Види вугілля і для чого їх використовують

Для опалення будинків здавна використовувалася деревина, але щоб постійно підтримувати горіння необхідно підкладати поліна знову і знову. З розвитком вугледобувної промисловості все більше людей стало використовувати кам’яне вугілля: він дає більше тепла, горить довше. При правильній закладці печі порція вугілля, засипаного в котел з вечора, буде підтримувати стабільну температуру всю ніч.

Історія освіти кам’яного вугілля і його види

Весь процес утворення вугілля можна розділити на два основних етапи: формування торфу і власне процес углефикации – перетворення торфу в вугілля.

Торф формувався на великих покритих водою просторах з рослинних залишків різного ступеня розкладання. Частина рослин перегниває повністю до гелеобразного стану, частина – зберігала своє клітинну будову. Їх залишки скупчувалися на дні водойм, які поступово перетворювалися в болота. Обов’язкова умова, необхідне для формування торфу, – відсутність кисню. Під товщею води кисню було мало, при розкладанні залишків виділявся сірководень, метан і вуглекислота, які сприяли затвердінню залишків. Утворювався торф.

Але не всі торфовища перетворювалися на вугілля. Для процесу углефикации необхідно: високий тиск, висока температура і великий проміжок часу. Залежно від наявності цих умов і відбувалося чи ні освіту кам’яного вугілля. Спочатку торф заносився осадовими породами, що збільшувало тиск і підвищувало температуру всередині торф’яного шару. В таких умовах утворювався буре вугілля – перший ступінь вуглефікації. У деяких областях відбувалося зміщення пластів, в результаті яких пласти бурого вугілля опускалися (деякі з виявлених родовищ знаходяться на глибині більше 6000 метрів). Місцями ці процеси супроводжувалися підйомом магми і виверження вулканів. Високий тиск, відсутність кисню і високі температури сприяли тому, що вологи і природних газів у бурому вугіллі ставало все менше, вуглецю все більше. У міру витіснення води і газів, буре вугілля перетворювався в бітумінозний, потім, при наявності високої температури, в антрацит. Основна відмінність бурого вугілля від кам’яного: в бурому вугіллі міститься більше вологи та природних газів і менше вуглецю, що впливає на кількість виробленого при горінні тепла.

Сьогодні вік вугільних покладів визначається по рослинним залишкам. Найдавніші датуються кам’яновугільним періодом (345-280 мільйонів років тому). У цей період сформувалося велика частина вугільних басейнів північної Америки (схід і центр США), центру і заходу Європи, півдня Африки, Китаю, Індії. В Євразії велика частина вугільних родовищ формувалася в Пермський період, деяка частина невеликих вугільних басейнів в Європі датується тріасового періоду. Збільшується активність вуглеутворення до кінця Юрського періоду і в Міловому. Приблизно в цей час були сформовані поклади на сході Європи, в Скелястих горах Америки, в Індокитаї і центрі Азії. Пізніше формувалися в основному буре вугілля і поклади торфу.

види вугілля

Вугілля класифікують в залежності від вмісту вологи, природних газів і вуглецю. З підвищення кількості вуглецю підвищується його теплотворна здатність. Чим менше вологи і летких речовин (газів), тим краще він переносить зберігання і транспортування.

лігніт  – вугілля першої стадії вуглефікації. Він відрізняється від бурого вугілля меншою кількістю води (45%) в складі і великим виділенням тепла. Структуру має волокнисту, колір – від коричневого до чорного (більш високої якості). Найчастіше використовується в енергетиці (на теплоелектростанціях) для опалення приватних будинків використовується рідко, так як погано зберігається і має невисоку теплотворну здатність в звичайних печах.

Суббітомінозний вугілля – колір чорний, менш виражена волокниста структура, більш висока в порівнянні з лігніту теплотворність, менший вміст вологи (30%). При перевезенні кришиться, а на відкритому повітрі вивітрюється. При згорянні виділяє 5-6 кВт / кг. Використовується як в енергетиці, так і в ЖКГ для опалення.

бітумінозний вугілля відрізняється найвищою теплотворною здатністю, не втрачає своїх якостей при транспортуванні і зберіганні. Виділяє при горінні 7-9 кВт / кг тепла. Деякі його види використовують для коксування.

Антрацит – вугілля смоляно-чорного кольору. Відрізняється найвищим вмістом вуглеводню. Його важко розпалити, але горить довго і без кіптяви, виділяє велику кількість тепла (більше 9 кВт / кг). Саме антрацит частіше інших використовується для опалення.

Який вугілля використовують для опалення

В Україні і країнах СНД діє система, прийнята ще в 1988 році. Класифікують вугілля відповідно до ГОСТ 25543-88, який поділяється на 7 категорій. Для опалення використовують тільки деякі:

Довгополуменеве вугілля (Д). Свою назву отримав завдяки тривалому процесу горіння з виділенням великої кількості тепла (5600-5800 ккал / кг). Для його розпалювання і горіння не потрібно спеціального обдування, тому довгополум’яне вугілля часто використовуються в побутових котлах на твердому паливі. Залежно від розмірів буває:

  • ДПК – плитний великий – розміри шматків 50-200 мм;
  • ДПКО – плитний кулак-горіх – розміри шматків 25-100 мм;
  • ПО – горіх – 26-50 мм;
  • ДМ – невеликий – розміри 13-25 мм;
  • ДС – насіння – 6-13 мм;
  • ДР – рядовий – немає стандартних розмірів.

