Что относится к твердому топливу и его распространенные виды

March 10, 2019


На основе углерода под действием фотосинтеза и солнечных лучей органика превращается в природное твердое топливо. Оно представляет собой плиты, куски, бруски неизменной формы. Особенностью является способность сгорать и выделять тепло, характеризующаяся показателем удельной теплотворности единицы массы. При увеличении показателя повышается полезное действие, и нагревание дома становится экономичным.

Топливо
Используйте твердое топливо для экономии

Сущность горения

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

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

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

В даном видео рассмотрим изготовление пеллетов:

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

Природные виды

Для обзора материалов, используемых для обогрева, следует четко понимать, что относится к твердому топливу. Промышленность добывает и перерабатывает уголь, древесину, торф. В котлах бытового назначения используют именно эти горючие вещества. В промышленных масштабах применяют кокс и сланцы.

Виды твердого топлива таковы:

  • ископаемые, которые возникли в процессе метаморфоз останков органики в результате взаимодействия температур и давления много веков назад;
  • не ископаемые — к ним относят дерево и производные от него материалы.
Топливо
Разнообразие топлива поможет подобрать вам наиболее качественное и дешевое

Ископаемый уголь

Из древних частей растений образовались полезные месторождения. Значение имеют и массы битума, наслоившихся на поверхности и постепенно оказавшихся под давлением без воздуха в результате постепенного ухода под землю.

Антрацит относится к высоко углифицированным формам, по состоянию приближающимся к графиту. Плотный и блестящий пласт содержит до 92% углерода. Используется в качестве высококалорийного топлива, горит при низких температурах, но трудно воспламеняется. Происходит от каменного угля.

Каменный уголь возник в результате метаморфизма битума, появившегося при тектонических сдвигах в различные эпохи. Богатые залежи обнаруживаются в горах, где созданы условия давления и отсутствия воздуха. Ископаемые образцы отличаются по химическому составу, что предопределяет их свойства. В зависимости от сорта материал содержит 74-96% углерода и до 15% влаги. В составе присутствует 30% летучих газов, поэтому основа легко воспламеняется.

Бурый уголь происходит от торфа. В его составе сконцентрировано 63-72% углерода. По сравнению с другими видами является молодым и залегает не глубже одного километра. Применяется в качестве местного горючего материала и в виде химического сырья. Отличается высоким содержанием углерода (около половины от массы).

Лесное топливо

Самый доступный вид горючего материала, добывается рубкой, не требует геологических разработок. Повсюду используется в качестве твердого топлива для дома, костра, бани и др. Стоимость дров невелика, каждый хозяин заготавливает их собственноручно. На рынке котлов представлены модели различной сложности, рассчитанные на использование древесины или брикетов из нее.

Порода насаждений имеет значение для определения качества. Наиболее ценными считаются твердые деревья, имеющие высокие показатели теплотворности и горящие длительное время. Лучше всего для печи брать лиственные стволы, т. к. хвойные образуют больше дыма, выделяют много смолы и меньше тепла. Горение пород характеризуется так:

  1. Береза отличается хорошим воспламенением даже в сыром виде. Недостаток материала — в образовании смолистого нагара на стенках дымохода. Кубометр дров выдает 2700 ккал тепла.
  2. Ольха и осина выделяют тепло без образования сажи, наоборот, способствуют очищению внутренней поверхности дымового коллектора. Осина разгорается постепенно, нагревание малой интенсивности. Ольха загорается скоро, горит жарко (1840-2150 ккал).
  3. Тополь быстро раскаляет очаг, но явление кратковременное, так как древесина скоро уничтожается (2430 ккал).
  4. Сосновое и еловое топливо сильно горит, т. к. содержит большой процент смолы. Заготавливаются легко, поскольку хорошо обрабатываются из-за мягкости (1745-1855 ккал).
  5. Липа, бук и ясень выдают горячее пламя, но растапливаются трудно (2340-2520 ккал).
  6. Дуб тяжело заготавливается и колется, но топливо — одно из лучших по физическим показателям. Жарко горят и долго тлеют, выделяя большое количество тепла (3100 ккал).

Отрицательным в заготовке зимнего топлива является то, что требуется много места для хранения материала, организация отвода влажности и создание условий естественной сушки. Рационально заготавливать древесину на следующий год. Так она потеряет влажность и станет пригодной для сгорания с выделением оптимального количества тепла.

Сейчас паллеты, евродрова, угольные брикеты производятся в широких масштабах. Промышленность идет навстречу потребителям и учитывает нюансы отопительного процесса.

Брикеты из черного золота

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

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

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

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

Древесные товарные формы

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

Плитки Пини-кей

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

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

Изделия для котлов Руф

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

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

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

Опилочный материал

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

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

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

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

Пеллеты — гранулы для печи

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

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

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

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

Стоимость готовой продукции

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

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