Se utilizan varios tipos de combustible como portador de energía, por ejemplo, turba, carbón, madera y briquetas de combustible. Se considera que el carbón es el tipo más eficiente, ya que permite que la caldera o el horno funcionen de la manera más eficiente posible. Para seleccionar un buen combustible, se deben considerar varios factores, incluida la temperatura a la que se quema el carbón.
A la hora de elegir un material, debemos tener en cuenta varios factores
Características de diferentes tipos de combustible.
Considere los dos tipos principales, más comunes, de materias primas de combustibles sólidos: leña y carbón.
La leña contiene una cantidad significativa de humedad, por lo que la humedad se evapora primero, lo que requiere una cierta cantidad de energía. Después de que la humedad se evapora, la madera comienza a arder intensamente, pero, desafortunadamente, el proceso no dura mucho.
Por lo tanto, para mantenerlo, es necesario agregar regularmente leña a la cámara de combustión. La temperatura de ignición de la madera es de unos 300 ° C.
El carbón supera a la madera en términos de cantidad de calor generado y duración de la combustión.... Dependiendo de la edad del material fósil, el mineral se divide en tipos:
- marrón;
- Roca;
- antracita.
Con la ayuda del análisis técnico, el contenido de cenizas, la humedad, el contenido de azufre y fósforo, la liberación de sustancias volátiles en la masa combustible, el calor de combustión y las características del residuo sólido no volátil se determinan en carbones y esquisto bituminoso. Todos los análisis se llevan a cabo sobre la base de muestras analíticas de carbón y esquisto, y el contenido de humedad en el combustible de trabajo, sobre la base de muestras de laboratorio.
El recálculo de la composición elemental, el rendimiento de sustancias volátiles y el calor de combustión de los carbones (excepto la lutita) al cambiar a otra masa se realiza de acuerdo con las proporciones, de acuerdo con las fórmulas. Al recalcular la composición elemental y el calor de combustión de la lutita, el contenido de cenizas A debe reemplazarse por A + CO2 para la masa de lutita correspondiente.
HUMEDAD
Al analizar carbones, se distinguen los siguientes tipos de humedad:
- laboratorio - Wl, determinado por muestras de laboratorio para análisis técnicos;
- analítico - W, determinado por muestras analíticas para análisis elemental;
- secado al aire - Wavs, determinado a partir de muestras analíticas en el estado de secado al aire de la muestra en las condiciones del estado real del aire en el laboratorio por humedad relativa y temperatura;
- higroscópico (interno) - Wgi, cercano a Wa, pero determinado por muestras analíticas llevadas a un estado de equilibrio seco al aire a * humedad relativa constante (60 ± 2%) y temperatura del aire (20 ± 5 ° C);
- humedad de trabajo: Wp determinado a partir de una muestra de laboratorio, teniendo en cuenta la pérdida de humedad cuando la muestra se envía al laboratorio.
La humedad de trabajo del combustible se subdivide en humedad interna, igual a higroscópica (Wdi), y humedad externa (Wout), definida como la diferencia Wout = Wp-Wg,%. La humedad higroscópica interna (Wdi) depende de la humedad relativa y la temperatura del aire ambiente y de la capacidad de adsorción del carbón. El contenido de humedad y cenizas que componen el lastre Br = Wp + Ap del combustible, en particular la humedad externa, deterioran la calidad de los carbones, reducen la fluidez, complican la clasificación y el transporte y provocan la congelación del carbón en invierno.
Los carbones con un alto contenido de humedad no son adecuados para el almacenamiento a largo plazo, ya que la humedad promueve el autocalentamiento y la combustión espontánea. En relación con estas condiciones técnicas y estándares para carbones por tipo de consumo, se han establecido estándares límite (rechazo) para el contenido de humedad para ciertos grados y grados de carbón.
Los carbones magros, semiantracita y antracita son menos húmedos, los carbones pardos están más húmedos. El contenido de humedad en carbones y esquisto bituminoso se determina de acuerdo con GOST 11014-2001. La esencia del método para determinar el contenido de humedad es secar una muestra de combustible en un horno a una temperatura de 105-110 ° C hasta un peso constante y calcular la pérdida de peso de la muestra tomada en porcentaje. La determinación del contenido de humedad mediante un método acelerado se lleva a cabo de acuerdo con GOST 11014-2001. La esencia del método acelerado para determinar el contenido de humedad consiste en secar una muestra de combustible en un horno a una temperatura que aumenta en 5 minutos de 130 a 150 ° С para una muestra analítica y dentro de 20 minutos para una muestra de laboratorio, y en cálculo de la pérdida de peso de una muestra de combustible tomada como porcentaje ... Las discrepancias entre los resultados de dos determinaciones paralelas del contenido de humedad de acuerdo con el GOST especificado no deben exceder los valores permitidos.
CENIZA
Los carbones siempre contienen impurezas minerales incombustibles, que incluyen carbonatos de calcio CaCO3, magnesio MgCO3, yeso CaS04-2H20, pirita FeS2 y elementos raros. Cuando se quema carbón, la parte no quemada de las impurezas minerales forma cenizas que, según su composición, pueden ser refractarias o de bajo punto de fusión, fluidas o fundidas. Las impurezas minerales deterioran la calidad de los carbones, reducen el calor de combustión, cargan el transporte con exceso de lastre, aumentan el consumo de carbón por unidad de producción, complican las condiciones de uso y empeoran la calidad del coque.
