Температура горения каменного угля: Температура горения угля формула древесного, каменный в печи, что остается после сгорания дров, возгорание

Содержание

Температура горения дров и угля

Теоретическая температура горения угля лежит в пределах 1000…2300 °С и зависит от ряда факторов – условий сжигания, удельной теплотворной способности, содержания влаги и так далее. Фактический нагрев по центру пламени, горящего в топке котла либо печки, редко превышает 1200 градусов. Но перед хозяином жилища вовсе не стоит задача накалить агрегат и трубы добела. Основная цель — эффективно использовать энергию ценного ископаемого, получая нужное количество теплоты в течение длительного периода.

Особенности разных видов топлива

Рассмотрим два основных, наиболее распространенных, вида твердотопливного сырья — дрова и уголь.
Дрова содержат значительное количество влаги, поэтому сначала происходит испарение влаги, на что потребуется определенное количество энергии. После испарения влаги начинается интенсивное горение дров, но, к сожалению, процесс длится недолго.

Поэтому, чтобы его поддерживать, требуется регулярное подкладывание дров в топку. Температура возгорания древесины составляет около 300°С.

По количеству выделяемого тепла и длительности горения уголь превосходит древесину. В зависимости от возраста ископаемого материала минерал подразделяется на виды:

бурый;
каменный;
антрацит.

Характеристики и свойства древесины

Сейчас встречается направленность перехода с установок, в их основе был процесс сгорания газа, на твердотопливные отопительные домашние системы.

Не каждый знает про то, что создание комфортабельного климата в доме зависит от качества подобранного топлива. В качестве классического материала, используемого в подобных отопительных котлах, отметим древесину.

В жёстких условиях климата, отличающихся очень длительной и холодной зимой, очень тяжело обогревать древесиной жилье весь отопительный период. При резком понижении температуры окружающей среды хозяин котла вынужден его применять на грани самых больших возможностей.

Во время выбора в качестве твёрдого топлива древесины появляются большие проблемы и неудобства. Первым делом напомним, что температура горения угля намного выше, в сравнении с древесиной. Из минусов и большая скорость сгорания дров, что делает большие затруднения при работе котла отопления. Его хозяин вынужден совершать регулярный контроль наличия дров в камере сгорания, понадобится очень большое их кол-во на отопительный период.

Состав топлива разных видов

Бурый уголь относится к молодым залежам, поэтому в нем содержится наибольшее количество влаги (от 20% до 40%), летучих веществ (до 50%) и небольшое количество углерода (от 50% до 70%). Температура горения у него выше, чем дерева, и составляет 350°С. Теплота сгорания — 3500 ккал/кг.
Наиболее распространенным видом топлива является каменный уголь. В нем содержится небольшое количество влаги (13-15%), а содержание горючего элемента углерода превышает 75%, в зависимости от сорта.

Средняя температура возгорания — 470°С. Летучих газов в каменном угле 40%. При сгорании выделяется 7000 ккал/кг.

К самым старым залежам твердотопливного ископаемого относится антрацит, залегающий на значительной глубине. В нем практически нет летучих газов (5-10%), а количество углерода варьируется в пределах 93-97%. Теплота сгорания находится в пределах от 8100 до 8350 ккал/кг.

Отдельно необходимо отметить древесный уголь. Его получают из древесины путем пиролиза — сжигания при высокой температуре без доступа кислорода. Готовый продукт отличается высоким содержанием углерода (от 70% до 90%). При сжигании древесного топлива выделяется около 7000 ккал/кг.

Об особенностях использования торфяных брикетов можно прочитать в данной статье:

Специфики печи, работающей на угле

Такое устройство имеет особенности конструкции, подразумевает проведение реакции пиролиза угля. Кокс не относится к полезным ископаемым, он стал продуктом деятельности человека.

Температура горения угля составляет 900 градусов, что сопровождается выделением необходимого количества энергии тепла. Какая методика создания подобного поразительного продукта? Роль заключена в установленной деревообработке, за счёт чего происходит значительное изменение ее структуры, выделение из нее очень большой влаги. Выполняется аналогичный процесс в специализированных печах. Рабочий принцип подобных устройств основывается на процессе пиролиза. Печь для получения кокса состоит из четырех базисных элементов:

топки;
укрепленного основания;
дымоотвода;
отсека вторичной переработки.

Процесс горения

В зависимости от вида и сорта топливо делится на короткопламенное и длиннопламенное. К короткопламенным относится антрацит и кокс, древесный уголь.
При сжигании антрацит выделяет много тепла, но для его розжига требуется обеспечить высокую температуру более легко воспламеняемым топливом, например, дровами. Антрацит не выделяет дыма, горит без запаха, пламя у него низкое.

Длиннопламенные виды топлива сгорают за два этапа. Сначала выделяются летучие газы, которые сгорают над слоем угля в пространстве топки.

После выгорания газов начинает сгорать оставшееся топливо, превратившееся тем временем в кокс. Кокс горит на колосниках коротким пламенем. После выгорания углерода остается зола и шлаки.

Отопление углем – практические советы

Полноценное сжигание угольного топлива требует особого подхода к вопросу. Задача – достичь максимального КПД источника тепла, не перегреть теплоноситель и не устроить пожар из-за слишком высокой температуры.

Антрацит — самый калорийный коксующийся уголь

Предлагаем учесть наши рекомендации по выбору оборудования:

Чисто дровяные котлы и стальные печки заводского изготовления нежелательно топить углями высокой калорийности – каменными и антрацитами. Мощная теплоотдача и сильный нагрев способен деформировать стенки топливника (обычно их делают толщиной 3 мм).
Для угольного отопления не годятся ТТ-котлы с водонаполненными колосниками. Из-за разницы температур раскаленный спекающийся слой намертво прилипает к трубам с водой, проход воздуха и дальнейшая очистка агрегата сильно затрудняется.
Если вы располагаете калиброванным каменным углем крупностью фракции 25—50 мм (по классификации – орех), лучшим выбором станет котел с автоматической подачей топлива. Агрегат оснащается ретортной горелкой и вентилятором, четко дозирующим нагнетание воздуха по команде электроники. Длительность непрерывной работы – до 7 суток.
Идеальный вариант – купить шахтный либо традиционный котел, рассчитанный на использование угольных пород. В теплогенераторе предусмотрены подвижные колосники, поворачиваемые внешней рукояткой. Приспособление помогает сбрасывать золу из топки в нижнюю камеру.
Отопители, оснащенные вентилятором или дымососом, удобнее и безопаснее котлов с механическими регуляторами на цепочке. При критическом росте температуры автоматика отключит подачу воздуха, а канал закроется заслонкой. Обычная крышка поддувала прилегает неплотно, кислород просачивается в камеру, медленное горение продолжается.
Топить открытый камин углем – занятие бесполезное. Много тепла не получите, только разведете в комнате грязь, появится неприятный запах.
В целях повышения безопасности очень желательно установить на котел дополнительный клапан теплового сброса. В случае перегрева и закипания элемент сбрасывает часть теплоносителя из котловой рубашки и одновременно заполняет ее холодной водопроводной водой.

К каждому типу угля нужно приноровиться. Незнакомое горючее лучше засыпать мелкими порциями, регулируя тягу шибером и наблюдая за ростом температуры. Когда вычислите все нюансы горения данной марки, заполняйте топливник на 2/3.

Важный момент, касающийся эксплуатации кирпичной печи с плитой. Ни в коем случае не открывайте конфорки после загрузки новой порции угля, пользуйтесь боковой дверцей. При недостатке кислорода топливо выделяет пиролизный газ, который выйдет наружу через отодвинутую конфорку.

Сжигание

Рассмотрим процесс сгорания топлива в обычной печке, которую используют для отопления частных домов. Она состоит из основных частей:

топки;
поддувала;
дымохода с трубой.

Топка соединяется с поддувалом через специальную решетку (колосники), расположенные внизу топки. На колосники укладывается топливо, а из поддувала через колосники воздух поступает в топку.

Когда выкладывать на гриль продукты для жарки

Когда угольные брикеты покроются тонким слоем золы (а древесный уголь раскалится по краям), жар от углей будет очень сильным. Для большинства продуктов, которые готовят на гриле, такая температура оказывается слишком высокой.

Распределите угли по вашему усмотрению, уложите решетку для жарки и закройте крышку гриля

Важно, чтобы гриль прогревался в течение 10–15 минут, тогда решетка хорошо раскалится, и на ней можно будет быстро обжаривать продукты. Кроме того, когда решетка прогрета, ее легко очистить

Жар нагреет остатки пищи, приставшие к решетке, и вы сможете их легко удалить специальной щеткой.

Формулы горения

Температуры воспламенения разных видов топлива (нажмите для увеличения)
При загорании топлива (дрова, уголь) идет химическая реакция с выделением тепла.

Двуокись углерода вступает в реакцию с углеродом топлива в верхних слоях, образуя окись углерода.

На этом процесс горения не заканчивается, ведь поднимаясь вверх в топочном пространстве, окись углерода вступает в реакцию с кислородом из воздуха, приток которого происходит через поддувало или открытую дверцу топки.

Ее сгорание сопровождается синим пламенем и выделением тепла. Образующийся угарный газ (двуокись углерода) поступает в дымоход и улетает через трубу.

Тление с минимальным притоком кислорода приведет к образованию неядовитой окиси углерода, давая равномерное тепло.

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.

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.

Идет нагревание топлива и испарение влаги.
С ростом температуры начинается процесс коксования с выделением летучих коксовых газов. Сгорая, он дает основное тепло.
Уголь превращается в кокс.
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.

Итоговая таблица температур

Уголь	Температура	Достоинства	Недостатки
Березовый	600-650°C	Приемлемая цена, оптимальное время горения и температура	Среднее время горения
Брикеты	650-700°C	Долго горят, хороший жар, минимум дыма	Сложно разжечь, высокая цена
Дубовый	620-660°C	Долго горит, плотный	Сложно разжечь, высокая цена, редкий
Сосновый	570-620°C	Низкая цена	Быстро сгорает, дымит
Осиновый	570-620°C	Низкая цена	Быстро сгорает, коптит

Использование древесного угля

Древесный уголь в быту используется для приготовления мяса на мангале.
Благодаря высокой температуре горения (около 700°С) и отсутствию пламени обеспечивается равномерный жар, достаточный для приготовления мяса без обугливания.

Также его применяют как топливо для каминов, приготовления пищи на небольших печах.

В промышленности его используют как восстановитель при производстве металла. Незаменим древесный уголь при производстве стекла, пластмасс, алюминия.

Изготовить древесный уголь возможно и самостоятельно. Подробности:

Температура горения деревянного и каменного угля в самых разных устройствах

Первостепенным параметром, дающим возможность не совершить ошибку в своем выборе топлива и отопительные агрегаты, считается температура горения угля, потому как ее величина обуславливает уверенную работу котла и его продуктивность.

Вопрос обогревания своего жилья во время зимы стоит особенно остро. В условиях непрерывного подорожания источников энергии люди вынуждены искать альтернативные способы выработки тепла. Прекрасным выходом из ситуации в получившейся ситуации считается применение котлов работающих на твёрдом топливе, обладающих хорошими параметрами производства и теплосбережения.

Однако для их полноценной эксплуатации нужна заготовка твёрдого топлива. Лучшей его вариацией считается уголь, обеспечивающий хорошие показатели работы печи. Взвешенный выбор этого топлива считается залогом хорошей работы котла.

Какой уголь выбирать для топки?

Что такое уголь? Это продукт растительного происхождения, в состав которого входят углероды и негорючие примеси. Именно они образуют после прогорания золу и шлакообразные вещества. Соотношение двух компонентов везде разное. Именно оно, а также «возраст» природного топлива определяет марку угля. Специалисты различают несколько разновидностей.

Самый «молодой» вид угля – лингит. Он имеет довольно рыхлую структуру. Если взять в руки комок лингита, он быстро рассыплется и потеряет форму. Такой уголь чаще всего используется в тепловых электростанциях, а вот для отопления дома лингит не подходит.

Кроме лингита добываются еще и бурый, каменный уголь, антрацит – самые древние отложения углеродов. Все разновидности имеют разный уровень влажности. В буром угле, например, влажность составляет 50%, в антраците ее порог не превышает 7%. Поэтому антрацит имеет самую высокую удельную теплоту. Ее показатели составляют 9 тыс. ккал/кг.

Материал для печей, работающих на угле – основной критерий выбора топлива и печи. Разберем эти качества подробнее.

Когда растопка печи успешно завершена и дрова весело полыхают в топливнике, остается только следить за тепловым режимом работы и вовремя подкладывать новые поленья. Что касается режима, то его рекомендуется поддерживать постоянно на одном уровне, избегая перегрева

Это важно, поскольку при чередующемся сильном нагреве и охлаждении тело печи часто расширяется и сжимается, что способствует возникновению трещин.

Поддержание оптимального теплового режима и своевременное подкладывание поленьев – оптимальный способ правильно топить печь дровами, хотя и не слишком удобный в ночное время. Вставать среди ночи не хочется никому, хотя при крепком морозе на улице этого не избежать, иначе к утру дом выстынет. Во время непрерывной топки в течении нескольких суток зольник приходится вычищать

Где можно найти значения q

Информацию о величинах удельной теплоты сгорания для конкретных видов топлива можно найти в технических справочниках или в их электронных версиях на интернет-ресурсах. Обычно они приводятся в виде такой таблицы:

Удельная теплота сгорания, q

Вещество	МДж/кг	Вещество	МДж/кг
Торф	8,1	Дизельное топливо	42,7
Дрова	10,2	Керосин	44,0
Уголь бурый	15,0	Бензин	48,0
Уголь каменный	29,3	Пропан	47,5
Нефть	41,3	Метан	50,11

Ресурсы разведанных, современных видов топлива ограничены. Поэтому в будущем на смену им придут другие источники энергии:

атомные, использующие энергию ядерных реакций;
солнечные, преобразовывающие энергию солнечных лучей в тепло и электричество;
ветряные;
геотермальные, использующие тепло природных горячих источников.

Бёреза

Про дрова из берёзы тоже можно сказать, что они — вторые по мощности после дуба. Своими жаровыми характеристиками они фактически не уступают лиственничным. Однако, заметно лучше колятся и пилятся, да и разгораются куда проще. Ко всему прочему — имеют бересту, которая является одной из лучших природных растопок. Ну и само собой — берёза попадается заметно чаще в наших краях, чем дубы и лиственницы, а в некоторых местах и вовсе произрастает массово. Кстати, даже будучи свежей («зелёной» и сырой) — весьма недурно горит, ибо содержит относительно малое количество влаги, правда и жару даёт поменьше, чем сушняк. Это нередко выручает в сырой местности, где засохшие или заваленные берёзы быстро гниют, и качественные сухие берёзовые дрова — редкость. Между прочим, даже в сухих лесах берёзовые сухары нередко бывает сложно найти, ибо дерево это после усыхания не сбрасывает кору, и почти всегда становится трухлявым.

Костровая мощность: 0,80дэ.
Теплотворная способность: 3016 кВт·ч/м³.
Температура горения: 816 °C.
Время горения: длительное.
Пламя: ровное, с лёгким потрескиванием, в случае влажной древесины — шипит, может иногда «стрелять». Дымит в самом начале (пока прогорает кора).
Угли: «термоядерные» (долго тлеют и дают сильный жар).
Сложность разжигания: средняя или лёгкая — зависит от того, сырая берёза или сухая. Первая разгорается весьма муторно, иногда приходится иметь порядочное количество хорошей растопки. Сухая берёза — совсем другое дело. Она способна быстро заняться от собственных щепок и бересты.

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.

Источник

Как обезопаситься

Но «лбастики» не просто так кушают свой бездрозжевой хлеб. Попутно с обнаружением всякой пакости, они обнаруживают и пути, как количество этой пакости уменьшить. Вот какие советы можно почерпнуть из многочисленных работ по этому поводу:

Применять стабильное сгорание топлива. Лучше готовить на газу, а не на дровах. Тогда вредных веществ выделяться будет меньше. Древесный уголь так же лучше предпочесть дровам.
При готовке на гриле, дым — один из источников загрязнения готовящегося продукта. Если дым удалять, минуя продукт, то содержание бензпирена в продукте уменьшается вдвое.
Избегать капания жира и прочих биологических веществ даже на угли. Жир сгорает, но не полностью, отсюда идет повышенное образование загрязнителей. Это как раз тот самый, вкусный дымок. Уменьшение бензпирена почти на 90%.
Готовка в фольге позволяет почти полностью обезопасить продукт от попадания на него бензпирена.
Применение микроволновки, например, для полного или частичного приготовления блюда, наилучший способ для понижения содержания гадости в итоговом блюде.
Не пережаривать до образования корочки, использовать более низкие температуры для приготовления пищи.

В общем, предупрежден, значит вооружен. Именно по этой причине, наслушавшись и начитавшись всяких исследований, я решил опробовать относительную новинку на нашем рынке — вертикальный мангал.

Древесный уголь формула химическая – Формула горения угля. Химическая формула угля, процесс его образования и использование в промышленности

На сегодняшний день, известно несколько видов твердого топлива, которое используют в качестве энергоносителя. Таким топливом является: древесина, уголь, разные топливные брикеты, а так же торф. Уголь считается лучшим топливом, которое способно обеспечить эффективность работы печи или котла. Сегодня, широко используют древесный уголь, а так же ископаемое топливо. Популярный древесный уголь изготавливается только искусственным путем, а именно в переработки древесины, а вот самой природой создается ископаемое топливо. Оба вида широко используются в некоторых отраслях промышленности, а так же быту.

Из чего состоит уголь? Какова химическая формула угля

Уголь — это один из самых древних видов топлива, известных человеку. И даже сегодня он занимает лидирующие позиции по объему использования. Причиной тому служит его распространенность, легкость добычи, переработки и использования. Но что он собой представляет? Какова химическая формула угля?

На самом деле данный вопрос не совсем корректен. Уголь — это не вещество, это смесь различных веществ. Их целое множество, поэтому полностью определить состав угля невозможно. Поэтому под химической формулой угля в этой статье мы будем подразумевать скорее его элементный состав и некоторые другие особенности.

Но что мы можем узнать о состоянии этого вещества? Уголь образуется из останков растений в течение многих лет вследствие воздействия большой температуры и давления. А так как растения имеют органическую природу, то и в составе угля будут преобладать органические вещества.

В зависимости от возраста и иных условий происхождения угля его делят на несколько видов. Каждый вид отличается элементарным составом, наличием примесей и другими немаловажными характеристиками.

Бурый уголь

Является самым молодым видом угля. В нем даже наблюдается растительная древесная структура. Образуется напрямую из торфа на глубине порядка 1 километра.

Этот вид угля содержит достаточно большое количество влаги: от 20 до 40%. При попадании на воздух она испаряется, а уголь рассыпается в порошок. Далее речь пойдет о химическом составе именно этого сухого остатка. Количество неорганических примесей в буром угле также велико и составляет 20-45%. В качестве этих примесей выступают диоксид кремния, оксиды алюминия, кальция и железа. Также в нем могут содержаться оксиды щелочных металлов.

Много в этом угле и летучих органических и неорганических веществ. Они могут составлять до половины массы этого вида угля. Элементарный состав за вычетом неорганических и летучих веществ следующий:

Углерод 50-75%.
Кислород 26-37%.
Водород 3-5%.
Азот 0-2%.
Сера 0,5-3%.

Каменный уголь

По времени образования этот вид угля идет следующим после бурого. Он имеет черный или серо-черный цвет, а также смоляной, иногда металлический блеск.

Влажность каменного угля значительно меньше бурого: всего 1-12%. Содержание летучих веществ в каменном угле очень колеблется в зависимости от места добычи. Оно может быть минимальным (от 2%), но может и достигать значений, аналогичных бурому углю (до 48%). Элементарный состав следующий:

Углерод 75-92%.
Водород 2,5-5,7%.
Кислород 1,5-15%.
Азот до 2,7%.
Сера 0-4%.

Отсюда можно сделать вывод, что химическая формула угля каменного состоит из большего числа углерода, чем у бурого. Это делает данный вид угля более качественным топливом.

Антрацит

Антрацит — это самая древняя форма ископаемого угля. Ему присущ темно-черный цвет, и он имеет характерный металлический блеск. Это самый лучший уголь по количеству тепла, которое он выделяет при горении.

Количество влаги и летучих веществ в нем очень мало. Около 5-7% на каждый показатель. А элементарный состав характеризуется крайне высоким содержанием углерода:

Углерод более 90%.
Водород 1-3%.
Кислород 1-1,5%.
Азот 1-1,5%.
Сера до 0,8%.

Больше угля содержится лишь в графите, который является дальнейшей стадией углефикации антрацита.

