Бурый уголь температура горения. о сжигании угля в печах. формула горения угля: два типа топлива

Уголь: разновидности и характеристики

Угли первым делом отличаются по рождению. В качестве энергоносителя применяют кокс, который получают путем пережигания древесины, и также ископаемое горючее.

Ископаемые угли — горючее, созданное природой. Они состоят из остатков древних растений и битумных масс, которые подверглись целому ряду превращений в процессе опускания под землю на большие глубины. Переустройство начальных веществ в эффективное горючее протекало при больших температурах и в условиях дефицита кислорода под толщей земли. К ископаемым видам топлива относится бурые и каменные угли, и также уголь.

Бурые угли

Среди ископаемых углей наиболее молодые — бурые угли. Собственное название горючее получило за бурый цвет. Этот вид топлива отличается достаточным количеством летучих примесей и большим содержанием влаги — до 40%. При этом кол-во чистого углерода достигает 70%.

Из-за очень высокой влажности у бурого угля низкая температура горения и низкая отдача тепла. Загорается горючее при 250°С, а температура горения бурых углей может достигать 1900 °С. Теплота сгорания составляет примерно 3600 ккал/кг.

Как носитель энергии бурый уголь в натуральном виде уступает дровам, благодаря этому его реже используют для печей и твердотопливных агрегатов в приватных домах. Но стойким спросом пользуется брикетированное горючее.

Бурые угли

Бурый уголь в брикетах — это горючее, ушедшее специальное приготовление. Благодаря уменьшению влаги увеличивается его энергетическую эффективность. Отдача тепла брикетированного топлива может достигать 5000 ккал/кг.

Каменные угли

Каменные угли старше бурых, их залежи размещаются на глубине до трех километров. В этом виде топлива содержание чистого углерода достигает 95%, а летучих примесей — до 30%. Влаги этот носитель энергии имеет не больше 12%, что благоприятно оказывает влияние на теплоэффективность полезного ископаемого.

Температура горения каменного угля в оптимальных условиях может достигать 2100°С, но в печи для отопления горючее сжигается максимум при 1000°С. Отдача тепла каменноугольного топлива составляет 7000 ккал/кг. Его тяжелее распалить — для возгорания требуется нагрев до 400°С.

Каменноугольный носитель энергии чаще других используется для обогрева жилых зданий и домов другого назначения.

Каменный уоль

Самое старинное твёрдое ископаемое горючее, которое почти не имеет влаги и летучих примесей. Содержание углерода в угле превосходит 95%.

Удельная отдача тепла топлива может достигать 8500 ккал/кг — это высший показатель среди углей. В оптимальных условиях уголь горит при 2250°С. Загорается он при температуре не меньше 600°С — это показатель для самых низкокалорийных видов. Для розжига необходимо применять дрова, чтобы создать нужный нагрев.

Характеристики угля

Уголь первым делом промышленное горючее. Его применение в печи или котле нецелесообразно и дорого. Кроме высокой отдачи тепла к положительным качествам угля относится невысокая зольность и малодымность.

Цвет огня в зависимости от температуры

В зависимости от цвета пламени – можно определить примерную температуру огня. Хорошим примером будет огонь обычного костра. У самого основания дров, в месте где самая активная реакция – цвет огня белый, либо ярко-желтый. Чуть выше уже начинается оранжевый цвет – знак того, что температура там ниже. В самой вершине пламени – цвет огня ярко-красный. Дальше реакция уже не происходит – виден только дым. Если проще, то у огня есть свой диапазон температур, в котором каждая цветовая гамма говорит о том, сколько градусов в той или иной части костра:

• слегка видный красный — 500°C;
• вишнёвый тёмный — 800°C;
• вишнёвый яркий —1000°C;
• красно-оранжевый — 1100°C;
• ярко-оранжевый — 1200°C;
• белесовато-жёлтый — 1300°C;
• белый — 1400°C;
• ярко-белый — 1500°C.

Температура костра из дров

Использование бурого угля

Хотя температура горения и теплоотдача бурого ископаемого меньше, чем каменного, его также используют для отопления и приготовления пищи.

Это объясняется его низкой стоимостью.

Но более широко применяется бурый уголь для переработки и получения различных химических веществ: полукокса, горного воска, сажи, бензина.