Las impurezas minerales no siempre son lastre, en ocasiones contienen elementos raros en cantidades que permiten su uso industrial. Además, la escoria se puede utilizar para fabricar cemento y otros materiales de construcción.
El contenido de cenizas de los carbones se determina de acuerdo con GOST 11022-95. La esencia del método consiste en incinerar una muestra de combustible en una mufla y calcinar el residuo de ceniza a una masa constante a una temperatura de 800-825 ° C para carbones y 850-875 ° C para lutitas bituminosas y determinar la masa del residuo de cenizas como porcentaje de la masa de la muestra de combustible. El contenido de cenizas obtenido como resultado del análisis de la muestra analítica se vuelve a calcular para el contenido de cenizas en el combustible absolutamente seco Ac.
El contenido de cenizas del combustible de trabajo Ap en porcentaje se calcula mediante la fórmula:
Ap = Ac (100-Wp) / 100
La determinación del contenido de cenizas mediante un método acelerado se lleva a cabo de acuerdo con GOST 11022-95. Su esencia radica en incinerar una muestra de carbón en una mufla calentada a una temperatura de 850-875 ± 25 ° C, y determinar la masa del residuo de ceniza como porcentaje de la masa de la muestra.
Las discrepancias entre los resultados de la determinación del contenido de cenizas de Ls basados en duplicados de una muestra de laboratorio en diferentes laboratorios de acuerdo con los GOST especificados no deben exceder:
para combustibles con contenido de cenizas:
- hasta 12% ... 0,3%
- de 12 a 25% ... 0,5%
- más del 25% ... 0,7%
- más del 40% ... 1,0%
Las condiciones técnicas y los GOST establecen normas promedio y máximas (de rechazo) de contenido de cenizas para varios grados y clases de carbón para minas individuales, minas a cielo abierto y plantas de procesamiento.
AZUFRE
El azufre total contenido en los carbones consiste en pirita Sc, sulfato Sc y azufre orgánico S®. El azufre de pirita se encuentra en los carbones en forma de granos individuales y grandes trozos de minerales de pirita y marcasita. Cuando el carbón se erosiona en minas, tajos abiertos y en la superficie, la pirita se oxida y forma sulfatos. El sulfato de azufre está contenido en los carbones, principalmente en forma de sulfatos de hierro FeSO4 y calcio CaSO4. El contenido de sulfato de azufre en los carbones no suele superar el 0,1-0,2%. Cuando se quema, el sulfato de azufre se convierte en ceniza, y cuando se coquiza el carbón, se convierte en coque. El azufre orgánico es parte de la materia orgánica del carbón. El contenido de azufre total y su variedad en el combustible se determina de acuerdo con GOST 8606-93.
El azufre se encuentra en todos los tipos de combustibles sólidos y el contenido total de azufre en los carbones varía principalmente del 0,2 al 10%.
El azufre es una parte no deseada e incluso dañina del combustible. Cuando se quema carbón, se libera en forma de SO2, contaminando y envenenando el medio ambiente y corroyendo las superficies metálicas, reduce el calor de combustión de los combustibles y durante la coquización pasa por encima, deteriorando sus propiedades y la calidad del metal. La elección de las formas de utilizar el carbón a menudo depende de su contenido total de azufre. Es por eso que el azufre total es el indicador más importante de la calidad del carbón.
El contenido de azufre total se determina quemando una muestra de combustible con una mezcla de óxido de magnesio y carbonato de sodio (mezcla de Eshch), disolviendo los sulfatos formados, precipitando el ion sulfato en forma de sulfato de bario, determinando la masa de este último y recalculando a la masa de azufre. El contenido de sulfato de azufre se determina disolviendo los sulfatos contenidos en el combustible en agua destilada, precipitando el ion sulfato en forma de sulfato de bario, determinando la masa de este último y recalculando a la masa de azufre. El contenido de azufre de pirita se determina procesando una muestra de combustible con ácido nítrico diluido y disolviendo los sulfatos en ella, formados durante la oxidación de la pirita con ácido nítrico, seguido de la precipitación del ion sulfato en forma de sulfato de bario, determinando la masa de este último y recalcularlo a la masa de azufre. El contenido de azufre de pirita se determina por la diferencia entre el contenido de azufre recuperado del combustible por el ácido nítrico y el agua.
La discrepancia entre los resultados de dos determinaciones paralelas del contenido de azufre en un laboratorio no debe exceder: para carbón con un contenido de azufre de hasta 2% - 0.05%, más de 2% - 0.1%. Las discrepancias entre los resultados de la determinación del contenido de azufre a partir de duplicados de una muestra de laboratorio en diferentes laboratorios no deben exceder: para carbón con un contenido de azufre de hasta 2% - 0,1%, más de 2% - 0,2%. El contenido de azufre se determina mediante el método acelerado de acuerdo con GOST 2059-54.
La esencia de este método consiste en quemar una gran cantidad de carbón en una corriente de oxígeno o aire a una temperatura de 1150 ± 50 ° C, atrapando los compuestos de azufre formados con una solución de peróxido de hidrógeno y determinando el volumen de ácido sulfúrico obtenido en un solución titulándola con una solución de potasio cáustico. La discrepancia entre los resultados de dos determinaciones paralelas del contenido de azufre de una muestra para un laboratorio no debe exceder el 0.1%, para diferentes laboratorios - 0.2%.