Древесный уголь

Этот тип угля не является ископаемым, поэтому он имеет некоторые особенности своего состава. Производят его путем нагрева сухой древесины до температуры 450-500 oC без доступа воздуха. Этот процесс называют пиролизом. В ходе него из древесины выделяется ряд веществ: метанол, ацетон, уксусная кислота и другие, после чего она превращается в уголь. Кстати, горение древесины — это тоже пиролиз, но из-за наличия кислорода воздуха загораются выделяющиеся газы. Именно этим и обуславливается наличие языков пламени при горении.

Древесина не является однородной, в ней очень много пор и капилляров. Подобная структура отчасти сохраняется и полученном из нее угле. По этой причине он обладает хорошей адсорбционной способностью и применяется наряду с активированным углем.

Влажность этого типа угля совсем небольшая (около 3%), но при длительном хранении он поглощает влагу из воздуха и процентное содержание воды повышается до 7-15%. Содержание неорганических примесей и летучих веществ регламентируется ГОСТами и должно составлять не более 3% и 20% соответственно. Элементный состав зависит от технологии получения, и примерно выглядит так:

Углерод 80-92%.
Кислород 5-15%.
Водород 4-5%.
Азот ~0%.
Сера ~0%.

Химическая формула угля древесного показывает, что по содержанию углерода он близок к каменному, но вдобавок имеет лишь незначительное количество ненужных для горения элементов (серы и азота).

Активированный уголь

Активированный уголь — это тип угля с высокой удельной поверхностью пор, из-за чего он обладает даже большей адсорбционной способностью, чем древесный. В качестве сырья для его получения используются древесный и каменный угли, а также скорлупа кокосовых орехов. Исходный материал подвергают процессу активации. Суть его состоит в том, чтобы вскрыть закупоренные поры действием высокой температуры, растворами электролитов или водяным паром.

В ходе процесса активации меняется лишь структура вещества, поэтому химическая формула активированного угля идентична составу сырья, из которого тот был изготовлен. Влажность активированного угля зависит от удельной поверхности пор и обычно составляет менее 12%.

fb.ru

Формула угля в химии

Определение и формула угля

Строение атома углерода приведено на рис. 1. Помимо древесного угля, углерод может существовать в виде простого вещества алмаза или графита, принадлежащих к гексагональной и кубической системам, кокса, сажи, карбина, поликумулена графена, фуллерена, нанотрубок, нановолокон, астралена и т.д.

Рис. 1. Строение атома углерода.

Химическая формула угля

Химическая формула угля – С. Она показывает, что в составе молекулы этого вещества находится один атом углерода (Ar = 12 а.е.м.). По химической формуле можно вычислить молекулярную массу угля:

M(С) = Mr (С) × 1 моль = 12,0116 г/моль

Структурная (графическая) формула угля

Более наглядной является структурная (графическая) формула угля. Она показывает то, как связаны атомы между собой внутри молекулы (рис. 2).

Рис. 2. Строение аллотропных модификаций углерода: а) алмаза; б – графита; в) – фуллерена.

Электронная формула

Электронная формула, показывающая распределение электронов в атоме по энергетическим подуровням показана ниже:

6С 1s22s22p2

Она также показывает, что углерод относится к элементам р-семейства, а также число валентных электронов — на внешнем энергетическом уровне находится 4 электрона (2s22p2).

Примеры решения задач

Понравился сайт? Расскажи друзьям!

ru.solverbook.com

Особенности разных видов топлива

Рассмотрим два основных, наиболее распространенных, вида твердотопливного сырья — дрова и уголь. Дрова содержат значительное количество влаги, поэтому сначала происходит испарение влаги, на что потребуется определенное количество энергии. После испарения влаги начинается интенсивное горение дров, но, к сожалению, процесс длится недолго.

По количеству выделяемого тепла и длительности горения уголь превосходит древесину. В зависимости от возраста ископаемого материала минерал подразделяется на виды:

бурый;
каменный;
антрацит.

Бурые угли

Среди ископаемых углей наиболее молодые — бурые угли. Свое название топливо получило за бурый цвет. Данный вид топлива характеризуется большим количеством летучих примесей и высоким содержанием влаги — до 40%. При этом количество чистого углерода может достигать 70%.

Из-за повышенной влажности у бурого угля низкая температура горения и невысокая теплоотдача. Воспламеняется топливо при 250°С, а температура горения бурых углей достигает 1900 °С. Теплота сгорания составляет приблизительно 3600 ккал/кг.

Как энергоноситель бурый уголь в естественном виде уступает дровам, поэтому его редко применяют для печей и твердотопливных агрегатов в частных домах. Но устойчивым спросом пользуется брикетированное топливо.

Бурые угли

Бурый уголь в брикетах — это топливо, прошедшее специальную подготовку. За счет снижения влажности повышается его энергоэффективность. Теплоотдача брикетированного топлива достигает 5000 ккал/кг.

Каменные угли

Каменные угли старше бурых, их залежи располагаются на глубине до 3 км. В этом виде топлива содержание чистого углерода может достигать 95%, а летучих примесей — до 30%. Влаги этот энергоноситель содержит не более 12%, что положительно влияет на теплоэффективность полезного ископаемого.

Температура горения каменного угля в идеальных условиях достигает 2100°С, но в отопительной печи топливо сжигается максимум при 1000°С. Теплоотдача каменноугольного топлива составляет 7000 ккал/кг. Его сложнее разжечь — для воспламенения требуется нагрев до 400°С.

Каменноугольный энергоноситель чаще остальных применяется для обогрева жилых домов и зданий иного назначения.

Каменный уоль

Антрацит

Самое древнее твердое ископаемое топливо, которое практически не содержит влаги и летучих примесей. Содержание углерода в антраците превышает 95%.

Удельная теплоотдача топлива достигает 8500 ккал/кг — это высший показатель среди углей. В идеальных условиях антрацит сгорает при 2250°С. Воспламеняется он при температуре не менее 600°С — это показатель для самых низкокалорийных видов. Для розжига требуется использовать дрова, чтобы создать необходимый нагрев.

Характеристики антрацита

Антрацит в первую очередь промышленное топливо. Его использование в печи или котле нерационально и дорого. Помимо высокой теплоотдачи к преимуществам антрацита относится низкая зольность и малодымность.

Химическая формула угля, процесс его образования и использование в промышленности

Уголь в различных своих модификациях может иметь цвет от коричневого до черного. Он является хорошим топливом, поэтому его используют в преобразовании тепловой энергии в электрическую. Образуется он в результате накопления растительной массы и прохождения в ней физико-химических процессов.

Различные модификации угля

Накопление древесной массы в болотистой почве приводит к образованию торфа, который является предшественником угля. Формула торфа достаточно сложная, кроме того, для этой разновидности угля не существует конкретного стехиометрического соотношения. Сухой торф состоит из атомов углерода, водорода, кислорода, азота и серы.

Далее торф при длительном воздействии высокой температуры и больших давлений, возникающих в результате протекания геологических процессов, претерпевает ряд следующих угольных модификации:

Бурый уголь или лигнит.
Битум.
Каменный уголь.
Антрацит.

Конечным продуктом этой цепи преобразований является твердый графит или графитоподобный уголь, формула которого представляет собой чистый углерод C.

Древесина карбонового периода

Около 300 млн лет назад в карбоновый период большая часть суши нашей планеты была покрыта гигантскими папоротниковыми лесами. Постепенно эти леса вымирали, и древесина накапливалась в болотистых почвах, на которых они произрастали. Большое количество воды и грязи создавали препятствия для проникновения кислорода, поэтому мертвая древесина не разлагалась.

В течение длительного времени вновь отмершая древесина покрывала более старые слои, давление и температура которых постепенно увеличивались. Сопутствующие геологические процессы в конечном итоге привели к образованию залежей угля.

Процесс карбонизации

Термин «карбонизация» подразумевает метаморфические преобразования углерода, связанные с увеличением толщины древесных пластов, тектоническими движениями и процессами, а также с увеличением температуры в зависимости от глубины напластований.

Увеличение давления в первую очередь изменяет физические свойства угля, химическая формула которого остается неизменной. В частности, изменяется его плотность, твердость, оптическая анизотропия и пористость. Увеличение же температуры изменяет саму формулу угля в сторону увеличения содержания углерода и уменьшения кислорода и водорода. Эти химические процессы приводят к увеличению топливных характеристик угля.

Каменный уголь

Эта модификация угля очень богата углеродом, что приводит к высокому коэффициенту теплоотдачи и обуславливает ее использование в энергетической промышленности к качестве основного топлива.

Формула каменного угля состоит из битумных субстанций, дистилляция которых позволяет выделить из него ароматические гидрокарбонаты и вещество, известное под названием кокс, которое широко используется в процессах металлургии. Помимо битумных соединений, в каменном угле много серы. Этот элемент является главным источником загрязнения атмосферы при сжигании угля.

Каменный уголь имеет черный цвет и медленно горит, создавая пламя желтого цвета. В отличие от бурого угля, его теплота сгорания больше и составляет 30-36 МДж/кг.

Формула угля имеет сложный состав и содержит множество соединений углерода, кислорода и водорода, а также азота и серы. Такое разнообразие химических соединений стало началом развития целого направления в химической промышленности – карбохимии.

В настоящее время каменный уголь практически вытеснен природным газом и нефтью, однако два важных его направления использования продолжают существовать:

основное горючее на тепловых электростанциях;
источник кокса, получаемого путем бескислородного горения каменного угля в закрытых домнах.

fb.ru

Свойства конструкции углевыжигательной печи, основанной на использовании пиролиза

Индивидуальной категорией необходимо отметить кокс. Такой вид топлива не считается ископаемым. Он, скорее, олицетворяет течение прогресса, потому как полностью выполняется человеком. Для его возгорания достаточно маленькой температуры в 100-200°C. При этом в процессе горения кокса она может достигать порядка 800-900°C, что обуславливает хорошие качества выделения тепла. Как же делают этот удивительный продукт? Этот процесс весьма прост. Заключается он в специализированной деревообработке, позволяющей значительно видоизменить ее структуру, выделив из нее влажность. Для реализации этой сложной задачи применяют углевыжигательные печи. Как становится ясно из их названия, назначение данных устройств состоит в выполнении предназначений деревопереработки. Печи для изготовления кокса имеют конкретную структуру и похожие конструкционные элементы.

Рабочий принцип такого приспособления построен на воздействии процесса пиролиза на древесину, который и создает роль ее изменения. Газогенераторная печь для изготовления кокса состоит из 4 центральных элементов:

укрепленное основание;
топка;
отсек вторичной переработки;
дымотвод.

Чертежи данного устройства предоставляют возможность проследить, какие собственно процессы протекают изнутри конструкции. Попадая в топку, дрова начинают поэтапно истлевать. Данный процесс обусловлен отсутствием кислорода в камере сгорания, нужного для поддерживания настоящего огня. В процессе тления выделяется большое количество тепла, а жидкость, которая есть в дереве, улетучивается. Выдиляющийся в результате подобного влияния дым проникает в отсек вторичной переработки, где полностью горит, вырабатывая тепло.

Подобным образом углевыжигательная печь делает одновременно несколько задач. Первая из них дает прекрасную возможность создавать кокс, вторая — обеспечивает помещение необходимым числом тепла. Однако процесс изменения дров считается очень щекотливым, потому как малейшая задержка может привести к полному их сгоранию. Благодаря этому в нужный момент обуглившиеся заготовки нужно достать из печи.

Благодаря этому процесса мы сможем получить замечательный материал, который поможет полностью нагреть помещение зимой. Углевыжигательные печи при этом играют очень важную роль, потому как в природе кокс почти не встречается.

Древесный уголь формула — Какая химическая формула древеснова угля — 22 ответа

В разделе Домашние задания на вопрос Какая химическая формула древеснова угля заданный автором АртЁмка лучший ответ это У древесного угля нет общей формулы. В основном он будет состоять из чистого углерода — С, остальное занимают вещества древесины, которых совсем немного — лигнин, целлюлоза, другие вещества с гораздо более сложными формулами, чем просто С.

Ответ от
22 ответа[гуру]
Привет! Вот подборка тем с ответами на Ваш вопрос: Какая химическая формула древеснова угля

Ответ от Каролина -)[гуру] Древесный уголь Формула: смесь с переменным составом. Описание: Древесный уголь находит широкое применение в пиротехнике. Существует множество типов угля, для каждого из которых характерны свои свойства. Древесный уголь, сделанный из ивы или виноградной лозы считают слишком превосходно подходящим для черного пороха, в то время как paulownia и сосновый древесный уголь обычно используются для создания искр. Размер частиц и процесс приготовления сильно влияют на свойства угля и возможность его использования для определенной цели. Очень тонкодисперсный уголь пылит на воздухе и называется ‘airfloat’.

Опасности: При работе с тонкими порошками угля необходимо использовать респиратор. Свежеприготовленный уголь может быть пирофорен, и перед тем как его использовать ему дают отлежаться как минимум день. Источники: Брикеты для шашлыка не подходят для изготовления черного пороха, однако вполне пригодны для создания искр. Древесный уголь можно изготовить дома, хотя воспроизводимые результаты получить трудно. Для изготовления угля несколько прутков (диаметром 1-2 см) помещают в герметичную стальную емкость с маленьким отверстием (для выхода газов) и сильно нагревают. Важно, чтобы процесс не был слишком долгим, в противном случае выход угля будет очень низок. Хороший древесный уголь напоминает начальные прутки, но окрашен в черный цвет с коричневым оттенком, должен быть достаточно хрупким и легко размалываться. При пиролизе древесины в отсутствии кислорода формируются газы, которые выходят из отверстия емкости. По прошествии некоторого времени количество выходящего дыма уменьшается, в этот момент нагревание прекращают. Емкость оставляют закрытой до полного охлаждения. Свежеполученный древесный уголь может быть пирофорен, и должен отлежаться на воздухе не менее суток, прежде чем его можно использовать. Ответ от
2 ответа[гуру]
Привет! Вот еще темы с нужными ответами:

Ответить на вопрос:

Следующий вопрос5h4o
22oa.ru

Сравнительная таблица показателей

В таблице представлены значения массовой удельной теплоты сгорания жидких, твердых, газообразных разновидностей топлива.

Вид топлива	Ед. изм.	Удельная теплота сгорания
МДж	кВт	кКал
Дрова: дуб, береза, ясень, бук, граб	кг	15	4,2	2500
Дрова: лиственница, сосна, ель	кг	15,5	4,3	2500
Уголь бурый	кг	12,98	3,6	3100
Уголь каменный	кг	27,00	7,5	6450
Уголь древесный	кг	27,26	7,5	6510
Антрацит	кг	28,05	7,8	6700
Пеллета древесная	кг	17,17	4,7	4110
Пеллета соломенная	кг	14,51	4,0	3465
Пеллета из подсолнуха	кг	18,09	5,0	4320
Опилки	кг	8,37	2,3	2000
Бумага	кг	16,62	4,6	3970
Виноградная лоза	кг	14,00	3,9	3345
Природный газ	м3	33,5	9,3	8000
Сжиженный газ	кг	45,20	12,5	10800
Бензин	кг	44,00	12,2	10500
Диз. топливо	кг	43,12	11,9	10300
Метан	м3	50,03	13,8	11950
Водород	м3	120	33,2	28700
Керосин	кг	43.50	12	10400
Мазут	кг	40,61	11,2	9700
Нефть	кг	44,00	12,2	10500
Пропан	м3	45,57	12,6	10885
Этилен	м3	48,02	13,3	11470

Из таблицы видно, что наибольшие показатели ТСТ из всех веществ, а не только из газообразных, имеет водород. Он относится к высокоэнергетическим видам топлива.

Продукт сгорания водорода — обычная вода. В процессе не выделяется топочные шлаки, зола, угарный и углекислый газ, что делает вещество экологически чистым горючим. Но оно взрывоопасно и отличается низкой плотностью, поэтому такое топливо сложно сжижается и транспортируется.

Какая химическая формула угля? — Полезная информация для всех

Каменный уголь — это углерод в чистом виде, просто спрессованный под большим давлением настолько, что молекулы углерода приблизились друг к другу образовав кристаллическую решетку. То есть, чем больше молекул соединены вместе, тем плотнее получается материал. При максимальном сжатии (соединении каждой молекулы со всеми соседними) получается уже не уголь, а алмаз. Таким образом, грифель (уголек в карандаше) , уголь, и алмаз имеют одну формулу «C», а отличаются лишь строением кристаллической решетки.
Это ископаемый уголь средней степени углефикации, содержит в горючей массе от 75% до 92 % углерода, от 7 до 72 % летучих веществ. Подразделяется на марки: длиннопламенные, газовые, газово-жирные, жирные, коксово-жирные, коксовые, отощнноспекающиеся, тощие, слабоспекающиеся.

Выяснять химическую формулу угля тоже самое, что выяснять химическую формулу борща. Уголь (угли, они очень различные и имеют различающийся сотав) это смесь разных химических веществ, в основном высокомолекулярных полициклических ароматических соединений (аренов) с высоким содержанием углерода. Уголь это не углерод в чистом виде с кристаллической решеткой, как полагают многие. Наиболее наглядно можно представить уголь как затвердевшую нефть. Ведь нефть также является смесью углеводородов даже с бо#769;льшим содержанием углерода по отношению к углю, но никто ведь не утверждает, что нефть это жидкий углерод в чистом виде. Таким образом, если Вас интересует состав конкретной марки угля, то ищите информацию по аренам (антрацен С14Н10 одна из самых крупных молукул, состоящая из трех бензольных колец, заметно даже по упрощенной формуле большое количество углерода в ней; нафталин С10Н8 два бензольных кольца; бензол C6H6 одно бензольное кольцо; а так же их модификации и прочие варианты) . Кроме полициклических углеводородов в углях содержатся в разном количестве вода и минеральные примеси. По содержанию углеводорода угли подразделяются на бурые (6570 не более 76 % углерода, до 50 % летучих веществ и около 43 % воды) , каменные (прядка 80 % улерода, до 32 % летучих веществ и до 12 % воды) , антрациты (до 96 % углерода, менее 8 % летучих веществ) . Антрацит этот самый древний, блестящий и плотный уголь, который даже дает название благородным черным оттенкам краски, уже является похожим на то, каким принято считать уголь: чистый углерод, ну слегка загрязненный примесями. Образуются антрациты при повышенных давлении и температуре на бо#769;льшей глубине, поэтому по составу наиболее близки к графиту, который как раз и является аллотропной модификацией углерода в чистом виде (с кристаллической решеткой) и так же может считаться углем.

info-4all.ru

Открытый метод добычи

Основное преимущество добычи угля открытым способом — это относительная безопасность. Все дело в том, что он используется только в том случае, если глубина залегания породы не более 100 метров. Другими словами, не создается шахта, которая может обрушиться во время аварии. Сам процесс добычи осуществляется по следующей процедуре.

Для начала необходимо снять верхний слой почвы, которым укрыта порода. Данный слой называется вскрыша, а метод его удаления — вскрышеванием. Данная процедура, в зависимости от типа почвы, проводится при помощи бульдозеров, драглайнов, роторными экскаваторами или скриперами. После того как слой грунта будет убран, можно переходить к дроблению самой породы. Для этого используются дробилки, водяные пушки, бульдозеры и другую технику. Если порода в месторождении угля слишком плотная, то в редких случаях используется буровзрывная отбойка угля. Данный метод добычи обычно охватывает достаточно большую площадь.

Что касается недостатков метода, то они следующие:

Во-первых, нанесение ощутимого вреда окружающей среде в месте добычи.
Во-вторых, вся порода, которая добывается таким способом, содержит большое количество вредных примесей в своем составе.

Основные преимущества добычи угля открытым способом, помимо безопасности, — это высокая скорость, а также экономичность.

Древесный уголь — Госстандарт

Основной частью древесного угля является углерод. Древесный уголь по своему составу схож с каменным углем, в котором углерод также является основным элементом. По сути, и древесный и каменный уголь имеют в основе древесину. Только в каменном угле древесина разлагалась многие века при ограниченном доступе кислорода, а древесный уголь — это обугленная древесина, которую частично сожгли при недостатке кислорода.

Химический состав древесного угля включает в себя:
Углерод	80..92% (средний показатель 85%)
Кислород	5..15%
Фосфор	0,016..0,037%
Водород	4..4,8%
Летучие вещества	не более 20%
Зола	не более 3%
Влага	от 2..4% до 7..15%
Удельная теплота сгорания (калорийность)	7000..8100Ккал/кг

В процессе обугливания состав древесного угля покидает большая часть влаги, серы, фосфора и кислорода. При этом потери углерода и водорода минимальны. Также остается и зола, которая не удаляется при обугливании. Причем, чем выше температура выжигания, тем меньше углерода остается в составе. Так, например, при температуре 450°С уровень углерода равен 85 %, а водорода – 3 %. Содержание фосфора зависит от вида древесины: в березовом древесном угле его содержится 0,037 %, в еловом – 0,017 %, а в сосновом – 0,016 %.

