Достойным конкурентом солярке, углю и дровам являются пеллеты. Это небольшие цилиндрической формы гранулы, которые используются для сжигания в специализированных отопительных котлах. В Европе давно и успешно применяют этот вид топлива. Способствует этому экологичность (это спрессованные отходы деревообработки и растениеводства) и возможность автоматизировать процесс отопления: гранулы сыпучи, что дает возможность хранить их в резервуарах и, автоматически по мере необходимости, подавать в котел. Диаметр пеллет, используемых для бытовых котлов, — 6–8 мм, в промышленных котлах сжигаются более крупные гранулы диаметром до 10 мм. Длина вообще может быть от 5 до 70 мм.
Как производят гранулы пеллеты из древесины
Для производства пеллет берут самую недорогую древесину, которую невозможно использовать больше ни в каких целях. Это обрезки, щепа, опилки. Эти отходы сортируют, очищают от примесей, отсеивают песок и т.п. Далее, мощный магнит, используемый на сортировочной ленте, притягивает железо (например, гвозди). После удаления посторонних предметов древесные отходы отправляются в молотковую дробилку, где их измельчают до фрагментов размером в 4 мм. Это этап называется предварительным измельчением. Необходим он для равномерного просушивания сырья на следующем этапе.
Пеллеты делают и отходов деревообрабатывающей промышленности и агрокомплекса
Полученные опилки высушивают в специальном бункере до требуемой влажности (8–12%). После чего их отправляют на повторное измельчение. В результате получаются мелкие фрагменты древесины, которые после доведения до идеальной влажности (10%) отправляют в пресс-гранулятор. Здесь под воздействием давления (в некоторых прессах высокой температуры) древесные опилки превращаются в гранулы. Для этого состав пропускают через матрицу, в которой вырезаны круглые отверстия. Конструкция пресса — гранулятора напоминает обычную мясорубку: тесто продавливается через отверстия, и получаются гранулы. В охладительной колонке их остужают. Так получается конечный продукт — топливные пеллеты.
Виды и используемое сырье
Если классифицировать пеллеты по сорту, то их существует три вида:
-
Индустриальные — имеют серо-коричневый цвет, их процент зольности выше 0,7. Это объясняется тем, что древесина, из которой они изготовлены, не прошла окорку. То есть в гранулы попадает большое количество коры, дающей повышенный процент зольности. Стоит учесть, что применение индустриальных пеллет в бытовом котле может привести к его поломке: не все горелки могут работать с топливом большой зольности. Но стоить они могут на 50% меньше, а это приличная экономия. Если ваш котел без особых проблем пережигает такой вид пеллет — можно использовать и их, но чистить его придется чаще.
Индустриальные пеллеты не всегда можно использовать в бытовых котлах
Агропеллеты чаще используют в промышленных котельных
Белые пеллеты — идеальное топливо для бытовых пеллетных котлов
Из чего делают
Любое сырье с содержанием лигнина подойдет для изготовления пеллет. Самым распространенным в России является древесное сырье, причем чаще используют хвойные породы, несмотря на то, что из лиственных получается более качественное топливо. Популярность хвойных пород объясняется тем, что переработка древесины лиственных пород требует более сложного и дорогого оборудования: почти все лиственные породы не очень хорошо прессуются, потому требуется более мощное оборудование, часто приходится экспериментальным путем подбирать режим переработки/увлажнения/прессования, а это время и средства. Причем стоимость пеллет при реализации на внутреннем рынке от материала зависит незначительно.
Сырьем для производства пеллет являются любые горючие отходы
Чем отличаются березовые пеллеты от хвойных? Березовые пеллеты имеют незначительно большую выделяемую теплоту при сгорании, чем хвойные, но разница невелика. Зато в при горении березовых нет смол, которые при длительном использовании сосновых оседают в дымоходе, из-за чего требуется его чистка.
