De theoretische verbrandingstemperatuur van kolen ligt in het bereik van 1000 ... 2300 ° C en is afhankelijk van een aantal factoren: verbrandingsomstandigheden, specifieke calorische waarde, vochtgehalte enzovoort. De werkelijke verwarming in het midden van de vlam die in de oven van de ketel of kachel brandt, overschrijdt zelden de 1200 graden. Maar de eigenaar van het huis heeft helemaal niet de taak om het apparaat en de leidingen wit te gloeien. Het belangrijkste doel is om de energie van een waardevol mineraal effectief te gebruiken en voor een lange periode de juiste hoeveelheid warmte te krijgen.
Kolen die voor verwarming worden gebruikt
De vorming van zwarte brandstof in de ingewanden duurt enkele honderdduizenden tot miljoenen jaren. Hoe dieper en de oude afzetting, hoe hoger de dichtheid en verbrandingswarmte van de kolenmassa. De energiewaarde van brandstof hangt af van één indicator: het percentage pure koolstof in de samenstelling van het fossiel.
We vermelden de soorten kolen die worden verbrand in verwarmingsovens, in volgorde van stijgend caloriegehalte:
- Bruinkool bevat tot 70% koolstof. De resterende 30% zijn vluchtige stoffen (gebonden zuurstof, stikstof, waterstof) en onzuiverheden - zwavel, ijzer, fosfor, silicium en aluminium.
- Dichte steenkool is 82% koolstof, de rest is onzuiverheden en vocht.
- Antraciet is de oudste brandstof die tot 95% koolstof bevat.
Referentie. Deze ketting mist de eerste en laatste schakel. Ten eerste vormt biomassa - planten en bomen - laagcalorisch veen, dat dicht bij het oppervlak ligt en geschikt is voor briketproductie. Natuurlijk grafiet bestaande uit pure koolstof maakt de ketting compleet.
Kolenbrandstof wordt onderverdeeld in typen en klassen volgens de fysische eigenschappen en grootte van de fractie. Afhankelijk van de oorsprong varieert de samenstelling van steenkool, wat van invloed is op de kenmerken ervan - ontsteking en verbrandingstemperatuur, calorische waarde en asgehalte. Onderstaande tabel geeft de classificatie van fossiele brandstoffen weer naar hun gehalte aan vluchtige stoffen, vocht en as.
Na de mijnbouw wordt het kolenmengsel gekalibreerd - verdeeld in fracties. Hoe groter de stukken, hoe hoger de energieprijs en hoe beter de verbranding. In de volgende tabel laten we zien hoe verschillend en hoe kolen van verschillende groottes zijn aangeduid.
Notitie. Als het naast het merk brandstof nodig is om de grootte van de breuk aan te geven, wordt de letterindex toegewezen aan de hoofdklasse-aanduiding. Voorbeeld: GO - gasmoer, AP - antraciet - kachel. Een bruin mengsel van noten en kleine dingen markeren - stuklijst.
We classificeren houtskool om verschillende redenen niet als een algemene classificatie:
- brandstof is niet fossiel, het is een product van droge verwerking (destillatie) van hout;
- het gebruik van verbrande kolen voor het verwarmen van een huis is economisch niet rendabel, het is goedkoper om gewoon hout te kopen;
- Deze brandstof is zeer geschikt voor de bediening van een smidse, gasgenerator of verbranding in een barbecue.
Vlampunt en andere parameters
Het verbrandingsproces van steenkool is een chemische reactie van koolstofoxidatie die plaatsvindt bij een hoge begintemperatuur met intense hitte. Nu is het eenvoudiger: kolenbrandstof kan niet ontbranden zoals papier, voor voorverwarmen is het nodig om voor te verwarmen tot 370–700 ° С, afhankelijk van het type brandstof.
Sleutelmoment. Het rendement van het verbranden van kolen in een oven of een ketel op vaste brandstof wordt niet gekenmerkt door de maximale temperatuur, maar door de volledigheid van de verbranding. Elk koolstofmolecuul combineert met twee zuurstofdeeltjes in de lucht om kooldioxide, CO2 te vormen. Het proces komt tot uiting in de chemische formule.
Als je de hoeveelheid inkomende zuurstof beperkt (bedek de blower, zet de TT-ketel in smeulende modus), koolmonoxide, wordt er brandbaar CO-gas gevormd in plaats van CO2, dat wordt uitgestoten in de schoorsteen, zal het verbrandingsrendement aanzienlijk worden verminderd. Om een hoog rendement te bereiken, moeten gunstige voorwaarden worden geboden:
- Bruinkool ontbrandt bij een temperatuur van +370 ° C, steen - 470 ° C, antraciet - 700 graden. Voorverwarmen van de verwarmingsunit met brandhout (zaagselbriketten) is vereist.
- De lucht in de vuurkist wordt teveel toegevoerd, de veiligheidsfactor is 1,3-1,5.
- De verbranding wordt ondersteund door de hoge temperatuur van de hete laag kolen die op het rooster ligt. Het is belangrijk om ervoor te zorgen dat zuurstof door de volledige dikte van de brandstof stroomt, omdat de lucht door de aslade beweegt als gevolg van natuurlijke schoorsteentrek.