При небольшом содержании кислорода, находясь при обычной температуре, древесный уголь обладает способностью присоединять кислород. Поэтому одно из его свойств – склонность к самовозгоранию. Влажность по окончании процесса обугливания равняется 2-4 %, но она существенно возрастает в процессе хранения – до 7-15 %. Теплотворная способность древесного угля, произведенного при температуре 400-500°С, составляет 7000-8100 Ккал/кг. Для сравнения, калорийность каменного угля – 7200-8600 Ккал/кг.

Физический состав и свойства древесного угля:
Плотность (кажущаяся плотность)	260-380 кг/м2
Истинная плотность	130-150 кг/м2 (в среднем 143 кг/м2)
Удельная поверхность	160-400 м/г
Вес	Около 210 г – 1 л От 100 до 195 кг – 1 м?
Отношение объема пор к объему куска (пористость)	72-80 %
Средняя удельная теплоемкость	0,69-1,21 кДж/(кг. К) при 24 и 560°С
Теплопроводность	0,058 Вт/(м.К)
Удельное электрическое сопротивление	0,8.108 — 0,5.109 Ом.см

Древесный уголь очень пористый. Причем, отношение объема пор к объему куска зависит от сорта древесины: так у березового угля оно равно 72 %, а у елового – 80 %. Также от сорта древесины зависит и вес угля: 1 м3 насыпного сухого елового угля весит около 100 кг, такой же объем березового угля весит около 180 кг, а букового – уже около 195 кг.

Различают кажущуюся плотность древесного угля и истинную. Кажущаяся плотность – это вес угля в том виде, как он есть, со всеми порами. Она тоже зависит от сорта древесины: из плотных пород получается плотный уголь, а из мягких – мягкий. Так у елового древесного угля кажущаяся плотность – 260 кг/м2, осинового – 290 кг/м2, а березового – уже 380 кг/м2. Истинная же плотность возрастает с температурой обугливания. К примеру, при температуре 350°С плотность угля равняется 1500 кг/м

2. Если же температура возрастает до 1500°С, то плотность увеличивается до 1869 кг/м2.

Качественный древесный уголь имеет черный блестящий цвет с синим отливом. На изломе видно, что он хорошо сохранил структуру дерева. А вся его поверхность покрыта трещинами. По этим трещинам можно определить время обугливания (чем больше их, тем быстрее оно проходило). При ударе куски угля издают достаточно звонкий звук. Сам уголь легко разжигается и дает много тепла.

Существует два вида древесного угля: черный и белый. Белый уголь обугливается при низкой температуре. Лишь под конец ее резко увеличивают до 1000°С. Раскаленные куски достают из пламени и засыпают смесью песка, пепла и земли, чтобы охладить. Именно эта смесь делает поверхность угля белой. Коры у белого угля нет, она выжигается в процессе обугливания. Тогда как у черного угля обычно кора сохраняется. Поверхность у белого угля ровная и твердая. В Японии создают белый уголь из каменного или железного дуба. Такой уголь очень твердый и горит долго, поэтому он считается самым лучшим.

Различают древесный уголь, изготовленный из древесины смешанных лиственных пород, и из древесины твердолиственных пород (данная древесина более предпочтительна). Также классифицируют по размеру кусков: 6-12 мм – мелкий и больше 25 мм – крупный. Разделяют уголь и по ГОСТу: А – высший сорт, Б – первый сорт.

Процесс производства древесного угля достаточно прост: его выжигают в закрытом пространстве без доступа воздуха. Такая операция называется пиролизом. При высокой температурной обработке из древесины получается: древесный уголь, а также жидкие и газообразные продукты (ацетон, метанол, уксусная кислота, смолы и пр.). Но, несмотря на всю простоту, процесс пиролиза должен строго регулироваться. В противном случае, количество полученного древесного угля окажется меньше, а сам уголь будет мелким и пахнуть смолами. Главное правило: во время производства к процессу не должно быть доступа воздуха. К слову, лучшим древесным углем считается тот, который выжгли при температуре, не превышающей 400-500°С.

Современные предприятия, на которых производится древесный уголь, оснащены специальными ретортными печами. Весь процесс проходит непосредственно в такой печи. Предваряет ее топка, далее идет камера, в которой происходит процесс пиролиза. Следующая часть – сушильная камера. По обеим сторонам печи располагаются реторты, слева с подготовленными дровами, а справа – с остывающим углем. Завершает установку вытяжная труба. Камеры пиролиза и просушки угля разделены, благодаря чему тепло используется с большей пользой. Причем, пламя образуется за счет горения летучих продуктов, а не за счет горения дров. Летучие продукты, которые выделяются при сгорании, переносятся обратно в топку и там сгорают.

По статистическим данным, в настоящее время в мире производится около 9 млн.т. древесного угля в год. Причем, большую часть из этого количества производит Бразилия – около 7,5 млн.т. Доля России в общей сумме производимого угля – 100 тыс.т. в год. Мы используем импортируемый древесный уголь из Китая, Украины и Белоруссии. А количество потребляемого угля на одного человека в год составляет всего 100 граммов. Лидером по потреблению древесного угля является Япония – около 60 кг на человека в год. В странах Европы этот показатель равен примерно 20 кг.

Применение древесного угля лежит во многих областях:

— металлургическая промышленность использует его в качестве восстановителя, то есть для отделения металла от руды, а также, чтобы защитить отливаемый металл от окисления. Ценное качество угля при этом – минимальный процент серы и фосфора в составе.

— цветная металлургия и производство ферросплавов используют его в качестве компонента шихты.

— радиоэлектронная промышленность применяет его для производства кристалличес

gosstandart.info

Создание оптимальных условий для горения

По причине высокой температуры все внутренние элементы печи выполняются из специального огнеупорного кирпича. Для их укладки применяют огнеупорную глину. При создании специальных условий вполне можно получить в печи температуру, превышающую 2000 градусов. У каждого вида угля существует свой показатель точки воспламенения

После достижения этого показателя важно поддерживать температуру воспламенения, непрерывно подавая в топку избыточное количество кислорода

Среди недостатков данного процесса выделим потерю тепла, ведь часть выделяемой энергии будет уходить через трубу. Это приводит к понижению температуры топки. В ходе экспериментальных исследований ученым удалось установить для различных видов топлива оптимальный избыточный объем кислорода. Благодаря выбору избытка воздуха, можно рассчитывать на полное сгорание топлива. В итоге можно рассчитывать на минимальные потери тепловой энергии.

Технология процесса производства

В древности люди для изготовления угольного топлива использовали технологию углежжения. Они располагали дрова в специальных ямах и засыпали их землей, оставляя отверстия небольшого размера. После индустриальной революции процедура углежжения древесного угля стала проводиться при помощи автоматизированного оборудования, способного контролировать реакции карбонизации веществ и нагревания материала до температуры горения.

В промышленных условиях данный материал производится в небольшом количестве. Перед тем, как производить древесный уголь, нужно правильно выбрать сырье, приобрести специализированное оборудование и определить технологию изготовления. В промышленности используют 3 основных метода производства древесного угля:

сушка;
пиролиз;
прокалка.

Полученная продукция фасуется в мешки, брикетируется и маркируется. В ГОСТ 7657-84 описано, как делают древесный уголь на производстве. В нем приведено описание схем технологического процесса и указана точная информация о количестве температуры, требуемой для нагревания сырья.

Древесный уголь можно производить в домашних условиях, образуя кустарное производство. Чаще всего в качестве места для изготовления этого сырья выбирается приусадебный участок. Перед тем, как делать древесный уголь, нужно обустроить помещение в соответствии с правилами безопасности, выбрать технологию изготовления и оценить перспективы развития бизнес-проекта.

Выбор сырья

Согласно ГОСТ 24260-80 “Сырье для пиролиза и углежжения”, при создании древесного угля требуется древесина твердолиственных деревьев. К этой группе относятся береза, ясень, бук, клен, вяз и дуб. Также при изготовлении применяют хвойные породы деревьев: ель, сосна пихта, лиственница и кедр. В наименьшей степени применяются мягколиственная древесина: груша, яблоня, слива и тополь.

ГОСТ 24260-80 Сырье древесное для пиролиза и углежжения. Технические условия

Сырье обязано обладать следующими размерами: толщина – до 18 см, длина – до 125 см. На древесине не должно присутствовать большое количество заболонной гнили (до 3% от общей площади заготовок). Ее наличие снижает твердость материала и повышает его зольность. Не допускается наличие большого количества воды. Это вещество приводит к появлению трещин на поверхности заготовок.

Сушка древесины

В процессе сушки сырье располагают в углевыжигательном блоке. На древесину оказывает воздействие дымовой газ. В результате термообработки температура заготовок повышается до 160 °С. Количество воды, содержащейся в древесине, оказывает влияние на длительность технологического процесса. В результате сушки получается материал с уровнем влажности 4-5%.

Пиролиз

Пиролиз – химическая реакция разложения, заключающаяся в нагреве вещества при недостатке кислорода.В время горения происходит сухая перегонка древесины. Заготовки нагреваются до 300 °С. При пиролизе из сырья удаляется h3O, что приводит к обугливанию материала. При дальнейшей термообработке древесина превращается в топливо, процентное содержание углерода составляет 75%.

Прокалка

После завершения пиролиза продукт подвергается прокалке. Эта процедура необходима для отделения смол и ненужных газов. Прокалка происходит при температуре 550 °С. После этого вещество охлаждается до 80 °С. Охлаждение необходимо для предотвращения самовозгорания продукта при контакте с кислородом.

Правила сжигания

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:

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

Применение

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.

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

Температура горения угля. Виды угля. Удельная теплота сгорания каменного угля

Температура горения угля считается основным критерием исключения ошибок при выборе топлива. Именно эта величина напрямую влияет на КПД котла и его качественную работу.

Содержание

Вариант определения температуры
Характеристики и свойства древесины
Варианты угля
Особенности печи, работающей на угле
Химический процесс
Применение древесного угля
Создание оптимальных условий для горения
Заключение

Вариант определения температуры

Зимой особенно актуален вопрос обогрева жилых помещений. Из-за систематического удорожания тепловой энергии людям приходится искать альтернативные способы ее получения.

Оптимальным способом решения этой проблемы станет подбор твердотопливных котлов, обладающих оптимальными производственными характеристиками, отлично сохраняющими тепло.

Теплотворная способность каменного угля — это физическая величина, которая указывает, сколько тепла выделяется после сжигания килограмма топлива. Чтобы котел проработал долго, важно правильно выбрать топливо. Удельная теплота сгорания каменного угля высокая (22 МДж / кг), поэтому этот вид топлива считается оптимальным для эффективной работы котла.

Характеристики и свойства древесины

В настоящее время наблюдается тенденция перехода от установок, основанных на сжигании газа, к системам домашнего отопления на твердом топливе.

Не все осознают, что создание комфортного микроклимата дома напрямую зависит от качества выбранного топлива. Традиционный материал, используемый в отопительных котлах этого типа — дерево.

В суровых климатических условиях, характеризующихся продолжительными и холодными зимами, отапливать дровами весь отопительный сезон довольно сложно. В случае резкого падения температуры воздуха владелец котла вынужден использовать его на пределе максимального КПД.

При выборе древесины в качестве твердого топлива есть серьезные проблемы и неудобства. Прежде всего, помните, что температура горения угля намного выше, чем температура горения древесины. К недостаткам также можно отнести высокую степень сгорания дров, что создает серьезные трудности в эксплуатации отопительного котла. Его хозяин вынужден постоянно следить за наличием дров в топке, их количество за отопительный сезон довольно велико.

Варианты угля

Температура горения древесного угля намного выше, поэтому этот вид топлива является отличной альтернативой традиционным дровам. Превосходный тепловой КПД, длительное время сгорания и низкий расход топлива. Существует несколько видов углей, связанных со спецификой добычи, а также с глубиной залегания в недрах Земли: каменный уголь, лигнит, антрацит.

Каждый из этих вариантов имеет свои характерные особенности и свойства, позволяющие использовать его в твердотопливных котлах. При использовании бурого угля температура горения угля в топке будет минимальной, так как он содержит достаточно большое количество различных примесей. По теплопроизводительности она аналогична дереву. Химическая реакция горения экзотермична, а теплота сгорания высока.

Уголь имеет температуру вспышки до 400 градусов. А теплота сгорания у этого вида угля довольно высока, поэтому этот вид топлива широко используется для отопления жилых домов.

Максимальная производительность в антраците. К недостаткам этого топлива можно отнести его высокую стоимость. Температура горения этого вида угля достигает 2250 градусов. Ни одно другое твердое топливо, добываемое из недр Земли, не имеет такого показателя.

Особенности печи, работающей на угле

Такое устройство имеет конструктивные особенности, предполагающие реакцию пиролиза углерода. Древесный уголь не является полезным минералом, это продукт деятельности человека.

Температура горения угля составляет 900 градусов, что сопровождается выделением достаточного количества тепловой энергии. Какая технология стоит в основе этого удивительного продукта? Его суть заключается в определенной обработке древесины, в результате чего происходит значительное изменение ее структуры, выделение из нее лишней влаги. Этот процесс осуществляется в специальных печах. Работа этих устройств основана на процессе пиролиза. Угольная печь состоит из четырех основных элементов:

камеры сгорания;
усиленное основание;
камин;
отсек для рециркуляции.

Химический процесс

После входа в камеру дерево постепенно тлеет. Этот процесс происходит из-за того, что в печи достаточно газообразного кислорода для поддержания горения. Во время горения выделяется нужное количество тепла, а лишняя жидкость превращается в пар.

Дым, выделяющийся во время реакции, поступает в камеру рециркуляции, где полностью сгорает и выделяется тепло. Печь для обжига угольных брикетов выполняет несколько важных функций. Его используют для производства древесного угля и поддержания комфортной температуры в помещении.

Это деликатный процесс, но если его не избегать какое-то время, дерево может полностью сгореть. В определенное время необходимо убирать с печи обугленные дрова.

Применение древесного угля

Если вы будете следовать технологической цепочке, вы получите отличный материал, который можно использовать для обогрева дома в зимний отопительный сезон. Конечно, температура горения древесного угля будет выше, но это топливо доступно не во всех регионах.

Горение древесного угля начинается при температуре 1250 градусов по Цельсию. Например, плавильная печь работает на древесном угле. Пламя, которое создается за счет подачи воздуха в топку, легко плавит металл.

Создание оптимальных условий для горения

Из-за высокой температуры все внутренние элементы печи выполнены из специального огнеупорного кирпича. Для их укладки используется огнеупорная глина. При создании особых условий можно получить в топке температуру выше 2000 градусов. У каждого вида угля своя точка воспламенения. По достижении этой точки важно поддерживать температуру вспышки, непрерывно подавая в печь избыток кислорода.

Обратной стороной этого процесса является потеря тепла, так как часть выделяемой энергии уходит через дымоход. Это приводит к более низкой температуре в камере сгорания. В ходе экспериментальных исследований ученым удалось определить оптимальное количество избыточного кислорода для различных видов топлива. Выбирая избыток воздуха, можно ожидать полного сгорания топлива. Следовательно, можно ожидать минимальных тепловых потерь.

Заключение

Сравнительная ценность топлива оценивается на основе его теплотворной способности, измеряемой в калориях. Учитывая характеристики его различных видов, можно сделать вывод, что каменный уголь — лучший вид твердого топлива для котлов. Многие владельцы собственных отопительных систем стараются использовать котлы на смеси твердого, жидкого и газообразного топлива.

Температура горения древесного и каменного угля

Урал 10 марта 2019 года.

В качестве энергоносителя используются различные виды топлива: торф, уголь, древесина и топливные брикеты. Уголь по праву считается самой производительной разновидностью, позволяющей максимально эффективно работать котлу или печи. При выборе хорошего топлива следует учитывать несколько факторов, в том числе температуру горения угля.

При выборе материала следует учитывать несколько факторов.

Содержание

Разновидности угля
Природные ископаемые
Продукты производства
Особенности горения
Температура в мангале
Измерение показателей

Разновидности угля

Есть несколько видов этого топлива, и каждая температура сгорания будет разной. Различают углерод, полученный из древесины и ископаемого топлива.

Ископаемое топливо производится самой природой. Он состоит из растительных компонентов, которые были изменены, находясь под слоем земли.

К этой категории относятся следующие виды угля:

антрацит;
лигнит;
каменный уголь.

Природные ископаемые

Самый молодой вид ископаемых — бурый уголь. Это топливо содержит много примесей и имеет высокую влажность (до 40%). При этом содержание углерода может составлять до 70%.

Благодаря высокому содержанию влаги он имеет низкую температуру горения и низкую тепловую мощность. Температура горения составляет 1900 градусов Цельсия, а воспламенение происходит при 250 градусах Цельсия. Бурый уголь редко используют для печей в частных домах, так как он уступает древесному.

Уголь очень влажный.

Каменный уголь старше бурого угля. Они обитают очень глубоко под землей в природе. Они могут содержать до 95% углерода и до 30% летучих загрязнителей. В то же время ископаемое имеет низкую влажность — максимум 12%.

Когда уголь находится в топке, температура горения составляет 1000 градусов, а в идеальных условиях может достигать 2100 градусов. Зажигать его довольно сложно, а для этого нужно нагреть ископаемое топливо до температуры 400 градусов. Камень — самое популярное топливо для отопления зданий и частных домов.

Антрацит — это старейшее ископаемое топливо, которое практически не содержит загрязняющих веществ и влаги. Содержание углерода в топливе более 95%. При правильных условиях температура сгорания составляет 2250 градусов по Цельсию. Для розжига нужна минимальная температура 600 градусов. Для отопления необходимо использовать древесину.

Древесный уголь не имеет влаги.

Продукты производства

Древесный уголь не является природным минералом, поэтому он выделен в отдельную категорию. Этот продукт получается путем обработки дерева. С него удаляется лишняя влага и изменяется его структура. При правильном хранении влажность древесного топлива составляет 15%.

Чтобы топливо загорелось, его необходимо нагреть до температуры 200 градусов. Обратите внимание, что температура горения древесного угля может варьироваться в зависимости от условий и породы дерева, например:

для ковки металлов подходят березовые угли — при хорошей подаче воздуха они будут гореть при температуре 1200-1300 градусов;

в отопительном котле или печи температура угля при горении достигнет 800-900 градусов;
уличный угольный гриль будет гореть при температуре 700 градусов.

Из этого видео вы узнаете разницу между каменным углем и древесным углем:

Особенности горения

Теплоносители отличаются друг от друга типом пламени. Бурый уголь и каменный уголь имеют длинное пламя, в то время как антрацит и древесное топливо являются энергоносителями с коротким пламенем. Последние выделяют много тепловой энергии и сгорают практически без остатка.

Горючее с длинным пламенем горит в два этапа. Сначала летучая фракция испаряется, а горючий газ сгорает и перемещается в верхнюю часть камеры сгорания. При выделении газа уголь закоксовывается, после полного сгорания примесей кокс начинает гореть. Появляется короткое пламя. В конце концов уголь сгорает, оставляя золу и шлак.

Температура в мангале

Идеальная температура для жарки мяса — 600-700 градусов по Цельсию. В этом случае шашлык получится максимально сочным и приготовленным.

Специалисты рекомендуют определять температуру исходя из типа теплоносителя. Оптимальная температура — это когда тепло начинает «седеть», т. е. на нем образуется белый пепел.

Важно не перепутать температуру горения древесного угля и дров. Если положить в решетку березовые дрова и разжечь ее, температура достигнет 1070-1570 градусов. Такая фигурка не подходит для приготовления шашлыка. Мясо просто подгорит.

Измерение показателей

Для определения температуры гриля новичок может воспользоваться пирометром. Это устройство недорогое и облегчит жизнь любителям отдыха на крыше. Однако можно измерить температуру и без использования специальных инструментов. Все, что вам нужно, это ваша рука. Его следует поднять над решеткой на высоту 7-8 см от топлива.

При этом посчитайте время, необходимое для разогрева до максимальной температуры:

1 секунда — температура 350 градусов и выше;
2 секунды — около 280 градусов;

3 секунды — 250 градусов;
4 секунды — 200 градусов;
5 секунд и более — менее 150 градусов.

Очень популярно использование различных видов топлива. Уголь, торф и древесина используются не только в хозяйстве, но и в промышленных целях. На сегодняшнем рынке каждый может найти подходящий теплоноситель в зависимости от предполагаемого использования и желаемых требований.

Теплота сгорания каменного и древесного угля. Отопительные котлы, обзоры и советы

Каждая разновидность современного топлива, в том числе и уголь, отличается тем, что в процессе горения выделяет определённое количество тепловой энергии. Используемое сырье должно характеризоваться высоким уровнем КПД и полной безопасностью для здоровья человека и окружающей среды. Теплота сгорания угля является важным показателем, благодаря которому можно избежать множества ошибок в сфере производительности котла и качества его функционирования.

