Comment choisir le charbon pour le chauffage, ses caractéristiques et ses types

Les substances d'origine organique comprennent le carburant qui, lorsqu'il est brûlé, libère une certaine quantité d'énergie thermique. La production de chaleur doit être caractérisée par un rendement élevé et l'absence d'effets secondaires, en particulier de substances nocives pour la santé humaine et l'environnement.

Si nous considérons le carburant du point de vue de son état d'agrégation, alors la structure de la substance en fonction du degré de combustibilité peut être divisée en deux composants. La partie combustible comprend des éléments chimiques tels que l'hydrogène et le carbone, qui sont en général un mélange d'hydrocarbures, ainsi que du soufre. Le composant non combustible contient de l'eau, des sels minéraux et les éléments suivants: oxygène, azote et un certain nombre de métaux.

La combustion complète de 1 kg de carburant, constitué des composants ci-dessus, favorise la libération de diverses quantités d'énergie thermique. Toute substance est évaluée par un indicateur tel que la chaleur de combustion.

La chaleur de combustion du carburant (TFC), mesurée en kJ / kg, désigne la quantité d'énergie qui est libérée à la suite de la combustion complète de 1 kg d'une substance. Cet indicateur est formé à deux niveaux. Un TST plus élevé est formé en raison du processus de condensation de l'eau présente dans les produits de combustion. Lors de la détermination du TST le plus bas, son degré antérieur n'est pas pris en compte.

Ainsi, le calcul de la chaleur dans les moteurs à combustion interne provient généralement de la valeur la plus basse. Cela s'explique tout simplement: le processus de condensation liquide est impossible dans les cylindres. Pour établir le TST, une bombe calorimétrique est utilisée dans laquelle l'oxygène comprimé est saturé de vapeur d'eau. Un échantillon d'un certain type de carburant est placé dans cet environnement, puis les résultats sont analysés.

Pour les substances pétrolières, le TST est calculé à l'aide des formules suivantes:

QВ = 33913ω (С) + 102995 ω (Н) - 10885 ω (O - S),

QН = QВ - 2512 ω (Н2О),

où ω (C, H, O, S) - fractions massiques des éléments dans le carburant,%;

ω (Н2О) - la quantité de vapeur d'eau dans les produits de combustion d'un kg de matière,%.

Chaque type de substance, dont la composition chimique diffère, a son propre TCT. Les types de combustibles solides les plus populaires comprennent:

  • bois de chauffage et charbon;
  • granulés et briquettes.

Considérons chaque type séparément.

Bois de chauffage

Ce sont des morceaux de bois sciés ou hachés qui, lorsqu'ils sont brûlés dans des fours, des chaudières et d'autres appareils, génèrent de l'énergie thermique.

Pour faciliter le chargement dans la chambre de combustion, le bois est découpé en éléments séparés jusqu'à 30 cm de long. Pour augmenter l'efficacité de leur utilisation, le bois doit être aussi sec que possible et le processus de combustion doit être relativement lent. À bien des égards, le bois de chauffage provenant de bois durs tels que le chêne et le bouleau, le noisetier et le frêne et l'aubépine conviennent au chauffage des locaux. En raison de la teneur élevée en résine, de la vitesse de combustion accrue et de la faible valeur calorifique, les conifères sont nettement inférieurs à cet égard.

Charbon Borodino

Le charbon Borodino, tout d'abord, profite de son coût, il est beaucoup moins cher que Balakhtinsky. Il est recommandé de l'utiliser pour résoudre des tâches de chauffage à plus grande échelle, par exemple pour des centrales électriques ou des chaufferies urbaines. Ainsi, le charbon Borodino (Borodino) est utilisé pour chauffer des locaux de grande cylindrée. Il existe deux types de ce combustible, choisi et ordinaire, tous deux produits dans l'un des bassins de Krasnoïarsk. Le charbon Borodino a un transfert de chaleur élevé et une rétention de chaleur à long terme.

Charbon

C'est une matière végétale naturelle extraite de la roche sédimentaire.

