Tvari organskog podrijetla uključuju gorivo koje kada sagorijeva oslobađa određenu količinu toplinske energije. Proizvodnja topline trebala bi se odlikovati visokom učinkovitošću i odsutnošću nuspojava, posebno tvari štetnih za ljudsko zdravlje i okoliš.
Ako gorivo razmotrimo s gledišta agregatnog stanja, tada se struktura tvari prema stupnju zapaljivosti može podijeliti u dvije komponente. Zapaljivi dio uključuje kemijske elemente poput vodika i ugljika, koji su općenito smjesa ugljikovodika, kao i sumpor. Negorljiva komponenta sadrži vodu, mineralne soli i sljedeće elemente: kisik, dušik i brojne metale.
Potpuno izgaranje 1 kg goriva, koje se sastoji od gore navedenih komponenti, potiče oslobađanje različitih količina toplinske energije. Bilo koja tvar procjenjuje se takvim pokazateljem kao toplina izgaranja.
Toplina izgaranja goriva (TFC), mjerena u kJ / kg, znači količinu energije koja se oslobađa kao rezultat potpunog izgaranja 1 kg tvari. Ovaj se pokazatelj formira na dvije razine. Viši TST nastaje zbog procesa kondenzacije vode prisutne u proizvodima izgaranja. Pri određivanju najnižeg TST-a ne uzima se u obzir njegov prethodni stupanj.
Dakle, izračun topline u motorima s unutarnjim izgaranjem obično dolazi od vrijednosti najniže. To se objašnjava vrlo jednostavno: postupak kondenzacije tekućine u cilindrima je nemoguć. Za uspostavljanje TST koristi se kalorimetrijska bomba u kojoj je komprimirani kisik zasićen vodenom parom. U tu se okolinu stavi uzorak određene vrste goriva, a zatim se analiziraju rezultati.
Za naftne tvari TST se izračunava pomoću sljedećih formula:
QV = 33913ω (S) + 102995 ω (N) - 10885 ω (O - S),
QN = QV - 2512 ω (N2O),
gdje su ω (C, H, O, S) - maseni udjeli elemenata u gorivu,%;
ω (N2O) - količina vodene pare u produktima izgaranja jednog kg materijala,%.
Svaka vrsta tvari, koja se razlikuje po kemijskom sastavu, ima svoj TST. Najpopularnije vrste krutih goriva uključuju:
- ogrjev i ugljen;
- pelete i brikete.
Razmotrimo svaku vrstu zasebno.
Drva za ogrjev
Riječ je o piljenom ili sjeckanom komadu drva koji, kad se sagori u peći, kotlovima i drugim uređajima, stvara toplinsku energiju.
Radi praktičnosti utovara u kamin, drvni materijal se reže na zasebne elemente duljine do 30 cm. Da bi se povećala učinkovitost njihove upotrebe, drvo bi trebalo biti što je moguće suho, a postupak izgaranja trebao bi biti relativno spor. U mnogim aspektima ogrjevno drvo od tvrdog drveta poput hrasta i breze, lijeske i jasena i gloga pogodno je za grijanje prostorija. Zbog visokog udjela smole, povećane brzine gorenja i niske toplinske vrijednosti, četinjači su u tom pogledu znatno inferiorni.
Borodinski ugljen
Borodinski ugljen, prije svega, ima koristi od svojih troškova, mnogo je jeftiniji od Balakhtinskog. Preporučuje se koristiti za rješavanje većih zadataka grijanja, na primjer za elektrane ili urbane kotlovnice. Dakle, borodinski ugljen (Borodino) koristi se za grijanje prostorija velikog kubnog kapaciteta. Postoje dvije vrste ovog goriva, selektivno i obično, obje se proizvode u jednom od krasovarskih bazena. Borodinski ugljen ima visok prijenos topline i dugotrajno zadržavanje topline.
Ugljen
Prirodni je biljni materijal izvađen iz sedimentne stijene.