О горении бурого угля смотрите следующее видео:

Из-за столь высоких температурных показателей внутренние элементы печи, в которых происходит сжигание топлива, изготавливаются из особого огнеупорного кирпича. Как правило, бруски кладутся на жаростойкую глину.

Если создать определенные условия, то, сжигая каменный уголь, можно получить температуру выше 2000 °C.

Чтобы топливо сгорало без остатка, необходимо выполнить несколько операций. Прежде всего, нужно, чтобы температура предварительного нагрева максимально приближалась к точке воспламенения. Заметим, что разные виды топлива отличаются температурой начала горения. Они имеют следующие значения:

• каменный уголь – 470 °C;
• антрацит – 700 °C;
• бурый уголь – 370 °C;
• торф – 225 °C;
• дрова – 300 °C.

Особенности сжигания углей

Когда потребитель знакомится с температурой горения того или иного угля, ему нужно учитывать, что производители указывают только те цифры, которые являются актуальными для идеальных условий. Конечно, в обычном бытовом котле или печи воссоздать необходимые параметры просто невозможно. Современные теплогенераторы из металла или кирпича просто не рассчитаны на столь высокие температуры, так как основной теплоноситель в системе может быстро закипеть. Именно поэтому параметры сгорания того или иного топлива определяются режимом его сжигания.

Иными словами, все зависит от интенсивности подачи воздуха. Как ископаемый, так и древесный уголь хорошо нагревает помещение, если уровень поступления кислорода достигает 100%. Чтобы ограничить воздушный поток, можно использовать специальную заслонку/задвижку. Такой подход позволяет создать наиболее благоприятные условия сгорания заправленного топлива (до 950˚С).

Если уголь используется в твердотопливном котле, тогда нельзя допустить вскипание теплоносителя. Основная опасность связана с тем, что предохранительный клапан может просто не сработать, а это чревато большим взрывом. К тому же смесь воды и горячего пара плохо воздействует на функциональные способности циркуляционного насоса. Специалистами были разработаны два наиболее эффективных способа, которые позволяют контролировать процесс горения:

1. Дроблённое или порошковое топливо должно поступать в котёл исключительно в дозированном объёме (действует та же схема, что и в пиллетных устройствах).
2. Основной энергоноситель загружается в топку, после чего регулируется интенсивность подачи воздуха.

Рассматривая, при какой температуре горит тот или иной вид топлива, следует учитывать, что приводятся цифры, достижимые только в идеальных условиях. В домашней печи или твердотопливном котле такие условия создать невозможно, да и не нужно. Кирпичный или металлический теплогенератор не рассчитан на такой уровень нагрева, а теплоноситель в контуре быстро закипит.

Рекомендуем: Общеобменная вентиляция: классификации способов воздухообмена, принципы приточного и вытяжного движения

Поэтому температура сгорания топлива определяется режимом его сжигания, то есть, от количества воздуха, подаваемого в топочную камеру. Ископаемый и древесный энергоноситель лучше всего горит, если подача воздуха достигает 100%. Для ограничения воздушного потока используется задвижка или заслонка, благодаря чему поддерживается оптимальная для печи температура сгорания топлива — около 800-900°С.

Сжигание углей в котле

При сжигании энергоносителя в котле нельзя допускать вскипание теплоносителя в водяной рубашке — если предохранительный клапан не сработает, произойдет взрыв. Кроме того, смесь пара и воды губительно действует на циркуляционный насос в системе отопления.

Чтобы контролировать процесс горения, используются следующие способы:

• энергоноситель загружается в топку и регулируется подача воздуха;
• угольная крошка или топливо кусочками подается дозировано (по той же схеме, что и в пеллетных котлах).

Температура в мангале

Идеальная температура топлива для жарки мяса — 600-700 градусов. В таком случае шашлык получится максимально сочным и прожаренным.

Профессионалы советуют определять температуру по виду теплоносителя. Оптимально, когда угольки начинают «седеть», то есть на них образуется белый пепел.

Важно не путать температуру горения угля и дров. Если в мангал поместить березовую древесину и зажечь ее, температура дойдет до отметки 1070-1570 градусов

Такой показатель не подойдет для жарки шашлыка. Мясо попросту сгорит.