Агропеллеты чаще изготавливают из соломы. Хотя теплоотдача таких гранул меньше, чем у древесных, но стоят они значительно дешевле. Большей теплоотдачей среди агропеллет отличаются гранулы из рапсовой соломы. Пелеты из шелухи (лузги) подсолнечника являются отличными конкурентами гранулам из бурого угля. Преимуществ у них много: гранулы из лузги дешевле, у них меньше зольность во много раз, да и тепла выделяют они больше и зола лузги экологически чистая, являющаяся отличным удобрением для агрокультур.
| Удельная теплота сгорания, ккал/кг | Удельная теплота сгорания, КВт/кг | Стоимость 1 тонны, $ | |
| Пеллета древесная | 4100 | 4.7 | 80-125 |
| Пеллета из соломы | 3465 | 4.0 | 75-80 |
| Пеллета из лузги подсолнуха | 4320 | 5.0 | 75-115 |
Торфяные гранулы — это безотходный, экономический и экологический вид топлива. Но их используют, в основном, в промышленности из-за высокой зольности. Также широко распространено применение торфяных гранул для усиления действия минеральных удобрений.
Пеллеты из макулатуры изготовляют по иной технологии. Вместо просушки, их увлажняют, а затем помещают в пресс-гранулятор. Из-за особенностей сырья для гранулирования бумаги требуется больше затрат.
Особенности отопления пеллетами
Для того чтобы использовать пеллеты в качестве топлива эффективней, необходимо приобрести специальный котел. Пеллетные котлы работают в автоматизированном режиме: топливные гранулы хранятся в специальных емкостях — бункерах для пеллет, из которых подаются при помощи шнека в котел.
Если вы хотите сэкономить и купить серые, а не белые пеллеты, советуем вам не покупать сразу большую партию топлива: далеко не все горелки могут справляться с ними. Сначала приобретите мешок, протестируйте. Если котел работает нормально, можете закупать более солидную партию. Аналогично поступайте с агропеллетами: сначала протестируйте работу котла небольшим количеством. Но кроме зольности могут быть еще проблемы: эти гранулы плохо переносят транспортировку, так что уже на этом этапе получите много отходов. Вот и получается, что топить этим топливом, даже если справляется котел, целесообразно, если производство где-то недалеко.
Идеальные пеллеты для котлов — белые. Состав их обычно однороден, а зольность мала, из-за особенностей сырья поверхность таких гранул плотная, они меньше трескаются и рассыпаются, лучше переносят транспортировку.
Экология потребления.Мотор:Характеристики топлива для отопительных котлов довольно значительно различаются. Правильный выбор топлива помогает экономить средства и сохранить оборудование работоспособным.
Характеристики топлива для отопительных котлов довольно значительно различаются. Правильный выбор топлива помогает экономить средства и сохранить оборудование работоспособным.
Основные виды топлива для твердотопливных котлов:
— Пеллеты (топливные гранулы)
Дрова
Дрова — пиленые или колотые куски дерева, предназначенные для сжигания в печах, каминах и др для получения тепла, жара и света.
Содержание влаги должно быть как можно меньшим.
Каминные дрова имеют длину около 25 — 33 см.
Приоритетная характеристика дрова для каминов и печей — их теплотворная способность, длительность горения и комфорт при использовании (картина пламени, запах).
Для отопительных целей важно, чтобы тепловыделение происходило медленнее, но более продолжительное время.
Для отопительных целей лучше всего подходят все дрова из лиственных пород, в тчдуб, ясень, береза, лещина, тис, боярышник.
Особенности горения дров разных пород древесины:
— дрова из бука, березы, ясеня, лещины трудно растапливать, но они могут гореть сырыми, потому что имеют небольшую влажность, причем дрова из всех этих пород деревьев, кроме бука, легко раскалываются;
— ольха и осина сгорают без образования сажи и даже выжигают ее из дымохода;
— березовые дрова хороши для тепла, но при недостатке воздуха в топке, горят дымно и образуют деготь (березовую смолу), который оседает на стенках трубы;
— сосновые дрова горят жарче еловых из-за большего содержания смолы, с искрением при резком повышении температуры;
— дуб и граб обладают лучшей теплоотдачей при горении, но плохо раскалываются;
— дрова из груши и яблони легко раскалываются и хорошо горят;
— дрова из пород средней твердости, легко колоть;
— кедр дает долго тлеющие угли;
— дрова из вишни и вяза при горении дымят;
— дрова из платана легко растапливаются, но тяжело колются;
— дрова хвойных пород имеют низкую теплотворную способность, дымят и искрят, способствуя образованию смолистых отложений в трубе, но легко колются и растапливаются;
— тополь и липа хорошо горят, сильно искрят и очень быстро прогорают.
