Розділ 10
ЕФЕКТИВНЕ ВИКОРИСТАННЯ РОСЛИННОГО ВУГЛЯ
10.1 Якість деревного вугілля
Більшість специфікацій, що використовуються для контролю якості деревного вугілля, походять із металургійної або хімічної промисловості. Коли деревне вугілля експортується, покупці, як правило, використовують ті самі технічні вимоги промислового класу, навіть якщо основне призначення імпортного деревного вугілля, швидше за все, призначене для домашнього приготування їжі або барбекю. Цю ситуацію слід враховувати, оскільки промислові та побутові вимоги не завжди однакові, а розумна оцінка реальних вимог до якості ринку може дозволити постачати деревне вугілля дешевше або у більших кількостях, корисно як для покупця, так і для продавця.
Якість деревного вугілля визначається відповідно до деяких його властивостей, і, хоча всі вони дещо взаємопов’язані, їх вимірюють та оцінюють окремо; Ці різні фактори якості розглядаються нижче.
10.1.1 Вміст вологи
Волога є домішкою, яка знижує нагрівання або теплотворну здатність деревного вугілля. Коли вугілля продається на вагу, нечесні торговці часто підтримують високий вміст вологи, змочуючи його водою. Додавання води не змінює об’єм та зовнішній вигляд деревного вугілля. З цієї причини ті, хто купує вугілля оптом, воліють купувати або за обсягом сировини, наприклад, у кубічних метрах, або за вагою, але визначаючи його вміст вологи за допомогою лабораторних досліджень та коригуючи ціну. На невеликих ринках він часто продається поштучно.
Попередити деревне вугілля під час дощу під час транспортування на ринок практично неможливо, але зберігати деревне вугілля в приміщенні - хороша практика, навіть якщо воно купується за обсягом, оскільки вміщена вода повинна евакуюватися. втрата теплотворної здатності. Це трапляється тому, що вода у вигляді пари проходить у потоці і рідко конденсується, виділяючи вміст тепла на предмет, що нагрівається в печі.
Характеристики якості зазвичай обмежують вміст вологи приблизно до 5-15%. ваги брутто деревного вугілля. Вміст вологи визначається сушкою зразка деревного вугілля в печі і виражається у відсотках від початкової ваги.
Очевидно, що деревне вугілля з високим вмістом вологи (10% і більше) має тенденцію кришитися і виробляти дрібний вугілля при нагріванні в ливарних цехах, що небажано у виробництві заліза.
10.1.2 різні леткі речовини у воді
Ці наслідки відображаються на виході деревного вугілля, отриманого з певної маси деревини. При низьких температурах (300 ° C) можливий вихід вугілля майже 50% .При температурах карбонізації 500-600 ° C леткі речовини дефіцитні, а в вугільній печі типовий вихід 30%. При дуже високих температурах (близько 1000 ° C) вміст летких речовин майже дорівнює нулю, а врожайність падає приблизно до 2%. Як зазначено вище, деревне вугілля може реабсорбувати смоли та піроленові кислоти під час дощового промивання при спалюванні ям або подібними методами. З цієї причини деревне вугілля може добре спалюватися, але з цієї причини має високий вміст летких речовин. Це створює додаткові зміни у вугіллі, яке спалюється в ямах, у вологому кліматі. Реабсорбовані кислоти призводять до того, що вугілля стає їдким, що спричинює гниття джутових мішків, що є проблемою під час транспортування; і крім того, він не має чистого горіння.
Летюча речовина у вугіллі може коливатися від 40% або більше до 5% або менше. Його вимірювання проводять нагріванням зразка, вагою сухого вуглецю та подалі від повітря, до 900 ° або до постійної маси. Втрата ваги - це летюча речовина, яка, як правило, визначається як вільна від вологи, тобто летюча речовина - волога (SV - волога).
Вугілля з великою кількістю летких речовин легко запалюється, але при згорянні утворює дим. Низьколетуче вугілля важко запалюється, і горіння дуже чисте. Хороший комерційний вугілля може мати чистий вміст летких речовин (без вологи) близько 30%. Вугілля з високою летючістю є менш крихким, ніж низьколетуче вугілля з важким горінням #, таким чином, утворюється менш дрібне сажа під час транспортування та транспортування. Він також більш гігроскопічний і тому має більш високий вміст природної вологи.