Измерение показателей

Для того чтобы определить температуру в мангале, начинающие могут воспользоваться пирометром. Этот прибор стоит недорого и облегчит жизнь любителям дачного отдыха. Однако можно измерить показатель и без использования специальных средств. Для этого потребуется только рука. Ее необходимо поднять над мангалом на высоте 7-8 см от топлива.

В процессенеобходимо подсчитать, через какое время станет максимально горячо:

• через 1 секунду — уровень температуры от 350 градусов и больше;
• 2 секунды — около 280 градусов;
• 3 секунды — 250 градусов;
• 4 секунды — отметка в 200 градусов;
• 5 секунд или больше — меньше 150 градусов.

Использование разнообразных видов топлива очень популярно. Уголь, торф и древесину применяют не только в быту, но и в промышленных целях. На современном рынке каждый найдет подходящий теплоноситель исходя из назначения и желаемых требований.

Что собой представляет процесс горения

Изотермическая реакция, при которой выделяется определенное количество тепловой энергии и называется горением. Эта реакция проходит несколько последовательных стадий.

На первом этапе древесина разогревается внешним источником огня до точки воспламенения. По мере нагрева до 120-150 ℃ древесина превращается в угли, которая способна самовоспламеняться. По достижении температуры в 250-350 ℃ начинают выделяться горючие газы – этот процесс называется пиролизом. Одновременно происходит тление верхнего слоя древесины, которое сопровождается белым или бурым дымом – это смешанные пиролизные газы с водяным паром.

На втором этапе в результате разогрева пиролизные газы загораются светло-желтым пламенем. Оно постепенно распространяется на всю площадь древесины, продолжая нагрев древесины.

Следующая стадия характеризуется воспламенением древесины. Как правило, для этого она должна разогреться до 450-620 ℃. Чтобы дрова воспламенились, необходим внешний источник тепла, который будет достаточно интенсивным для резкого нагрева дерева и ускорения реакции.

Кроме того, на скорость воспламенения дров влияют такие факторы, как:

• тяга;
• влажность древесины;
• сечение и форма дров, а также их количество в одной закладке;
• структура древесины – рыхлые дрова загораются быстрее, чем плотные;
• размещение дерева относительно потока воздуха – горизонтально или вертикально.

Проясним некоторые моменты. Поскольку влажное дерево при горении в первую очередь испаряет лишнюю жидкость, то разжигается и сгорает оно намного хуже, чем сухое. Форма также имеет значение – ребристые и зазубренные бревна воспламеняются легче и быстрее, чем гладкие и круглые.

Тяга в дымоходе должна быть достаточной, чтобы обеспечить приток кислорода и рассеять внутри топки тепловую энергию на все находящиеся в ней объекты, но не задуть при этом огонь.

Четвертая стадия термохимической реакции – устойчивый процесс горения, который после вспышки пиролизных газов охватывает все находящееся в топке топливо. Горение проходит две фазы – тление и горение пламенем.

В процессе тления сгорает образовавшийся в результате пиролиза уголь, при этом газы выделяются довольно медленно и не могут воспламениться по причине малой концентрации. В результате конденсирования газов по мере их охлаждения образуется белый дым. Когда древесина тлеет, внутрь постепенно проникает свежий кислород, что приводит к дальнейшему распространению реакции на все остальное топливо. Пламя возникает в результате сгорания пиролизных газов, которые перемещаются вертикально по направлению к выходу.

Пока внутри печи поддерживается необходимая температура, подается кислород и есть не сгоревшее топливо, процесс горения продолжается.

Если такие условия не поддерживаются, то термохимическая реакция переходит в финальную стадию – затухание.

Виды углей и их свойства

Все угли, добываемые из наших недр и пригодные к сжиганию в топках котлов и печей, делятся на 3 группы:

• бурые;
• каменные;
• антрацит.

Из всех перечисленных бурые угли считаются наиболее молодыми, включают в себя множество летучих примесей и отличаются бурым цветом, отсюда и возникло их название. Данное топливо содержит до 70% чистого углерода и до 40% влаги. По этой причине теплоотдача и температура горения бурого угля самые низкие среди прочих. Он легко загорается, поскольку низшая температура воспламенения составляет всего 250 ºС, но и теплота сгорания невысока – около 3600 ккал/кг, а температура сжигания – около 1900 ºС.