Ce type de combustible solide contient du carbone et d'autres éléments chimiques.Il existe une division du matériau en types en fonction de son âge. Le charbon brun est considéré comme le plus jeune, suivi du charbon dur, et l'anthracite est plus ancien que tous les autres types. L'âge d'une substance combustible est également déterminé par sa teneur en humidité, qui est plus présente dans le jeune matériau.

Lors du processus de combustion du charbon, une pollution de l'environnement se produit et des scories se forment sur les grilles de la chaudière, ce qui, dans une certaine mesure, crée un obstacle à la combustion normale. La présence de soufre dans le matériau est également un facteur défavorable pour l'atmosphère, puisque cet élément se transforme en acide sulfurique dans l'air.

Cependant, les consommateurs ne doivent pas se soucier de leur santé. Les fabricants de ce matériau, prenant soin des clients privés, s'efforcent d'en réduire la teneur en soufre. La chaleur de combustion du charbon peut différer même au sein d'un même type. La différence dépend des caractéristiques de la sous-espèce et de la teneur en minéraux de celle-ci, ainsi que de la géographie de l'extraction. On trouve non seulement du charbon pur comme combustible solide, mais aussi du laitier de charbon faiblement enrichi pressé en briquettes.

Type de charbonChaleur spécifique de combustion du matériau
kJ / kgkcal / kg
marron14 7003 500
Pierre29 3007 000
Anthracite31 0007 400

Types et qualités de charbon de bois

Il existe 3 principaux types de charbon de bois:

  1. Noir: Il contient des quantités accrues de carbone non volatil, d'eau et de cendres. Il se distingue par sa densité et sa résistance élevées.Ce type de charbon est divisé en 2 grades: le premier et le plus élevé. Ils diffèrent par leurs propriétés physiques. Le matériau est créé par traitement thermique du bois de chêne, de frêne, d'érable, de hêtre, de bouleau, de charme et d'orme.
  2. Rouge: a un pourcentage élevé de cendres. Il est fabriqué à partir de conifères: pin, épicéa, cèdre, mélèze ou sapin. Il a 2 grades: premier et deuxième.
  3. Blanc: Fabriqué à partir de chêne massif, frêne, érable, hêtre, bouleau, charme et orme. Il n'est pas subdivisé en variétés supplémentaires, mais présente les paramètres de qualité limitatifs spécifiés dans GOST 7657-84.

Charbon blanc

Cette classification est activement utilisée par les fabricants russes. Il détermine les nuances de fabrication d'un matériau en fonction de ses propriétés physiques ou chimiques. Les fabricants étrangers utilisent rarement ces normes de production. Les leaders mondiaux de la fourniture de ce matériau, situés en Amérique latine, n'utilisent que de l'eucalyptus dans la production, ce qui n'est pas spécifié dans les normes mondiales ou nationales.

GOST 7657-84 Charcoal. Conditions techniques

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Granulés

Les pastilles (pastilles de combustible) sont un combustible solide produit industriellement à partir de bois et de déchets végétaux: copeaux, écorces, carton, paille.

La matière première broyée à l'état de poussière est séchée et versée dans le granulateur, d'où elle sort sous forme de granulés d'une certaine forme. Un polymère végétal, la lignine, est utilisé pour ajouter de la viscosité à la masse. La complexité du processus de production et la forte demande constituent le coût des granulés. Le matériau est utilisé dans des chaudières spécialement équipées.

Chaleur spécifique de combustion du combustible: charbon, bois de chauffage, gaz

Lorsqu'une certaine quantité de carburant est brûlée, une quantité mesurable de chaleur est libérée. Selon le Système international d'unités, la valeur est exprimée en Joules par kg ou m3. Mais les paramètres peuvent être calculés en kcal ou en kW. Si la valeur est liée à l'unité de mesure du carburant, elle est dite spécifique.

Qu'est-ce que la valeur calorifique des différents carburants affecte? Quelle est la valeur de l'indicateur pour les substances liquides, solides et gazeuses? Les réponses à ces questions sont détaillées dans l'article. En outre, nous avons préparé un tableau montrant les chaleurs spécifiques de combustion des matériaux & #; ces informations seront utiles lors du choix d'un type de carburant à haute énergie.

