant utilisation, il est recommandé de chauffer le charbon dans un compartiment spécialement conçu du four.
Le système d'évacuation des fumées pour un poêle à charbon est équipé de sorte que le flux d'air avec les produits de combustion se déplace de manière intensive à travers le tuyau.Le débit est régulé non pas à l'aide d'une vue de registre (il peut ne pas exister du tout), mais avec un ventilateur. Toutes ces caractéristiques de conception sont dues à la durée de la combustion du carburant.
Conception de cheminée de four à charbon
Haute performance. Si le système de cheminée est construit correctement, un poêle à charbon deviendra un système de chauffage efficace et fiable pour votre maison. Cela peut également être une bonne option de sauvegarde ou de complément.
Multifonctionnalité. Il existe des modèles industriels conçus non seulement pour le chauffage, mais aussi pour la cuisson, le chauffage de l'eau. Les fours faits maison en brique et en métal sont également souvent fabriqués avec une plaque de cuisson et / ou des réservoirs intégrés.
Disponibilité du carburant. Il y a des régions où le charbon est facilement disponible et relativement bon marché. Pour de telles colonies, le chauffage au charbon est économiquement rentable.
Construction simple. Un poêle à combustible solide conventionnel ne nécessite pas d'accessoires mécaniques. Il n'y a aucun élément structurel électromécanique qui puisse se briser au moment le plus inopportun. Certes, cela ne s'applique pas aux modèles modernes complexes avec alimentation en carburant automatique.
Possibilité de chauffer au bois. Dans la pratique, les appareils fonctionnant exclusivement au charbon ne se trouvent presque jamais sur le marché. Les poêles peuvent être alimentés à la fois au charbon et au bois. De plus, les fabricants d'équipements de chauffage fabriquent des générateurs de chaleur combinés capables de fonctionner au gaz et aux combustibles solides.
Nous vous proposons de vous familiariser avec le design d'intérieur dans la salle de relaxation dans le bain
Four à charbon industriel
Risque d'incendie. Tout équipement de chauffage utilisant du bois ou du charbon est potentiellement dangereux. Lors de l'installation, vous devez respecter strictement les règles et réglementations stipulées par SNiP 2.04.05-91.
Stockage de carburant requis. Habituellement, le charbon est acheté avant le début de la saison de chauffage; une pièce séparée doit être allouée pour son stockage.
Vous devez surveiller en permanence le fonctionnement du four. Si le propriétaire de la maison installe un poêle conventionnel, et non un modèle avec une alimentation en carburant automatique, il doit constamment ajouter du charbon dans la chambre de combustion et surveiller son fonctionnement.
Chauffage inégal de la maison. Pour s'assurer que toutes les pièces sont bien chauffées, il est nécessaire de prévoir un système de distribution de l'air thermique. Sinon, la pièce où le poêle est installé sera chauffée trop chaude et le reste des pièces sera sensiblement plus frais.
Nettoyage de cheminée. Les poêles à combustible solide nécessitent un soin constant, une inspection et un entretien réguliers.
Pollution environnementale. La combustion de combustibles solides est plus nocive pour l'environnement que le chauffage avec des combustibles liquides ou gazeux. Cela a conduit à certaines restrictions sur l'utilisation des poêles à charbon, qui peuvent être imposées par les autorités locales dans certaines régions.
Dispositif de chaudière à charbon pour le chauffage domestique
Fondation pour un four en brique.
Comme déjà mentionné, la température de combustion du charbon est assez élevée. Avec un débit d'air suffisant dans la chambre de combustion, il atteint 1000-1100 ° C, de sorte que tous les matériaux ne sont pas capables de résister longtemps à de telles conditions.
A titre de comparaison: le bois sec dans des conditions identiques est capable de ne pas donner plus de 700 ° C dans la chambre de combustion, et même alors très rarement. De plus, le charbon est beaucoup plus nutritif que le bois de chauffage.
| Type de carburant | Valeur calorifique | |
| MJ / kg | kW / kg | |
| Humidité du bois 25% | 10,1 | 2,8 |
| Charbons durs | 21,5 | 5,9 |
| Charbons bruns | 15,5 | 4,3 |
Auparavant, dans les vieilles maisons, les poêles ou les poêles étaient uniquement en brique rouge solide. Avec la combustion constante du charbon à haut pouvoir calorifique dû à la température élevée, la maçonnerie a commencé à s'effriter, de sorte que les propriétaires ont revêtu la chambre de combustion de l'intérieur avec d'épaisses semelles en acier provenant des voies ferrées pour protéger les murs.
Pour le moment, le problème de la combustion du charbon est résolu beaucoup plus facilement - à l'aide de briques en argile réfractaire. La conception du four prévoit le revêtement de la chambre à combustible avec de la pierre réfractaire de grade SHA, SHB ou SHV sur une épaisseur d'un quart ou d'une demi-brique. Ce matériau est capable de maintenir une température de 1400 ° C sans problème et pendant une courte période - jusqu'à 1650 ° C.