Показатель теплотворной способности дров разных пород древесины сильно изменяется, что влечет колебания плотности древесины и колебания в пересчетных коэффициентах кубометр => складометр.
Таблица со средними значениями теплотворной способности на 1 складометр дров.
Дрова из лиственницы
1 складометр сухой древесины лиственных деревьев заменяет 200 — 210 л жидкого топлива или 200 — 210 м³ природного газа.
Пеллеты
Пеллеты (топливные гранулы) — это прессованное под высоким давлением натуральное сырье растительного происхождения в форме цилиндрических гранул стандартного размера.
Сырьем для их производства является кора, опилки, щепа и другие отходы лесозаготовки, и отходы сельского хозяйства (лузга подсолнечника, солома, некондиционный лен и др), а также органические упаковочные материалы, картонная тара и тд.
Процесс производства пеллет состоит из этапов: дробления, сушки и грануляции.
Сырье измельчается до состояния муки, затем тщательно высушивается и сжимается в гранулы стандартного размера при помощи специального оборудования — гранулятора.
Во время грануляции, сопровождающейся повышением температуры материала, содержащийся в нем полимер лигнин, содержащийся в клетках растительного сырья,плотно склеивает измельченные частицы. Химические связующие примеси не используются.
На выходе получается легкое, недорогое, удобное в хранении и абсолютно безопасное топливо, альтернативное традиционным видам топлива (уголь, торф, дрова, природный газ).
Гранулятор пресса придает пеллетам форму.
Пеллеты — современный универсальный вид биотоплива, по эффективности применения равноценный каменному углю.
— полученные путем переработки кругляка твердых и мягких пород деревьев;
— полученные путем переработки соломы;
— полученные переработки подсолнечниковой шелухи;
— полученные путем переработки початков и стебля кукурузы;
— экологически чистое , соответствующее зеленой технологии топливо, произведенное из безвредных для человека и окружающей среды материалов, подлежащих утилизации: в 10-50 раз ниже эмиссия углекислого газа (СО2) в окружающую среду, в 15-20 раз меньше образование золы, чем при сжигании угля;
— неограниченное производств, в тч из древесины низкого качества,
— меньшая стоимость, в сравнении с ценой угля, жидкого топлива или дров,
— удобство транспортировки, как в фасованных пакетах, так и россыпью, и разгрузки через рукава с возможностью автоматизации процесса;
— не требуют больших складских площадей и могут храниться на открытом воздухе, не разбухая, без гниения,
— при хранении не самовоспламеняются,
— не требуют дополнительной обработки перед применением, не хуже газа или угля.
— большая теплотворная способность, чем опилки и щепа, в 1,5 раз больше, чем у дров,
— при сжигании 1,9 т пеллет выделяется примерно такое же количество тепла, что при сжигании 1 т мазута, при стоимости пеллет на внутреннем рынке в 3 раза дешевле, то есть обогрев пеллетами на 40% дешевле мазута;
— почти полное сгорание с минимальным количеством шлаков, что снижает частоту чистки котла можно производить намного реже,
— возможна автоматизация загрузки пеллет в топку в промышленных условиях,
— регулировка бытовых нагревательных устройств, работающих на пеллетах, регулируются в автоматическом режиме,
— малая волатильность цены, тк цена внутренняя,
— котлы на пеллетах работают дольше, нуждаются в меньшем обслуживании и более экономичны,
— для отопления жилых домов путем сжигания в печах, каминах и котлах,
— для обеспечения теплом и электроэнергией промышленных объектов и небольших населенных пунктов (с использованием крупных гранул с высоким содержанием древесной коры.
Спрос на это альтернативное топливо и на оборудование для его производства и сжигания постоянно возрастает.
Сравнительные характеристики видов топлива
Углекислый газ
кг/ГДж
Гранулы из соломы
«0» означает, что при сжигании продукта количество выделяемого СО2 не превышает объема, который образуется при естественном разложении, а количество других вредных выбросов ничтожно мало.