Из-за своих низких показателей теплотворной способности ископаемое в естественном виде очень редко используется в качестве энергоносителя для обогрева частных домов. Другое дело – брикетированный уголь, его теплоотдача составляет 5000 ккал/кг.

Следующими по возрасту идут каменные угли, они действительно старше и залегают еще глубже в недрах, чем бурые (до 3 км). Чистого углерода в них – до 95%, воды – 12%, а летучих примесей – до 30%. Благодаря этому теплоотдача каменного горючего составляет 7000 ккал/кг, хотя для его розжига потребуется температура 400 ºС. Данное топливо теоретически сгорает при 2100 ºС, хотя температура горения каменного угля в печи никогда не достигает таких значений. Максимум, что может быть – это 1000 ºС. На практике это самый распространенный вид топлива, применяющийся в качестве энергоносителя для обогрева зданий.

Самый древний и глубокозалегающий вид – это антрацит, на 95% и более состоящий из углерода. Примесей и влаги практически не имеет, отличается наивысшей удельной теплоотдачей (порядка 8500 ккал/кг). А вот разжечь такое топливо непросто: самый низкокалорийный сорт антрацита возгорается при температуре 600 ºС. Теоретическая температура горения – 2250 ºС. Антрацит – отличное во всех отношениях топливо с низкой зольностью и малодымное, но цена его высока.

Древесина: свойства и характеристики

Котлы твердотопливного отопления приходят на смену установкам, использующим в собственной основе принцип сгорания газа. Некоторые применяют их уже давно, прочие только начинают их использовать для обогревания своего жилья. Но все знают про то, что от качества топлива полностью зависит создание уютных условий в доме. Обычным материалом, используемым в аналогичных устройствах, считается древесина. Собственно она используется довольно широко. Однако обогревать жилище с помощью данного материала на протяжении всей зимы очень тяжело. А именно это становится понятно во время самых больших холодов, когда котел не прекращает работу почти что на максимуме собственных возможностей.

При этом применение дров связано с некоторыми неудобствами. Первым делом, это довольно низкая температура и быстрое сгорание. В процессе горения древесины температура подымается всего до 200-400°C, показатели отдачи тепла при этом могут достигать существенных величин. Однако из-за скорости сгорания такой вид топлива выполняет конкретные трудности, требуя строгого контроля за наличием в камере сгорания. Данный факт является самым важным недостатком, потому как просит очень большого запаса дров на зиму.

Коротко о главном

Подводя итоги можно понять, чтобы добиться максимальной теплоотдачи от сжигаемых дров, необходимо:

• Подбирать древесину с наибольшей плотностью.
• Подготавливать дрова заранее, занимаясь распиловкой стволов и разрубкой поленьев.
• Понижать влажность в древесине, выдерживая её в штабелях под навесом в течение минимум одного года.
• При сжигании в печи обеспечить к огню приток кислорода в необходимом количестве, стараясь не превышать требуемый порог.

Соблюдение всех заданных условий будет гарантом, что температура сгорания древесины достигнет своего максимального значения, но не пропадёт в дымоходе. При разумном подходе вся теплоотдача останется в жилом помещении и оптимально его обогреет.

Варианты угля

Температура горения угля составляет 900 градусов, что сопровождается выделением достаточного количества тепловой энергии. Какова технология создания такого удивительного продукта? Суть заключается в определенной обработке древесины, благодаря чему происходит существенное изменение ее структуры, выделение из нее избыточной влаги.

• камеры сгорания;
• укрепленного основания;
• дымохода;
• отсека вторичной переработки.

Производство древесного угля – перспективное направление. Его потребление постоянно растет, причем он используется как на производстве, так и для бытовых целей. Применение в быту всем знакомо: приготовление пищи на мангале и в барбекю сегодня уже практически не обходится без древесного угля. Древесный уголь многие  предпочитают закладывать в камины: это топливо не дымит, не выделяет газов (в частности, угарного) и  имеет большую теплотворную способность.