FÓSFORO
Está contenido en el carbón en cantidades insignificantes: 0,003-0,05% y es una impureza dañina, ya que durante la coquización se convierte en coque y, del coque, en metal, lo que le confiere fragilidad. En los carbones de Donetsk, el contenido de fósforo oscila entre 0,003-0,04%, en Kuznetsk y Karaganda - 0,01-0,05%. El fósforo se determina mediante un método volumétrico o fotocolorimétrico de acuerdo con GOST 1932-93.
El método volumétrico consiste en la oxidación del fósforo contenido en una muestra de carbón en ácido ortofosfórico, seguido de la precipitación del fósforo en forma de amonio fosfórico-liberado, disolviendo este último en un exceso de una solución titulada de álcali cáustico, titulando por retroceso el solución resultante con ácido sulfúrico y calculando el porcentaje de fósforo por la cantidad de solución alcalina consumida para disolver el precipitado. El método fotocolorimétrico consiste en quemar una muestra de carbón con una mezcla de óxido de magnesio y carbonato de sodio (mezcla Eshch), disolver la masa apelmazada en ácido, eliminar el ácido silícico de la solución y determinar fotocolorimétrica el fósforo en el filtrado.
La discrepancia entre los resultados de dos determinaciones paralelas del contenido de fósforo no debe exceder:
Con contenido de fósforo:
- hasta 0.01% ... 0.001%
- hasta 0.05% ... 0.003%
- hasta 0,1% ... 0,005%
- más del 0,1% ... 0,01%
El cálculo del contenido de fósforo se realiza sobre una masa de carbón absolutamente seca.
VOLÁTILES
Cuando los carbones se calientan sin acceso de aire, se forman productos sólidos y gaseosos. La liberación de sustancias volátiles es uno de los principales indicadores para la clasificación de carbones por grados y depende del grado de metamorfismo del carbón.Con la transición a carbones más metamorfoseados, el rendimiento de volátiles disminuye. Así, el rendimiento de sustancias volátiles por masa combustible Vg para carbones pardos oscila entre el 28 y el 67%, para los carbones bituminosos - del 8 al 55% y para la antracita - del 2 al 9%. El rendimiento de sustancias volátiles para carbones bituminosos y pardos se determina de acuerdo con GOST 6382-65 por el método de peso, y para antracita y semi-antracita de la cuenca de Donetsk, de acuerdo con GOST 7303-2001 de acuerdo con el método de peso, y para antracita y semi-antracita de la cuenca de Donetsk, según GOST 7303-90 por el método volumétrico.
La esencia del método gravimétrico consiste en calentar una muestra de carbón en un crisol de porcelana con tapa a una temperatura de 850 ± 25 ° С durante 7 min y determinar la pérdida de peso de la muestra tomada. El rendimiento de volátiles se calcula a partir de la diferencia entre la pérdida de masa total y la pérdida debida a la evaporación de la humedad y la eliminación de dióxido de carbono de los carbonatos cuando este último contenido en la muestra es superior al 2%. Las discrepancias entre los resultados de la determinación del rendimiento de sustancias volátiles Vg no deben exceder el 0,5% para carbones con Vg inferior al 45% y el 1,0% para carbones con Vg> 45%.
La esencia del método volumétrico consiste en calentar una muestra de antracita y semi-antracita a una temperatura de 900 ± 10 ° C durante 15 min y determinar el volumen del gas desprendido en cm3 / g. La discrepancia entre los resultados de dos determinaciones paralelas del rendimiento volumétrico de sustancias volátiles en cm3 / g para una muestra no debe exceder el 7% para la menor de ellas.
Con base en los valores del rendimiento de sustancias volátiles y las características del residuo no volátil, es posible estimar de manera aproximada la capacidad de apelmazamiento de los carbones, así como predecir el comportamiento del combustible en los procesos tecnológicos de procesamiento. y proponer métodos de combustión racionales.
CALOR DE COMBUSTIÓN
El calor de combustión (Q, kcal / kg) es uno de los principales indicadores de la calidad del carbón. Las normas y especificaciones establecen el valor medio del calor de combustión del combustible por masa combustible para una bomba Qgb para carbón y para esquisto para combustible absolutamente seco - Qsb. El calor de combustión se determina de acuerdo con GOST 147-95.
La esencia del método consiste en quemar una muestra de combustible en una bomba calorimétrica en oxígeno comprimido y determinar la cantidad de calor liberado durante su combustión. El calor de combustión por masa combustible Qgb, determinado a partir de la bomba, contiene, además del calor obtenido de la combustión de la parte combustible del carbón, el calor liberado durante la formación y disolución del ácido nítrico en agua, y el calor latente. de vaporización durante la combustión del hidrógeno, que se transfiere al calorímetro de agua. El valor calorífico más bajo Qgn se obtiene como la diferencia entre Qgb y el calor obtenido en la bomba debido a la formación de ácido y condensación de vapor de agua, que en condiciones prácticas de combustión de carbón no se puede utilizar.