Informations générales sur la valeur calorifique

La libération d'énergie lors de la combustion doit être caractérisée par deux paramètres: un rendement élevé et l'absence de production de substances nocives.

Le carburant artificiel est obtenu dans le processus de traitement naturel & #; biocarburant. Quel que soit l'état d'agrégation, les substances dans leur composition chimique ont une partie combustible et non combustible. Le premier est le carbone et l'hydrogène. Le second est constitué d'eau, de sels minéraux, d'azote, d'oxygène, de métaux.

Selon l'état d'agrégation, le carburant est divisé en liquide, solide et gazeux. Chaque groupe est en outre ramifié en un sous-groupe naturel et artificiel (+)

Quand 1 kg d'un tel «mélange» est brûlé, une quantité d'énergie différente est libérée. La quantité d'énergie qui sera libérée dépend des proportions de ces éléments - partie combustible, humidité, teneur en cendres et autres composants.

La chaleur de combustion du carburant (TCT) est formée de deux niveaux - le plus élevé et le plus bas. Le premier indicateur est obtenu en raison de la condensation de l'eau, dans le second ce facteur n'est pas pris en compte.

Le TCT le plus bas est nécessaire pour calculer le besoin en combustible et son coût, à l'aide de tels indicateurs, les bilans thermiques sont compilés et l'efficacité des installations fonctionnant au combustible est déterminée.

Le TST peut être calculé de manière analytique ou expérimentale. Si la composition chimique du carburant est connue, la formule de Mendeleev est appliquée. Les techniques expérimentales sont basées sur la mesure réelle de la chaleur de combustion.

Dans ces cas, une bombe spéciale est utilisée pour brûler & #; calorimétrique avec un calorimètre et un thermostat.

Les fonctions de calcul sont individuelles pour chaque type de carburant. Exemple: le TCT dans les moteurs à combustion interne est calculé à partir de la valeur la plus basse car aucun liquide ne se condense dans les cylindres.

TST est installé à l'aide d'une bombe calorimétrique. L'oxygène comprimé est saturé de vapeur d'eau. Un échantillon de carburant est placé dans un tel environnement et les résultats sont déterminés

Chaque type de substance a son propre TCT en raison des particularités de la composition chimique. Les valeurs varient considérablement, la plage de fluctuations est de 1 à 10 kcal / kg.

En comparant différents types de matériaux, le concept de carburant équivalent est utilisé, il se caractérise par le TST le plus bas de 29 MJ / kg.

Pouvoir calorifique des matériaux solides

Cette catégorie comprend le bois, la tourbe, le coke, le schiste bitumineux, les briquettes et les combustibles pulvérisés. Le principal constituant des combustibles solides est le carbone.

Caractéristiques des différents types de bois

L'efficacité maximale de l'utilisation du bois de chauffage est obtenue sous réserve de deux conditions: le bois sec et un processus de combustion lente.

Des morceaux de bois sont sciés ou coupés en morceaux jusqu'à cm de long afin que le bois de chauffage puisse être commodément chargé dans la chambre de combustion

Les barres de chêne, de bouleau et de frêne sont idéales pour le chauffage des poêles à bois. L'aubépine et le noisetier se caractérisent par de bonnes performances. Mais les conifères ont une faible valeur calorifique, mais un taux de combustion élevé.

Comment les différentes races brûlent:

  1. Hêtre, bouleau, frêne, noisetier difficiles à fondre, mais ils peuvent brûler crus en raison de leur faible teneur en humidité.
  2. Aulne avec tremble ne formez pas de suie et «sachez» l'enlever de la cheminée.
  3. Bouleau nécessite une quantité suffisante d'air dans la chambre de combustion, sinon il fumera et goudronnera sur les parois des tuyaux.
  4. Pin contient plus de résine que l'épicéa, donc il produit des étincelles et brûle plus chaud.
  5. Poirier et pommier il se fend plus facilement que les autres et brûle parfaitement.
  6. Cèdre se transforme progressivement en braises.
  7. Cerise et orme fume et le sycomore est difficile à fendre.
  8. Tilleul au peuplier brûler rapidement.