Commentaar. De uitzonderingen zijn zelfgemaakte Bubafony-kachels en cilindrische bovenbrandketels, waar lucht van boven naar beneden in de oven wordt aangevoerd.
De theoretische verbrandingstemperatuur en de specifieke warmteoverdracht van verschillende soorten brandstof worden weergegeven in de vergelijkende tabel. Het is merkbaar dat onder ideale omstandigheden elke brandstof een maximum aan warmte afgeeft wanneer deze in wisselwerking staat met de gewenste hoeveelheid lucht.
In de praktijk is het niet realistisch om dergelijke omstandigheden te creëren, dus er wordt lucht met enige overmaat aangevoerd. De daadwerkelijke verbrandingstemperatuur van bruinkool in een conventionele TT-ketel ligt binnen 700 ... 800 ° C, van steen en antraciet - 800 ... 1100 graden.
Als je te ver gaat met de hoeveelheid zuurstof, zal er energie worden besteed aan het verwarmen van de lucht en zal het simpelweg de pijp in vliegen, het rendement van de oven zal merkbaar afnemen. Bovendien kan de brandtemperatuur 1500 ° C bereiken. Het proces lijkt op een gewoon vuur - de vlam is groot, er is weinig warmte. Een voorbeeld van een efficiënte verbranding van kolen met een retortbrander op een automatische ketel wordt gepresenteerd in de video:
Kolenverwarming - praktische tips
Het volledig verbranden van kolenbrandstof vereist een speciale aanpak van het probleem. De taak is om een maximale efficiëntie van de warmtebron te bereiken, niet om de koelvloeistof te oververhitten en geen brand te veroorzaken door een te hoge temperatuur.
We bieden onze aanbevelingen voor de selectie van apparatuur aan:
- Zuiver houtgestookte ketels en in de fabriek gemaakte stalen kachels zijn ongewenst om te worden verwarmd met hoogcalorische kolen - steen en antraciet. Krachtige warmteoverdracht en sterke verwarming kunnen de wanden van de vuurkist vervormen (meestal zijn ze gemaakt met een dikte van 3 mm).
- Voor kolenverwarming zijn TT-ketels met een met water gevuld rooster niet geschikt. Door het temperatuurverschil kleeft de gloeiend hete sinterlaag stevig aan de leidingen met water, luchtdoorlaat en verdere reiniging van de unit is erg moeilijk.
- Als u steenkool hebt gekalibreerd met een korrelgrootte van 25-50 mm (walnootclassificatie), is de beste keuze een ketel met automatische brandstoftoevoer. De unit is uitgerust met een retortbrander en een ventilator, die op commando van de elektronica de luchtinjectie nauwkeurig afgeeft. Duur van continu werk - tot 7 dagen.
- De ideale optie is om een mijn of een traditionele ketel te kopen, ontworpen voor het gebruik van kolen. In de warmtegenerator bevinden zich beweegbare roosters, gedraaid door een externe handgreep. Het apparaat helpt as uit de oven in de onderste kamer te dumpen.
- Kachels uitgerust met een ventilator of rookafvoer zijn handiger en veiliger dan ketels met mechanische bediening op de ketting. Bij een kritische temperatuurstijging schakelt de automatisering de luchttoevoer uit en wordt het kanaal afgesloten door een demper. Het gebruikelijke blaasdeksel past niet goed, zuurstof sijpelt in de kamer en de langzame verbranding gaat door.
- Kolen stoken in een open haard heeft geen zin. Je krijgt niet veel warmte, verdun gewoon het vuil in de kamer en er zal een onaangename geur verschijnen.
- Om de veiligheid te vergroten, is het zeer raadzaam om een extra warmteafvoerklep op de ketel te installeren.Bij oververhitting en koken stort het element een deel van de koelvloeistof uit de ketelmantel en vult het tegelijkertijd met koud leidingwater.
Elk type steenkool moet worden aangepast. Het is beter om onbekende brandstof in kleine porties bij te vullen, de trek met een hek aan te passen en de temperatuurstijging te observeren. Wanneer u alle brandende nuances van dit merk berekent, vult u de vuurhaard met 2/3.
Een belangrijk punt met betrekking tot de werking van een steenkachel met kachel. Open in geen geval de branders na het laden van een nieuw deel kolen, gebruik de zijdeur. Bij zuurstofgebrek stoot brandstof pyrolysegas uit, dat via de verwijderde brander zal ontsnappen.
Ten slotte over het verbranden van kolenstof
De fijne fractie die overblijft van ruwe steenkool is ook een volle brandstof. Het probleem is het laden - het meeste stof wordt onmiddellijk wakker in de aslade. Als u het bovenop brandhout laadt, wordt de toegang tot zuurstof geblokkeerd en gaat de verbranding achteruit. In dergelijke gevallen kunt u 3 methoden toepassen:
- Dedovsky. Steenkoolstof wordt gemengd met water, cakes worden gemaakt en in de zon gedroogd.
- Briketten Als je veel stof hebt, is het logisch om een schroefpers te maken of te bestellen om thuis kolenbriketten te vormen.
- Voeg toe aan de fijne fractie water en laad in de vuurkist in oude plastic zakken.