Изготовление древесного угля — перспективное направление

В промышленности древесный уголь применяют в металлургии (в нашей стране практически не практикуется), для изготовления фильтров разного назначения. Используется он при выплавке некоторых ценных металлов, кристаллического кремния, активированного угля. Находит применение в сельском хозяйстве и в медицине.

Использовать древесный уголь можно и для отопления. Особенность его горения состоит в том, что высоких языков пламени нет. Зато есть равномерный устойчивый жар. Температура горения древесного угля зависит от нескольких факторов: от плотности (из разных сортов древесины уголь  получается разной плотности), от его качества (условий выжига)  и от количества кислорода, подаваемого во время горения.

Как видим из таблицы, тепла древесный уголь выделяет, по крайней мере, не меньше, чем каменный уголь и почти в два с половиной раза больше, чем самые лучшие дрова. Почему же его почти не используют для отопления? Во-первых, в нашей стране уголь древесный производится в очень малых объемах (в мире производят 9 млн.

тонн в год, на долю России приходится 100 тыс. тонн) и имеет высокую цену. Если даже покупать его у производителей, то при закупке до 5 тонн просят 180 рублей за 10кг (18000 за тонну). Даже при экономном расходе получается достаточно дорого. Если вы живете в местах, где большое количество лесов, в которых всегда хватает сухостоя, то обеспечить себе некоторое количество древесного угля не очень сложно даже без оборудования.

Теплота сгорания древесного угля чуть больше, чем теплота сгорания качественного каменного угля

Согласно ГОСТ7657 84 древесный уголь должен иметь:

• Зольность не более 3%
• Содержание летучих веществ не более 20%

Изготавливается этот вид топлива из разных пород древесины, которые делят на две группы:

1. бук, береза, вяз, граб, дуб, клен, ясень.
2. ива, липа, ольха, осина, тополь.

В зависимости от исходного сырья, состава и качественных показателей продукта, древесный уголь  бывает марки А (из древесины первой группы) и марки Б (из смеси групп 1 и 2). Сорта и качественные характеристики приведены в таблице.

Фасуют древесный уголь обычно в мешки разного объема. Чаще это мешки бумажные двух и трехслойные, редко встречается фасовка в полиэтилен. На упаковке указывается марка, вес и объем.

Разжигать древесный уголь нужно без использования какой-либо химии: неприятный запах от нее останется до тех пор, пока гореть будет топливо. Потому берем кусок бумаги, комкаем, несколько тонких сухих лучинок выстраиваем вокруг бумаги «шалашиком», бумагу поджигаем, ждем, пока займутся лучины, сверху подкладываем немного сухих дров.

Как разжечь древесный уголь? При помощи бумаги и тонких щепок или…строительного фена

Есть способ разжечь древесные угли без бумаги, спичек и дров. Нужен только строительный фен и электрическая розетка. Все. Ни бумаги, ни спичек. Берете фен, включаете на максимум, направляете поток воздуха на сложенный горкой уголь. Первый уголек вспыхнет где-то через полминуты, потом займутся остальные, минут через пять будут гореть все.

Применение

Основным использованием топлива является его сжигание для выделения тепла. Тепло используется не только для отопления частного дома и приготовления пищи, но и в промышленности для обеспечения технологических процессов, происходящих при высокой температуре.

В отличие от обычной печки, где процесс поступления кислорода и интенсивность горения слабо регулируется, в промышленных печах особое внимание уделяется контролю над подачей кислорода и поддержанием равномерной температуры горения. Рассмотрим основную схему сгорания угля

Рассмотрим основную схему сгорания угля.

1. Идет нагревание топлива и испарение влаги.
2. С ростом температуры начинается процесс коксования с выделением летучих коксовых газов. Сгорая, он дает основное тепло.
3. Уголь превращается в кокс.
4. Процесс горения кокса сопровождается выделением тепла, достаточного для запуска коксования следующей порции топлива.

В промышленных котлах горение кокса разделяется по разным камерам от горения коксового газа. Это позволяет осуществлять приток кислорода для кокса и газа с разной интенсивностью, добиваясь необходимой скорости горения и поддержания необходимой температуры.

Финансовые расчеты

Финансовый план — важная часть бизнес-плана. Правильно проведенные расчеты позволяют оценить реальную нагрузку на бюджет и рассчитать объем капиталовложений, необходимых для реализации бизнес-идеи.