El valor calorífico más bajo Qgn se obtiene como la diferencia entre Qgb y el calor obtenido en la bomba debido a la formación de ácido y condensación de vapor de agua, que en condiciones prácticas de combustión de carbón no se puede utilizar:
Qгн = Qgb - 22.5 (Sro + Srk) - aQgb - 54Ng, donde 22.5 es el calor liberado durante la formación de ácido sulfúrico en agua por 1% de azufre, que se convierte en ácido sulfuroso al quemar carbón en una bomba, kcal; Sro + Srk: la cantidad de azufre combustible, que se convirtió durante la combustión del carbón en una bomba en ácido sulfuroso (en porcentaje), se refiere a la masa combustible de la muestra de carbón.
El calor más bajo de combustión del carbón por masa de trabajo Qрн, liberado durante la combustión de combustible en hornos industriales, es menor que Qгн, ya que el combustible de trabajo contiene lastre Br = Wр + Aр y, además, para evaporar la humedad, se requiere gastar 6Wr de calor;
Qрн para carbones se puede calcular mediante la fórmula:
Qрн = Qгн100 - Wp - Ap100 - 6Wp, kcal / kg,
donde Qрн es el calor de combustión más bajo por masa de trabajo, kcal / kg; Qgn es el calor de combustión más bajo por masa combustible, kcal / kg.
Para la lutita bituminosa Qрн - se calcula mediante la fórmula
Qрн = Qгн100 - Wp - Wpcap - COp2K100 - 6Wp - 9.7COp2K,
donde 9.7COp2K - absorción de calor durante la descomposición de los carbonatos contenidos en la lutita, kcal / kg.
COMBUSTIBLE CONDICIONAL
Debido a que el calor de combustión de los carbones de depósitos individuales, grados y grados y otros tipos de combustible es diferente, por la conveniencia de planificar las necesidades de combustible, determinar las tasas específicas y el consumo real de combustible, así como por la posibilidad de su En comparación, se introdujo el concepto de "combustible convencional". Dicho combustible se toma como condicional, cuyo calor de combustión más bajo para la masa de trabajo Qрн es de 7000 kcal / kg. Para convertir el combustible natural en condicional y el condicional en combustible natural, se utiliza el equivalente en calorías, cuyo valor depende de Qрн.
EQUIVALENTE DE CALORÍAS
El equivalente calórico EK es la relación entre el valor calorífico más bajo del combustible de trabajo y el poder calorífico del combustible estándar, es decir,
Ec = Qрн7000.
La conversión de combustible natural Vn en Vu condicional se realiza multiplicando la cantidad de combustible natural por el equivalente en calorías: Vu = Vn * Eq.
La conversión del combustible equivalente en combustible natural se realiza dividiendo la cantidad de combustible equivalente por el equivalente en calorías: Vy = Vn / Eq.
EQUIVALENTE TÉCNICO
El equivalente técnico se utiliza para comparar diferentes carbones y otros tipos de combustible en términos de su valor de ingeniería térmica y para determinar las cantidades equivalentes cuando se reemplaza un tipo de combustible por otro. El equivalente técnico Et es la relación entre la cantidad útil de calor del combustible dado y el calor de combustión del combustible estándar. El calor útil por unidad de masa de combustible se expresa mediante el producto del menor calor de combustión del combustible de trabajo Qрн por la eficiencia de la instalación. Por lo tanto, el equivalente técnico, en contraste con el alto en calorías, tiene en cuenta no solo el valor del calor de combustión de un combustible dado, sino también el grado de posible uso de la ingeniería térmica, está determinado por la fórmula:
Et = QrnYk7000,
donde Yk es la eficiencia de esta planta de calderas en fracciones unitarias; 7000 es el calor de combustión del combustible equivalente, kcal / kg.
El equivalente técnico para el mismo combustible es siempre menor que el equivalente en calorías. El equivalente técnico se utiliza prácticamente para determinar las tarifas específicas y el consumo real de combustible.
Composición de combustibles de diferentes tipos.
El lignito pertenece a los depósitos jóvenes, por lo que contiene la mayor cantidad de humedad (del 20% al 40%), sustancias volátiles (hasta el 50%) y una pequeña cantidad de carbono (del 50% al 70%). Su temperatura de combustión es superior a la de la madera, y es de 350 ° C. Valor calorífico - 3500 kcal / kg.
El tipo de combustible más común es el carbón bituminoso. Contiene una pequeña cantidad de humedad (13-15%) y el contenido de carbono del elemento combustible supera el 75%, según el grado.
La temperatura media de ignición es de 470 ° C. Gases fugitivos en carbón 40%. Durante la combustión se liberan 7000 kcal / kg.
La antracita, que se encuentra a una profundidad considerable, se encuentra entre los depósitos más antiguos de fósiles de combustibles sólidos. Prácticamente no contiene gases volátiles (5-10%) y la cantidad de carbono varía entre 93-97%. El calor de combustión está en el rango de 8100 a 8350 kcal / kg.
El carbón vegetal debe anotarse por separado. Se obtiene de la madera por pirólisis - combustión a altas temperaturas sin oxígeno. El producto terminado tiene un alto contenido de carbono (70% a 90%). Cuando se quema leña, se emiten alrededor de 7000 kcal / kg.
Puede leer sobre las características del uso de briquetas de turba en este artículo:
Características térmicas de la madera.
El carbón vegetal se clasifica como una categoría separada, ya que no es un combustible fósil, sino un producto de la producción. Para obtenerlo, la madera se trata de forma especial con el fin de cambiar su estructura y eliminar el exceso de humedad.La tecnología para obtener un portador de energía eficiente y fácil de usar se conoce desde hace mucho tiempo: antes, la madera se quemaba en pozos profundos, bloqueando el acceso de oxígeno, pero hoy se utilizan hornos especiales de carbón vegetal.