Теплота сгорания угля – важный показатель

Разновидности угля и их характеристики

Экономичность и эффективность эксплуатации твердотопливного котла напрямую зависит от вида используемого топлива. Кроме отходов из древесины, в качестве основного энергоносителя часто используется уголь разных видов. Именно поэтому те, кто использует его в качестве основного топлива, должны знать его удельную теплоту сгорания.

Прежде всего, уголь различают по происхождению. В его состав входят различные остатки древних растений и битумных масс, которые подверглись специфическим изменениям во время погружения под землю. Превращение всех этих веществ в эффективное топливо происходило при высоких температурах и в условиях нехватки кислорода. Специалисты отмечают, что к ископаемым видам топлива относятся каменные и бурые угли, а также антрацит.

В этом видео вы узнаете процесс горения бурого угля:

Природный каменный материал

Этот вид топлива возник гораздо раньше, нежели бурый уголь. Большие пласты материала расположены под землёй на глубине 3 километра. В его составе содержится до 97% чистого углерода, а вот количество летучих примесей находится в пределах 35%. Что касается влажности, то в каменном угле её не больше чем 15%. А это положительно влияет на теплоэффективность ископаемого.

В идеальных условиях удельная теплота сгорания каменного угля находится в пределах 2100°C. Но в обычной отопительной печи такой материал сжигается максимум при 1000°C.

Уровень теплоотдачи варьируется в пределах 7 тыс. ккал/кг. Стоит отметить, что этот вид топлива плохо поддаётся разжиганию, так как для этих целей нужно нагреть печь до 400°C.

Этот материал не подойдет для разжигания

Как показывает практика, именно каменный уголь чаще всего используется обычными гражданами для обогрева домов, дач и зданий иного назначения.

Универсальный бурый вид

Среди всех существующих ископаемых углей именно этот вид считается самым молодым. Своё название топливо получило благодаря специфическому бурому цвету. Среди основных его характеристик можно отметить то, что в нём содержится много летучих примесей и влаги — более 40%. Но несмотря на это, количество чистого углерода может достигать отметки 75%. Так как в буром угле содержится много влаги, у него низкая температура горения и небольшой процент теплоотдачи. Воспламеняться топливо начинает при 260 градусах, а вот температура горения может достигать 2000°C. Что касается теплоты сгорания, этот показатель составляет 3600 ккал/кг.

Конечно, как основной энергоноситель бурый уголь существенно уступает обычным дровам, из-за чего его редко используют для твердотопливных котлов и печей, которые расположены в частных домах.

Это интересно: дрова ольховые свойства.

В таком материале содержится много влаги

Но большой популярностью пользуется брикетированная форма этого ископаемого, которая прошла специальную подготовку на крупном производстве. В искусственных условиях производители снижают его влажность, благодаря чему существенно возрастает энергоэффективность. Стоит отметить, что теплоотдача брикетированного бурого угля составляет целых 5 тыс. ккал/кг.

Это одно из самых древних полезных ископаемых, в составе которого практически нет летучих примесей и влаги. А вот количество углерода превышает отметку 95%. Исследования показали, что удельная теплота сгорания угля находится в пределах от 8500 до 9 тыс. ккал/кг — это самый высокий показатель среди всех существующих углей. В идеальных условиях такое топливо сгорает при температуре 2250°C, а вот воспламеняется при 600°C. Стоит отметить, что этот показатель характерен для самых низкокалорийных видов. Чтобы разжечь антрацит, нужно использовать сухие дрова, так как необходимо создать определённый нагрев котла или же печи.

Этот ископаемый материал относится к промышленной категории топлива. Использовать его в обычном котле или печи очень дорого и невыгодно. Несмотря на то, что антрацит выгодно отличается от своих собратьев малодымностью и низкой зольностью.

К тому же такой материал дорогой

Изготовление и применение древесного топлива

Этот материал относится к отдельной категории, так как его не добывают, а изготавливают в специальных печах. Заранее подготовленную древесину мастера обжигают в больших камерах сгорания, что позволяет изменить структуру топлива и удалить из него всю лишнюю влагу. Основная технология изготовления эффективного теплоносителя известна ещё с далёких времён. В старину люди обжигали древесные заготовки в специальных глубоких ямах, перекрыв доступ кислороду. Современные технологии шагнули далеко вперёд, благодаря чему в распоряжение мастеров поступили многофункциональные углевыжигающие печи.

При условии, что готовые угли хранятся в подходящих условиях, уровень их влажности не превышает отметки 16%. Воспламенение топлива наблюдается при нагреве до 200?С. Удельная теплота находиться на довольно высоком уровне — 7400 ккал/кг. Специалисты отмечают тот факт, что температура горения такого угля во многом зависит от условий сжигания и породы древесины. К примеру, топливо на берёзовой основе отлично подходит для разогрева специального кузнечного горна, а также для ковки металла.

Если воздух подаётся достаточно интенсивно, то гореть уголь будет при температуре 1250?С. Что касается обычных печек и котлов, этот показатель будет находиться в пределах 900?С. А вот в мангале древесный уголь отлично горит при температуре 700?С.

Такой вид топлива отличается экономичностью, так как конечному потребителю понадобится гораздо меньше пережжённой древесины, нежели обычных дров.

Кроме высокой теплоотдачи, такой материал отличается низкой зольностью. Многочисленные положительные характеристики и доступная цена повлияли на то, что древесный уголь активно используется для жарки ароматного мяса на мангале, каминного отепления, а также для приготовления вкуснейших блюд в печах.

Особенности углевыжигательных печей

Те устройства, которые обогревают помещение за счёт угля, имеют свои функциональные и конструктивные отличия. Несмотря на высокую популярность древесного угля, далеко не все знают, что этот материал не относится к категории полезных ископаемых, а был придуман человеком. Температура горения этого топлива составляет 900°C, благодаря чему выделяется достаточное количество тепла.

Изготовление древесного угля основано на специфической обработке древесины, благодаря чему меняется её структура и уходит лишняя влага. Для реализации таких идей используются специальные печи, принцип действия которых основан на пиролизе.

Состоят такие агрегаты из четырёх основных элементов:

Дымохода.
Вместительной камеры сгорания.
Специального отсека для вторичной переработки.
Укреплённого основания.

Читать подробнее: дымоход своими руками.

Производственный процесс

Когда дрова загружены в специальную камеру, тогда начинается постепенное тление дров. Этот процесс происходит благодаря наличию в топке большого количества газообразного кислорода, который непрерывно поддерживает горение. Во время этой процедуры выделяется достаточное количество тепла, а вся избыточная жидкость превращается в пар.

Весь образуемый дым поступает в отсек для вторичной переработки, где он полностью сгорает и выделяет тепло. Столь универсальная углевыжигательная печь может выполнять несколько задач одновременно. Так, с её помощью изготавливается качественный древесный уголь, а в самом помещении поддерживается комфортная для человека температура.

Специалисты утверждают, что процесс изготовления такого топлива является очень деликатным, так как малейшая невнимательность может привести к полному сгоранию дров. Работник должен своевременно извлекать из печи уже обуглившиеся заготовки.

Правила 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:

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

Преимущества и недостатки

У ископаемого угля, который используется в качестве основного вида топлива, есть свои преимущества и недостатки. Каждый пункт обязательно должен быть рассмотрен теми потребителями, которые применяют этот материал для отопления своих домов и дач.

Среди положительных характеристик можно отметить следующие факты:

При сгорании уголь выделяет много полезного тепла.
Такое топливо может использоваться в современных котлах, которые работают по принципу «буржуйка», а также в универсальном оборудовании с системой водяного отопления.
У потребителя всегда есть возможность выбрать наиболее подходящий материал — каменный, бурый или же древесный уголь.
Такое топливо горит намного дольше, нежели обычные дрова. Как показывает практика, одной закладки вполне хватает на 12 часов активной эксплуатации котла.
Доступная цена. Купить качественный уголь без лишних финансовых затрат можно в любом регионе России.
Простота хранения. Добываемый каменный уголь практически не впитывает влагу, благодаря чему его можно хранить как под открытым небом, так и под небольшим навесом.

Это интересно: современная буржуйка для дачи.

Негативные стороны природного угля не стоит оставлять без внимания, так как они тоже влияют на качество работы отопительной системы.

Основными недостатками считаются следующие показатели:

Загрязнение окружающей среды и неприятный запах. Во время сжигания ископаемых материалов, в атмосферу выделяется большое количество СО2. Помимо этого, дымовые газы имеют весьма резкий и неприятный запах, что может приносить массу дискомфорта обычным гражданам.
Отсутствие автоматизации. У мастера не будет возможности настроить работу котла на определённый временной промежуток, к тому же загружать уголь придётся вручную. Для обычного устройства необходимо минимум 3 заправки топливным материалом в день.
Регулярная очистка внутренних поверхностей и удаление скопившейся золы. Убирать все остатки угля необходимо ежедневно, во время этой процедуры котёл должен быть остановлен.

Все эти недостатки не являются критическими, благодаря чему ископаемый и древесный уголь активно используется не только в частной отрасли, но и промышленной. Такая популярность возникла на фоне доступной цены и отменных тепловых характеристик.

Свойства угля — физические, химические, основные — состав каменного угля и применение

Свойства и характеристики угля

Уголь — это горючая осадочная порода растительного происхождения, состоящая в основном из углерода и ряда других химических элементов.

Состав угля зависит от возраста: самый молодой — бурый уголь (марка 1Б по свойствам ближе к древесине, 3Б — к каменному углю), затем идет каменный уголь, старше всех антрацит

. По мере старения происходило концентрирование углерода и уменьшение содержания летучих составляющих, в частности, влаги. Так, бурый уголь имеет влажность 30–40%, более 50% летучих компонентов, у антрацита оба показателя составляют 5–7%.

Кроме основных компонентов, уголь содержит «породу»: различные негорючие золообразующие добавки. Наличие породы уменьшает удельную теплоту сгорания угля, увеличивает износ механизмов котла, затрудняет углеподготовку (дробление угля до нужной фракции). В зависимости от сорта и условий добычи зольность может различается очень сильно. Так, зольность кузбасского каменного угля 15-17%, бурого балахтинского (Красноярский край) менее 10%, но в России встречаются угли с зольностью до 30-35%.

Зола является вредным отходом, загрязняющим окружающую среду, и подлежит утилизации на специальных полигонах. Для удобства вывоза зольник в Термороботе сделан съемным, транспортабельным.

Есть также «зола уноса«, определяющая экологические показатели котла, ее количество учитывается при экологической экспертизе проекта котельной. Выброс пыли зависит от сорта угля, мощности и конструкции котла.

Важным показателем угля является температура плавления золы, зависящая от химического состава породы в конкретном угле, она определяет спекаемость (шлакование) угля в топке котла.

Есть еще один вредный компонент угля — сера. При сжигании серы образуются ее окислы, которые, взаимодействуя с водой, превращаются в серную кислоту. Она загрязняет окружающую среду и дает кислотный конденсат, разрушающий элементы котла. Содержание серы обычно находится в пределах 0,1-1%.

Основной показатель топлива — удельная теплота сгорания. В сертификатах указывают «высшую» и «низшую» теплоту сгорания. При выборе угля и при оценке КПД котла следует обращать внимание на

низшую теплоту, обозначаемую в сертификатах Q_i^r . У бурого угля ее значение составляет 3000-5000, у рядового каменного угля 5000-5500 ккал/кг. В справочниках можно встретить значение 7000 ккал/кг, это относятся к угольному концентрату («условное топливо»), на обычных угольных складах таким углем не торгуют.

Плотность угля — от 1 до 1,7 т/м³ в зависимости от содержания минеральных веществ, но в практических расчетах следует пользоваться «насыпной плотностью«. Для рекомендованного нами балахтинского угля 3Б она составляет 0,8 т/м³ (бункер котельной Терморобот-300 объемом 5 м³ вмещает 4 тонны угля). Насыпная плотность сортового каменного угля около 0,85 т/м³.

Как горит уголь

Уголь содержит 2 горючих компонента:

летучие вещества и твердый коксовый остаток. Конструкция котла должна обеспечить полное сжигание обоих компонентов угля. Механический или химический недожог очень сильно снижает КПД котла и его экологические показатели.

На первом этапе горения происходит газификация угля: из него выделяются летучие вещества; при достатке кислорода они быстро сгорают, давая длинное пламя. Затем выгорает коксовый остаток; интенсивность и температура его горения зависит от вида угля (бурый, каменный, антрацит): чем выше степень углефикации (самая высокая она у антрацита), тем выше температура воспламенения и теплота сгорания, но ниже интенсивность горения.

Уголь марок Б, Д, Г

Из-за высокого содержания летучих веществ такой уголь быстро разгорается и быстро сгорает. Уголь этих марок доступен и пригоден почти для всех видов котлов, но для полного сгорания этот уголь должен подаваться маленькими порциями, чтобы выделяющиеся летучие вещества успевали полностью соединяться с кислородом воздуха (так, в котлах Терморобот ТР-200, ТР-300 уголь подается почти непрерывно). Полное сгорание угля характеризуется желтым пламенем и прозрачными дымовыми газами; неполное сгорание летучих веществ дает багровое пламя и чёрный дым.

Уголь марок СС, Т, А

Разжечь такой уголь труднее; он горит долго и выделяет много тепла; его можно загружать большими партиями, так как в нем горит в основном коксовый остаток, нет массового выделения летучих веществ. Очень важен режим поддува: при недостатке воздуха горение происходит медленно, возможно угасание, либо, напротив, чрезмерное повышение температуры, приводящее к прогоранию котла. В Термороботе при использовании углей СС и Т резко (на 30-50%) снижается мощность котла, это следует учитывать при выборе мощности котла. Использование в Термороботе угля

А (антрацита) не допускается.

утилизация угля | Летучие вещества и химия

использование угля , сжигание угля или его превращение в полезные твердые, газообразные и жидкие продукты. На сегодняшний день наиболее важным использованием угля является его сжигание, в основном для обеспечения теплом котлов электростанций. Металлургический кокс является основным продуктом переработки угля. Кроме того, методы газификации и сжижения угля в топливо или сырье для химической промышленности хорошо разработаны, но их коммерческая жизнеспособность зависит от наличия и цены конкурирующих ископаемых видов топлива, нефти и природного газа.

Свойства, влияющие на использование угля

Марка угля

Образование угля из различных растительных материалов посредством биохимических и геохимических процессов называется углефикацией. Характер компонентов угля связан со степенью углефикации, измерение которой называется рангом. Ранг обычно оценивается серией тестов, в совокупности называемых приблизительным анализом, которые определяют содержание влаги, содержание летучих веществ, содержание золы, содержание связанного углерода и теплотворную способность угля.

Содержание влаги определяют путем нагревания воздушно-сухого образца угля при температуре 105–110 °C (221–230 °F) в определенных условиях до получения постоянной массы. В целом влажность увеличивается с понижением марки и колеблется от 1 до 40% для различных марок угля. Присутствие влаги является важным фактором как при хранении, так и при использовании углей, поскольку она увеличивает ненужный вес при транспортировке, снижает теплотворную способность и создает некоторые проблемы при транспортировке.

Летучие вещества – это вещества, которые удаляются при нагревании угля до 950 °C (1742 °F) в отсутствие воздуха при определенных условиях. Его измеряют практически, определяя потерю веса. Состоящая из смеси газов, низкокипящих органических соединений, которые при охлаждении конденсируются в масла, и смолы, летучие вещества увеличиваются с понижением ранга. Как правило, угли с высоким содержанием летучих веществ легко воспламеняются и обладают высокой реакционной способностью при горении.

Содержание минералов (золы)

Уголь содержит различные минералы в различных пропорциях, которые при сжигании угля превращаются в золу. Количество и природа золы и ее поведение при высоких температурах влияют на конструкцию и тип системы удаления золы, используемой на угольных электростанциях. При высоких температурах угольная зола становится липкой (т. е. спекается) и в конечном итоге образует расплавленный шлак. Затем шлак становится твердым кристаллическим материалом после охлаждения и повторного затвердевания. Удельные температуры плавления золы определяют в лаборатории путем наблюдения за температурами, при которых происходят последовательные характерные стадии плавления навески золы при нагревании в печи в заданных условиях. Эти температуры часто используются в качестве индикаторов спекаемости углей при высокотемпературной обработке.

Содержание связанного углерода

Связанный углерод представляет собой твердый горючий остаток, который остается после нагревания частицы угля и удаления летучих веществ. Содержание связанного углерода в угле определяется путем вычитания процентного содержания влаги, летучих веществ и золы из образца. Поскольку реакции горения газ-твердое тело протекают медленнее, чем реакции газ-газ, высокое содержание связанного углерода указывает на то, что углю потребуется длительное время горения.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Теплотворная способность

Теплотворная способность, измеряемая в британских тепловых единицах или мегаджоулях на килограмм, представляет собой количество химической энергии, содержащейся в угле, которая выделяется в виде тепловой энергии при сгорании. Это напрямую связано с рангом; на самом деле, метод ASTM использует теплотворную способность для классификации углей на уровне высоколетучих битуминозных или ниже (угли выше этого класса классифицируются по содержанию связанного углерода). Теплотворная способность частично определяет ценность угля как топлива для сжигания.

Тип угля

Уголь представляет собой сложный материал, состоящий из микроскопически различимых, различимых физически и химически различных органических веществ, называемых мацералами. На основании их оптического отражения, способа возникновения и внешнего вида под микроскопом мацералы сгруппированы в три основных класса: (1) липтинитовые или эксинитовые мацералы с низким коэффициентом отражения и высоким отношением водорода к углероду образуются из спор растений. , кутикулы, смолы и тела водорослей. (2) Витринитовые мацералы с промежуточной отражательной способностью и высоким отношением кислорода к углероду образуются из древесных тканей. (3) Инертинитовые мацералы с высоким коэффициентом отражения и содержанием углерода образуются из ископаемого древесного угля или разложившегося материала.

Хотя ожидается, что различные мацералы в данной группе будут иметь схожие свойства, они часто проявляют различное поведение при конкретном конечном использовании. Например, сообщается, что эффективность сгорания находится в обратной зависимости от содержания инертинита, однако обнаружено, что микринит, который классифицируется как инертинитовый мацерал, обладает высокой реакционной способностью при сжигании. Корреляция между петрографическим составом и реакционной способностью угля еще не установлена.

Физические свойства

Измельчаемость

Измельчаемость угля является мерой его сопротивления дроблению. Двумя факторами, влияющими на способность к измельчению, являются влажность и содержание золы в угле. В целом лигниты и антрациты более устойчивы к измельчению, чем битуминозные угли. Одним из широко используемых методов оценки измельчаемости является испытание Хардгроува, заключающееся в измельчении специально подготовленного образца угля в лабораторной мельнице стандартной конструкции. Массовый процент угля, который проходит через сито 200 меш (сито с отверстиями 74 микрометра или 0,003 дюйма), используется для расчета индекса измельчаемости Хардгроува (HGI). Этот показатель используется в качестве ориентира для определения размеров измельчительного оборудования на углеобогатительной фабрике.

Пористость — это доля объема кажущегося твердого тела, которое на самом деле представляет собой пустое пространство. Из-за пористости площадь поверхности внутри угольной частицы намного больше, чем площадь внешней поверхности. В любой реакции газ-твердое тело или жидкость-твердое вещество скорость реакции зависит от доступной площади поверхности, на которой может происходить реакция; следовательно, пористость угля влияет на скорость его реакции в процессе конверсии. Доступность реагента к внутренней поверхности угольной частицы также зависит от размера и формы пор и степени пористости.

Несколько типов измерения плотности угля выполняются в зависимости от предполагаемого конечного использования. Наиболее часто измеряемой плотностью является объемная плотность; это определяется как вес угля, занимающего единицу объема, и выражается в граммах на кубический сантиметр или фунтах на кубический фут. Насыпная плотность зависит от гранулометрического состава угля и имеет важное значение при проектировании бункеров и силосов.

При нагревании многие битуминозные угли размягчаются и образуют пластичную массу, которая набухает и затвердевает в пористое твердое тело. Угли, которые проявляют такое поведение, называются спекающимися углями. Сильно спекающиеся угли, дающие твердый продукт (кокс) со свойствами, пригодными для использования в доменной печи, называются коксующимися. Все коксующиеся угли спекаются, но не все спекающиеся угли пригодны для производства кокса.

Свойства термопласта зависят от петрографического состава. Например, липтинитовые мацералы обладают очень высокой текучестью, а инертинитовые мацералы — нет. Витриниты занимают промежуточное положение между этими двумя группами. Термопластические свойства желательны для производства кокса и сжижения, но они нежелательны для сжигания и газификации, поскольку образующаяся плавленая масса может засорить камеру сгорания или газификатор.