Ova vrsta krutog goriva sadrži ugljik i druge kemijske elemente.Postoji podjela materijala na vrste ovisno o njegovoj dobi. Smeđi ugljen smatra se najmlađim, slijedi ga kameni, a antracit je stariji od svih ostalih vrsta. Starost zapaljive tvari također se određuje sadržajem vlage koja je prisutnija u mladom materijalu.
Tijekom izgaranja ugljena dolazi do onečišćenja okoliša i na rešetkama kotla nastaje troska, koja u određenoj mjeri stvara prepreku normalnom izgaranju. Prisutnost sumpora u materijalu također je nepovoljan čimbenik za atmosferu, jer se taj element u zraku pretvara u sumpornu kiselinu.
Međutim, potrošači ne bi trebali biti zabrinuti za svoje zdravlje. Proizvođači ovog materijala, brinući se o privatnim kupcima, nastoje smanjiti sadržaj sumpora u njemu. Toplina izgaranja ugljena može se razlikovati čak i unutar iste vrste. Razlika ovisi o karakteristikama podvrste i sadržaju minerala u njoj, kao i geografiji vađenja. Kao kruto gorivo ne nalazi se samo čisti ugljen, već i nisko obogaćena troska ugljena utisnuta u brikete.
| Tip ugljena | Specifična toplina izgaranja materijala | |
| kJ / kg | kcal / kg | |
| Smeđa | 14 700 | 3 500 |
| Kamen | 29 300 | 7 000 |
| Antracit | 31 000 | 7 400 |
Vrste i stupnjevi ugljena
Postoje 3 glavne vrste ugljena:
- Crna: Sadrži povećane količine nehlapljivog ugljika, vode i pepela. Odlikuje se velikom gustoćom i čvrstoćom.Ta vrsta ugljena podijeljena je u 2 razreda: prvi i najviši. Razlikuju se po fizičkim svojstvima. Materijal nastaje toplinskom obradom drveta hrasta, jasena, javora, bukve, breze, graba i brijesta.
- Crvena: ima visok postotak pepela. Izrađuje se od crnogoričnog drveća: bora, smreke, cedra, ariša ili jele. Ima 2 razreda: prvi i drugi.
- Bijela: Izrađena od punog hrasta, jasena, javora, bukve, breze, graba i brijesta. Nije podijeljen na dodatne sorte, ali ima ograničavajući parametar kvalitete naveden u GOST 7657-84.
Ovu klasifikaciju aktivno koriste ruski proizvođači. Određuje nijanse izrade materijala u skladu s njegovim fizičkim ili kemijskim svojstvima. Strani proizvođači rijetko koriste ove proizvodne standarde. Svjetski lideri u opskrbi ovim materijalom, smješteni u Latinskoj Americi, u proizvodnji koriste samo eukaliptus, što nije navedeno u svjetskim ili državnim standardima.
GOST 7657-84 Drveni ugljen. Tehnički uvjeti
1 datoteka 106,78 KB
Pelete
Pelet (pelet) je kruto gorivo koje se industrijski proizvodi od drveta i biljnog otpada: strugotine, kore, kartona, slame.
Sirovina usitnjena do stanja prašine suši se i ulijeva u granulator, odakle izlazi u obliku granula određenog oblika. Biljni polimer, lignin, koristi se za dodavanje viskoznosti masi. Složenost proizvodnog procesa i velika potražnja čine cijenu peleta. Materijal se koristi u posebno opremljenim kotlovima.
Specifična toplina izgaranja goriva: ugljen, ogrjev, plin
Kada se izgori određena količina goriva, oslobađa se mjerljiva količina topline. Prema Međunarodnom sustavu jedinica, vrijednost je izražena u džulima po kg ili m3. Ali parametri se mogu izračunati u kcal ili kW. Ako je vrijednost povezana s mjernom jedinicom goriva, naziva se specifičnom.
Na što utječe kalorijska vrijednost različitih goriva? Kolika je vrijednost pokazatelja za tekuće, krute i plinovite tvari? Odgovori na ova pitanja detaljno su navedeni u članku. Osim toga, pripremili smo tablicu koja prikazuje specifične topline izgaranja materijala & #; ove će informacije dobro doći pri odabiru visokoenergetske vrste goriva.