Quema de madera en un horno de carbón vegetal
En condiciones normales de almacenamiento, el contenido de humedad del carbón vegetal es de aproximadamente el 15%. El combustible ya se enciende cuando se calienta a 200 ° C. El valor calorífico específico del portador de energía es alto: alcanza 7400 kcal / kg.
La temperatura de combustión del carbón vegetal varía según el tipo de madera y las condiciones de combustión. Por ejemplo, las brasas de abedul se pueden usar para calentar una fragua y forjar metal; con un suministro de aire intensivo, se quemarán a 1200-1300 ° C. En una estufa o caldera de calefacción, la temperatura durante la combustión alcanzará los 800-900 ° С, y cuando se usa carbón en la parrilla en la calle, 700 ° С.
El combustible de madera quemada es económico: su consumo es mucho menor en comparación con el uso de leña. Además de una alta transferencia de calor, se caracteriza por un bajo contenido de cenizas.
Debido al hecho de que el carbón vegetal se quema con una pequeña cantidad de ceniza y emite un calor uniforme sin una llama abierta, es ideal para cocinar carne y otros alimentos a fuego abierto. También se puede utilizar para calentar una chimenea o cocinar en una estufa.
Las especies de madera difieren en densidad, estructura, cantidad y composición de resinas. Todos estos factores afectan el poder calorífico de la madera, la temperatura a la que se quema y las características de la llama.
La madera de álamo es porosa, la leña arde intensamente, pero el indicador de temperatura máxima alcanza solo 500 grados. Las especies de madera densa (haya, fresno, carpe), cuando se queman, emiten más de 1000 grados de calor. Los indicadores de abedul son ligeramente más bajos, alrededor de 800 grados. El alerce y el roble se inflaman más calientes, dando hasta 900 grados centígrados. La leña de pino y abeto se quema a 620-630 grados.
La leña de abedul tiene una mejor relación de eficiencia térmica y costo: no es rentable económicamente calentar con maderas más caras con altas temperaturas de combustión.
El abeto, el abeto y el pino son adecuados para hacer fuego; estas coníferas proporcionan un calor relativamente moderado. Pero no se recomienda usar dicha leña en una caldera de combustible sólido, en una estufa o chimenea; no emiten suficiente calor para calentar eficazmente la casa y cocinar los alimentos, se queman con la formación de una gran cantidad de hollín.
Se considera que la leña de baja calidad es un combustible hecho de álamo temblón, tilo, álamo, sauce y aliso; la madera porosa emite poco calor cuando se quema. El aliso y algunos otros tipos de madera "disparan" con carbón durante la combustión, lo que puede provocar un incendio si la madera se utiliza para encender una chimenea.
Al elegir, también debe prestar atención al grado de contenido de humedad de la madera: la leña cruda se quema peor y deja más cenizas.
Actualmente, existe una tendencia a pasar de instalaciones, que se basaban en el proceso de combustión de gas, a sistemas domésticos de calefacción de combustible sólido.
No todos saben que la creación de un microclima confortable en la casa depende directamente de la calidad del combustible seleccionado. Destacaremos la madera como material tradicional utilizado en este tipo de calderas de calefacción.
En condiciones climáticas adversas caracterizadas por inviernos largos y fríos, es bastante difícil calentar una vivienda con madera durante toda la temporada de calefacción. Con una fuerte caída en la temperatura del aire, el propietario de la caldera se ve obligado a usarla al borde de las capacidades máximas.
Al elegir la madera como combustible sólido, surgen graves problemas e inconvenientes. En primer lugar, observamos que la temperatura de combustión del carbón es mucho más alta que la de la madera.Entre las desventajas se encuentra la alta velocidad de combustión de la leña, que crea serias dificultades en el funcionamiento de la caldera de calefacción. Su propietario se ve obligado a controlar constantemente la disponibilidad de leña en la cámara de combustión; se requerirá una cantidad suficientemente grande para la temporada de calefacción.
Proceso de combustión
Dependiendo del tipo y grado, el combustible se divide en llama corta y llama larga. Los de llama corta incluyen antracita y coque, carbón vegetal.
Cuando se quema, la antracita genera mucho calor, pero para encenderla es necesario proporcionar una temperatura alta con un combustible más inflamable, por ejemplo, madera. La antracita no emite humo, arde inodoro, su llama es baja.
Los combustibles de llama larga se queman en dos etapas. Primero, se liberan gases volátiles, que se queman por encima de la capa de carbón en el espacio del horno.
Después de que se queman los gases, el combustible restante comienza a arder, que mientras tanto se ha convertido en coque. La coca se quema con una llama corta en las rejillas. Después del quemado del carbón, quedan cenizas y escoria.
Propiedades de la estufa de combustible natural
Es la forma más barata de hacer una estufa de ladrillo con carbón con sus propias manos.
Materiales (editar)
Nosotros necesitamos:
- ladrillo;
- mortero prefabricado para la colocación de hornos;
- rejilla de hierro fundido;
- estufa de cocina de hierro fundido;
- hoja de metal b = 4 mm - 600x1200 mm - 0,72 m2;
- electrodos de soldadura - 1 paquete.
Instrumentos
- paleta;
- paletas
- martillos
- taladro;
- otro.