Сарма В.Л.Н. Писупати Алан В. Скарони

МЕХАНИЗМЫ И ОПТИМИЗАЦИЯ СЖИГАНИЯ УГЛЯ (Технический отчет)

МЕХАНИЗМЫ И ОПТИМИЗАЦИЯ СЖИГАНИЯ УГЛЯ (Технический отчет) | ОСТИ.GOV

перейти к основному содержанию

Полная запись
Другое связанное исследование

Завершенный исследовательский проект внес значительный вклад, который поможет нам решить задачи, изложенные в предыдущем разделе. Одно из главных нововведений нашего экспериментального подхода заключается в применении видеомикроскопии и анализа цифровых изображений для изучения важных переходных явлений (таких как набухание частиц и возгорание), происходящих во время пиролиза и горения угля. Анализ изображения также использовался для анализа макропористой структуры полукокса, доминирующего фактора в определении реакционной способности полукокса и воспламенения при высоких температурах, в которых работают все промышленные процессы. Объединив передовые экспериментальные методы с математическим моделированием, мы смогли достичь основных целей нашего проекта. Более конкретно: (1) Мы точно определили влияние нескольких важных условий процесса (таких как скорость нагревания при пиролизе, размер частиц, температура термообработки и время выдержки) на поведение полукокса при горении. Эти измерения проливают новый свет на фундаментальные механизмы важных переходных процессов, таких как распухание частиц и воспламенение. (2) Мы разработали и протестировали теоретические модели, которые могут предсказать поведение частиц полукокса и их время выгорания при воспламенении при высоких температурах, когда очень важны диффузионные ограничения внутри частиц.

Авторов:: Зигуракис, Кириакос

Дата публикации:: 2000-10-31

Исследовательская организация:: Национальная лаборатория энергетических технологий (NETL), Питтсбург, Пенсильвания, Моргантаун, Западная Вирджиния, и Олбани, Орегон (США)

Организация-спонсор:: Министерство энергетики США (США)

Идентификатор ОСТИ:: 789667

Номер(а) отчета:: FG22-96PC96214-07
РНН: US200201%%492

Номер контракта с Министерством энергетики:: ФГ22-96ПК96214

Тип ресурса:: Технический отчет

Отношение ресурсов:: Прочая информация: PBD: 31 октября 2000 г.

Страна публикации:: США

Язык:: Английский

Тема:: 01 УГОЛЬ, ЛИГНИТ И ТОРФ; СИМВОЛЫ; КАМЕННЫЙ УГОЛЬ; ГОРЕНИЕ; ТЕРМООБРАБОТКА; СТЕПЕНЬ НАГРЕВА; ЗАЖИГАНИЕ; МИКРОСКОПИЯ; ОПТИМИЗАЦИЯ; РАЗМЕР ЧАСТИЦЫ; ПИРОЛИЗ; ПРИПУХЛОСТЬ; ПЕРЕХОДНЫЕ

Форматы цитирования

MLA
АПА
Чикаго
БибТекс

Зигуракис, Кириакос. МЕХАНИЗМЫ И ОПТИМИЗАЦИЯ СЖИГАНИЯ УГЛЯ . США: Н. П., 2000. Веб. дои: 10.2172/789667.

Копировать в буфер обмена

Зигуракис, Кириакос. МЕХАНИЗМЫ И ОПТИМИЗАЦИЯ СЖИГАНИЯ УГЛЯ . Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/789667

Копировать в буфер обмена

Зигуракис, Кириакос. 2000. "МЕХАНИЗМЫ И ОПТИМИЗАЦИЯ СГОРАНИЯ УГЛЯ". Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/789667. https://www.osti.gov/servlets/purl/789667.

Копировать в буфер обмена

@статья{osti_789667, title = {МЕХАНИЗМЫ И ОПТИМИЗАЦИЯ СЖИГАНИЯ УГЛЯ}, автор = {Зигуракис, Кириакос}, abstractNote = {Завершенный исследовательский проект внес существенный вклад, который поможет нам решить проблемы, изложенные в предыдущем разделе. Одно из главных нововведений нашего экспериментального подхода заключается в применении видеомикроскопии и анализа цифровых изображений для изучения важных переходных явлений (таких как набухание частиц и возгорание), происходящих во время пиролиза и горения угля. Анализ изображения также использовался для анализа макропористой структуры полукокса, доминирующего фактора в определении реакционной способности полукокса и воспламенения при высоких температурах, в которых работают все промышленные процессы. Объединив передовые экспериментальные методы с математическим моделированием, мы смогли достичь основных целей нашего проекта. Более конкретно: (1) Мы точно определили влияние нескольких важных условий процесса (таких как скорость нагревания при пиролизе, размер частиц, температура термообработки и время выдержки) на поведение полукокса при горении. Эти измерения проливают новый свет на фундаментальные механизмы важных переходных процессов, таких как распухание частиц и воспламенение. (2) Мы разработали и протестировали теоретические модели, которые могут предсказать воспламенение обугленных частиц и время их выгорания при высоких температурах, когда очень важны ограничения диффузии внутри частиц.}, дои = {10,2172/789667}, URL-адрес = {https://www. osti.gov/biblio/789667}, журнал = {}, номер =, объем = , место = {США}, год = {2000}, месяц = {10} }

Копировать в буфер обмена

Посмотреть технический отчет (4,14 МБ)

https://doi.org/10.2172/789667

Экспорт метаданных

Сохранить в моей библиотеке

Вы должны войти в систему или создать учетную запись, чтобы сохранять документы в своей библиотеке.

Аналогичных записей в сборниках OSTI.GOV:

Аналогичные записи

Исследование характеристик пиролиза угля и дымовых газов в инертной среде для нагрева образцов угля шести различных степеней углефикации от комнатной температуры до 1000°С при 20°С·мин

^-1 в атмосфере азота.

Влияние степени угля и температуры пиролиза на содержание продуктов пиролиза угля анализировали по кривой ТГ/ДТГ. Методом ИК-Фурье-спектроскопии получены ИК-спектры образующихся газов и изучено их изменение при различных температурах в процессе прогрева угля без доступа кислорода, обсуждено газовыделение при пиролизе. Результаты показали, что реакция пиролиза начинается при 400°С и заканчивается при 800°С. Максимальная потеря массы происходила в интервале температур от 480 до 500°С. Значения максимальной и минимальной скорости потери веса составили 32,72 и 18,89.%, соответственно. Потеря массы в процессе пиролиза хорошо соответствовала содержанию летучих веществ в образце. Постоянный газовый анализ и анализ ИК-спектра показали, что при температуре 600°С пиковое значение метана (СН ₄ ) появлялось на волне 3016, указывая на генерацию СН ₄ в это время. Когда температура достигла 700°C, площадь пика волны 2360 увеличилась, все образцы угля начали выделять углекислый газ (CO ₂ ), скорость выделения CH ₄ газа уменьшилось, а выход CO ₂ был максимальным.

При 800°C все пики волны 3160 исчезли, что указывает на отсутствие непрореагировавшего короткоцепочечного высвобождения при этой температуре. В то же время реакция пиролиза имеет тенденцию к удалению избыточных водородно-кислородных конъюгатов в углеродной структуре и высвобождению их в виде паров воды.

1. Введение

Самовозгорание угля является нежелательным явлением при добыче и хранении угля. Эта опасная деятельность беспокоит практически все угледобывающие страны [1–3]. В крупных угледобывающих странах, таких как Китай, США, Индия и Индонезия, ежегодно уничтожается большое количество угольных ресурсов из-за самовозгорания угля [4]. Это приводит не только к значительным экономическим потерям, но и к ряду экологических проблем и проблем с безопасностью. Кроме того, саморазогрев угля [5, 6] влияет на его молекулярную структуру, элементный состав и другие свойства.

Пиролизные характеристики угля всегда были в центре внимания исследований. С микроскопической точки зрения пиролизной реакционной способности микроскопических компонентов литофаций до изучения различных продуктов пиролиза малых экспериментальных стендов были получены основные закономерности битуминозного пиролиза [7–9]. В связи с растущими требованиями к экологически безопасным угольным смесям в повестку дня также вошли исследования характеристик пиролиза угольных смесей. Хотя фундаментальные исследования пиролиза при медленном нагреве сталкиваются с определенными противоречиями, связанными со значением полупромышленных испытаний или промышленных испытаний, исследование пиролиза углей, смешанных в инертной атмосфере, может помочь выявить правило осаждения летучих веществ и взаимодействие между угольными смесями. . Это может помочь исследователям получить некоторые основные данные.

В последние годы широкое признание получило применение технологии термического анализа для изучения характеристик пиролиза угля [10–12] и других полезных ископаемых [13–15]. Многие ученые провели серию исследований самовозгорания угля с использованием такого оборудования, как термогравиметрические (ТГ) анализаторы, и проанализировали различные факторы и законы, влияющие на самовозгорание, с целью предоставить теоретическую поддержку для снижения опасности самовозгорания угля. Чжан и др. [16] использовали анализ ТГ/дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) и построили математические модели для сравнения изменений теплового потока и кинетических параметров до и после ХАИТ (определяемой как самая низкая температура самовозгорания угля при отсутствии внешних источников воспламенения). . Результаты показали, что модель смеси Гаусса может быть использована для подбора кривой теплового потока самовозгорания угля. Сяо и др. [17] использовали метод ТГ для анализа размера частиц и температуры с целью изучения взаимосвязи между индексом самовозгорания угля и критической температурой. Исследовано также влияние скорости и концентрации кислорода на критическую температуру. Результаты показали, что критическая температура увеличивалась с увеличением скорости нагрева и уменьшалась с увеличением размера частиц. При скорости нагрева 20°С·мин ⁻¹ и концентрации кислорода 14,9% по массе (13 об.%), критическая температура достигала максимума, и в то же время, когда температура угля превышала критическую температуру, концентрация оксида углерода (CO ) и двуокиси углерода (CO ₂ ) имели тенденцию к увеличению. Исходя из этого, комбинированное экспериментальное устройство ТГА и инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FTIR) широко используется в области пиролиза благодаря быстрому и непрерывному обнаружению и дает хорошие результаты [18–24]. Ван и др. [25] использовали метод TG-FTIR и in situ ИК-анализ для изучения кинетики и механизма явления увеличения массы при окислении угля. Результаты показали потерю массы в процессе окисления и пиролиза угля, но в процессе окисления угля явление среднего набора массы было особенно заметным. Анализ результатов FTIR-спектроскопии показал, что в процессе окисления образуется больше CO и CO ₂, чем в процессе пиролиза.

Некоторые ученые также изучали концентрацию кислорода и характеристики самовозгорания угля в лабораторных условиях. Чжан и др. В работе [26] проанализировано выделение массы, тепла и газообразных продуктов при самовозгорании угля. Результаты показали, что скорость потери массы на стадии горения была значительно выше, чем на других стадиях, а с уменьшением концентрации кислорода горение угля явно задерживалось. Температура экзотермической зоны увеличилась, и температура, при которой соответствующие СО и СО 9Производство 0216 2 достигло максимума и было отложено. Ци и др. [27] провели термодинамическое исследование процесса реакции угля в среде с низким содержанием кислорода и проанализировали кинетику результатов испытаний. Результаты показали, что влияние концентрации кислорода на различные характеристические температуры при самовозгорании угля было различным. Влияние концентрации кислорода на механизм реакции и кинетические параметры зависит от марки и стадии реакции угля. Гуо и др. В работе [28] изучался закон образования углеводородного индекса газа угля при самовозгорании в среде с низким содержанием кислорода. Результаты показали, что улучшение в среде с низким содержанием кислорода может снизить тенденцию к увеличению объемной доли газа с алкановым индексом.

Однако распределение кислорода в угольной куче неравномерно, и в первую очередь самовозгоранию подвергается участок с повышенным содержанием кислорода. Когда горение достигает определенной температуры, затрагивается часть с низким содержанием кислорода в угольной куче, и температура повышается, вызывая реакцию пиролиза угля, выделяя вредные газы и подвергая опасности здоровье окружающей среды и безопасность персонала.

Это исследование направлено на конкретные реалии горнодобывающего района Ухай с точки зрения качества угля. В этом исследовании ТГ-анализ в сочетании с ИК-Фурье-спектроскопией использовался для нагревания образцов угля шести различных степеней углефикации от комнатной температуры до 1000°C при 20°C·мин 9.0214 -1 в атмосфере азота. Влияние степени угля и температуры пиролиза на содержание продуктов пиролиза угля анализировали по кривой ТГ/ДТГ. Среда инертного газа использовалась для имитации бескислородной среды в угольной куче, а ТГ-анализатор использовался для проведения медленного пиролиза смешанного угля в инертной атмосфере, чтобы исследовать правило выделения газа в процессе пиролиза. Кроме того, с помощью лучевого фотоэлектронного спектрометра был проанализирован закон распределения компонентов газа, выделяющихся при различных температурах.

2. Экспериментальный

2.1. Инструменты

Тестовая система TG-FTIR была подключена к специальному интерфейсу с использованием анализатора TG 209 F3 Tarsus TG и анализатора Tensor27 FTIR. Анализатор TG от группы NETZSCH использовали для нагревания образца от комнатной температуры до 1000°C со скоростью 20°C·мин ^-1 в атмосфере азота. Микровесы использовались для измерения изменения массы угля в режиме реального времени, а газ-носитель использовался для подачи газа, образующегося при пиролизе угля, в систему FTIR для дальнейшего анализа. Методика анализа следующая: шесть проб угля (по 3 мг) помещали в керамический тигель синхронного термоанализатора. Образцы угля последовательно подвергались пиролизу в синхронном термическом анализаторе в среде азота. Перед каждым экспериментом образец дополнительно измельчали до меньших размеров, чтобы исключить влияние теплового воздействия на ТГ-измерения. Эксперимент достиг максимальной температуры 900°С от 35°С с увеличением скорости 20°С·мин ^-1 . По окончании пиролиза были получены кривые ТГ и ДТГ шести образцов угля. С помощью рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии проанализирован закон распределения компонентов газа, выделяющихся при различных температурах. Для обеспечения точности результатов измерений перед испытанием анализатор ТГ был откалиброван по точке Кюри ферромагнитного материала в соответствии с правилами калибровки. Точка Кюри — это температура, при которой ферромагнитный материал переходит из ферромагнетического состояния в парамагнетическое при нагревании. Магнитное поле должно быть загружено во время калибровки. При повышении температуры до точки Кюри магнитное поле изменяется, притяжение магнитного поля исчезает и кажущаяся масса материала уменьшается, т. е. происходит потеря массы. Кроме того, разница между стандартным значением и измеренным значением является значением коррекции температуры.

Образцы угля, использованные в этом исследовании, были взяты из горнодобывающего района Ухай, Китай. Сыпучий образец угля был измельчен с помощью щековой дробилки и измельчен в шаровой мельнице с получением фракций со средним размером частиц менее 100 мкм мкм, а затем высушен на воздухе при температуре 80°С в течение 4 часов. Экспресс-анализ рядового угля проводили в соответствии со стандартами GB/T 212, 213, 214 и 206. Результаты испытательного метода приведены в табл. 1. Содержание влаги () и летучих веществ () в образцах угля б и е выше, чем в других типах углей, осветленных как низкосортные. Зольность () образца угля c самая высокая, а теплотворная способность самая низкая, в то время как образец угля d имеет самое высокое содержание связанного углерода () и самое низкое . В результате предварительный анализ показывает, что образцы угля b, c и f являются углями с высоким содержанием серы; образцы угля а, г и д – среднесернистые угли. Кроме того, был проведен окончательный анализ, чтобы показать, что чем выше содержание углерода, тем ниже содержание кислорода и выше тепловыделение.

3. Результаты и обсуждение

3.1. ТГ и ДТГ анализ пиролизных характеристик

Для изучения пиролизных характеристик угля был проведен ТГ и ДТГ анализ. Анализ ТГ отражает изменение массы образца с повышением температуры, и результаты показаны на рис. 1. Образец начинает терять вес при нагревании примерно до 400°С. Когда температура превышает 800°С, кривая становится плавной и потеря веса практически завершается. Число справа указывает массу, оставшуюся в конце пиролиза. Масса, теряемая в процессе пиролиза, по существу такая же, как масса летучих веществ, перечисленных в таблице 1. Результаты показывают, что при анаэробном пиролизе пиролизу подвергаются в основном летучие вещества. Примечательно, что кривые образца а и образца д очень близки, что свидетельствует о том, что разные виды угля не влияют на пиролиз.

Для анализа мгновенного изменения массы в процессе пиролиза были проведены дифференциальные расчеты результатов ТГ и получены кривые ДТГ. Результаты показаны на рис. 2. Во-первых, для всех образцов пики ДТГ возникают при температуре около 480°C, что указывает на то, что максимальная потеря массы (MML) происходит при этой температуре. Для образцов b и f пиролиз происходит при 380°C, до MML. Для образцов b и c часть материала расщепляется при более высоких температурах. Для остальных образцов пиролиз в основном происходит в диапазоне температур MML. Для уменьшения погрешности эксперимента было проведено три параллельных эксперимента по измерению кривых ДТГ в одинаковых экспериментальных условиях. Было обнаружено, что пиковая разность температур ДТГ, измеренная в трех экспериментах, не превышала 4°С.

В таблице 2 перечислены рабочие условия экспериментов. В табл. 2 резюмировано, что пиролиз шести видов угля можно разделить на четыре стадии с повышением температуры: при температуре в диапазоне 35–400°С происходит отделение воды и удаление адсорбированных газов (H ₂ O , N ₂ ) встречаются в угле. При температуре 400°C уголь начинает вступать в реакцию пиролиза, в основном для удаления фенольных карбоксильных функциональных групп с плохой термической стабильностью. Когда температура продолжает повышаться до 480°С, уголь находится в основной стадии пиролиза. В это время начинается образование летучих газов, смол, пиролизной воды и других веществ, а скорость потери массы угля достигает пика. При температуре 530-900°С реакция пиролиза угля стабильна и качество продуктов пиролиза не меняется.

3.2. Анализ постоянных газов

Чтобы понять изменения в процессе пиролиза, газ, выделяющийся в процессе, был проанализирован с помощью газоанализатора на основные компоненты. Диаграммы компонентов различных образцов показаны на рисунках 3(a)–3(f).

Для всех образцов газообразный метан (CH ₄) был получен при температуре пика DTG (500°C). Это свидетельствует о том, что летучие органические вещества начинают расслаиваться, а часть легко отделяемых веществ отделяется в первую очередь. Когда температура превышает 800°С (680°С для образцов а и с), образец начинает карбонизироваться и превращаться в кокс. В это время структура угля разрушается, и большое количество СО ₂ генерируется, оставляя после себя углеродную ткань. После этого из-за инертной атмосферы уголь не продолжает окисляться, оставляя часть фиксированной углеродной структуры.

Для образцов c и d образование водяного пара начинается при более низкой температуре. Для других образцов образование водяного пара начинается одновременно с образованием CH ₄. Это похоже на процесс коксования, осуществляемый на промышленном уровне.

3.3. FTIR-спектроскопический анализ

Хотя постоянный анализ газов может предоставить информацию о первичных газах, образующихся в процессе пиролиза, их трудно различить для получения более подробной информации. Поэтому для анализа газа, образующегося при пиролизе угля в анаэробных условиях, была использована ИК-Фурье-спектроскопия, и соответствующие результаты показаны на рисунках 4(а)–4(е). Для всех образцов основными газами, образующимися в процессе пиролиза, были CH ₄ , CO ₂ и водяной пар. Этот результат согласуется с результатами газового анализа.

Для образцов а и с содержание CO ₂ намного выше, чем у других веществ. Для образцов b, e и f содержание CH ₄ аналогично содержанию CO ₂. В то же время для образцов б, г, д и е при температурах выше 800°С появляется двойной пик в позиции 2200 см ^-1 . Это указывает на генерацию небольшого количества СО в этих образцах.

Сравнение газовых составов всех образцов угля при трех температурах (600, 700 и 800°С) показано на рис. 5. Рис. 5(а) показывает, что при 600°С один и тот же пик появляется в положении волновое число 3016, что указывает на то, что все образцы производят CH ₄ при этой температуре. Для образцов a, b и c появляется пик при 2360, что указывает на образование CO ₂ при этой температуре. Это показывает, что для трех образцов a, b и c легче удалить более легкие структуры с короткой цепью.

Рисунок 5(b) показывает, что при 700°C площадь пика при 2360 постепенно увеличивается, что указывает на то, что все образцы угля начинают выделять CO ₂ . В то же время из-за ближней реакции нестабильного короткого звена выброс СН ₄ начинает уменьшаться. Следует отметить, что двойной пик, появляющийся рядом с 3160, представляет собой образование CO. Пиролиз, проводимый в атмосфере кислорода при этой температуре, не завершен. В то же время беспорядочный пик около 1357 года представляет собой образование водяного пара.

