Твердое топливо – это… Виды, характеристики и производство твердого топлива

На основе углерода под действием фотосинтеза и солнечных лучей органика превращается в природное твердое топливо. Оно представляет собой плиты, куски,

Сущность горения

Способность вещества выделять тепло зависит от состава. В природных ископаемых обнаруживаются компоненты:

  1. Кислород, азот. Они не принимают участия в сгорании. Балластные вещества, занимая место в толще брикета, снижают содержание главных производителей энергии. Кислород взаимодействует с техническим углеродом и выводит часть его и водорода из процесса сгорания.
  2. Углерод и водород. Относятся к основным носителям теплоэнергии, которые при горении выделяют тепло.
  3. Сера. Образуется в виде сульфатов и летучего вещества, первые из них относят к балластам, оседающим в золе. Компонент в газообразном состоянии участвует в горении, но выделяет в атмосферу сернистый газ. Токсичный ангидрид разлагается и переходит в трехокись серы. Газ при контакте с влагой становится серной кислотой и разъедает стенки котла и труб. Попадая в атмосферу, выпадает на землю в виде вредного дождя.

Эффективность материала снижается с увеличением концентрации негорючих минералов. Для топлива существует еще одна характеристика — зольность, выражаемая в процентах от первоначальной массы.

В даном видео рассмотрим изготовление пеллетов:

В некоторых районах, где ограничена возможность добычи древесины и угля, население применяет кизяки — коровьи лепешки вперемежку с соломой. Другие народности используют для горения в очаге брикеты из сухого овечьего и козьего помета. Эти вещества вполне сопоставимы с древесным углем по физическим характеристикам.

Дрова

горение твердого топлива

Дрова – это твердое топливо, для добычи которого не требуются геологические разработки и изыскания. Дровяное отопление на территории страны наиболее распространено ввиду своей доступности и небольшой стоимости в сравнении с другими видами топлива. Современный рынок отопительных приборов к тому же предлагает широкий ассортимент котлов разной конструкции, рассчитанных на использование дров.

Почему брикеты и пеллеты эффективнее дров?

Здесь все дело в плотности и влажности этих видов топлива. Плотность брикетов выше чем у дров за счет прессования под высоким давлением. Влажность меньше, так как мелкое сырье проще и легче просушить чем поленья. К примеру, это показатель у пини-кей составляет 4-6%, у дров естественной сушки 30-40%.

Таким образом значительная часть энергии при горении дров идет на выпаривание лишней влаги. Пини-кей выделяют 4538 ккал/час, древесина березы — 3538 ккал/час.

Также, некоторое сырье, как например лузга подсолнечника, увеличивает теплотворность евродров. Однако и зольность будет выше, а значить будут дополнительные расходы на чистку дымоходом.

Таблица теплоотдачи различного топлива

Вид топлива Тепловая способность, ккал/кг
Пелетты 4500
Брикеты 4900
Дрова 2500
Уголь древесный 7500
Торфяной брикет 3800
Каменный уголь 7400
Мазут 9800
Дизельное топливо 10200
Природный газ 8300

С точки зрения экологии

Как упоминалось выше, на дрова уходит очень много деревьев. Несмотря на то что их запасы значительные, сейчас прирост меньше скорости вырубки. Особенно это актуально для ценных и долго растущих пород: дуба, граба, ясеня.

Пеллеты и брикеты делаются из отходов, которые зачастую просто выбрасываются, сваливаются на перегнивание или сжигание. Это стружка, ветки, больные деревья и тд. Таким образом можно значительно оптимизировать вырубку деревьев у увеличить их восстановление. Многие компании даже платят за утилизацию своих отходов.

В некоторых странах выращивают особые быстрорастущие породы лозы, которые перерабатывают на цепу и прессуют в брикеты. Тем самым увеличивают свою энергонезависимость и минимизируют вред природе.