10.1.3 Фіксований вміст вуглецю
10.1.4 Вміст золи
Вміст золи у деревному вугіллі коливається приблизно від 0,5% до понад 5%, залежно від породи деревини, кількості кори, що входить до складу деревини в печі, та кількості забруднення брудом та піском. Як правило, шматок доброго вугілля має зольність близько 3%. Дрібний вугілля може мати високий вміст золи, але якщо матеріал менше 4 мм відсіяний, залишки більше 4 мм можуть мати зольність близько 5-10%. Покупці, природно, підозріло ставляться до вугілля, яке важко продати (і на жаль використовувати).
10.1.5 Типовий аналіз вугілля
1/= Гайана; 2/= Великобританія; 3/= Бразилія; 4/= Фіджі
Середньорічні середні значення та варіації стосуються деревного вугілля, що використовується Белго Мінейрою. Це суміш 40% евкаліптового деревного вугілля, виробленого у власних печах компанії, та 60% гетерогенного деревного деревного вугілля, виробленого приватними керованими печами. Деревне вугілля "добре від відмінно" відноситься до деревного вугілля, виробленого в печах компанії з деревиною евкаліпта.
10.1.6 Фізичні властивості
Вугілля для доменної печі повинно бути міцним на стиск, щоб протистояти силі дроблення шихти доменної печі або "вазі". Ця сила стиску, завжди нижча, ніж сила вугілля, тобто металургійного коксу, виготовленого з мінеральним вугіллям, визначає практичну висоту, а отже, ефективність та виробництво доменної печі. Здатність протистояти розщепленню в обробці важлива для підтримання постійної проникності шихти для удару повітря, що життєво важливо для підтримки продуктивності та рівномірності роботи печі.
Для вимірювання стійкості до руйнування розроблено кілька видів тестів; це досить важка властивість, яку можна визначити об’єктивно. Ці випробування засновані на вимірюванні стійкості деревного вугілля до фракціонування або руйнування, внаслідок чого зразок падає з певної висоти на тверду сталеву підлогу або робиться зразок рулону всередині барабана, щоб через певний час визначити розмір руйнування. Результат виражається відсотками, які проходять та залишаються через сита різного розміру. Вугілля з низькою стійкістю до руйнування вироблятиме більший відсоток дрібного вугілля, піддаючи зразку випробуванню. Дрібний вугілля небажаний у доменній печі, оскільки блокує ударний потік повітря в топку. Крихке вугілля також може бути подрібнене вагою вантажу і спричинити завали.
10.1.7 Поглинаюча здатність
Отриманий звичайний деревне вугілля не є дуже активним матеріалом для поглинання рідин або парів, оскільки його дрібна структура блокується смолистими залишками. Для перетворення деревного вугілля в «активоване» цю структуру потрібно відкрити для видалення залишків смоли. Найбільш широко застосовуваний метод сьогодні - нагрівання подрібненого деревного вугілля в червоній тепловій печі в атмосфері перегрітої пари. Пара, виключаючи кисень, запобігає споживанню вугілля Be при спалюванні. Тим часом леткі смоли видаляються дистиляцією і йдуть разом з парою, залишаючи пористу структуру відкритою. Оброблений вуглець переходить у закриті ємності і дають йому охолонути. Печі активації, як правило, безперервні, тобто подрібнене вугілля безперервним каскадом проходить через гарячу піч в атмосфері пари.
Після активації специфікації якості вугілля перевіряються, щоб визначити його здатність до знебарвлення шляхом поглинання водних розчинів сирої патоки, ромового розчину тощо; олії, такі як рослинна олія, і адсорбція розчинників, таких як етилацетат, на повітрі. Сила адсорбції має тенденцію бути конкретною. Градуювання встановлюють для водних розчинів, інші для масел та інші для парів. Тести вимірюють адсорбційну здатність. Існує мало відмінностей у готовому продукті, виготовленому на деревному вугіллі різного походження, але загалом все можна використовувати, якщо правильно спалити. Хороший базовий вугілля для активованого вугілля можна отримати з деревини Eucalyptus grandis у цегляних печах.