Les valeurs TST des différentes races dépendent fortement de la densité de roches spécifiques. 1 mètre cube de bois de chauffage équivaut à environ litres de combustible liquide et m3 de gaz naturel. Le bois et le bois de chauffage sont classés comme à faible efficacité énergétique.

Effet de l'âge sur les propriétés du charbon

Le charbon est une matière végétale naturelle. Il est extrait de roches sédimentaires.Ce carburant contient du carbone et d'autres éléments chimiques.

En plus du type, l'âge du matériau affecte également la chaleur de combustion du charbon. Le brun appartient à la catégorie des jeunes, suivi de la pierre, et l'anthracite est considérée comme la plus ancienne.

La teneur en humidité est également déterminée par l'âge du combustible: plus le charbon est jeune, plus sa teneur en humidité est élevée. Ce qui affecte également les propriétés de ce type de carburant

Le processus de combustion du charbon s'accompagne de la libération de substances qui polluent l'environnement, tandis que les grilles de la chaudière sont recouvertes de scories. Un autre facteur défavorable pour l'atmosphère est la présence de soufre dans le carburant. Cet élément, au contact de l'air, se transforme en acide sulfurique.

Les fabricants parviennent à minimiser la teneur en soufre du charbon. En conséquence, le TST diffère même au sein d'une même espèce. Affecte les performances et la géographie de la production. Non seulement le charbon pur, mais aussi le laitier briqueté peuvent être utilisés comme combustible solide.

La capacité de combustible la plus élevée est observée pour le charbon à coke. Le charbon, le charbon de bois, le lignite, l'anthracite ont également de bonnes caractéristiques.

Caractéristiques des pellets et briquettes

Ce combustible solide est produit industriellement à partir de divers déchets de bois et végétaux.

Les copeaux écrasés, l'écorce, le carton, la paille sont trop séchés et, à l'aide d'un équipement spécial, se transforment en granulés. Pour que la masse acquière un certain degré de viscosité, un polymère, la lignine, y est ajouté.

Les granulés se distinguent par un coût acceptable, qui est influencé par une forte demande et des caractéristiques du processus de fabrication. Ce matériau ne peut être utilisé que dans les chaudières conçues pour ce type de combustible.

Les briquettes ne diffèrent que par la forme, elles peuvent être chargées dans des fours, des chaudières. Les deux types de combustibles sont divisés en types de matières premières: du bois rond, de la tourbe, du tournesol, de la paille.

Les granulés et briquettes présentent des avantages significatifs par rapport aux autres types de combustibles:

  • respect de l'environnement complet;
  • la capacité de stocker dans presque toutes les conditions;
  • résistance au stress mécanique et aux champignons;
  • combustion uniforme et longue;
  • la taille optimale des granulés pour le chargement dans l'appareil de chauffage.

Les carburants respectueux de l'environnement sont une bonne alternative aux sources de chaleur traditionnelles qui ne sont pas renouvelables et ont un impact négatif sur l'environnement. Mais les granulés et briquettes se caractérisent par un risque d'incendie accru, qui doit être pris en compte lors de l'organisation d'un lieu de stockage.

Si vous le souhaitez, vous pouvez mettre en place la production de briquettes de combustible de vos propres mains, plus de détails & #; dans cet article.

Paramètres des substances liquides

Les matériaux liquides, comme les solides, sont décomposés en les composants suivants: carbone, hydrogène, soufre, oxygène, azote. Le pourcentage est exprimé en poids.

Le ballast organique interne du carburant est formé d'oxygène et d'azote; ces composants ne brûlent pas et sont conditionnellement inclus dans la composition. Le ballast externe est formé d'humidité et de cendres.

L'essence a une chaleur de combustion spécifique élevée. Selon la marque, c'est MJ.