Opće informacije o toplinskoj vrijednosti
Oslobađanje energije tijekom izgaranja trebalo bi karakterizirati dva parametra: visoka učinkovitost i odsutnost proizvodnje štetnih tvari.
Umjetno gorivo dobiva se u procesu prerade prirodnih & #; biogorivo. Bez obzira na agregacijsko stanje, tvari u svom kemijskom sastavu imaju goriv i negoriv dio. Prvi je ugljik i vodik. Drugi se sastoji od vode, mineralnih soli, dušika, kisika, metala.
Prema agregacijskom stanju gorivo se dijeli na tekuće, kruto i plinsko. Svaka je skupina dodatno razgranata u prirodnu i umjetnu podskupinu (+)
Kad se izgori 1 kg takve "smjese", oslobađa se drugačija količina energije. Koliki će se dio energije osloboditi ovisi o udjelu tih elemenata - gorivom dijelu, vlagi, udjelu pepela i ostalim komponentama.
Toplina izgaranja goriva (TCT) formira se iz dvije razine - najviše i najniže. Prvi pokazatelj dobiva se zbog kondenzacije vode, u drugom se ovaj faktor ne uzima u obzir.
Najniži TST potreban je za izračunavanje potrebe za gorivom i njegovih troškova, uz pomoć takvih pokazatelja sastavljaju se bilance topline i određuje učinkovitost instalacija koje rade na gorivo.
TST se može izračunati analitički ili eksperimentalno. Ako je poznat kemijski sastav goriva, primjenjuje se Mendelejeva formula. Eksperimentalne tehnike temelje se na stvarnom mjerenju topline izgaranja.
U tim se slučajevima koristi posebna bomba za izgaranje & #; kalorimetrijski zajedno s kalorimetrom i termostatom.
Značajke izračuna pojedinačne su za svaku vrstu goriva. Primjer: TCT u motorima s unutarnjim izgaranjem izračunava se od najniže vrijednosti jer se u cilindrima ne kondenzira tekućina.
TST se instalira pomoću kalorimetrijske bombe. Stlačeni kisik zasićen je vodenom parom. Uzorak goriva stavi se u takvo okruženje i utvrde rezultati
Svaka vrsta tvari ima svoj TST zbog osobitosti kemijskog sastava. Vrijednosti se značajno razlikuju, raspon kolebanja je 1-10 kcal / kg.
Uspoređujući različite vrste materijala, koristi se koncept ekvivalentnog goriva, karakterizira ga najniži TST od 29 MJ / kg.
Kalorijska vrijednost čvrstih materijala
Ova kategorija uključuje drvo, treset, koks, uljni škriljevac, brikete i goriva u prahu. Glavni sastojak krutih goriva je ugljik.
Značajke različitih vrsta drveta
Maksimalna učinkovitost korištenja drva za ogrjev postiže se pod dva uvjeta - suho drvo i spor postupak izgaranja.
Komadi drveta se pilje ili sjeckaju na komade duge do cm, tako da se ogrjevno drvo može prikladno utovariti u kamin
Idealno za grijanje peći na drva su šipke od hrasta, breze, jasena. Glog i lješnjak karakteriziraju dobre performanse. Ali četinjači imaju nisku toplinsku vrijednost, ali visoku brzinu gorenja.
Kako gore različite pasmine:
- Bukva, breza, jasen, ljeska teško se tope, ali mogu sagorjeti sirove zbog malog sadržaja vlage.
- Joha s jasikom nemojte stvarati čađu i "znati kako" je ukloniti iz dimnjaka.
- Breza zahtijeva dovoljnu količinu zraka u kaminu, inače će se dimiti i katran na zidovima cijevi.
- Bor sadrži više smole od smreke, pa jače iskre i gori.
- Stablo kruške i jabuke cijepa se lakše od ostalih i savršeno gori.
- Cedar postupno se pretvara u žar.
- Trešnja i brijest puši, a javor se teško cijepi.
- Lipa s topolom brzo izgorjeti.