- Измерение теплоты сгорания в Ккал/кг. 1 калория — это количество тепла необходимое для нагрева 1 г воды на 1оС. 4,500 Кал/кг ( 4,500 Кал/кг ) — теплота сгорания 1 кг топлива в Кал.
- Измерение теплоты сгорания в МДж/кг. Системная международная тепловая единица. 1 Калория = 4,19 Джоуля, 4,500 Ккал/кг * 4,19 Дж = 18,855 МДж/кг — теплота сгорания 1 кг топлива в Джоулях.
- Измерение теплоты сгорания в Квт*час. 5,238 Квт* час/ кг — теплота сгорания 1 кг топлива, измеренная в «электротехнических единицах». Количество энергии выделямое в секеунду (то есть тепловая мощность) = 18.855.000 Дж (см. пункт 2 ) /3600 сек = 5238 Дж/сек = 5,238 Квт*час.
Таблица 1. Теплоотдача пеллет и альтернативных источников энергии
Стандарты производства пеллет:
— в США: Standard Regulations & Standards for Pellets in the US: The PFI (pellet), которым разрешено производство пеллет сортов Премиум и Стандарт. Премиум, который составляет около 95% производимых в США пеллет, — не более 1 % золы, а Стандарт- не более 3 %. Премиум может применяться для отопления любых зданий. Сорт Стандарт содержит больший объем коры или сельскохозяйственных отходов. Стандарты определяют также плотность, размеры пеллет, влажность, содержание пыли и других веществ.
— в Германии : DIN 51731, в Австрии : ONORM M-7135, в Великобритания : The British BioGen Code of Practice for biofuel (pellets), в Швейцария : SN 166000, в Швеция :SS 187120.
Основные европейские стандарты качества топливных гранул
Насыпная масса (кг/м3)
Теплота сгорания (МДж/кг)
Закрепитель, связующие материалы (%)
* «нет» — не означает величины, это может быть, нет сведений, не определено, нет точной величины и т.д.
Топливные брикеты
Топливные брикеты — это спрессованные отходы деревообработки (стружка, щепа), отходы сельского хозяйства (солома, шелуха семечки подсолнуха, гречихи), а также торфа.
Связующее вещество — натуральный полимер лигнин. Химические связующие примеси не используются.
Топливные брикеты активно используются для отопления частных домов в различных типах топок (печах), дровяных котлах, каминах, при приготовлении еды на гриле.
Преимущества топливных брикетов:
— экологически чистый продукт, материалом которого в полном объеме является природное сырье, а
— не поддаются воздействию грибков,
— горят дольше, чем дрова в 2-4 раза,
— удобно хранить и использовать.
— высокая сопоставимая с каменным углем теплотворность, в среднем в 2 раза больше, в сравнении с обычными дровами,
— постоянная температура на каждом этапе горения за счет ровного пламени,
— содержание золы после сгорания — 1-3%. Для сравнения: содержание золы после сгорания каменного угля — 30-40%, дров- 8 -16%, щепы- 11-18%,
— современные твердотопливные котлы на брикетах можно чистить не чаще 1 раз в год,
— золу можно использовать, как экологически чистое удобрение,
— угарный газ не выделяется и другие вредные вещества не образуются,
— затраты на отопления ниже, чем в случае использования каменного угля или дров.
Типы топливных брикетов:
— RUF-брикеты — в форме набольшего кирпичика прямоугольной формы,
— NESTRO-брикеты — брикет цилиндрической формы, иногда с радиальным отверстием внутри,
— Pini&Kay-брикеты — брикет, имеющий 4, 6 или 8 граней с продольным радиальным отверстием внутри.
Уголь
Уголь — это горючая осадочная порода растительного происхождения, состоящая в основном из углерода и ряда других химических элементов.
Состав угля зависит от возраста и условий углефикации:
— бурый уголь — самый молодой,
— антрацит — самый возрастной.
По мере старения происходила концентрация углерода и снижение содержания летучих составляющих, в частности, влаги.