На рис. 5(с) видно, что при 800°С все пики при 3160°С исчезают, указывая на то, что при этой температуре больше не высвобождаются непрореагировавшие короткие цепи. В то же время тенденция к выделению СО замедляется, и реакция пиролиза начинает стремиться к удалению избыточного водорода и кислорода, связанных в структуре углерода, и высвобождению их в виде паров воды.

Для трех основных компонентов выделившегося газа соответствующие ИК волновые числа CH ₄ , CO ₂ и H ₂ O составляют 3016, 2360 и 1357 соответственно. Диаграмма скорость-температура ИК-поглощения для этих трех волновых чисел показана на рисунке 6. Для волнового числа 3016 температуры, при которых шесть образцов начали реагировать, оказались неожиданно одинаковыми, около 420°C. Более того, реакция имеет тенденцию завершаться при температуре, близкой к 800°С. При волновом числе 2360 большинство образцов начинают диссоциировать примерно при 750°C и выделяют CO ₂ . Только образец С начинает реагировать раньше и интенсивнее. Это связано с тем, что образец C имеет самое низкое содержание связанного углерода среди всех образцов, что обеспечивает большое количество летучих веществ, а более короткая углеродная цепь легко диссоциирует. Этот вывод справедлив и при волновом числе 1357. По сравнению с другими образцами образцы а и с выделяют больше водяного пара.

4. Заключение

В этом исследовании термогравиметрический анализ (ТГА) в сочетании с инфракрасной спектроскопией с преобразованием Фурье (FTIR) использовался для нагрева образцов угля шести различных степеней углефикации от комнатной температуры до 1000°C при 20°C·мин. ^-1 в атмосфере азота. Влияние степени угля и температуры пиролиза на содержание продуктов пиролиза угля анализировали по кривой ТГ/ДТГ. Для получения ИК-спектров генерируемых газов использовали ИК-Фурье-спектроскопию. Были получены следующие результаты: (1) Анализ кривых ТГ и ДТГ показывает, что явление потери веса начинается при 400°C, в основном за счет удаления фенольных карбоксильных функциональных групп с плохой термической стабильностью. При дальнейшем повышении температуры до 480°С уголь находится в основной стадии пиролиза, начинают выделяться летучие газы, смола, пиролизная вода и другие вещества. В это время скорость потери массы угля достигает пикового значения. Когда температура достигает 800°С, реакция пиролиза в основном завершается, и кривая реакции медленно падает. Максимальная потеря массы (MML) происходит в диапазоне от 480 до 500°С. Максимальная скорость потери веса составляет 32,72%, а минимальная скорость потери веса составляет 18,89.%. Потеря массы в процессе пиролиза хорошо соответствует летучим веществам, содержащимся в образце. (2) Согласно постоянному газовому анализу, образующиеся газы в основном представляют собой CH ₄ , CO ₂ , CO и водяной пар. При достижении температуры 500°С начинает образовываться СН ₄, одновременно начинает растрескиваться органическое вещество в угле и начинается выделение некоторых летучих веществ. Для большинства образцов выход СО ₂ достигает максимума при 800°С, а структура угля разрушается, оставляя после себя углеродную ткань. После этого уголь не продолжает окисляться из-за присутствия инертного газа, оставляя часть фиксированной углеродной структуры. (3) Результаты ИК-спектроскопии показывают, что основные газовые компоненты выделялись при разных температурах. При 600°C такой же пик появляется при волновом числе 3016, что указывает на то, что все образцы продуцируют CH ₄ . При 700°С площадь пика при волновом числе 2360 увеличивается, что свидетельствует о том, что все образцы угля начинают выделять СО ₂ . Двойной пик при волновом числе 3160 соответствует генерации СО. В то же время выделение СН ₄ начинает снижаться за счет короткоцепной неустойчивой ближней реакции. При 800°С все пики с волновым числом 3160 исчезают, что указывает на то, что при этой температуре не выделяется непрореагировавшая короткая цепь. В то же время реакция пиролиза начинает стремиться к удалению избыточных водородно-кислородных конъюгатов из углеродной структуры и высвобождению в виде паров воды. Поэтому, определяя содержание СН ₄ и CO в воздухе, оценка внутренней температуры угольной кучи во времени и принятие эффективных мер по охлаждению, это исследование имеет важное руководящее значение для снижения загрязнения воздуха и количества несчастных случаев.

Доступность данных

Экспериментальные данные, использованные для подтверждения результатов этого исследования, включены в статью.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Благодарности

Авторы признательны за финансовую поддержку Фонда фундаментальных исследований для центральных университетов (№ 2018QNA12).

Ссылки

C.L. Carlson и D.C. Adriano, «Воздействие на окружающую среду остатков сжигания угля», Journal of Environment Quality , vol. 22, нет. 2, стр. 227–247, 1993.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
Л. Б. Кларк, «Судьба микроэлементов при сжигании и газификации угля: обзор», Топливо , об. 72, нет. 6, стр. 731–736, 1993.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
Д. Киспе, Р. Перес-Лопес, Л. Ф. О. Сильва и Х. М. Ньето, «Изменения подвижности опасных элементов при сжигании угля на электростанции Санта-Катарина (Бразилия)», Fuel , vol. 94, стр. 495–503, 2012.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
Дж. Дэн, Ю. Сяо, К. Ли, Дж. Лу и Х. Вэнь, «Экспериментальные исследования самовозгорания и анаэробного охлаждения угля», Топливо , об. 157, стр. 261–269, 2015.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
А. Х. Клеменс и Т. В. Мэтисон, «Роль влаги в саморазогреве низкосортных углей», Fuel , vol. 75, нет. 7, стр. 891–895, 1996.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
Дж. Н. Каррас и Б. К. Янг, «Самонагревание угля и родственных материалов: модели, применение и методы испытаний», Прогресс в области энергетики и горения , vol. 20, нет. 1, стр. 1–15, 1994.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
Н. А. Озташ и Ю. Юрюм, «Пиролиз турецкого зонгулдакского битуминозного угля. Часть 1. Влияние минерального вещества», Fuel , vol. 79, нет. 10, стр. 1221–1227, 2000.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
К. Сугавара, Ю. Тозука, Т. Сугавара и Ю. Нишияма, «Влияние скорости нагрева и температуры на пиролизное обессеривание битуминозного угля», Технология переработки топлива , том. 37, нет. 1, стр. 73–85, 1994.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
S. Krerkkaiwan, C. Fushimi, A. Tsutsumi, and P. Kuchonthara, «Синергетический эффект при совместном пиролизе/газификации биомассы и полубитуминозного угля», Fuel Processing Technology , vol. 115, стр. 11–18, 2013 г.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
М. В. Кок, «Исследование кривых горения бурых углей», Журнал термического анализа и калориметрии , том. 64, нет. 3, pp. 1319–1323, 2001.
Просмотр по адресу:
Google Scholar
К. Э. Озбас, К. Хиджилмаз, М. В. Кёк, и С. Бильген, «Влияние процесса очистки на характеристики горения бурого угля», Технология переработки топлива , том. 64, нет. 1–3, стр. 211–220, 2000.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
М. Версан Кёк, Э. Озбас, К. Хиджилмаз и О. Каракан, «Влияние размера частиц на тепловые и горючие свойства угля», Thermochimica Acta , vol. 302, нет. 1-2, стр. 125–130, 1997.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
Н. Е. Алтун, М. В. Кок и К. Хиджилмаз, «Влияние размера частиц и скорости нагрева на горение асфальтита силопи», Energy & Fuels , vol. 16, нет. 3, стр. 785–790, 2002.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
М. В. Кок и М. Р. Памир, «Кинетика горючих сланцев по ASTM», Журнал термического анализа и калориметрии , том. 53, нет. 2, стр. 567–575, 1998.
Посмотреть по адресу:
Google Scholar
М. В. Кёк, «Применение термического анализа в науке об ископаемом топливе. Обзор литературы», Journal of Thermal Analysis and Calorimetry , vol. 68, нет. 3, pp. 1061–1077, 2002.
Просмотр по адресу:
Google Scholar
Y. Zhang, Y. Liu, X. Shi, C. Yang, W. Wang, and Y. Li, «Risk оценка самовозгорания угля по температуре самовоспламенения» Топливо , об. 233, стр. 68–76, 2018 г.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
Y. Xiao, Q.-W. Ли, Дж. Дэн, К.-М. Шу и В. Ван, «Экспериментальное исследование соответствующей взаимосвязи между индексными газами и критической температурой самовозгорания угля», Journal of Thermal Analysis and Calorimetry , vol. 127, нет. 1, стр. 1009–1017, 2017.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Академия Google
X. Qi, D. Wang, H. Xin и G. Qi, «In situ FTIR-исследование в реальном времени изменений активных групп во время бескислородной реакции угля», Energy & Fuels , vol. 27, нет. 6, стр. 3130–3136, 2013.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
С. Матерацци, «Сочетанный анализ термогравиметрии и инфракрасной спектроскопии (TG-FTIR)», Applied Spectroscopy Reviews , vol. 32, нет. 4, стр. 385–404, 1997.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Академия Google
К. Слопецка, П. Барточчи и Ф. Фантоцци, «Термогравиметрический анализ и кинетическое исследование пиролиза древесины тополя», Applied Energy , vol. 97, стр. 491–497, 2012.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
M. X. Fang, D. K. Shen, Y. X. Li, C. J. Yu, Z. Y. Luo и K. F. Cen, «Кинетическое исследование пиролиза и горения древесины при различных концентрациях кислорода с использованием анализа TG-FTIR», Journal of Analytical и прикладной пиролиз , том. 77, нет. 1, стр. 22–27, 2006 г.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
HM Zhu, JH Yan, XG Jiang, YE Lai и KF Cen, «Исследование пиролиза типичных медицинских отходов с использованием анализа TG-FTIR», Journal of Hazardous Materials , vol. 153, нет. 1–2, стр. 670–676, 2008 г.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
Н. Гао, А. Ли, К. Цюань, Л. Ду и Ю. Дуан, «ТГ-ИК-Фурье и Py-ГХ/МС анализ пиролиза и сжигания сосновых опилок», Журнал аналитического и прикладного пиролиза , том. 100, стр. 26–32, 2013 г.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
Q. Liu, S. Wang, Y. Zheng, Z. Luo и K. Cen, «Изучение механизма пиролиза древесного лигнина с помощью анализа TG-FTIR», Journal of Analytical and Applied Pyrolysis , том. 82, нет. 1, стр. 170–177, 2008 г.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
K. Wang, J. Deng, Y.-n. Чжан и С.-р. Ван, «Кинетика и механизмы явления увеличения массы при окислении угля с помощью TG-FTIR и ИК-анализа in situ», Журнал термического анализа и калориметрии , том. 132, нет. 1, стр. 591–598, 2018 г.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
Ю. Чжан, Ю. Ли, Ю. Хуанг, С. Ли и В. Ван, «Характеристики массы, тепла и газообразных продуктов при самовозгорании угля с использованием технологии ТГ/ДСК-ИК-Фурье», Журнал термического анализа и калориметрии , том. 131, нет. 3, стр. 2963–2974, 2017.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Академия Google
X. Qi, Q. Li, H. Zhang и H. Xin, «Термодинамические характеристики реакции угля в условиях низкой концентрации кислорода», Journal of the Energy Institute , vol. 90, нет. 4, стр. 544–555, 2017.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
X. Guo, C. Deng, X. Zhang, and Y. Wang, «Закон образования газов углеводородного индекса при самовозгорании угля в среде с низким содержанием кислорода», Energy Sources, Part A: Recovery , использование и воздействие на окружающую среду , том. 41, нет. 5, стр. 626–635, 2019.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar

Copyright

Copyright © 2019 Liang Dong et al. Это статья с открытым доступом, распространяемая в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии надлежащего цитирования оригинальной работы.

Влияние высокотемпературного теплового излучения на переходные характеристики окисления угля и самовозгорания

Введение

Хорошо известно, что существуют три основные формы теплопередачи: теплопроводность, конвекция и излучение. Для угля, поскольку он является плохим проводником тепла, а пространство в выработанном пространстве угольной шахты относительно закрыто, тепло в основном передается окружающему углю в виде теплового излучения во время и после окисления и самовозгорания угля ( Wen et al. , 2017; Wang et al., 2018; Shao et al., 2021; Xiao et al., 2021).

В настоящее время в области безопасности угольных шахт имеется относительно немного отчетов по исследованию характеристик теплового излучения методом высокотемпературного теплового излучения. Связанные исследования в основном сосредоточены на использовании конусного калориметра для изучения действия типичных ингибиторов неорганических солей (Guo et al., 2021; Lv et al., 2021; Mohalik et al., 2021; Xi et al., 2021). и проанализируйте горючие материалы с риском возгорания, такие как подземная опорная древесина и конвейерные ленты. Однако в качестве одного из ключевых факторов, инициирующих или способствующих окислению угля и самовозгоранию, имеется мало сообщений о влиянии высокотемпературного теплового излучения на характеристики трансформации окисления угля и самовозгорания (Wang L et al., 2019).).

До или в процессе окисления угля и пожара самовозгорания в выработанном пространстве угольной шахты обычно возникают локальные точки высокой температуры. Эти высокотемпературные точки в основном излучают тепло в окружающий уголь за счет теплового излучения и воспламеняют уголь при определенных условиях, что приводит к возникновению шахтного пожара. Кроме того, эти высокотемпературные точки с большей вероятностью могут стать причиной высоко расположенных участков возгорания, что усложняет предотвращение и борьбу с горными пожарами. В связи с этим в данной работе используется метод высокотемпературного теплового излучения для изучения влияния высокотемпературного теплового излучения на характеристики превращения угля при окислении и самовозгорании (Pranda et al., 2001; Liu et al., 2020a).

Конусный калориметр широко используется для измерения времени до возгорания (TTI), пиковой скорости тепловыделения (PHRR), общего тепловыделения (THR), пиковой скорости дымовыделения (PSPR), общего дымовыделения (TSR) материалов. (Zhang et al., 2004; Brohez, 2005; Chow and Han, 2011; Pretrel et al., 2014; Guo et al., 2018; Wang D et al., 2019; Wang et al. , 2020b). Пиковая скорость производства моноксида углерода (PCOPR) и общее выделение моноксида углерода (COTY), пиковая скорость производства оксида углерода (PCO ₂ PR) и общее выделение оксида углерода (CO ₂ TY) также использовались для исследования поведения материала при горении (Wang L et al., 2019; Liu et al., 2020b; Shi et al., 2020; Shi et al., 2021). Поэтому в данной работе влияние теплового излучения на переходные характеристики трех видов угля с различной тенденцией к самовозгоранию, таких как бурый уголь, битумит и антрацит, изучалось с использованием конического калориметра, основанного на четырех различных интенсивностях теплового излучения. И, наконец, количественно выявлена закономерность влияния высокотемпературного теплового излучения на процесс самовозгорания окисления угля.

Экспериментальный

Материалы

Лигнит (обозначенный как HM) был получен от Inner Монголии Pingzhuang Coal Mine Co. Ltd. Битумит (обозначенный как YM) был предоставлен Shanxi Zhongyang Coal Mine Co. Ltd. Антрацит (обозначенный как WYM) был приобретен у Jincheng Lanyan Coal Mime Co. Ltd. В таблицах 1 и 2 показаны данные промышленного и окончательного анализа образцов угля.

ТАБЛИЦА 1 . Данные промышленного анализа проб угля.

ТАБЛИЦА 2 . Данные окончательного анализа проб угля.

Приборы и измерения

Анализ состава трех видов проб угля выполнен на автоматическом промышленном анализаторе 5E-SDLA618 (Sande Instruments, Китай). Окончательный анализ проб угля выполняли с помощью элементного анализатора (Kaiyuan Instrument, Китай). Свойства горения образцов угля исследовали с помощью конусного калориметра (TESTech, Сучжоу, Китай) в соответствии со стандартом ISO 5660. Образцы размером 100 × 100 × 3 мм ³ излучались тепловым потоком 15, 25, 35 и 50 кВт·м ^-2 и помещались в алюминиевую фольгу.

Все эти процедуры были выполнены три раза для каждого образца.

Результаты и обсуждение

Время до воспламенения

В таблице 3 представлены значения TTI образца угля. Как показано в таблице 3, TTI лигнита и битуминозного угля уменьшается по мере увеличения значения теплового излучения. Это показывает, что при относительно более высоком тепловом излучении степень окисления угля ускоряется, и уголь легче воспламеняется.

ТАБЛИЦА 3 . Соответствующие данные о тепловыделении образцов угля.

HM15, YM15 и WYM15 не всегда могут быть воспламенены при значении теплового излучения 15 кВт/м ² . Однако было отмечено снижение значения TTI для HM50 на 45,9% по сравнению с HM25. TTI YM25, YM35 и YM50 составляет 101, 44 и 17 с соответственно. Установлено, что значение TTI битуминозного угля всегда ниже, чем у бурого угля при одинаковом значении теплового излучения. Например, TTI YM50 был значительно снижен на 74,2% по сравнению с HM50. Причина в том, что влажность лигнита значительно выше, чем у каменного угля (Yin et al., 2014). Время испарения воды из бурого угля больше, чем из битуминозного угля, что затрудняет возгорание бурого угля по сравнению с битуминозным углем (Yashwanth et al. , 2016). Стоит отметить, что независимо от того, до какого значения теплового излучения увеличивается, антрацит не может воспламениться, что считается согласующимся со склонностью антрацита к самовозгоранию.

Тепловыделение

На рисунках 1–3 показаны кривые тепловыделения угля, а в таблице 3 приведены соответствующие данные.

РИСУНОК 1 . Кривые лигнита: (A) HRR, (B) THR и (C) Угольный остаток.

РИСУНОК 2 . Кривые битумита: (A) HRR, (B) THR и (C) Угольный остаток.

РИСУНОК 3 . Антрацитовые кривые: (A) HRR, (B) THR и (C) Обугленный остаток.

Как показано на рисунке 1A, PHRR бурого угля увеличивается по мере увеличения значений теплового излучения. В частности, при увеличении значения теплового излучения до 50 кВт/м ² PHRR HM50 достигает 66 кВт/м ² , что на 144,4% выше, чем у HM15. Это связано с увеличением величины теплового излучения, и чем выше температура нагрева угля, тем больше тепла он выделяет. PHRR YM15, YM25, YM35 и YM50 составляет 10, 35, 39 и 40 кВт/м 9 .0214 2 соответственно. Значение PHRR каменного угля увеличивается с увеличением значения теплового излучения. Кроме того, YM50 предлагает значительное улучшение PHRR на 300% по сравнению с YM15. PHRR антрацита увеличивается с увеличением значения теплового излучения, что является таким же, как у лигнита и битуминозного угля. Например, у WYM50 PHRR в 1,9 раза выше, чем у WYM25. Стоит отметить, что PRRR каменного угля и антрацита ниже, чем у бурого угля при одинаковом значении теплового излучения. Например, PHRR YM15 и WYM15 составляют 10 и 11 кВт/м 9 .0214 2 соответственно, что на 63,0 и 59,3% ниже, чем у НМ15. Причина в том, что содержание углерода в битуминозном угле и антраците выше, чем в лигните, что приводит к более плотному углеродному слою при сгорании угля, который затем эффективно предотвращает выделение тепла. Кроме того, PHRR антрацита снижается по сравнению с битуминозным углем. Причина в том, что битуминозный уголь имеет более высокое содержание кислорода, чем антрацит, благодаря чему уголь горит более энергично и выделяет больше тепла (Riaza et al., 2014).

THR бурого угля увеличивается с увеличением значения теплового излучения. Например, значение THR для HM50 составляет 38,9 МДж/м ² , что на 9,9% выше, чем у HM25. Значение THR битуминозного угля увеличивается с увеличением значения теплового излучения. Например, когда значение теплового излучения увеличивается до 35 кВт/м ² , значение THR YM35 достигает 34,0 МДж/м ² , что на 439,7% выше, чем у YM15. Значения THR WYM15, WYM25, WYM35 и WYM50 составляют 1,5, 19.0,4, 27,9 и 31,6 МДж/м ² соответственно. В соответствии с лигнитом и битуминозным углем, THR антрацита также значительно увеличивается с увеличением значения теплового излучения. В соответствии с предыдущим случаем PHRR значение THR HM50 на 12,4 и 23,1% выше, чем у YM50 и WYM50, соответственно, при том же значении теплового излучения. Это еще раз подтверждает нашу гипотезу о том, что обугленные остатки каменного угля и антрацита более плотные, чем у бурого угля. Кроме того, было обнаружено, что значение THR битуминозного угля выше, чем у антрацита при том же значении теплового излучения. Например, YM35 имеет THR в 1,2 раза больше, чем WYM35. Это подтверждает нашу гипотезу о том, что битуминозный уголь имеет более высокое содержание кислорода, чем антрацит, что приводит к полному сгоранию битуминозного угля и большему производству тепла.