Esquema y orden
Foto №1 Vista general
Foto # 2 Poryadovka
Descripción de mampostería
- Encima, sin mortero, coloque un ladrillo (ver foto # 2, primera fila). Controlamos estrictamente la horizontalidad usando un nivel.
- Instale la puerta del soplador. Lo arreglamos con un alambre y lo envolvemos con un cordón de amianto.
- Ponemos rejillas directamente encima del soplador.
- Continuamos colocando de acuerdo con el pedido (ver foto No. 2)
- Instale la puerta de la cámara de combustión. Lo arreglamos con alambre y ladrillos.
- Desde arriba, la fila debe superponerse a la puerta cortafuegos y terminar 130 mm por encima de ella.
- Continuamos colocando, desplazando ligeramente los ladrillos hacia atrás. Antes de eso, colocamos un cable de amianto, en el que instalaremos la encimera.
- Comencemos la formación de la chimenea desde la siguiente fila. El diseño prevé la instalación de un tubo exterior de chapa o aluminio corrugado. La tubería no debe ser pesada. De lo contrario, el centro de gravedad puede desplazarse.
- En la undécima fila, colocamos una válvula para regular el flujo de aire. No olvide sellarlo con un cordón de amianto y cubrirlo con arcilla.
- A continuación, colocamos la chimenea en el cuádruple, que unimos con la de metal. La tubería debe ser estrictamente vertical y no doblarse hacia un lado. Para una mayor estabilidad, debe cubrirse con tres filas de ladrillos.
- Quitamos los ladrillos knockout que colocamos en la 4ta fila, limpiamos la chimenea de los escombros.
- Ahora la estufa de carbón debería estar encalada. Cualquier lima se irá. Los expertos recomiendan agregar azul y un poco de leche. Para que la cal no se oscurezca y salga volando.
- Instalamos una hoja de metal frente a la caja de fuego.
- Instale el rodapié
La estufa de carbón de bricolaje no es fácil. Es mejor buscar la ayuda de un fabricante de estufas experimentado o ser paciente.
El diseño de una estufa de carbón no es muy diferente de un dispositivo de leña, pero hay algunas características. El principio de suministro de aire necesario para la combustión es significativamente diferente. En las estufas de carbón, debe provenir de la parte inferior para proporcionar flujo de aire al combustible, y en los sistemas de admisión de aire de leña se ubican arriba.
Los dispositivos de carbón son menos exigentes con el combustible: es importante que el encendido primario se realice con material seco; durante el proceso de calentamiento, la sequedad del combustible es deseable, pero no esencial. Antes de su uso, se recomienda calentar el carbón en un compartimento del horno especialmente diseñado.
El sistema de humos para una estufa de carbón está equipado para que el flujo de aire con productos de combustión se mueva intensamente a través de la tubería.El caudal se regula no con la ayuda de una vista del amortiguador (puede que no exista en absoluto), sino con un soplador. Todas estas características de diseño se deben a la duración del agotamiento del combustible.
Diseño de chimenea de horno de carbón
Alto rendimiento. Si el sistema de chimenea está construido correctamente, una estufa de carbón se convertirá en un sistema de calefacción eficiente y confiable para su hogar. También puede ser una buena opción de copia de seguridad o complemento.
Multifuncionalidad. Hay modelos industriales diseñados no solo para calentar, sino también para cocinar, calentar agua. Los hornos caseros de ladrillo y metal también se fabrican a menudo con una encimera y / o contenedores empotrados.
Disponibilidad de combustible. Hay áreas donde el carbón está fácilmente disponible y es relativamente barato. Para tales asentamientos, la calefacción de carbón es económicamente rentable.
Construcción sencilla. Una estufa de combustible sólido convencional no requiere accesorios mecánicos. No contiene elementos estructurales electromecánicos que puedan romperse en el momento más inoportuno. Es cierto que esto no se aplica a los modelos modernos complejos con suministro automático de combustible.
Posibilidad de calentar con leña. En la práctica, los dispositivos que funcionan exclusivamente con carbón casi nunca se encuentran en el mercado. Las estufas se pueden encender tanto con carbón como con leña. Además, los fabricantes de equipos de calefacción fabrican generadores de calor combinados capaces de funcionar con gas y combustibles sólidos.
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Horno de carbón industrial
Peligro de incendio. Cualquier equipo de calefacción que utilice madera o carbón es potencialmente peligroso. Durante la instalación, debe cumplir estrictamente con las reglas y regulaciones estipuladas por SNiP 2.04.05-91.
Requiere almacenamiento de combustible. Por lo general, el carbón se compra antes del inicio de la temporada de calefacción; se debe asignar una habitación separada para su almacenamiento.
Tienes que controlar constantemente el funcionamiento del horno. Si el propietario de la casa instala una estufa convencional, y no un modelo con suministro automático de combustible, entonces debe agregar carbón constantemente a la cámara de combustión y monitorear su funcionamiento.
Calentamiento desigual de la casa. Para garantizar que todas las habitaciones estén bien calentadas, es necesario proporcionar un sistema para la distribución de aire térmico. De lo contrario, la habitación donde está instalada la estufa se calentará demasiado y el resto de las habitaciones estará notablemente más frío.
Limpieza de chimeneas. Las estufas de combustible sólido requieren un cuidado constante, una inspección y un mantenimiento regulares.