Бурый уголь имеет влажность 30-40%, более 50% летучих компонентов, у антрацита эти 2 показателя составляют 5-7%.
Влажность каменного угля- 12-16%, количество летучих компонентов — около 40%.
Уголь также содержит различные негорючие золообразующие добавки, «породу».
Зола загрязняет окружающую среду и спекается в шлак на колосниках, что затрудняет горение угля.
Наличие породы уменьшает удельную теплоту сгорания угля.
В зависимости от сорта и условий добычи количество минеральных веществ различается очень сильно, зольность каменного угля около 15% (10-20%).
Вредным компонентом угля также является сера, в процессе сгорания которой образуются окислы, которые в воздухе превращаются в серную кислоту.
Удельная теплота сгорания (угольного концентрата)
Удельная теплота сгорания угля
Реальные цифры могут существенно отличаться.
Кузбасский каменный уголь — 5000-5500 ккал/кг. .
Плотность угля 1 — 1,7 (каменный уголь — 1,3-1,4) г/см3 в зависимости от вида и содержания минеральных веществ.
Используется показатель «насыпная плотность», который составляет около 800-1 000 кг/м3.
Виды и сорта угля
Уголь классифицируется по многим параметрам (география добычи, химический состав), но с «бытовой» точки зрения достаточно знать маркировку и возможности использования.
Используется следующая система обозначений угля: Сорт = (марка) + (класс крупности).
Кроме основных марок, есть промежуточные марки каменного угля: ДГ (длиннопламенно-газовые), ГЖ (газовые жирные), КЖ (коксовые жирные), ПА (полуантрациты), бурые угли также делятся по группам.
Коксующиеся марки угля (Г, кокс, Ж, К, ОС) в теплоэнергетике практически не используются, так как они являются дефицитным сырьем для коксохимической промышленности.
По классу крупности (размеру кусков, фракции) сортовой каменный уголь подразделяется на:
не ограниченный размерами
Кроме сортового угля в продаже присутствуют совмещенные фракции и отсевы (ПК, КО, ОМ, МС, СШ, МСШ, ОМСШ).
Размер угля определяют исходя из меньшего значения самой мелкой фракции и большего значения самой крупной фракции, указанных в названии марки угля.
Например, фракция ОМ (М — 13-25, О — 25-50) составляет 13-50 мм.
Кроме указанных сортов угля в продаже можно встретить угольные брикеты, которые прессуют из низкообогащенного угольного шлама.
Процесс горения угля
Уголь состоит из 2х горючих компонентов: летучие вещества и твердый (коксовый) остаток
На 1м этапе горения выделяются летучие вещества; при избытке кислорода они быстро сгорают, давая длинное пламя, но малое количество тепла.
На 2м этапе выгорает коксовый остаток; интенсивность его горения и температура воспламенения зависит от степени углефикации, то есть, 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 практически для всех видов котлов, однако для полного сгорания этот уголь должен подаваться маленькими порциями, чтобы выделяющиеся летучие вещества успевали полностью соединяться с кислородом воздуха.
Полное сгорание угля характеризуется желтым пламенем и прозрачными дымовыми газами; неполное сгорание летучих веществ дает багровое пламя и черный дым
Для эффективного сжигания такого угля процесс должен постоянно контролироваться.
Уголь марок СС, Т, А
Разжечь его труднее, зато он горит долго и выделяет намного больше тепла.
Уголь можно загружать большими партиями, так как в них горит преимущественно коксовый остаток, нет массового выделения летучих веществ.
Очень важен режим поддува, так как при недостатке воздуха горение происходит медленно, возможно его прекращение, либо, напротив, чрезмерное повышение температуры, приводящее к уносу тепла и прогоранию котла.
Сравнительная таблица теплотворности некоторых видов топлива
Теплотворная способность топлива характеризует количество теплоты, выделяемое при полном сгорании топлива массой 1 кг или объемом 1 м³ (1 л).
Наиболее часто теплотворная способность измеряется в Дж/кг (Дж/м³; Дж/л).
Чем выше удельная теплота сгорания топлива, тем меньше его расход.