Outils de maçonnerie de four.
Il y a un autre point: en raison de la valeur calorifique plus élevée que le bois, une plus grande quantité de chaleur est libérée, dont une partie va avec les produits de combustion dans la cheminée.
Pour éviter cela, un réseau plus développé de circuits de fumée est prévu dans le four à charbon, où les gaz de combustion ont le temps de transférer la chaleur vers les murs de briques et de ne pas s'envoler directement dans la cheminée.
Sinon, il s'agit d'un poêle en brique ordinaire avec tous les avantages et inconvénients.
Les fabricants de poêles à charbon les plus populaires et les plus demandés sur le marché sont l'espagnol (Josper S.A.) et Movilfrit. Les caractéristiques et avantages de ces fours à charbon sont décrits ci-dessous.
Le fabricant de poêles à charbon "Josper" a réussi à gagner une position de leader dans la production de poêles à bois. Les grill-fours fermés de cette entreprise supportent parfaitement la charge dans un établissement de restauration avec un nombre de places de 30 à 100. Les fours mobiles à charbon sont les plus demandés, dont la conception a:
- socle pour charbon ou bois de chauffage;
- cendrier;
- étagère fermée pour le stockage temporaire des aliments à l'état chaud;
- parapluie d'échappement.
Le propriétaire de l'établissement devrait être séduit par le fait que l'utilisation des poêles Josper permettra de réduire la consommation de carburant. Par rapport aux systèmes de barbecue classiques, les économies de charbon dépassent 25%, ce qui permet de récupérer le coût d'un poêle à charbon en peu de temps. La pratique confirme que le prix des poêles à charbon est pleinement justifié.
Le fabricant est autorisé à utiliser du charbon de bois ou du charbon végétal pour la cuisson. Les aliments sont cuits directement sur les grilles métalliques, tandis que la cuisson sur deux grilles est autorisée. Les poêles à charbon Josper sont pratiquement les seuls dans lesquels un poêle à charbon et un barbecue à charbon sont combinés. Les plats préparés avec cet équipement sont très savoureux et aromatiques.
la graisse ne tombe pas sur les charbons, mais lorsque la grille est inclinée, elle s'écoule dans une cellule spéciale, qui est nettoyée au fur et à mesure de son remplissage. De plus, toutes les grilles ont des crochets spéciaux, ce qui permet de changer les grilles à chaud. Les cendres sont automatiquement introduites dans une trémie spéciale qui coulisse pour le nettoyage.
- les cuisses de poulet cuisent en 3 minutes;
- steaks de bœuf en 6 minutes,
- et les pommes de terre cuisent pendant 10 minutes.
Ce temps de cuisson rapide est assuré par les températures de fonctionnement élevées.
Brûlant
Considérez le processus de combustion du combustible dans un poêle conventionnel, qui est utilisé pour chauffer les maisons privées. Il se compose des parties principales:
- foyer;
- ventilateur;
- cheminée avec un tuyau.
La chambre de combustion est reliée au ventilateur par une grille spéciale (grille) située au bas de la chambre de combustion... Le carburant est placé sur la grille et l'air du ventilateur à travers la grille pénètre dans la chambre de combustion.
Sur la combustion du charbon dans les fours
Les températures ci-dessus en degrés pour chaque type de carburant sont théoriques. Autrement dit, ils sont réalisables dans des conditions idéales pour la combustion d'un vecteur d'énergie, ce qui ne se produit pas dans la vraie vie, et même à la maison. De plus, cela n'a aucun sens de surchauffer un poêle en brique ou une chaudière en métal. Ils ne sont pas conçus pour de tels régimes.
Dans l'ensemble, l'intensité de la combustion du charbon dans le poêle dépend de la quantité d'air fournie. Les charbons dégagent mieux de la chaleur avec une alimentation en air à 100%, mais en pratique, cela ne se produit pas, car nous en limitons la quantité avec un registre ou un registre. Sinon, la température dans la chambre de combustion augmentera trop et se situera donc entre 800 et 900 ºC.
Comme pour une chaudière à combustible solide, un mode de combustion trop intense peut provoquer une ébullition rapide du liquide de refroidissement et une explosion ultérieure. Par conséquent, ce type de combustible solide est brûlé dans les chaudières de deux manières:
- traditionnel, avec chargement dans le four et limitation de la quantité d'air.
- à l'aide d'une alimentation dosée, mise en œuvre dans les chaudières automatiques.
Formules de combustion
Températures d'allumage de différents carburants (cliquez pour agrandir)
Lorsque le combustible (bois, charbon) s'enflamme, une réaction chimique se produit avec un dégagement de chaleur.