Вуглець для адсорбції газів і парів, як правило, отримують із вугілля кокосової горіхи. Це деревне вугілля має високу адсорбційну здатність і протистоїть розпилюванню в адсорбційному обладнанні, що є дуже важливим фактором.
10.2 Ефективність спалювання деревного вугілля
10.2.1 Як ви спалюєте деревне вугілля
Той факт, що деревне вугілля може горіти в компактній та портативній печі без потреби в трубопроводі, є одним з найважливіших його атрибутів і пояснює його широку популярність, особливо в містах та забудованих районах. A-Cm, коли в глобальному енергетичному плані країні ефективніше намагатись використовувати деревину з ефективним згорянням для приготування їжі, замість того, щоб перетворювати її на деревне вугілля раніше, це було б складною політикою, оскільки більшість люди, які в даний час спалюють деревне вугілля, навряд чи могли б обміняти його на деревину. Піч з каміном, яка споживає дрова, коштує дорого. Сама піч може бути утрамбована землею і нічого не коштувати, але металева трубка може коштувати 10 і більше доларів. Для тих, хто живе в міському житловому приміщенні, може бути неможливо встановити димоходи, і в цих випадках характеристики деревного вугілля встановлюються як незабруднююче паливо.
Важливі фактори, що спостерігаються у добре прогнозованих домогосподарствах, які споживають деревне вугілля, можна підсумувати нижче:
-
(i) Деревне вугільне паливо повинно "бачити" нагрівальну посудину і повинно бути якомога ближче до неї. Стіни палати палаючої ліжка не повинні "звертатись" безпосередньо до ложа вогнища. Це передбачає простір горіння з формою, яка трохи нагадує перевернутий конус 80-90 ° по відношенню до кута з палаючим шаром, розташованим біля вершина.
(ii) Корпус печі повинен бути виготовлений з вогнетривкого матеріалу, не металевого, на який не впливає температура близько 1000 ° C і який повинен бути хорошим теплоізолятором, щоб не красти тепло з палаючого шару. Хорошим матеріалом є пориста кераміка, виготовлена з білою глиною, що випікається, щоб вона краще відбивала тепло до горщика. Корпус пальника повинен бути змінним у своїй опорній конструкції, щоб зменшити витрати на обслуговування. Більш дешевий, більш-менш задовільний корпус пальника можна зробити, замісивши вологу пластикову суміш із приблизно 60% глини, 20% піску та 20% дрібного вугілля в дерев’яній формі та давши їй висохнути. Хоча це не постійно згоріла кераміка, вона дешева.
(iii) Конічна протипожежна отвір у пальнику повинна мати близько чотирьох каналів для потоку газів на її поверхні, шириною близько 30 мм і глибиною 4 мм, щоб гарячий газ проходив через злив, якщо добре варильний посуд можна надійно встановити в конусі.
(iv) Решітка повинна бути зі сталевого листа з досконалістю 3 мм, виконаного цвяхами, з відстанню приблизно 1 на см2.
(v) Конструкція печі, яка може бути виготовлена з переробленої листової сталі, повинна мати ніжки, залишаючи зазор 4-5 см між нижньою поверхнею глиняного пічного блоку та підлогою. Знизу підношений лоток із переробленого сталевого листа для збору гарячого попелу, щоб плиту можна було розмістити на будь-якій поверхні, не створюючи небезпеки пожежі.
Дизайн, показаний на малюнку 12, є лише одним із багатьох, але всі гарні конструкції відповідають принципам, викладеним у цьому розділі. Справедливо підкреслити той факт, що метою є досягнення максимальної ефективності при мінімальних витратах, оскільки в іншому випадку обладнання не використовуватиметься.
Рис. 12 Хороша конструкція вугільної печі
1. Кругла каструля для варіння
2. Канали в корпусі пальника для потоку газів
3. Корпус із переробленої сталі
4. Перероблений сталевий зольний лоток
5. Перфорована сітка або решітка з переробленої сталі
6. Обпалений корпус пальника з білої кераміки або
глинисто-піщано-дрібновугільна суміш
7. Паливне вугілля