Брикеты из черного золота

В котле и печи неудобно сжигать мелкие камешки или пыль, часть топлива попадает в золу или перекрывает проход воздуха из поддувала, чем останавливает горение. Решение проблемы производители нашли в виде прессовки мелочи и в формировании брикетов из нее.

В процессе дробятся камни небольшой фракции до одинаковых частиц (около 6 мм), помещаются в сушилку. В массе остается влажность до 15%, в нее вводят минеральные или органические вещества для связи, затем сырье поступает на пресс, где формуются изделия под давлением 25-115 МПа.

Несмотря на разработанную технологию, брикеты из угля не стали популярными у населения, т.к. имеют недостатки:

  • трудно воспламеняются и выдают количество тепла меньше заявленного;
  • в топке получается много золы и остатков камней по форме брикета;
  • теряют целостность при перевозке;
  • плохо пахнут при сгорании;
  • в производство берется некачественное сырье.

Преимущества / недостатки твердого топлива

Твердое топливо, по сравнению с жидким топливом или газообразным топливом, часто дешевле, легче добывается, более стабильно для транспортировки и во многих местах более доступно. Уголь , в частности, используется для производства 38,1% мировой электроэнергии, поскольку он дешевле, чем его жидкие и газовые аналоги. Однако твердое топливо также тяжелее транспортировать, требует более разрушительных методов для извлечения / сжигания и часто имеет более высокие выбросы углерода, нитратов и сульфатов. За исключением устойчивой древесины / биомассы, твердое топливо обычно считается невозобновляемым, поскольку для его образования требуются тысячи лет.

Твердое топливо состоит из органических материалов и может ухудшать качество воздуха . При сжигании твердого топлива выделяется больше органического аэрозоля, чем сжиженного нефтяного газа, и выделяется много летучих органических соединений , которые могут способствовать ухудшению качества воздуха из-за образования вторичных загрязнителей, таких как тропосферный озон и вторичный органический аэрозоль . Выбросы от твердого топлива, вероятно, являются причиной плохого качества воздуха в регионах, где твердое топливо является доминирующим источником топлива , при этом выбросы летучих органических соединений от твердого топлива значительно более реагируют с гидроксильным радикалом по сравнению с выбросами от сжиженного нефтяного газа .

Как выбрать евродрова

сжигание твердого топлива

При выборе топливных брикетов берут во внимание теплотворную способность сырья, его зольность и процент балластных веществ. Твердое топливо из рисовой шелухи обладает не только минимальной удельной теплотой сгорания, но и высокой зольностью – порядка 20 %.

При покупке также стоит обратить внимание на размер брикетов. Твердое топливо высокого качества, произведенное на современном оборудовании, обладает длиной 250-350 мм и толщиной 60-80 мм. Дешевое сырье тоньше и короче, что обусловлено более рыхлой структурой: поленья больших габаритов будут разваливаться под собственным весом. Естественно, это сказывается на теплотворной способности топлива.

Древесные товарные формы

В качестве альтернативы природному сырью разработаны и выпускаются евродрова. Они спрессованы в виде ствола или кирпичика из отходов деревообрабатывающей промышленности, пищевого производства и сельскохозяйственной отрасли. Для их формовки используется распаривание с последующим прессованием. Чаще всего связующих добавок не применяют, а склеивают частицы лигнином — полимером природного происхождения.

Плитки Пини-кей

Выпускают их в форме полена с торцом в виде шестиугольника. По длине проходит продольный паз. Высокая плотность товара (1,1-1,4 г/см³) получается во время прессовки на шнековых агрегатах под давлением. Технологический паз на поверхности усиливает горение, прохождение воздушного потока при складировании в топке, увеличивает площадь тления.

Темный колер брикету придается во время термической обработки (нагрев до 200°С), благодаря которой изделия становятся устойчивыми к влаге. Марка товара Нестро изготавливается на механических прессах, работающих ударным способом, при этом возникает давление 450-650 бар. Плотность изделий ниже обычных (0,95-1,25 г/см³). Цилиндры поступают в продажу без бокового паза, но иногда он присутствует.