Vrijednosti TST različitih pasmina uvelike ovise o gustoći određenih stijena. 1 kubični metar drva za ogrjev jednak je približno litrama tekućeg goriva i m3 prirodnog plina. Drvo i ogrjev su klasificirani kao niskoenergetske učinkovitosti.
Učinak starosti na svojstva ugljena
Ugljen je prirodni biljni materijal. Izvlači se iz sedimentnih stijena.Ovo gorivo sadrži ugljik i druge kemijske elemente.
Osim vrste, na toplinu izgaranja ugljena utječe i starost materijala. Smeđa pripada kategoriji mladih, slijedi je kamen, a antracit se smatra najstarijim.
Sadržaj vlage određuje se i prema starosti goriva: što je ugljen mlađi, sadržaj vlage u njemu je veći. Što također utječe na svojstva ove vrste goriva
Proces izgaranja ugljena popraćen je ispuštanjem tvari koje zagađuju okoliš, dok su rešetke kotla prekrivene troskom. Drugi nepovoljan čimbenik za atmosferu je prisutnost sumpora u gorivu. Ovaj se element u dodiru sa zrakom pretvara u sumpornu kiselinu.
Proizvođači uspijevaju smanjiti sadržaj sumpora u ugljenu. Kao rezultat, TST se razlikuje čak i unutar iste vrste. Utječe na performanse i zemljopis proizvodnje. Kao kruto gorivo može se koristiti ne samo čisti ugljen, već i briketirana troska.
Najveći kapacitet goriva zabilježen je za koksni ugljen. Ugalj, drveni ugljen, smeđi ugljen, antracit također imaju dobre karakteristike.
Karakteristike peleta i briketa
Ovo kruto gorivo proizvodi se industrijski od raznog drvnog i biljnog otpada.
Smrvljena strugotina, kora, karton, slama su previše osušeni i uz pomoć posebne opreme pretvaraju se u granule. Da bi masa stekla određeni stupanj viskoznosti, dodaje joj se polimer, lignin.
Pelete odlikuje prihvatljiv trošak na koji utječu velika potražnja i značajke proizvodnog procesa. Ovaj se materijal može koristiti samo u kotlovima dizajniranim za ovu vrstu goriva.
Briketi se razlikuju samo po obliku, mogu se natovariti u pećnice, kotlove. Obje vrste goriva podijeljene su u vrste sirovina: od okruglog drveta, treseta, suncokreta, slame.
Pelet i briket imaju značajne prednosti u odnosu na ostale vrste goriva:
- potpuna ekološka prihvatljivost;
- mogućnost skladištenja u gotovo svim uvjetima;
- otpornost na mehaničko naprezanje i gljivice;
- jednolično i dugo gori;
- optimalna veličina granula za punjenje u uređaj za grijanje.
Ekološka goriva dobra su alternativa tradicionalnim izvorima topline koji se ne mogu obnoviti i imaju negativan utjecaj na okoliš. Ali pelete i brikete odlikuje povećana opasnost od požara, što treba uzeti u obzir prilikom organiziranja skladišta.
Po želji možete vlastitim rukama postaviti proizvodnju briketa za gorivo, više detalja & #; u ovom članku.
Parametri tekućih tvari
Tekući materijali, poput čvrstih, razlažu se na sljedeće komponente: ugljik, vodik, sumpor, kisik, dušik. Postotak se izražava težinom.
Unutarnji organski balast goriva stvara se od kisika i dušika; te komponente ne izgaraju i uvjetno su uključene u sastav. Vanjski balast nastaje od vlage i pepela.
Benzin ima visoku specifičnu toplinu izgaranja. Ovisno o marki, to je MJ.
Slični pokazatelji specifične topline izgaranja utvrđeni su za zrakoplovni kerozin & #; 42,9 MJ. Dizel gorivo također spada u kategoriju vodećih po kalorijskoj vrijednosti & #; 43 ,, 6 MJ.