Финансовый план состоит из:

• сметы расходов;
• расчетов рентабельности и сроков окупаемости проекта.

Сколько нужно вложить денег на организацию производства

Смета расходов включает два раздела:

• стартовые инвестиции — объем капиталовложений, необходимых для того, чтобы запустить производство с нуля;
• текущие расходы — сумма, которую нужно ежемесячно вкладывать в работу предприятия, чтобы избежать простоев и сбоев.

Примерный расчет инвестиций на старте (в рублях):

• регистрация документов, получение разрешений контролирующих органов — 80000;
• аренда помещения — 60 000;
• рекламная кампания — 50 000;
• сырьевой запас, расходные материалы на месяц работы предприятия — 280 000;
• оборудование — закупка и монтаж — 2 000 000;
• непредвиденные расходы — 30 000.

Чтобы наладить промышленное производство древесного угля, необходим капитал в размере 2,5 миллиона рублей.

Если говорить о небольшом цехе с одной печью, можно уложиться в сумму 200 000 — 250 000 рублей. 

Расходы на текущее обслуживание предприятия:

• аренда — 60 000;
• пополнение сырьевой базы — 250 000;
• фонд оплаты труда персонала — 300 000;
• коммунальные отчисления — 15 000;
• бухгалтерский аутсорсинг — 15 000;
• амортизация оборудования — 25 000;
• реклама — 15 000.

Ежемесячные отчисления составят 680 000 рублей плюс налоги.

 о производстве тротуарной плитки.

Сколько стоит уголь для шашлыка и сколько можно заработать

Средняя стоимость товара при поставке оптом — 90 рублей за один килограмм. Розничная цена за упаковку 3 кг — от 350 рублей, точная сумма зависит от качества и вида древесного угля, а также от тары и производителя.

Сосновый уголь ценится дешевле, поскольку время его сгорания меньше. Дубовый стоит от 300 рублей за килограмм. Он долго горит, отлично держит жар. При этом его трудно разжечь на мангале.

Топливо из яблони — самый бюджетный вариант. Средняя цена упаковки — 280 рублей за мешок весом 7 кг.

Одна установка по производству угля может принести прибыль примерно 60 000 — 70 000 рублей в месяц.

Средняя производительность завода — 75 тонн продукта в месяц при работе в полную мощность. Заработок за тот же период — 1 250 000 рублей, из них чистый доход — 490 000 рублей. Средний показатель рентабельности — 60%.

Древесный уголь как бизнес — окупаемость

На сроки возврата капиталовложений оказывают влияние следующие факторы:

• наличие каналов сбыта;
• отсутствие обоев с поставками сырья;
• сезонность — товар более востребован в теплое время года. Чтобы свести этот риск к минимуму, имеет смысл расширить ассортимент и искать дополнительных клиентов — ими могут стать заведения общественного питания, рестораны, частные отели, пансионаты. Многие их них готовят на углях блюда для своих посетителей;
• экологические риски — кроме производства, вашей задачей является безопасная утилизация отходов, нейтрализация газов. Несоблюдение требований экологических служб может привести к закрытию предприятия. 

Рассчитаем окупаемость инвестиций. Первоначальные капиталовложения вернутся владельцу примерно через 1,5-2 года. При оптовых отгрузках этот период снижается, при торговле в розницу — увеличивается.

Совет!Если есть возможность, имеет смысл открыть собственную торговую точку.

Выход на точку безубыточности обычно наступает спустя 4-5 месяцев стабильной работы. Грамотная маркетинговая политика позволит получить первый доход спустя полгода работы. 

Если у вас небольшое производство, можно искать покупателей среди людей, имеющих загородные дома и дачи. Востребованным будет такое топливо и в ресторанах, где готовят пищу на гриле. На промышленные рынки стоит выходить, нарастив некоторые производственные мощности, чтобы обеспечить необходимую потребность.

Древесный уголь как бизнес — перспективный и рентабельный проект. Этот продукт активно используют в быту и на производстве — следовательно, он всегда востребован.

Кроме того, древесный уголь — экологичный вид топлива, его доля на мировом рынке угольных продуктов растет с каждым годом. Имея каналы сбыта, можно получать стабильную прибыль.

От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.