Удельная теплота сгорания каждого вида топлива зависит:
— от его горючих составляющих (углерода, водорода, летучей горючей серы и др.);
Когда определенное количество топлива сгорает, выделяется измеримое количество теплоты. Согласно Международной системе единиц величина выражается в Джоулях на кг или м 3 . Но параметры могут быть рассчитаны и в кКал или кВт. Если значение соотносится с единицей измерения топлива, оно называется удельным.
На что влияет теплотворность различного топлива? Каково значение показателя для жидких, твердых и газообразных веществ? Ответы на обозначенные вопросы подробно изложены в статье. Кроме того, мы подготовили таблицу с отображением удельной теплоты сгорания материалов – эта информация пригодится при выборе высокоэнергетического типа топлива.
Общая информация о теплотворности
Выделение энергии при горении должно характеризоваться двумя параметрами: высоким КПД и отсутствием выработки вредных веществ.
Искусственное топливо получается в процессе переработки естественного – биологического топлива. Вне зависимости от агрегатного состояния вещества в своем химическом составе имеют горючую и негорючую часть. Первая — это углерод и водород. Вторая состоит из воды, минеральных солей, азота, кислорода, металлов.
При сгорании 1 кг такой «смеси» выделяется разное количество энергии. Сколько именно этой энергии выделится, зависит от пропорций указанных элементов — горючей части, влажности, зольности и других компонентов.
Теплота сгорания топлива (ТСТ) формируется из двух уровней — высшего и низшего. Первый показатель получается из-за конденсации воды, во втором этот фактор не учитывается.
Низшая ТСТ нужна для расчетов потребности в горючем и его стоимости, с помощью таких показателей составляются тепловые балансы и определяется КПД работающих на топливе установок.
Вычислить ТСТ можно аналитически или экспериментально. Если химический состав горючего известен, применяется формула Менделеева. Экспериментальные методики основаны на фактическом измерении теплоты при сгорании топлива.
В этих случаях применяют специальную бомбу для сжигания – калориметрическую вместе с калориметром и термостатом.
Особенности расчетов индивидуальны для каждого вида топлива. Пример: ТСТ в двигателях внутреннего сгорания рассчитывается от низшего значения, потому что в цилиндрах жидкость не конденсируется.
Каждый тип веществ имеет свою ТСТ из-за особенностей химического состава. Значения существенно разнятся, диапазон колебаний — 1 000–10 000 кКал/кг.
Сравнивая разные виды материалов, используется понятие условного топлива, оно характеризуется низшей ТСТ в 29 МДж/кг.
Теплотворность твердых материалов
К этой категории относится древесина, торф, кокс, горючие сланцы, брикетное и пылевидное топливо. Основная составная часть твердого топлива — углерод.
Особенности разных пород дерева
Максимальная эффективность от использования дров достигается при условии соблюдения двух условий — сухости древесины и медленном процессе горения.
Идеальными для дровяного печного отопления считаются дубовые, березовые, ясеневые бруски. Хорошими показателями характеризуется боярышник, лещина. А вот у хвойных пород теплотворность низкая, но высокая скорость горения.
Как горят разные породы:
- Бук, березу, ясень, лещину сложно растопить, но они способны гореть сырыми из-за низкого содержания влажности.
- Ольха с осиной не образуют сажи и «умеют» удалять ее из дымохода.
- Береза требует достаточного количества воздуха в топке, иначе будет дымить и оседать смолой на стенках трубы.
- Сосна содержит больше смолы, чем ель, поэтому искрит и горит жарче.
- Груша и яблоня легче других раскалывается и отлично горит.
- Кедр постепенно превращается в тлеющий уголь.
- Вишня и вяз дымит, а платан сложно расколоть.
- Липа с тополем быстро прогорают.
Показатели ТСТ разных пород сильно зависят от плотности конкретных пород. 1 кубометр дров эквивалентен примерно 200 литрам жидкого топлива и 200 м 3 природного газа. Древесина и дрова относятся к категории с низкой энергоэффективностью.
Влияние возраста на свойства угля
Уголь является природным материалом растительного происхождения. Добывается он из осадочных пород. В этом топливе содержится углерод и другие химические элементы.
Кроме типа на теплоту сгорания угля оказывает влияние и возраст материала. Бурый относится к молодой категории, за ним следует каменный, а самым старшим считается антрацит.