Budući da benzin ima više TST od dizelskog goriva, trebao bi imati veću potrošnju i učinkovitost. Ali dizel gorivo je ekonomičnije od benzina za%
Tekuće raketno gorivo, etilen glikol, karakteriziraju relativno niske vrijednosti TST. Alkohol i aceton razlikuju se u minimalnoj specifičnoj toplini izgaranja. Njihove su performanse znatno niže od tradicionalnih motornih goriva.
Svojstva gorivnog plina
Plinovito gorivo sastoji se od ugljičnog monoksida, vodika, metana, etana, propana, butana, etilena, benzena, sumporovodika i drugih komponenata. Te su brojke izražene kao volumenski postotak.
Vodik ima najveću toplinsku vrijednost. Izgarajući, kilogram materije oslobađa 83 MJ topline. Ali odlikuje se povećanim stupnjem eksplozivnosti.
Prirodni plin također ima visoke vrijednosti grijanja.
Oni su jednaki MJ po kg. Ali, na primjer, čisti metan ima veću toplinu izgaranja - 50 MJ po kg.
Usporedna tablica pokazatelja
Tablica prikazuje vrijednosti masenih specifičnih toplina izgaranja tekućih, krutih, plinovitih vrsta goriva.
| Vrsta goriva | Jedinica vlč. | Specifična toplina izgaranja | ||
| Mj | kw | kcal | ||
| Drva za ogrjev: hrast, breza, jasen, bukva, grab | Kg | 15 | 4,2 | |
| Drva za ogrjev: ariš, bor, smreka | Kg | 15,5 | 4,3 | |
| Mrki ugljen | Kg | 12,98 | 3,6 | |
| Antracit | Kg | 27,00 | 7,5 | |
| Ugljen | Kg | 27,26 | 7,5 | |
| Antracit | Kg | 28,05 | 7,8 | |
| Drveni pelet | Kg | 17,17 | 4,7 | |
| Kuglice od slame | Kg | 14,51 | 4,0 | |
| Pelet od suncokreta | Kg | 18,09 | 5,0 | |
| Piljevina | Kg | 8,37 | 2,3 | |
| Papir | Kg | 16,62 | 4,6 | |
| Vinova loza | Kg | 14,00 | 3,9 | |
| Prirodni gas | m3 | 33,5 | 9,3 | |
| Ukapljeni plin | Kg | 45,20 | 12,5 | |
| Benzin | Kg | 44,00 | 12,2 | |
| Dis. gorivo | Kg | 43,12 | 11,9 | |
| Metan | m3 | 50,03 | 13,8 | |
| Vodik | m3 | 33,2 | ||
| Kerozin | Kg | 12 | ||
| Lož ulje | Kg | 40,61 | 11,2 | |
| Ulje | Kg | 44,00 | 12,2 | |
| Propan | m3 | 45,57 | 12,6 | |
| Etilen | m3 | 48,02 | 13,3 | |
Iz tablice se može vidjeti da najveći pokazatelji TST svih tvari, a ne samo plinovitih, imaju vodik. Pripada visokoenergetskim gorivima.
Proizvod izgaranja vodika je obična voda. Proces ne emitira troske pepela, pepeo, ugljični monoksid i ugljični dioksid, što tvar čini ekološki zapaljivom tvari. Ali eksplozivno je i ima malu gustoću, pa je takvo gorivo teško ukapiti i transportirati.
TST je najvažnija toplinska i operativna karakteristika goriva. Ovaj se pokazatelj koristi u raznim sferama čovjekove djelatnosti: toplinskim strojevima, elektranama, industriji, grijanju kućišta i kuhanju.
Kalorijske vrijednosti pomažu u usporedbi različitih vrsta goriva u smislu stupnja oslobođene energije, izračunavanju potrebne mase goriva i uštedi na troškovima.
Imate li što dodati ili imate pitanja o toplinskoj vrijednosti različitih vrsta goriva? Možete ostavljati komentare na publikaciju i sudjelovati u raspravama & #; obrazac za kontakt nalazi se u donjem bloku.