На рис. 1C и рис. 3C показаны кривые обугливания образцов угля, а в таблице 3 представлены соответствующие данные. С увеличением величины теплового излучения угольный остаток бурого угля постепенно увеличивается. Например, HM50 имеет в 3,1 раза больше остатков угля, чем HM15. Однако, в отличие от лигнита, коксовый остаток битуминозного угля постепенно уменьшается с увеличением значения теплового излучения. Например, остаток угля YM50 был значительно уменьшен на 73,5% по сравнению с YM15. Обугленные остатки WYM15, WYM25, WYM35 и WYM50 составляли 96,5, 54,9, 54,2, 52,8 и 11,9% соответственно. Остаток угля антрацита уменьшается с увеличением значения теплового излучения. Кроме того, остатки угля битуминозного угля и антрацита выше, чем у бурого угля при том же значении теплового излучения. Например, обугленный остаток YM35 в 2,0 раза больше, чем у HM35, тогда как обугленный остаток WYM35 в 1,5 раза больше, чем у YM35. Эти явления объясняются тем фактом, что содержание связанного углерода в битуминозном угле и антраците значительно выше, чем в лигните, что приводит к образованию большего количества угольного остатка в процессе сжигания.

Дымообразование

Как показано на рисунках 4–6 и в таблице 4, значения PSPR для HM15, HM25, HM35 и HM50 составляют 0,0007, 0,0019, 0,0021 и 0,0053 м ²/с соответственно. По сравнению с HM15 значение PSPR для HM50 было значительно улучшено на 657,1%. В то же время значение PSPR бурого угля увеличивается с увеличением значения теплового излучения. Тенденция изменения значения PSPR битуминозного угля такая же, как у лигнита, которая затем постепенно увеличивается с увеличением значения теплового излучения. Например, значение PSPR для YM50 в 10,5 раз больше, чем для YM15. В соответствии с лигнитом и битуминозным углем значение PSPR антрацита также увеличивается с увеличением значения теплового излучения. По сравнению с WYM25 значение PSPR для WYM35 и WYM50 увеличилось на 22,2 и 155,6% соответственно. Значения PSPR битуминозного угля и антрацита ниже, чем у лигнита при одинаковом значении теплового излучения. Например, значение PSPR для YM50 и WYM50 было снижено на 60,4 и 56,6% соответственно по сравнению с HM50.

РИСУНОК 4 . Кривые лигнита: (A) SPR и (B) TSR.

РИСУНОК 5 . Кривые битумита: (А) SPR и (B) TSR.

РИСУНОК 6 . Антрацитовые кривые: (A) SPR и (B) TSR.

ТАБЛИЦА 4 . Соответствующие данные о дымовыделении образцов угля.

Общее дымовыделение HM15 составляет 1 215 м ² / м ² , что является наименьшим из всех образцов бурого угля. Значение TSR лигнита увеличивается с увеличением значения теплового излучения. Стоит отметить, что значение TSR HM50 достигает 11 106,1 м 9 .0214 2 /m ² , что в 9 891 раз больше, чем у HM15. В соответствии с лигнитом, значение TSR битуминозного угля также увеличивается с увеличением коэффициента теплового излучения. Значения TSR для YM15, YM25, YM35 и YM50 составляют 141,4, 1400,2, 2986,3 и 2718,3 м ² / м ² соответственно. Тенденция изменения TSR антрацита такая же, как у лигнита и битуминозного угля, которая постепенно увеличивается по мере увеличения значения теплового излучения. Например, WYM50 имеет улучшение TSR на 293,9% по сравнению с WYM15. Эти явления связаны с тем, что уголь горит более интенсивно при высоких температурах и образует более рыхлый углеродный слой, что приводит к большему выделению дымовых газов. Значение TSR лигнита выше, чем у битуминозного угля и антрацита при одинаковом значении теплового излучения. Причина в том, что содержание фиксированного углерода в лигните меньше, содержание летучих выше, а углеродный слой относительно рыхлый, что не может эффективно препятствовать выделению дыма. Значение TSR YM50 на 15,2% ниже, чем у WYM50, что связано с более низким содержанием серы в битуминозном угле, чем в антраците.

Выделение угарного газа и двуокиси углерода

На рисунках 7–9 показаны кривые выделения CO из угля, а в таблице 5 представлены соответствующие данные.

РИСУНОК 7 . Кривые лигнита: (A) PCOPR и (B) COTY.

РИСУНОК 8 . Кривые битумита: (A) PCOPR и (B) COTY.

РИСУНОК 9 . Антрацитовые кривые: (A) PCOPR и (B) COTY.

ТАБЛИЦА 5 . Соответствующие данные о выбросах CO и CO ₂ для образцов угля.

Как показано на рисунке 7A, на кривой COPR для HM50 есть два пика. Первый пик связан с образованием защитного углеродного слоя при сжигании угля, тогда как второй пик связан с разрушением углеродного слоя горючим газом (Yuan et al., 2017). Как правило, значение PCOPR лигнита уменьшается с увеличением значения теплового излучения. Значения PCOPR для YM15, YM25, YM35 и YM50 составляют 7, 52, 50 и 22 г/с соответственно. PCOPR уменьшается с увеличением значения теплового излучения. В отличие от лигнита и битуминозного угля значение PCOPR антрацита увеличивается с увеличением значений коэффициента теплового излучения. Например, PCOPR WYM50 составляет 55 г/с, что в 27,5 раз больше, чем у WYM15. По сравнению с HM50 и YM50 значение PCOPR для WYM50 увеличивается на 189..5 и 150,0% из-за более низкой степени сгорания и более высокого содержания связанного углерода в WYM50 по сравнению с YM50 и HM50, что приводит к более высоким значениям теплового излучения. Кроме того, образуется больше CO. Подобно PCOPR, COTY бурого угля уменьшалась с увеличением значения теплового излучения. Например, значение COTY для HM50 составляет 2,37 кг/кг, что на 45,4 % меньше, чем у HM15. Причина в том, что по мере повышения температуры образец угля сгорает полнее, производя меньше CO.

Как показано на рисунке 8B, значение COTY битуминозного угля уменьшается с увеличением значения теплового излучения. Значения COTY для YM15, YM25, YM35 и YM50 составляют 0,23, 8,13, 5,88 и 3,14 кг/кг соответственно. Стоит отметить, что COTY антрацита увеличивается с увеличением значения теплового излучения, что противоречит тенденции COTY бурого и каменного угля. Когда значение теплового излучения увеличивается до 50 кВт/м ² , значение COTY для WYM50 достигает 6,88 кг/кг, что в 1764,5 раза больше, чем для WYM15. Однако антрацит имеет более высокий COTY, чем лигнит и битуминозный уголь, при тех же значениях теплового излучения. Например, значение COTY для WYM50 равно 19.на 0,3 и 101,8% выше, чем у HM50 и YM50 соответственно. Это явление объясняется высоким содержанием связанного углерода в антраците, который образует плотный углеродный слой при сгорании, препятствует попаданию кислорода в образец угля и препятствует дальнейшему сгоранию угля, что приводит к неполному сгоранию угля (Chavali et al., 2020). ; Лу и др., 2021; Сюй и др., 2020). Это, в свою очередь, производит больше CO.

На рисунках 10–12 показаны кривые выделения CO ₂ из угля, а в таблице 5 обобщены данные. ЦКП ₂ Значения PR для HM15, HM25, HM35 и HM50 составляют 0,0170, 0,0167, 0,0402 и 0,0421 г/с соответственно. Следовательно, значение PCO ₂ PR бурого угля постепенно увеличивается с увеличением значения теплового излучения. Кроме того, значение PR PCO ₂ HM50 увеличилось на 147,6% по сравнению с HM15. Как показано на рисунке 11А, значение PCO ₂ PR битуминозного угля постепенно увеличивается с увеличением значения теплового излучения. Например, значение PCO ₂ PR для YM50 в 1,3 раза больше, чем для YM25. ЦКП ₂ Значение PR антрацита постепенно увеличивается с увеличением коэффициента теплового излучения, что согласуется с лигнитом и битуминозным углем. По сравнению с WYM35, PCO ₂ PR WYM50 улучшается на 62,9%. Кроме того, значение PCO ₂ PR лигнита значительно выше, чем у битуминозного угля при том же значении теплового излучения. Например, значение PCO ₂ PR для HM50 на 106,3% выше, чем у YM50. Причина в том, что содержание углерода в лигните меньше, чем в битуминозном угле, поэтому образец угля полностью сгорает и, таким образом, образуется больше CO 9 .0216 2 . Отмечено, что при одинаковом значении теплового излучения РСО ₂ PR антрацита ниже, чем у каменного угля. Это связано с тем, что содержание углерода в антраците выше, чем в битуминозном угле; таким образом, при сжигании антрацита образуется больше угольного остатка, что препятствует дальнейшему сжиганию образцов угля.

РИСУНОК 10 . Кривые лигнита: (A) PCO ₂ PR и (B) CO ₂ ТУ.

РИСУНОК 11 . Кривые битумита: (A) PCO ₂ PR и (B) CO ₂ TY.

РИСУНОК 12 . Антрацитовые кривые: (A) PCO ₂ PR и (B) CO ₂ TY.

На рис. 10В показана кривая CO ₂ TY из лигнита. Как показано на рисунке 10B, значение CO ₂ TY бурого угля уменьшается с увеличением значений теплового излучения. При увеличении значения теплового излучения до 50 кВт/м ² значение CO ₂ TY HM50 снижается до 22,8 кг/кг. В отличие от лигнита, значение CO ₂ TY битуминозного угля увеличивается с увеличением коэффициента теплового излучения. Например, CO ₂ TY YM50 достигает 21,7 кг/кг, что в 15,5 раз выше, чем у YM15. Как показано на рисунке 12B, CO ₂ TY антрацита увеличивается с увеличением значения теплового излучения. Значения CO ₂ TY для WYM15, WYM25, WYM35 и WYM50 составляют 0,3, 11,5, 13,2 и 21,5 кг/кг соответственно. Однако при той же величине теплового излучения CO ₂ Значение TY бурого угля выше, чем у каменного угля и антрацита. Например, значение CO ₂ TY для HM15 в 23,8 и 111 раз больше, чем для YM15 и WYM15 соответственно. Это связано с низким содержанием углерода в лигните, что делает образующийся углеродный слой более рыхлым и не позволяет эффективно подавлять выделение СО ₂ при горении. Кроме того, значение CO ₂ TY для WYM50 меньше, чем для YM50. Причина в том, что высокое содержание антрацита создает более сплошной и плотный углеродный слой, который эффективно предотвращает попадание кислорода в образец угля, в определенной степени тормозит бурное горение угля и уменьшает выделение газа.

Анализ коксового остатка после сжигания угля

На рисунках 13–15 показаны электронные фотографии коксового остатка образца угля.

РИСУНОК 13 . Фотографии остатков угля антрацита: (A) HM15, (B) HM15, (C) HM35 и (D) HM50.

РИСУНОК 14 . Фотографии обугленных остатков битумита: (A) HM15, (B) HM15, (C) HM35 и (D) HM50.

РИСУНОК 15 . Фотографии остатков угля антрацита: (A) HM15, (B) HM15, (C) HM35 и (D) HM50.

Как видно из этих рисунков, с увеличением значения теплового излучения трещины обугленного остатка образца бурого угля становятся больше. В частности, угольный остаток HM50 имеет много трещин и отверстий, что не способствует блокированию выделения тепла и токсичных дымовых газов. Коксовый остаток образцов битуминозного и антрацитового угля становится прерывистым с увеличением значения теплового излучения, что согласуется с лигнитом. Однако обугленный остаток образцов битуминозного и антрацитового угля более плотный, чем у лигнита, что приводит к значительно меньшему производству тепла и дымовых газов из битуминозного и антрацитового угля, чем из лигнита (Deng et al. , 2014; Deng et al., 2017). ; Дэн и др., 2018; Ченг и др., 2021). Кроме того, полукоксовый остаток антрацита более плотный и непрерывный, чем битуминозный уголь. Это также более способствует подавлению выделения тепла и токсичного дыма.

Влияние различных значений теплового излучения на переходные характеристики окисления угля и самовозгорания

Чтобы лучше проанализировать, как высокотемпературное тепловое излучение влияет на окисление угля и характеристики преобразования самовозгорания, мы нарисовали тенденцию изменения угольного остатка и тепла и производство дымовых газов со значением теплового излучения на рисунках 16–18. Как показано на Рисунке 16, остаток кокса во всех образцах угля уменьшается с увеличением значения теплового излучения, что указывает на то, что образцы угля прогорают более полно при высоких температурах. Остаток угля из лигнита меньше, чем из битуминозного угля и антрацита, из-за значительно меньшего содержания углерода и полного сгорания. Антрацит имеет более высокий остаток угля, чем битуминозный уголь, а это означает, что углеродный слой антрацита более плотный, чем у битуминозного угля. Как правило, выбросы тепла и дымовых газов (PHRR, THR, PSPR, TSR, PCO ₂ PR и СО ₂ TY) всех образцов угля постепенно увеличиваются с увеличением значения теплового излучения. Это показывает, что образец угля более склонен к самовозгоранию и воспламенению при увеличении значения теплового излучения. Кроме того, при более высоких значениях теплового излучения углеродный слой, образованный в результате окисления угля и самовозгорания, с большей вероятностью будет иметь больше трещин, что не способствует ингибированию выделения тепла и токсичного дыма (Wang D et al., 2019).). Вырабатывается мало CO, потому что уголь сгорает более тщательно при более высоких значениях лучистого тепла. Следовательно, значения PCOPR и COTY образца угля уменьшаются с увеличением значений теплового излучения. За исключением PCOPR и COTY, выбросы тепла и дымовых газов лигнита выше, чем у антрацита и битуминозного угля, потому что содержание углерода в лигните меньше, чем в антраците и битуминозном угле, что приводит к образованию рыхлого углеродного слоя во время сгорания, который не может эффективно предотвращает попадание кислорода в образец угля и обеспечивает более полное сгорание образца угля. Поэтому значения PCOPR и COTY бурого угля ниже, чем у антрацита и битуминозного угля. Однако было установлено, что выбросы тепла и дымовых газов при использовании антрацита ниже, чем при использовании битуминозного угля. Причина в том, что углеродный слой антрацита более плотный и сплошной, чем у битуминозного угля, что эффективно предотвращает выделение тепла и токсичных дымовых газов. Кроме того, содержание кислорода в антраците и степень сгорания ниже, чем у битуминозного угля. Следовательно, образующийся дым также низок.

РИСУНОК 16 . Тенденция изменения остаточного содержания угля в углях.

РИСУНОК 17 . Тенденция изменения тепла и дыма: (A) PHRR, (B) THR, (C) PSPR и (D) TSR.

РИСУНОК 18 . Тенденция изменения CO и CO ₂ : (A) PCOPR, (B) COTY, (C) PCO ₂ PR и (D) CO ₂ TY

Заключение

С помощью конусного калориметра исследовано влияние высокотемпературного теплового излучения на окисление и самовозгорание угля. По результатам этого исследования было установлено, что значения TTI бурого и каменного угля снижаются с увеличением значений теплового излучения. Это показывает, что при относительно более высоком тепловом излучении степень окисления угля ускоряется, и уголь со склонностью к самовозгоранию степени Ⅰ и Ⅱ с большей вероятностью воспламеняется. Стоит отметить, что антрацит не может воспламениться при значении теплового излучения меньше или равном 50 кВт/м ² , что соответствует склонности антрацита к самовозгоранию. Поскольку содержание углерода в битуминозном угле и антраците выше, чем в лигните, при сгорании угля образуется более плотный углеродный слой, эффективно предотвращающий выделение тепла. Кроме того, по сравнению с битуминозным углем значение PHRR антрацита имеет тенденцию к снижению. Причина в том, что битуминозный уголь имеет более высокое содержание кислорода, чем антрацит, благодаря чему уголь горит более энергично и выделяет больше тепла. Из-за низкого содержания связанного углерода и высокого содержания летучих веществ в лигните образующийся углеродный слой является относительно рыхлым, что не может эффективно препятствовать выделению дыма. Следовательно, при одинаковой величине теплового излучения TSR лигнита выше, чем у каменного угля и антрацита. На кривой производительности CO для HM50 есть два пика. Первый пик обусловлен образованием защитного углеродного слоя при горении угля. Второй пик связан с разрушением углеродного слоя горючим газом. Антрацит имеет высокое содержание связанного углерода и при сгорании образует плотный углеродный слой. Таким образом, он предотвращает попадание кислорода в образец угля и препятствует дальнейшему сгоранию угля, что приводит к неполному сгоранию угля и большему количеству CO. Содержание углерода в лигните низкое, что делает углеродный слой, образующийся в процессе горения, рыхлым и не может эффективно ингибировать выделение СО. Таким образом, образующийся в процессе горения углеродный слой рыхлый при той же величине теплового излучения. Таким образом, общее количество CO ₂, выделяемого из бурого угля, значительно больше, чем из каменного угля и антрацита.

Заявление о доступности данных

Необработанные данные, подтверждающие заключение этой статьи, будут предоставлены авторами без неоправданных оговорок.

Вклад авторов

YH осуществлял администрирование проекта и тщательно проводил расследование. LW провел расследование и написал первоначальный проект, предоставил методологию и формальный анализ. WH пересмотрел рукопись. Все авторы проверили рукопись.

Финансирование

Это исследование финансировалось Фондом естественных наук Китая (грант № 51774182), Национальным крупным проектом по науке и технологиям (2016ZX05045006-004), Фондом инноваций в области науки и технологий CCTEG (2018MS014) и Открытие исследовательского фонда Государственной ключевой лаборатории технологии безопасности угольных шахт (гранты № SKLCMST101, SKLCMST103).

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Примечание издателя

Все претензии, изложенные в этой статье, принадлежат исключительно авторам и не обязательно представляют претензии их дочерних организаций или издателя, редакторов и рецензентов. Любой продукт, который может быть оценен в этой статье, или претензии, которые могут быть сделаны его производителем, не гарантируются и не поддерживаются издателем.