Изделия для котлов Руф

Топливный материал, выпускаемый под этой маркой, отличается формой в виде кирпича. Изготавливается путем прессовки на гидравлическом оборудовании, при этом создается давление 350-450 бар. Плотность камней — 0,73-0,85 г/см³, сырьем служит древесина и ее отходы.

За счет большей твердости (по сравнению с дровами) и сухому состоянию (4,5-6% влаги) брикеты выделяют 3750 ккал тепла при горении, что больше среднего показателя любой древесины. На конечные физические свойства продукции влияет выбор исходного материала. Для производства используют лиственные и хвойные стволы или растительные остатки другой органики.

Много тепла дают изделия, в которых использована шелуха семян подсолнечника. Брикеты сгорают без остатка, золы мало. В химическом составе сырья присутствует масло, что повышает температуру в топке. Есть и обратная сторона — загрязняется сажей дымовой канал.

Опилочный материал

Брикеты из отходов при выстругивании по объему выделяемого тепла стоят на втором месте и сопоставимы с деревянными брусками. При выборе материала для печи учитывают показатель теплотворности сырья. По сравнению с отопительными брикетами из рисовой шелухи, которые образуют 21% золы, опилочный товар дает только 2,6%.

При покупке обращают внимание на габариты изделия. Качественные образцы выпускают толщиной 6-8 см, а длина элемента не превышает 35 см. Уменьшение размеров ведет к удешевлению материала, такие бруски производятся в 4-6 см на 5-15 см. Эти параметры связаны с рыхлым телом полена, которое распадется при увеличении габаритов.

Выпуск брикетов преследует цель сохранения лесных массивов и является в этом смысле предпочтительным видом топлива. Брикеты создают из гречихи, шелухи семечек, тырсы, опилок, стружек, кукурузных стеблей, сена. При этом целые стволы в работе не используются.

Положительный момент заключается в идеальной форме, в результате чего брикеты укладываются в жерло компактно и позволяют долго не заглядывать в топку. Это имеет значение при эксплуатации газогенераторных котлов, сжигающих дополнительно выделяемые продукты горения.

Пеллеты — гранулы для печи

Изделия выпускают в диаметре до 8 мм, их длина составляет 5 см. Это распространенное топливо для пеллетных котлов, использующихся во многих странах мира. Сырьем служит солома, птичий помет, отходы деревообработки.

Масса дробится и перемалывается в мелкую крошку, затем поступает на гранулярный пресс для обжима и придания формы. Изделия после обработки отличаются повышенной плотностью и сниженной влажностью. В продаже встречаются гранулы темного цвета, подверженные выдержке в высокой температуре. Их показатели улучшены, такой материал называется биоуголь. Гранулы различают по сортам:

  1. Стандартные темного цвета из-за сырьевой базы (гречишная шелуха и семечки). После сгорания образуют 3% золы. Оптимальный вид топлива по приемлемой цене при достаточном обогреве.
  2. Премиум-гранулы. Серые или белые с высоким выделением тепла и остатком золы после разложения (0,4%).
  3. Промышленные. Используются в индустриальных печах. Эти изделия грязно-серого цвета выпускают из древесных отходов с включением коры. Отличаются низкой стоимостью.

Чтобы использовать гранулы при отоплении, устанавливают специальные котлы, в которых есть топка и бункер. Технологичная горелка таких печей позволяет им приблизиться по показателям к газовым моделям котлов.

Смотрите также

  • Багасса
  • Биотопливо
  • Биомасса
  • Ископаемое топливо
  • Синтетическое топливо
  • Атомная энергия

Как рассчитать, сколько твердого топлива необходимо иметь в запасе?

Безусловно, любой владелец твердотопливного отопительного агрегата желал бы знать, какое количество дров (брикетов, угля) ему потребуется, чтобы беспроблемно пережить зимний сезон. Это поддается расчетам, приблизительным, безусловно, но в масштабах «отопительной компании» все же в достаточной степени достоверным.