Процесс горения угля сопровождается выделением веществ, загрязняющих окружающую среду, колосники котла при этом покрываются шлаком. Еще один неблагоприятный фактор для атмосферы — наличие серы в составе топлива. Этот элемент при соприкосновении с воздухом трансформируется в серную кислоту.
Производителям удается максимально снизить содержание серы в угле. В результате ТСТ отличается даже в пределах одного вида. Влияет на показатели и география добычи. Как твердое топливо может использоваться не только чистый уголь, но и брикетированный шлак.
Наибольшая топливная способность наблюдается у коксующегося угля. Хорошими характеристиками обладает и каменный, древесный, бурый уголь, антрацит.
Характеристики пеллет и брикетов
Это твердое топливо изготавливается промышленным способом из различного древесного и растительного мусора.
Измельченная стружка, кора, картон, солома пересушивается и с помощью специального оборудования превращается в гранулы. Чтобы масса приобрела определенную степень вязкости, в нее добавляют полимер — лигнин.
Брикеты отличаются только формой, их можно загружать в печи, котлы. Оба типа горючего делятся на виды по сырью: из кругляка, торфа, подсолнечника, соломы.
У пеллет и брикетов есть существенные преимущества перед прочими разновидностями топлива:
- полная экологичность;
- возможность хранения практически в любых условиях;
- устойчивость к механическим воздействиям и грибку;
- равномерное и длительное горение;
- оптимальный размер гранул для загрузки в отопительное устройство.
Экологичное топливо — хорошая альтернатива традиционным источникам тепла, которые не возобновляются и неблагоприятно действуют на окружающую среду. Но пеллеты и брикеты отличаются повышенной пожароопасностью, что стоит учитывать при организации места хранения.
При желании, можно наладить изготовление топливных брикетов собственноручно, подробнее – в этой статье.
Параметры жидких веществ
Жидкие материалы, как и твердые, раскладываются на следующие составляющие: углерод, водород, серу, кислород, азот. Процентное соотношение выражается по массе.
Из кислорода и азота образуется внутренний органический балласт топлива, эти компоненты не горят и включены в состав условно. Внешний балласт формируется из влаги и золы.
Высокая удельная теплота сгорания наблюдается у бензина. В зависимости от марки она составляет 43-44 МДж.
Похожие показатели удельной теплоты сгорания определяются и у авиационного керосина – 42,9 МДж. В категорию лидеров по значению теплотворной способности попадает и дизельное топливо – 43,4-43,6 МДж.
Относительно низкими значениями ТСТ характеризуются жидкое ракетное горючее, этиленгликоль. Минимальной удельной теплотой сгорания отличаются спирт и ацетон. Их показатели существенно ниже, чем у традиционного моторного топлива.
Свойства газообразного топлива
Газообразное топливо складывается из оксида углерода, водорода, метана, этана, пропана, бутана, этилена, бензола, сероводорода и других компонентов. Эти показатели выражаются в процентах по объему.
Высокие показатели теплотворной способности наблюдаются и у природного газа.
Они равны 41-49 МДж на кг. Но, например, у чистого метана теплота сгорания больше — 50 МДж на кг.
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 | м 3 | 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 | м 3 | 50,03 | 13,8 | 11950 |
| Водород | м 3 | 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 | м 3 | 45,57 | 12,6 | 10885 |
| Этилен | м 3 | 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.
Выводы и полезное видео по теме
О теплотворности разных пород дерева. Сравнение показателей в расчете на м 3 и кг.
ТСТ — важнейшая тепловая и эксплуатационная характеристика горючего. Этот показатель используется в различных сферах человеческой деятельности: тепловых двигателях, электростанциях, промышленности, при обогреве жилья и приготовлении пищи.
Значения теплотворности помогают сравнить различные виды топлива по степени выделяемой энергии, рассчитать необходимую массу горючего, сэкономить на расходах.
Есть, что дополнить, или возникли вопросы по теме теплотворности разных видов топлива? Можете оставлять комментарии к публикации и участвовать в обсуждениях – форма для связи находится в нижнем блоке.