Briketi
Briketi su kruto gorivo, slično u mnogo čemu peletima. Za njihovu proizvodnju koriste se identični materijali: drvna sječka, strugotina, treset, ljuske i slama. Tijekom proizvodnog procesa sirovina se drobi i komprimira u brikete. Ovaj je materijal također klasificiran kao ekološki prihvatljivo gorivo. Prikladno ga je čuvati čak i na otvorenom. Glatko, jednoliko i sporo izgaranje ovog goriva može se primijetiti kako u kaminima i pećima, tako i u kotlovima za grijanje.
Gore opisane vrste ekološki prihvatljivih krutih goriva dobra su alternativa proizvodnji topline. U usporedbi s fosilnim izvorima toplinske energije, koji negativno utječu na okoliš tijekom izgaranja, a osim toga nisu obnovljivi, alternativna goriva imaju jasne prednosti i relativno nisku cijenu, što je važno za potrošače nekih kategorija.
Istodobno, opasnost od požara takvih goriva mnogo je veća. Zbog toga je potrebno poduzeti neke sigurnosne mjere u vezi s njihovim skladištenjem i upotrebom vatrootpornih materijala za zidove.
Usporedba ogrjevne vrijednosti, cijene i praktičnosti drvnih briketa i drva za ogrjev
Protiv oglašavanja drva za ogrjev na ambalaži briketa za gorivo - je li to istina? Odabiremo jednake dijelove briketa za gorivo i ogrjevnog drveta od breze. Drva za potpalu i brikete potpaljujemo uz pomoć novina i kore od breze.
Drveni briketi su moderna opcija goriva. Proizvodi se od otpada od obrade drveta - stlačene drvene strugotine i piljevine. Drveni briketi su ekološki prihvatljiva vrsta goriva u kojoj nema "kemijskih" aditiva. Vezanje čestica događa se pod visokim tlakom zbog lignina, polimera koji se nalazi u samom drvu.Briketi za gorivo prikladno se pakiraju u plastiku ili u kartonske kutije; zauzimaju malo mjesta tijekom transporta i skladištenja. Sadržaj vlage u briketima za gorivo pri pravilnom skladištenju ne prelazi 8-9%.
SVE POTREBNO ZA OVAJ ČLANAK JE OVDJE >>>
Kada se briketi izgaraju, stvara se malo pepela, oni gore dulje od drva za ogrjev i generiraju više topline. Dakle, u svakom slučaju, stoji u oglasu. Postoje li nedostaci za brikete za gorivo? Kao i sve dobro i prikladno, postoji samo jedan nedostatak - visoka cijena.
Reference po temi: Protupožarna sigurnost domaćih peći i dimnjaka
Kako se koristi ugljen
Ugljen je potrebno zapaliti bez upotrebe kemikalija: neugodan miris iz njega ostat će dok gorivo gori. Stoga uzmemo komad papira, zgužvamo ga, poredamo nekoliko tankih suhih iverja oko papira "kolibom", zapalimo papir, pričekamo da iverje proradi, na vrh stavimo malo suhog drva za ogrjev. Kad su dovoljno vrući, možete staviti ugljen. I trebate ga presaviti u slajd. Ovako se bolje rasplamsava. Ako govorimo o roštilju i kuhanju, da bi se ugljen ravnomjerno rasplamsao, stavite one dijelove koji se nalaze na rubovima klizališta. Ispada da su oni koji su bili bliže središtu na rubu. Dakle, čekamo dok svi komadići ne prekriju bijeli cvat i plamen se više ne pojavljuje nad njima. Sada možete pržiti ćevap.
Kako zapaliti ugljen? Upotrijebite papir i tanke iverje ili ... građevinski sušilo za kosu
Postoji način za paljenje ugljena bez papira, šibica ili drva za ogrjev. Sve što trebate je sušilo za kosu i električna utičnica. Sve. Nema papira, nema šibica. Uzmite sušilo za kosu, uključite ga do maksimuma, usmjerite strujanje zraka na ugljen nagomilan hrpom. Prva žeravica razbuktat će se za otprilike pola minute, zatim će se ostatak zaručiti, za otprilike pet minuta sve će gorjeti.