Contaminación ambiental. La combustión de combustibles sólidos es más dañina para el medio ambiente que la calefacción con combustibles líquidos o gaseosos. Esto ha dado lugar a algunas restricciones sobre el uso de estufas de carbón, que pueden ser impuestas por las autoridades locales en algunas regiones.
Dispositivo de caldera de carbón para calefacción doméstica.
Fundación para un horno de ladrillos.
Como ya se mencionó, la temperatura de combustión del carbón es bastante alta. Con suficiente flujo de aire en la cámara de combustión, alcanza los 1000-1100 ° C, por lo que no todos los materiales pueden soportar tales condiciones durante mucho tiempo.
A modo de comparación: la madera seca en circunstancias idénticas no puede dar más de 700 ° C en la cámara de combustión, e incluso en casos muy raros. Además, el combustible de carbón es mucho más nutritivo que la leña.
| Tipo de combustible | Valor calorífico | |
| MJ / kg | kW / kg | |
| Humedad de la madera 25% | 10,1 | 2,8 |
| Carbones duros | 21,5 | 5,9 |
| Carbones marrones | 15,5 | 4,3 |
Anteriormente, en las casas antiguas, las estufas o estufas de calefacción se colocaban solo en ladrillo rojo macizo. Con la quema constante de carbón de alto poder calorífico debido a la alta temperatura, la mampostería comenzó a desmoronarse, por lo que los propietarios forraron la cámara de combustión desde el interior con suelas de acero gruesas de las vías del tren para proteger las paredes.
Por el momento, el problema de la combustión del carbón se resuelve mucho más fácilmente, con la ayuda de ladrillos de arcilla refractaria. El diseño del horno prevé revestir la cámara de combustible con piedra de arcilla refractaria de grado SHA, SHB o SHV hasta un espesor de un cuarto o medio ladrillo. Este material es capaz de mantener una temperatura de 1400 ° C sin problemas y por poco tiempo, hasta 1650 ° C.
Herramientas de albañilería para hornos.
Hay otro punto: debido al mayor poder calorífico que la madera, se libera una mayor cantidad de calor, parte del cual va con los productos de combustión hacia la chimenea.
Para evitar esto, se proporciona una red más desarrollada de circuitos de humo en el horno de carbón, donde los gases de combustión tienen tiempo para transferir calor a las paredes de ladrillo y no volar directamente hacia la chimenea.
De lo contrario, esta es una estufa de ladrillos ordinaria con todas las ventajas y desventajas.
Los fabricantes de estufas de carbón más populares y demandados del mercado son los españoles (Josper S.A.) y Movilfrit. Las características y ventajas de estos hornos de carbón se analizan a continuación.
El fabricante de estufas de carbón "Josper" ha logrado ganar una posición de liderazgo en la producción de estufas que utilizan leña. Los hornos-grill cerrados de esta empresa se adaptan perfectamente a la carga en un establecimiento de restauración con un número de asientos de 30 a 100. Los hornos de carbón móviles son los más demandados, cuyo diseño tiene:
- pedestal para carbón o leña;
- cenicero
- estante cerrado para el almacenamiento temporal de alimentos en estado caliente;
- paraguas de escape.
El propietario del establecimiento debe sentirse atraído por el hecho de que el uso de estufas Josper permitirá reducir el consumo de combustible. En comparación con los sistemas de barbacoa clásicos, el ahorro en carbón supera el 25%, lo que permite recuperar el coste de una estufa de carbón en un corto período de tiempo. La práctica confirma que el precio de las estufas de carbón está plenamente justificado.
El fabricante puede utilizar carbón vegetal o carbón vegetal para cocinar. Los alimentos se cocinan directamente en las rejillas de alambre, mientras que se permite cocinar en dos rejillas de alambre. Las estufas de carbón Josper son prácticamente las únicas en las que se combinan una estufa de carbón y una barbacoa de carbón. Los platos elaborados con este equipo son muy sabrosos y aromáticos.
la grasa no llega a las brasas, pero cuando se inclina la rejilla, fluye hacia una celda especial, que se limpia a medida que se llena. Además, todas las rejillas tienen ganchos especiales, lo que permite cambiar las rejillas en caliente. Las cenizas se introducen automáticamente en una tolva especial que se desliza hacia afuera para su limpieza.
- los muslos de pollo se cocinarán en 3 minutos;
- filetes de ternera en 6 minutos,
- y las patatas se hornearán durante 10 minutos.
Este rápido tiempo de cocción está garantizado por las altas temperaturas de funcionamiento.
Incendio
Considere el proceso de quemar combustible en una estufa convencional, que se usa para calentar casas privadas. Consta de las partes principales:
- caja de fuego
- soplador;
- chimenea con tubo.
La cámara de combustión está conectada al soplador a través de una rejilla especial (rejilla) ubicada en la parte inferior de la cámara de combustión.... El combustible se coloca en la rejilla y, desde el soplador a través de la rejilla, el aire ingresa a la cámara de combustión.
Sobre la quema de carbón en hornos
Las temperaturas anteriores en grados para cada tipo de combustible son teóricas. Es decir, son alcanzables en condiciones ideales para la combustión del portador de energía, lo que no ocurre en la vida real, ni siquiera en el hogar. Además, no tiene sentido sobrecalentar una estufa de ladrillos o una caldera de metal. No están diseñados para tales regímenes.