Des indicateurs similaires de chaleur spécifique de combustion sont déterminés pour le kérosène d’aviation & #; 42,9 MJ. Le carburant diesel entre également dans la catégorie des leaders en termes de valeur calorifique & #; 43 ,, 6 MJ.

Puisque l'essence a plus de TST que le carburant diesel, sa consommation et son efficacité devraient être plus élevées. Mais le carburant diesel est plus économique que l'essence en%

Le carburant liquide pour fusée, l'éthylène glycol, est caractérisé par des valeurs de TST relativement faibles. L'alcool et l'acétone diffèrent par la chaleur spécifique minimale de combustion. Leurs performances sont nettement inférieures à celles des carburants traditionnels.

Propriétés du gaz combustible

Le carburant gazeux se compose de monoxyde de carbone, d'hydrogène, de méthane, d'éthane, de propane, de butane, d'éthylène, de benzène, de sulfure d'hydrogène et d'autres composants. Ces chiffres sont exprimés en pourcentage en volume.

L'hydrogène a la valeur calorifique la plus élevée. En brûlant, un kilogramme de matière dégage 83 MJ de chaleur. Mais il se distingue par un degré accru d'explosivité.

Le gaz naturel a également des valeurs calorifiques élevées.

Ils sont égaux à MJ par kg. Mais, par exemple, le méthane pur a une chaleur de combustion plus élevée - 50 MJ par kg.

Tableau comparatif des indicateurs

Le tableau montre les valeurs des chaleurs massiques spécifiques de la combustion des combustibles liquides, solides et gazeux.

Type de carburantUnité tour.Chaleur de combustion spécifique
Mjkwkcal
Bois de chauffage: chêne, bouleau, frêne, hêtre, charmeKg154,2
Bois de chauffage: mélèze, pin, épicéaKg15,54,3
charbon marronKg12,983,6
Charbon durKg27,007,5
charbonKg27,267,5
AnthraciteKg28,057,8
Granulés de boisKg17,174,7
Granulé de pailleKg14,514,0
Granulés de tournesolKg18,095,0
SciureKg8,372,3
PapierKg16,624,6
VigneKg14,003,9
Gaz naturelm333,59,3
Gaz liquéfiéKg45,2012,5
EssenceKg44,0012,2
Dis. le carburantKg43,1211,9
Méthanem350,0313,8
Hydrogènem333,2
KérosèneKg12
EssenceKg40,6111,2
HuileKg44,0012,2
Propanem345,5712,6
Éthylènem348,0213,3

Il ressort du tableau que les indicateurs de TCT les plus élevés de toutes les substances, et pas seulement des substances gazeuses, contiennent de l'hydrogène. Il appartient aux carburants à haute énergie.

Le produit de combustion de l'hydrogène est de l'eau ordinaire. Le processus n'émet pas de scories de four, de cendres, de monoxyde de carbone et de dioxyde de carbone, ce qui fait de la substance un combustible respectueux de l'environnement. Mais il est explosif et a une faible densité, de sorte qu'un tel carburant est difficile à liquéfier et à transporter.

Le TST est la caractéristique thermique et opérationnelle la plus importante du carburant. Cet indicateur est utilisé dans différentes sphères de l'activité humaine: moteurs thermiques, centrales électriques, industrie, chauffage des logements et cuisine.

Les valeurs calorifiques aident à comparer différents types de carburant en termes de degré d'énergie libérée, à calculer la masse de carburant requise et à réduire les coûts.

Avez-vous quelque chose à ajouter ou avez-vous des questions sur la valeur calorifique des différents types de carburant? Vous pouvez laisser des commentaires sur la publication et participer aux discussions & #; le formulaire de contact se trouve dans le bloc inférieur.

Briquettes

Les briquettes sont des combustibles solides, similaires à bien des égards aux granulés. Des matériaux identiques sont utilisés pour leur fabrication: copeaux de bois, copeaux, tourbe, balles et paille. Pendant le processus de production, la matière première est concassée et comprimée en briquettes. Ce matériau est également classé comme carburant écologique. Il est pratique de le ranger même à l'extérieur. Une combustion douce, uniforme et lente de ce combustible peut être observée aussi bien dans les cheminées et poêles que dans les chaudières de chauffage.