Чтобы упростить читателю задачу, не станем приводить формул – просто предложим ему воспользоваться возможностями онлайн-калькулятора, в который уже заложен нужный алгоритм вычислений. А ниже калькулятора будут даны необходимые пояснения по выполнению расчета.

Калькулятор расчета среднего расхода твердого топлива для отопления

Перейти к расчётам

Пояснения по выполнению расчетов

  • Исходным значением для проведения вычислений является та тепловая мощность формула, которую требуется затратить на полноценный обогрев дома. Важный нюанс – это не максимальная тепловая мощность печи или котла, прописанная в паспорте, так как она обычно завышена – модель приобретается с весьма значительным эксплуатационным запасом.

А нас же интересует именно количество тепловой энергии, которое требует специфика отапливаемых помещений и всего дома в целом. Как ее определить – повторяться не станем, так как это очень подробно изложено в специальной публикации нашего портала.

Возможно, вас заинтересует информация о том, что собой представляет буферная емкость для твердотопливного котла

Как определить потребность в тепле для помещений дома или квартиры?

Вниманию читателя предлагается алгоритм, учитывающий не только площадь помещений, но и массу других специфических факторов, в большей или меньшей степени влияющих на мощность обогрева. Выполнить пошагово самостоятельно такой расчет отопления любому читателю поможет специальная статья, в которой подробно описывается и обосновывается каждое действие.

  • Любой твердотопливный отопительный агрегат часть выработанного тепла теряет. Эти потери характеризуются коэффициентом полезного действия, который обязательно указывается в паспорте прибора.
  • Далее, следует выбрать направление расчета – проводится ли он для дров, или для других типов твердого топлива. В зависимости от выбранного пути открываются дополнительные поля ввода данных.

— Если выбраны дрова, то выбирается из выпадающего списка порода древесины, а затем указывается степень просушки дров.

— В случае выбора иных типов топлива откроется поле со списком – выбираем нужный вариант.

  • После нажатия на кнопку расчета появится искомый результат. Для удобства он показывается для суточного, недельного и месячного расхода.

Маленький нюанс: если выбирался расчет для дров, то единицы измерения для показанного значения – кубометры. Для всех остальных видов твердого топлива результат имеется в виду в тоннах. В калькуляторе даны соответствующие подсказки.

Следует правильно понимать, что точность таких вычислений все же довольно сильно страдает. Причина банальна – расчет проводится для самых неблагоприятных условий. А между тем, сильные холода обычно не столь продолжительны, бо́льшую часть зимы морозы стоят умеренные, а нередко еще и сменяются оттепелями. То есть в любом случае расход должен быть несколько ниже.

Ничего страшного – запас всегда полезен, случается всякое. Ну а спустя пару лет эксплуатации хозяевам уже и вовсе никакие расчеты не потребуются – они прекрасно буду знать, какого и сколько топлива им нужно заготовить на сезон.

*  *  *  *  *  *  *

Завершим статью интересным видеосюжетам, в котором сравниваются достоинства и недостатки дров и топливных брикетов. Высокие биметаллические радиаторы читайте на сайте.

Преимущества и недостатки

твердое топливо

Твердое топливо – это один из наиболее экологичных видов горючего. Топливные брикеты производятся из отходов промышленности – рисовой шелухи, опилок, лузги гречихи и подсолнечника, стеблей кукурузы, сена и прочего сырья.

В отличие от привычных деревянных поленьев, брикеты более технологичны и компактны: благодаря цилиндрообразной форме их можно уложить в плотные стопки. Несмотря на явные преимущества, у евродров есть свои недостатки:

  • Высокая стоимость. Бытует мнение, что топливные брикеты более выгодны с экономической точки зрения. Утверждается, что при большей стоимости тонны сжигание твердого топлива выделяет большее количество киловатт в сравнении с горением обыкновенных дров. Но на практике цифры несколько меньше: евродрова выделяют больше тепла, но приблизительно на треть, при этом происходит переплата.
  • Необходимость правильного хранения. Брикеты из опилок производятся по технологии, исключающей высокую влажность воздуха в помещении. Если они будут храниться так же, как и обычные дрова, то скоро превратятся в исходное сырье – опилки.