En general, la intensidad de la combustión del carbón en la estufa depende de la cantidad de aire suministrado. Los carbones emiten calor mejor con suministro de aire al 100%, pero en la práctica esto no sucede, ya que limitamos la cantidad con un amortiguador o amortiguador. De lo contrario, la temperatura en la cámara de combustión aumentará demasiado, por lo que está en el rango de 800-900 ºС.
En cuanto a una caldera de combustible sólido, un modo de combustión demasiado intenso puede provocar una rápida ebullición del refrigerante y una posterior explosión. Por tanto, este tipo de combustible sólido se quema en calderas de dos formas:
- tradicional, con carga en el horno y limitando la cantidad de aire.
- con la ayuda de una alimentación medida, implementada en calderas automáticas.
Fórmulas de combustión
Temperaturas de ignición de diferentes combustibles (haga clic para ampliar)
Cuando el combustible (madera, carbón) se enciende, se produce una reacción química con la liberación de calor.
El dióxido de carbono reacciona con el carbono del combustible en las capas superiores para formar monóxido de carbono.
Este no es el final del proceso de combustión, porque a medida que se eleva en el espacio del horno, el monóxido de carbono reacciona con el oxígeno del aire, cuya entrada se produce a través del soplador o la puerta abierta del horno.
Su combustión va acompañada de una llama azul y liberación de calor. El monóxido de carbono resultante (dióxido de carbono) ingresa a la chimenea y se escapa por la chimenea.
La combustión sin llama con un suministro mínimo de oxígeno dará como resultado la formación de monóxido de carbono no tóxico, proporcionando un calor uniforme.
Solicitud
El principal uso del combustible es la combustión para generar calor. El calor se utiliza no solo para calentar una casa privada y cocinar, sino también en la industria para apoyar los procesos tecnológicos que tienen lugar a altas temperaturas.
A diferencia de una estufa convencional, donde el proceso de suministro de oxígeno y la intensidad de la combustión están mal regulados, en los hornos industriales se presta especial atención a controlar el suministro de oxígeno y mantener una temperatura de combustión uniforme.
Consideremos el esquema básico de combustión de carbón.
- El combustible se calienta y la humedad se evapora.
- A medida que aumenta la temperatura, el proceso de coquización comienza con la liberación de gases volátiles del horno de coque. Al quemarse, da el calor principal.
- El carbón se convierte en coque.
- El proceso de combustión del coque va acompañado de la liberación de calor suficiente para comenzar a coquizar la siguiente porción del combustible.
En las calderas industriales, la combustión del coque se separa en diferentes cámaras de la combustión del gas del horno de coque. Esto permite la entrada de oxígeno para coque y gas con diferentes intensidades, logrando la velocidad de combustión requerida y manteniendo la temperatura requerida.
Temperatura máxima de combustión del carbón (video)
Hoy en día, es popular este uso de una variedad de combustibles sólidos, en forma de madera, carbón o turba. Se utiliza no solo en la vida diaria para calentar o cocinar, sino en muchas industrias.
Para los propietarios de viviendas que utilizan varios tipos de combustibles sólidos para calentar sus hogares, un parámetro como la temperatura de combustión del carbón es de considerable interés. Lógicamente hablando, cuanto más alta sea esta temperatura, más calor se puede obtener quemando combustible. Pero esto es teoría, pero en la práctica todo sucede de manera un poco diferente. La quema real de este valioso fósil se discutirá en este material.
Usando carbón
El carbón vegetal se utiliza en la vida cotidiana para cocinar carne a la parrilla.
Debido a la alta temperatura de combustión (alrededor de 700 ° C) y la ausencia de llama, se proporciona un calor uniforme, suficiente para cocinar carne sin quemar.
También se utiliza como combustible para chimeneas, cocinando en pequeñas estufas.
En la industria, se utiliza como agente reductor en la producción de metales. Carbón vegetal insustituible en la producción de vidrio, plásticos, aluminio.
Es posible hacer carbón tú mismo. Detalles:
¿Qué carbón vegetal es mejor para los kebabs?
Abedul
"Era mejor tomar un abedul". ¿Sueles escuchar esas palabras mientras fríe brochetas? Curiosamente, los autores de estas palabras no pueden explicar por qué. Solo abedul, da la temperatura más adecuada. Se utiliza no solo para barbacoa, sino también en hornos.
Ten cuidado: en verano puede comprar carbón prefabricado en paquetes, pero a menudo bajo la apariencia de carbón de abedul, venden carbón de pino.
Cómo reconocer el carbón de abedul
- color antracita; - toque brillante; - la superficie brilla;
Los carbones de pino no tienen absolutamente ningún brillo y están pintados en un color negro simplemente intenso.
Briquetas
También se recomienda utilizarlos para barbacoas. En su esencia, también es carbón, solo apretado. La briqueta es dos veces más densa. Que el carbón ordinario y se quema mucho más tiempo, alcanzando una temperatura de 700 C. Además, emiten menos humo.
roble
Ese carbón rara vez se encuentra en bolsas, pero lo es. Mantiene la temperatura durante mucho tiempo, pero es bastante difícil encenderla. Por lo tanto, se usa principalmente en cafés y restaurantes.
Pino
Mala calidad, como lo indica su bajo precio. En paquetes con tal carbón, a menudo escriben simplemente - "carbón vegetal". Se quema rápidamente y a menudo fuma.