Le dioxyde de carbone réagit avec le carbone contenu dans le carburant dans les couches supérieures pour former du monoxyde de carbone.
Ce n'est pas la fin du processus de combustion, car lors de sa montée dans l'espace du four, le monoxyde de carbone réagit avec l'oxygène de l'air, dont l'entrée se fait par le ventilateur ou la porte ouverte du four.
Sa combustion s'accompagne d'une flamme bleue et d'un dégagement de chaleur. Le monoxyde de carbone résultant (dioxyde de carbone) entre dans la cheminée et s'échappe par la cheminée.
Une combustion lente avec un apport minimal d'oxygène produira du monoxyde de carbone non toxique, donnant une chaleur uniforme.
Application
La principale utilisation du carburant est la combustion pour générer de la chaleur. La chaleur est utilisée non seulement pour chauffer une maison privée et cuisiner, mais également dans l'industrie pour soutenir les processus technologiques qui se déroulent à des températures élevées.
Contrairement à un poêle conventionnel, où le processus d'alimentation en oxygène et l'intensité de la combustion sont mal régulés, dans les fours industriels, une attention particulière est portée au contrôle de l'alimentation en oxygène et au maintien d'une température de combustion uniforme.
Considérons le schéma de base de la combustion du charbon.
- Le carburant est chauffé et l'humidité s'évapore.
- À mesure que la température augmente, le processus de cokéfaction commence par la libération de gaz volatils de four à coke. Burning out, il donne la chaleur principale.
- Le charbon se transforme en coke.
- Le processus de combustion du coke s'accompagne d'un dégagement de chaleur suffisant pour démarrer la cokéfaction de la portion suivante du combustible.
Dans les chaudières industrielles, la combustion du coke est séparée en différentes chambres de la combustion du gaz de four à coke. Cela permet l'apport d'oxygène pour le coke et le gaz avec des intensités différentes, atteignant la vitesse de combustion requise et maintenant la température requise.
Température de combustion maximale du charbon (vidéo)
Aujourd'hui, une telle utilisation d'une variété de combustibles solides, sous forme de bois, de charbon ou de tourbe, est populaire. Il est utilisé non seulement dans la vie quotidienne pour le chauffage ou la cuisine, mais dans de nombreuses industries.
Pour les propriétaires qui utilisent divers types de combustibles solides pour chauffer leur maison, un paramètre tel que la température de combustion du charbon présente un intérêt considérable. Logiquement parlant, plus cette température est élevée, plus la chaleur peut être obtenue en brûlant du carburant. Mais c'est de la théorie, mais en pratique, tout se passe un peu différemment. La véritable combustion de ce précieux fossile sera discutée dans ce document.
Utiliser du charbon de bois
Le charbon de bois est utilisé dans la vie quotidienne pour cuire la viande sur le gril.
En raison de la température de combustion élevée (environ 700 ° C) et de l'absence de flamme, une chaleur uniforme est fournie, suffisante pour cuire de la viande sans carbonisation.
Il est également utilisé comme combustible pour les cheminées, la cuisson sur de petits poêles.
Dans l'industrie, il est utilisé comme agent réducteur dans la production de métaux. Charbon de bois irremplaçable dans la production de verre, plastique, aluminium.
Il est possible de fabriquer soi-même du charbon de bois. Des détails:
Quel charbon de bois est le meilleur pour les brochettes
Bouleau
"Il valait mieux prendre un bouleau." Entendez-vous souvent de tels mots en faisant frire des brochettes? Fait intéressant, les auteurs de ces mots ne peuvent pas expliquer pourquoi. Juste du bouleau, donne la température la plus appropriée. Il est utilisé non seulement pour le barbecue, mais également dans les fours.
Fais attention: en été, vous pouvez acheter du charbon prêt à l'emploi en paquets, mais souvent sous le couvert du charbon de bouleau, ils vendent du charbon de pin.
Comment reconnaître le charbon de bois de bouleau
- couleur anthracite; - torsion brillante; - la surface scintille;
Les charbons de pin n'ont absolument aucun lustre et sont peints dans une riche couleur noire.
Briquettes
Il est également recommandé de les utiliser pour les barbecues. À la base, c'est aussi du charbon, seulement fortement pressé. La briquette est deux fois plus dense. Que le charbon ordinaire et brûle beaucoup plus longtemps, atteignant une température de 700 C. En outre, ils émettent moins de fumée.
chêne
Un tel charbon se trouve rarement dans des sacs, mais c'est le cas. Il maintient la température pendant longtemps, mais il est assez difficile de l'allumer. Par conséquent, il est principalement utilisé dans les cafés et les restaurants.
Pin
Mauvaise qualité, comme l'indique son prix bas. Sur les emballages avec un tel charbon, ils écrivent souvent simplement - "charbon de bois". Brûle rapidement et fume souvent.