Les types de combustibles solides respectueux de l'environnement décrits ci-dessus sont une bonne alternative à la production de chaleur. Par rapport aux sources fossiles d'énergie thermique, qui ont un effet néfaste sur l'environnement pendant la combustion et ne sont d'ailleurs pas renouvelables, les carburants alternatifs présentent des avantages évidents et un coût relativement bas, ce qui est important pour les consommateurs de certaines catégories.

Dans le même temps, le risque d'incendie de ces combustibles est beaucoup plus élevé. Par conséquent, il est nécessaire de prendre certaines mesures de sécurité concernant leur stockage et l'utilisation de matériaux ignifuges pour les murs.

Comparaison de la valeur calorifique, du prix et de la commodité des briquettes de bois et du bois de chauffage

Anti-publicité du bois de chauffage sur l'emballage des briquettes de combustible - est-ce vrai? Nous sélectionnons des portions égales en poids de briquettes de combustible et de bois de bouleau. Nous allumons du bois de chauffage et des briquettes à l'aide de journaux et d'écorce de bouleau.

Les briquettes de bois sont une option de combustible moderne. Il est produit à partir de déchets de travail du bois - copeaux de bois compressés et sciure de bois. Les briquettes de bois sont un type de combustible respectueux de l'environnement, dans lequel il n'y a pas d'additifs «chimiques». Le collage des particules se produit à haute pression en raison de la lignine, un polymère contenu dans le bois lui-même.Les briquettes de combustible sont commodément emballées dans du plastique ou dans des boîtes en carton; elles prennent peu de place pendant le transport et le stockage. La teneur en humidité des briquettes de combustible lorsqu'elles sont correctement stockées ne dépasse pas 8 à 9%.

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Lorsque les briquettes sont brûlées, peu de cendres se forment, elles brûlent plus longtemps que le bois de chauffage et génèrent plus de chaleur. Donc, en tout cas, il est dit dans la publicité. Y a-t-il des inconvénients aux briquettes de combustible? Comme tout ce qui est bon et pratique, il n'y a qu'un seul inconvénient: le prix élevé.

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Comment utiliser le charbon de bois

Le charbon de bois doit être enflammé sans utiliser de produits chimiques: une odeur désagréable restera aussi longtemps que le carburant brûle. Par conséquent, nous prenons un morceau de papier, le froissons, alignons quelques minces éclats secs autour du papier avec une "hutte", mettons le feu au papier, attendons que les éclats fonctionnent, mettons du bois de chauffage sec sur le dessus. Quand ils sont assez chauds, vous pouvez mettre du charbon de bois. Et vous devez le plier en une diapositive. Cela s'embrase mieux de cette façon. Si nous parlons de barbecue et de cuisson, pour que le charbon de bois s'embrase uniformément, placez les morceaux qui se trouvent sur les bords de la glissière à l'étage. Ceux qui étaient plus proches du centre s'avèrent être à la limite. Nous attendons donc que toutes les pièces soient couvertes d'une fleur blanche et que les flammes cessent d'apparaître dessus. Vous pouvez maintenant faire frire un kebab.

Comment allumer du charbon de bois? Utiliser du papier et des copeaux fins ou ... un sèche-cheveux de bâtiment

Comment allumer du charbon de bois? Utiliser du papier et des copeaux fins ou ... un sèche-cheveux de bâtiment

Il existe un moyen d'allumer du charbon de bois sans papier, allumettes ou bois de chauffage. Tout ce dont vous avez besoin est un sèche-cheveux et une prise électrique. Tout. Pas de papier, pas d'allumettes. Prenez un sèche-cheveux, allumez-le au maximum, dirigez le flux d'air sur le charbon plié en colline. La première braise s'enflammera dans environ une demi-minute, puis le reste sera engagé, dans environ cinq minutes, tout sera en feu.

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