Стоимость готовой продукции

На современном информационном пространстве приведены скрупулезные экономические расчеты, выявляющие, что при покупке тонны брикетов по высокой цене потребитель получит температуру в два раза больше, чем при сжигании простых дров.

На практике тепло от евробрикета действительно поступает интенсивно, но не в два раза, а только на треть (32-34%). Денег при этом потребитель потратит больше на 55%, чем при приобретении уже колотых и готовых к применению поленьев. Именно из-за этого практического результата выбор вида топлива становится очевидным.

дальнейшее чтение

  • «Выбросы CO2 (метрические тонны на душу населения)». Данные. Np, nd Web. 25 марта 2014 г.
  • «Факты об угле». Факты об угле. Np, nd Web. 25 марта 2014 г.
  • «Варианты отопления для вашего дома Руководство по покупке». Электричество, газ или твердое топливо? – CHOICE Обзоры вариантов отопления для вашего дома. Np, nd Web. 25 марта 2014 г.

Простая печь-голландка на твердом топливе своими руками

Первая выкладка производится без раствора – так можно исключить ошибки и проверить выполнение основных узлов конструкции.

Печь-голландка
Печь-голландка

Материалы и инструменты:

  • раствор на основе глины;
  • песок;
  • огнеупорные кирпичи;
  • колосниковая решетка;
  • полиэтилен, рубероид;
  • металлическая труба, листовая сталь;
  • топочная дверца;
  • киянка;
  • строительный уровень;
  • резиновый молоток;
  • мастерок.

Сначала укладывают рубероид, его засыпают слоем песка, выравнивают, проверяют горизонтальность с помощью уровня. Укладывают 12 кирпичей, заливают первый ряд раствором (глина и вода), далее в смесь добавляют песок. Вставляют и фиксируют поддувальную дверцу, через 2 ряда – колосниковую решетку.

По мере выполнения порядовки внедряют топочную дверцу, на каждом этапе проверяют геометрию углов. Верхние ряды немного смещаются назад и укрепляются асбестовым шнуром. Дымоход и задвижка также уплотняются этим материалом. Щель, оставшуюся у основания конструкции, закрывают листом металла.

После того, как полностью высохнет раствор, проводят испытание печи: поджигают в топке бумагу, проверяют тягу. Конструкцию обычно белят, чтобы она достойно смотрелась в интерьере помещения, стоит выложить лицевую часть огнеупорной плиткой.

Щепа и опилки

виды твердого топлива

Опилки и щепа – не просто сырье, но и один из видов твердого топлива длительного горения. Отходы деревообрабатывающей промышленности решают актуальную для многих отопительных приборов проблемы длительного горения.

Поддержание постоянного давления в жидкотопливных и газовых котлах решает проблему непрерывной подачи горючего. Эксплуатация твердотопливных моделей требует от владельца постоянной подачи топлива ввиду фиксированного размера топки. После сгорания одной порции горючего требуется закладка новой. Бункер котлов, питаемых опилками, обеспечивает непрерывную работу в течение 10-12 часов.

Пеллетные и угольные котлы обладают аналогично конструкцией, при этом проблема длительного горения в них решается использованием отходов деревообрабатывающей промышленности с максимальной экономической выгодой: щепа и опилки закупаются на лесопилках за бесценок.

Рекомендации по эксплуатации

Ключевой совет касается правильного розжига: перед загрузкой дров в топку нужно заложить мелкую бумагу или щепу. Если в качестве топлива используется уголь, здесь нужен такой же нижний слой. Бумагу поджигают, дают разойтись огню.

В усовершенствованных вариациях после закрытия дверцы активизируют блок питания и задают температурные границы. Когда топливо полностью разгорится, к нему добавляют основную партию. В примитивных моделях необходимо регулярно выгребать отходы из зольника – один раз за несколько топок.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...