Ссылки

Brohez, S. (2005). Анализ погрешности измерения скорости тепловыделения по калориметрии потребления кислорода. Мать Огня. 29 (6), 383–394. doi:10.1002/fam.895

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Чавали К.С., Петсангаве Д.А., Патанкар К.С., Хосе Р.В., Вадекар П.Х., Маити С. и др. (2020). Вспучивающийся огнезащитный состав на основе графена на хлопчатобумажной ткани. Дж. Матер. науч. 55 (29), 14197–14210. doi:10.1007/s10853-020-04989-6

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Cheng, X.W., Zhang, W., Wu, Y.X., Ma, Y.D., Xu, JT, and Guan, J.P. (2021). Боратная функционализированная карамель как эффективный вспучивающийся антипирен для шерстяной ткани. Полим. Деград. Удар. 186, 109469. doi:10.1016/j.polymdegradstab.2020.109469

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чоу В. К. и Хан С.С. (2011). Расчет скорости тепловыделения в калориметрии потребления кислорода. Заяв. Терм. англ. 31 (2-3), 304–310. doi:10.1016/j.applthermaleng.2010.09.010

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Дэн С.-Л., Ду С.-Л., Чжао Дж., Шен З.-К., Дэн С. и Ван Ю.-З. (2014). Вспучивающаяся огнестойкая полипропиленовая система с одновременным улучшением огнестойкости и водостойкости. Полим. Деград. Удар. 108, 97–107. doi:10.1016/j.polymdegradstab.2014.06.008

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Дэн К., Инь Х., Ли Р.-М., Хуанг С.-К., Шартель Б. и Ван Ю.-З. (2017). Режимы действия монокомпонентного вспучивающегося огнестойкого МАПП в полиэтилен-октеновом эластомере. Полим. Деград. Удар. 138, 142–150. doi:10.1016/j.polymdegradstab.2017.03.006

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Дэн, Х.-м., Сюй, Дж.-ю., Ли, X.-у., Е, Ю.-л., Чен, Х.-к., Чен, С.-у ., и другие. (2018). Синергетическое действие между привитым ангидридом углеродным волокном и вспучивающимся антипиреном повышает огнестойкость и механические свойства полипропиленовых композитов. наук. Технол. Доп. Матер. 19 (1), 718–731. doi:10.1080/14686996.2018.1528567

CrossRef Full Text | Google Scholar

Го, Х., Лайон, Р. Э., и Сафронава, Н. (2018). Точность измерения скорости тепловыделения в микромасштабной калориметрии сгорания. Дж. Тест. оценка 46 (3), 20160651–20161098. doi:10.1520/Jte20160651

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Го С.Л., Ян З., Юань С.Дж. и Гэн В.Л. (2021). Ингибирующее действие и механизм действия L-аскорбиновой кислоты в сочетании с полифенолами чая на самовозгорание угля. Energy 229, 120651. doi:10.1016/j.energy.2021.120651

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Liu, C., Fu, L., Yang, J., Zhang, S., Shi, Y., Yang, F., et al. (2020а). Новое понимание поведения углей при горении с помощью конусного калориметра. Дж. Терм. Анальный. Калорим. 143 (1), 139–150. doi:10.1007/s10973-019-09250-0

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Liu, C., Wu, W. , Shi, Y., Yang, F., Liu, M., Chen, Z., et al. (2020б). Создание гибрида MXene/восстановленного оксида графена для создания высокопожаробезопасных термопластичных полиуретановых нанокомпозитов. Composites B: англ. 203, 108486. doi:10.1016/j.compositesb.2020.108486

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Lu, W.M., Ye, J.W., Zhu, L.H., Jin, Z.F., and Matsumoto, Y. (2021). Механизм вспучивающегося ингибитора горения лигносульфоната как агента, образующего обугливание в жесткой полиуретановой пене. Polymers 13 (10), 1585. doi:10.3390/Polym13101585

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Lv, H.P., Li, B., Deng, J., Ye, L.L., Gao, W., Shu, C.M., et al. (2021). Новая методика оценки ингибирующего действия хлоридных солей на риск воспламенения при самовозгорании угля. Energy 231, 121093. doi:10.1016/J.Energy.2021.121093

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мохалик Н.К., Рэй С.К., Мишра Д. , Пандей Дж.К., Мондал С., Хан А.М. и др. (2021). Предотвращение и борьба с самовозгоранием/пожаром в угольных складах электростанций с использованием огнетушащих химикатов. Междунар. J. Использование подготовки угля 1, 1964489. doi:10.1080/19392699.2021.1964489

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Пранда П., Прандова К., Главачек В. и Ян Ф. (2001). Сжигание углерода летучей золы. Топливный процесс. Технол. , 72(3), 227–233. doi:10.1016/S0378-3820(01)00189-8

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Претрель Х., Ле Со В. и Одуэн Л. (2014). Экспериментальное определение скорости тепловыделения при пожаре с помощью калориметрии OC и CDG для сценария пожара в вентилируемых помещениях. Мастер Огня. 38 (4), 474–506. doi:10.1002/fam.2193

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Riaza, J., Khatami, R., Levendis, Y.A., Álvarez, L., Gil, M.V., Pevida, C., et al. (2014). Воспламенение одной частицы и горение антрацита, полуантрацита и битуминозных углей в воздухе и в моделированных кислородно-топливных условиях. Горение и пламя 161 (4), 1096–1108. doi:10.1016/j.combustflame.2013.10.004

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Шао Х., Лу К. и Цзян С. (2021). Влияние вентиляции с преобразованием частоты на самовозгорание угля. Науки о горении. Технол. 193 (10), 1766–1781. doi:10.1080/00102202.2020.1713769

CrossRef Full Text | Google Scholar

Ши, Ю., Лю, К., Дуань, З., Ю, Б., Лю, М., и Сонг, П. (2020). Разработка интерфейса MXene для сверхпрочных и прочных полимерных нанокомпозитов с высокой пластичностью и превосходной пожаробезопасностью. хим. англ. J. 399, 125829. doi:10.1016/j.cej.2020.125829

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ши Ю., Лю К., Фу Л., Фэн Ю., Лв Ю., Ван З. и др. (2021). Высокоэффективный дымоподавитель MXene/Nano-Cu для снижения пожароопасности термопластичного полиуретана. Композиты A: Прил. науч. Производство 150, 106600. doi:10.1016/j.compositesa.2021.106600

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ван Д. , Фэн X. М., Чжан Л. П., Ли М., Лю М. М., Тянь А. Л. и др. (2019). Анизотропная пена с циклотрифосфазеновым мостиком, периодическая мезопористая органосиликат-интегрированная целлюлозная нановолокна с высокими огнезащитными и теплоизоляционными свойствами. Хим. англ. J. 375, 121933. doi:10.1016/J.Cej.2019.121933

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ван Д., Пэн Х., Ву Ю., Чжан Л., Ли М., Лю М. и др. (2020а). Биоинспирированные ламеллярные барьеры для значительного улучшения огнезащитных свойств наноцеллюлозных композитов. ACS сустейн. хим. англ. 8 (11), 4331–4336. doi:10.1021/acssuschemeng.9b07745

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Ван Д., Пэн Х. Ю., Ю Б., Чжоу К. К., Пан Х. Ф., Чжан Л. П. и др. (2020б). Биомиметические конструкционные целлюлозные нановолоконные аэрогели с исключительными механическими, огнестойкими и теплоизоляционными свойствами. Хим. англ. J. 389, 124449. doi:10.1016/J.Cej.2020.124449

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ван Л. , Тавия Б., Ши Ю., Цай С., Рао X., Лю С. и др. (2019). Высокоэффективные огнезащитные жесткие пенополиуретаны: изготовление и применение для ингибирования горения угля. Polymers 11 (11), 1776. doi:10.3390/polym11111776

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Ван Ю., Ли Х. и Го З. (2018). Прогноз распространения самовозгорания и потерь угля в наклонном пласте. Теплопередача. Рез. 49 (9), 827–845. doi:10.1615/HeatTransRes.2018020029

CrossRef Full Text | Академия Google

Вэнь, Х., Ю, З., Фан, С., Чжай, X. и Лю, В. (2017). Прогнозирование возможности самовозгорания угля в карьере с использованием экстремальных концентраций CO: тематическое исследование. Науки о горении. Технол. 189 (10), 1713–1727. doi:10.1080/00102202.2017.1327430

CrossRef Full Text | Google Scholar

Xi, X., Jiang, S.G., Yin, C.C., and Wu, Z.Y. (2021). Экспериментальное исследование пены на основе цемента, разработанной для предотвращения самовозгорания угля путем перекрытия утечки воздуха. Fuel 301, 121091. doi:10.1016/J.Fuel.2021.121091

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сяо Ю., Чжан Х.-М., Инь Л., Шу К.-М. и Ли К.-В. (2021). Риск самовозгорания активированного угля на основе угля. Науки о горении. Технол. 1, 1933961. doi:10.1080/00102202.2021.1933961

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сюй Б., Шао Л. С., Ван Дж. Ю., Лю Ю. Т. и Цянь Л. Дж. (2020). Повышение эффективности вспучивающегося антипирена в полипропилене за счет синергетического эффекта обугливания двухгруппового соединения гипофосфит/циклотетрасилоксан. Полим. Деград. Удар. 181, 109281. doi:10.1016/j.polymdegradstab.2020.109281

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Яшвант Б.Л., Шоторбан Б., Махалингам С., Лаутенбергер К.В. и Вайзе Д.Р. (2016). Численное исследование влияния радиации и влажности на пиролиз и воспламенение листового твэла. Горение и пламя 163, 301–316. doi:10.1016/j.combustflame.2015.10.006

Полный текст CrossRef | Академия Google

Инь П. , Лю Н., Чен Х., Лозано Дж. С. и Шан Ю. (2014). Новая корреляция между временем возгорания и влажностью хвои, пораженной головнями. Пожарная техника. 50 (1), 79–91. doi:10.1007/s10694-012-0272-y

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Юань Б., Фан А., Ян М., Чен X., Ху Ю., Бао К. и др. (2017). Влияние графена на воспламеняемость и огнестойкость вспучивающихся огнезащитных полипропиленовых композитов при различных сценариях возгорания. Полим. Деград. Удар. 143, 42–56. doi:10.1016/j.polymdegradstab.2017.06.015

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Чжан Дж., Ван X., Чжан Ф. и Ричард Хоррокс А. (2004). Оценка скорости тепловыделения композитов полимер-наполнитель методом конусной калориметрии. Полим. Тест. 23 (2), 225–230. doi:10.1016/S0142-9418(03)00098-9

Полный текст CrossRef | Google Scholar

ископаемое топливо — Саморазогрев и самовозгорание угля, как это происходит?

Спросил 5 лет, 2 месяца назад

Изменено 5 лет, 1 месяц назад

Просмотрено 3к раз

$\begingroup$

В конце концов я сломался и прочитал статью в Википедии о самовозгорании и был удивлен, увидев, насколько серьезной может быть эта проблема. Мокрое сено, промасленные тряпки, в этих сочетаниях действительно идут экзотермические реакции, которые ускоряются при повышении температуры.

Затем я увидел следующее:

Уголь
Самонагревание угля широко изучалось. Склонность к самонагреву уменьшается с увеличением марки угля. Бурые угли более активны, чем битуминозные угли, которые более активны, чем антрацитовые угли. Свежедобытый уголь потребляет кислород быстрее, чем выветрелый уголь, и свежедобытый уголь самонагревается в большей степени, чем выветрелый уголь. Присутствие водяного пара также может быть важным, так как скорость тепловыделения, сопровождающего поглощение воды сухим углем из насыщенного воздуха, может быть на порядок или больше, чем такое же количество сухого воздуха.

Я понимаю, что уголь сложный материал, это больше, чем кусок углерода. Но какие типы химических реакций внутри угля могут привести к самовоспламенению его кучи? Всегда ли требуется влажность? Есть ли влага в свежедобытом угле естественным путем, или она гигроскопически поглощается из атмосферы, или необходим жидкий источник (намокание)?

ископаемое топливо
уголь

$\endgroup$

$\begingroup$

Сера/сульфиды в угле могут быть одной из причин самовозгорания.

Небольшое отклонение — в некоторых шахтах по добыче сульфидов металлов, таких как медь, при высоком уровне содержания сульфидов в руде сульфиды могут окисляться, вызывая сульфидные пожары. Если при взрыве в забое в процессе добычи образуется много сухой пыли, иногда сульфидная пыль может вызвать вторичный, нежелательный взрыв.

Большинство месторождений угля содержат сульфиды/серу. Большинство месторождений лигнита (бурый уголь, а также уголь низкого качества или низкого сорта) находятся ближе к поверхности, поэтому, если лигнит содержит много серы и окисляется кислородом воздуха, может произойти возгорание.

$\endgroup$

$\begingroup$

Ссылка [6] под этой статьей Википедии о самовозгорании дает вам некоторые ответы:

«Огонь внизу: самовозгорание в угле». DOE/EH-0320, выпуск № 93-4. Министерство энергетики США. май 1993 г.

Самовозгорание угля
Температура угля начинает подниматься выше температуры окружающей среды. Около 150-300 градусов по Фаренгейту, он начинает выделять мельчайшие, но измеримые количества газ — аэрозоли, водород и CO(2) — прекурсоры горения. Как температура увеличивается еще больше — около 600-700 градусов по Фаренгейту — относительно, выбрасываются крупные видимые частицы. Вскоре, как скорость нагрева увеличение интенсивности примерно до 750-800 градусов по Фаренгейту, начальное возгорание, и в конечном итоге произойдет самовозгорание и пламя.
Самовозгорание уже давно признано пожароопасным в хранимых каменный уголь. Самовозгорание обычно начинается с «горячих точек» на глубине. в пределах запаса угля. Горячие точки появляются, когда уголь поглощает кислород из воздуха. Тепло, выделяющееся при окислении, вызвало пожар.

В списке рекомендаций в конце этой статьи в качестве способствующих факторов конкретно упоминаются: содержание серы , влажность , возраст добытого угля и очевидное наличие кислорода и температура окружающей среды .

Не забудьте прочитать Урок, извлеченный из Титаника в конце, описывающий, как в апреле 1912 года их бункерный уголь горел «с того дня, как мы покинули Саутгемптон, и до тех пор, пока мы не столкнулись с айсбергом».

Я думаю, важно отметить, что малейшее окисление приведет к повышению температуры, экспоненциально ускоряя процесс.

$\endgroup$

$\begingroup$

Уголь и другие органические вещества, такие как древесина и солома, разлагаются под воздействием кислорода, это разложение является экзотермической реакцией окисления, поэтому материал вокруг него нагревается, что ускоряет разложение. Это может быть достаточно безвредно, если есть достаточный поток воздуха для охлаждения кучи и уноса небольших объемов легковоспламеняющихся летучих газов, образованных тем, что, по сути, является разлагающимся растительным веществом. Присутствие воды делает процесс более опасным в двух отношениях: она заполняет поры, которые в противном случае обеспечивали бы воздушное охлаждение сваи в целом и , он обеспечивает больше водорода для химии разложения, исключая некоторое количество кислорода, который создает более летучие соединения со все более низкими температурами воспламенения.

$\endgroup$

$\begingroup$

Уголь, который по существу представляет собой чистый углерод, медленно окисляет , это та же реакция, что и при горении, только намного медленнее. Это основной источник тепла для саморазогрева угля . Многие вещи, которые будут гореть, также будут медленно окисляться при нормальных температурах, просто это не устойчивая цепная реакция, как огонь. Поскольку это слабый медленный процесс, из него может быть получено большое количество оксоуглеродов, некоторые из которых могут способствовать более быстрому нагреву в правильных условиях.

$\endgroup$

Твой ответ

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя адрес электронной почты и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

Раннее обнаружение самовозгорания

запасов угля » Промышленный мониторинг и контроль

Склад угля Самовозгорание

Самовозгорание является обычным явлением при хранении угля в течение длительного периода времени. Это также может быть проблемой при складировании отходов/отходов, содержащих большое количество угля. Раннее обнаружение и предотвращение самовозгорания имеет решающее значение для предотвращения серьезных инцидентов.

Рисунок 1. Раннее обнаружение горячей точки на складе, которая может привести к самовозгоранию

Как происходит самовозгорание?

Уголь со временем естественным образом окисляется. Это вызывает экзотермическую реакцию с выделением тепла. Реакция ускоряется добавлением дополнительного тепла (солнечный свет, горячий ветер и т. д.). Если тепло от окисления угля задерживается, оно будет продолжать самонагреваться и в конечном итоге превысит температуру воспламенения. При достижении температуры воспламенения риск самовозгорания чрезвычайно высок. В этот момент нужен только кислород, чтобы уголь загорелся и самовозгорелся. Поскольку уголь является источником топлива и способен генерировать собственное тепло, риск быстрого выхода небольшого пожара из-под контроля достаточно высок.

Самовозгорание может произойти на любой почве с высоким содержанием угля. Это включает в себя отходы/порчу, которые могут вызвать возгорание, если их не утилизировать должным образом.

После самопроизвольного возгорания склада его трудно сдержать и потушить. Обычно горящий уголь необходимо тонко разложить на большой площади, дать ему остыть и потушить спринклерами. Применение спринклеров к поверхности склада угля, который самовозгорелся, обычно не является эффективным методом. Если уголь не разложить и не потушить, уголь будет продолжать самонагреваться, усугубляя проблему.

Риски, связанные с самовозгоранием

Помимо очевидного риска пожароопасности и сложности тушения после возникновения, реализуются следующие риски: , Х ₂ С, СО)

Мелкие частицы будут выбрасываться в результате сгорания

Вредные/токсичные загрязнители воздуха

Запахи, переносимые ветром

Опасность для населения, кучи отходов/отвалов могут стать причиной лесных пожаров

Долгосрочные проблемы, такие как загрязнение почвы, рекультивация отвалов/отвалов

Штрафы и ограничения

Предотвращение самовозгорания

Для предотвращения самовозгорания необходимо удалить один из следующих факторов:

Топливо (сам уголь)
Тепло (которое может выделяться углем и/или солнечным излучением)
Кислород (который легко поступает при контакте с воздухом)

Само топливо не может быть удалено из штабелей угля. В отходах/отвалах соотношение угля и разбавления должно быть до уровня, при котором топливо равномерно распределяется по большой площади.

Тепло всегда будет выделяться, если смешать большое количество угля. Проблема усугубляется, если тепло задерживается и не может уйти. Обычно перемещение штабеля в другое место каждые 2-3 дня может предотвратить накопление угля достаточного количества тепла для самовозгорания. Этот метод позволяет ему охлаждаться во время движения по конвейеру. Спринклеры могут помочь в борьбе с пылью и снизить риск самовозгорания.

Кислород можно удалить, покрыв уголь достаточным количеством верхнего слоя почвы. Это действительно применимо только в том случае, если куча отходов / отходов.

Ни один из этих методов не гарантирует, что самовозгорание не произойдет, они просто сводят к минимуму риск возникновения события.

Раннее обнаружение самовозгорания

Раннее обнаружение имеет решающее значение для предотвращения самовозгорания. На первой стадии самовозгорания накапливается достаточно тепла для воспламенения. Использование радиометрической тепловизионной камеры позволяет заблаговременно обнаруживать проблемные зоны до того, как они самовозгораются. Радиометрическая тепловизионная камера избавляет от догадок при обнаружении и предотвращении возгорания. Он предоставляет средства обнаружения горячих точек на складах до того, как они станут проблематичными и приведут к простоям.

Компания IMC разработала развертываемую систему теплового контроля на базе транспортных средств. Выполняя ежедневные осмотры объекта из транспортного средства, потенциальные проблемные области могут быть выявлены за несколько дней до того, как произойдет самовозгорание.

Рис. 2. Развертываемая система теплового контроля IMCs, устанавливаемая на транспортном средстве

С помощью бесконтактной длинноволновой инфракрасной камеры FLIR можно легко обнаружить тепло, выделяемое окисляющимся углем, без использования датчиков для измерения температуры. или сложные модели сайта.

Проблемные участки легко обнаружить в часы, когда солнце садится, так как тепло, отраженное солнечным излучением, удаляется, а уголь начинает остывать, когда температура окружающей среды падает. Раннее утро, как правило, отличное время для проведения инспекции, так как склад будет прохладным, за исключением областей, в которых возникают проблемы.

Система IMCs может быть легко отсоединена от транспортного средства и временно развернута в полевых условиях. Видеопоток можно просматривать удаленно из офиса по мере необходимости.

Рис. 3. Съемная система дистанционного контроля температуры

Эта система разработана для простоты использования и включает в себя беспроводной контроллер с бортовым дисплеем автомобиля. Эти функции придают этой системе дополнительную гибкость и эргономичный пользовательский интерфейс.

Рис. 4. Система теплового контроля на базе автомобиля, полностью управляемая из салона автомобиля

Места горячих точек могут быть отмечены географическими тегами и просматриваться на картах Google.

Температура горения дров и угля

Особенности разных видов топлива

Характеристики и свойства древесины

Состав топлива разных видов

Специфики печи, работающей на угле

Процесс горения

Отопление углем – практические советы

Сжигание

Когда выкладывать на гриль продукты для жарки

Формулы горения

Древесина: свойства и характеристики

Применение

Итоговая таблица температур

Использование древесного угля

Температура горения деревянного и каменного угля в самых разных устройствах

Какой уголь выбирать для топки?

Где можно найти значения q

Бёреза

Коротко о главном

Как обезопаситься

Древесный уголь формула химическая – Формула горения угля. Химическая формула угля, процесс его образования и использование в промышленности

Из чего состоит уголь? Какова химическая формула угля

Бурый уголь

Каменный уголь

Антрацит

Древесный уголь

Активированный уголь

Рекомендации по выполнению кладки

Формула угля в химии

Определение и формула угля

Химическая формула угля

Структурная (графическая) формула угля

Электронная формула

Примеры решения задач

Особенности разных видов топлива

Бурые угли

Каменные угли

Антрацит

Химическая формула угля, процесс его образования и использование в промышленности

Различные модификации угля

Древесина карбонового периода

Процесс карбонизации

Каменный уголь

Свойства конструкции углевыжигательной печи, основанной на использовании пиролиза

Древесный уголь формула — Какая химическая формула древеснова угля — 22 ответа

Ответить на вопрос:

Сравнительная таблица показателей

Какая химическая формула угля? — Полезная информация для всех

Открытый метод добычи

Древесный уголь — Госстандарт

Применение древесного угля лежит во многих областях:

Создание оптимальных условий для горения

Технология процесса производства

Выбор сырья

ГОСТ 24260-80 Сырье древесное для пиролиза и углежжения. Технические условия

Сушка древесины

Пиролиз

Прокалка

Правила сжигания

Применение

Температура горения угля. Виды угля. Удельная теплота сгорания каменного угля

Вариант определения температуры

Характеристики и свойства древесины

Варианты угля

Особенности печи, работающей на угле

Химический процесс

Применение древесного угля

Создание оптимальных условий для горения

Заключение

Температура горения древесного и каменного угля

Разновидности угля

Природные ископаемые

Продукты производства

Особенности горения

Температура в мангале

Измерение показателей

Теплота сгорания каменного и древесного угля. Отопительные котлы, обзоры и советы

Разновидности угля и их характеристики

Природный каменный материал

Универсальный бурый вид