Довгополуменеве вугілля – оптимальний для опалення: полум’я довге (схоже «видають» дрова), виділяється багато тепла, розпалюється і горить легко – для нормального горіння достатньо природної тяги. Відносно невисока його вартість в поєднанні з відмінними характеристиками і зумовили популярність цієї марки вугілля. Його закуповують не тільки для опалення приватних будинків, але і для котелень освітній і медичних установ. Причому використовується паливо будь-якої фракції: від великих «К» до дрібних «М».

Довгополуменеве газове (ДГ). Відрізняється від марки Д більшою теплотворною здатністю. Використовують для опалення приватних будинків все фракції: від «великий» до «рядовий». Більш вимогливий ніж довгополум’яне до умов зберігання, тому що більш інтенсивно вивітрюється.

Антрацит (А). Виділяє багато тіла, має малу зольність (зольний залишок 10%), горить довго і рівно, дим при горінні – білий (всі інші марки «дають» чорний дим). Незважаючи на високі показники однозначно рекомендувати його для опалення приватних будинків не можна: антрацит має високу вартість і його важко розпалювати.

У деяких випадках купують худі вугілля «Т», жирні «Ж» або слабоспечуване «СС». Решта класи мають переважно промислове використання. Їх використовують в енергетиці та металургії, деякі марки для коксування і збагачення. При виборі вугілля потрібно звертати увагу не тільки на його характеристики, але і на вартість доставки. Якщо у вашому регіоні не продають довгополум’яне або антрацит, то швидше за все вам доведеться обходиться тим, що представлений на ринку. Звертати увагу потрібно і на рекомендації виробників вашого котла: в документах зазвичай вказуються марки, під якими проектувалося обладнання. Їх і потрібно використовувати.

Для підвищення комфортності і в цілях економії багато хто воліє мати кілька фракцій: розтоплювати зручніше фракцією «горіх» або «великий», а на тривале горіння засипати «насіннячко». На найхолодніші періоди запасають кілька антрациту, який хоч і важко розпалюється, але в розігрітому казані горить довго і жарко.

Коксівне і збагачений вугілля проходять спеціальну обробку для збільшення теплотворної здатності. Використовуються ці види в металургії і енергетиці. Для побутових котлів таке паливо не підходить: через надмірно високу температуру горіння піч може розірвати.

Якщо послухати людей з досвідом, то кажуть, кращий ефект дає наступна послідовність засипки палива в котел: розтопити довгополум’яних, потім засипати антрациту фракції «горішок» – він довго горить ви дає багато тепла, а на ніч піч додати «насіння», яка буде горіти до ранку.

Порядок розпалювання цегляних печей рекомендують інший: розтоплюють піч дровами, коли добре розгориться, засипають «семечкой» або вугільними брикетами (піддавали і заслінку відкрити для кращого надходження кисню). Якщо в насінні багато пилу, її можна змочити водою – так вона розгорається легше. Коли спека в печі досить, можна використовувати «кулак».

Як вибрати вугілля для опалення читайте тут.

Що таке деревне вугілля і для чого він використовується

Деревне вугілля використовується людьми вже багато тисяч років тому: його знаходили при розкопках в поселеннях печерних людей. Навряд чи вони виготовляли його самі, швидше за збирали на пожежах або зберігали залишки вогнищ, але, мабуть, знали про його властивості і вміли користуватися.

Сьогодні в нашій країні цей вид палива використовується здебільшого для приготування їжі: його використовують в мангалі і барбекюшніцєю, підкладають в багаття. Іноді використовують для камінів: горить він довго, виділяє багато тепла (7800 Ккл / кг), а диму і кіптяви майже не утворюється. Частина, що залишилася зола є відмінним добривом і використовується для добрива лісових угідь або сільськогосподарських полів. Зола деревного вугілля застосовується також для виробництва добрив.

У промисловості деревне вугілля використовують для виплавки чавуну. Для виробництва тонни сплаву потрібно всього 0,5 тонни цього палива. При цьому чавун отримує підвищену стійкість до корозії і міцність. Як флюс використовують кам’яне вугілля при виплавці латуні, бронзи, міді, марганцю, цинку і нікелю. З нього виготовляють тверде мастило для машинобудування, використовують для шліфування в приладобудуванні і поліграфії і т.д. З деревного вугілля виготовляють фільтри різного призначення.

Сьогодні деревне вугілля починають розглядати як альтернативу традиційному пальному: на відміну від кам’яного вугілля, нафти і газу він відноситься до поновлюваних матеріалів. Причому сучасні технології дозволяють отримувати деревне вугілля навіть із відходів промисловості: з тирси, потерті, чагарників і т.п. З такого подрібненої сировини формують брикети, які дають в 1,5 рази більше тепла, ніж звичайний деревне вугілля. При цьому тепло виділяється більш тривалий проміжок часу і жар виходить рівномірний.

Як роблять деревне вугілля

До 20 століття деревне вугілля отримували, спалюючи деревину в ямах або купах спеціальної форми. У них вкладали деревину, засипали її землею, підпалювали через пророблені спеціальні отвори. Така технологія є відкритою і по сьогоднішній день використовується в деяких країнах. Але має вона малу ефективність: на 1 кг вугілля йде до 12 кг деревини, до того ж неможливо контролювати якість одержуваного деревного вугілля. Наступним етапом розвитку вуглевипалювання стало використання в земляних печах труби. Таке удосконалення підняло ефективність процесу: на кілограм йшло 8 кг лісу.

В сучасних вуглевипалювальних апаратах на кілограм продукту витрачається 3-4кг сировини. При цьому звертається велика увага на екологічність процесу: при виробництві деревного вугілля в атмосферу виділяється багато диму, сажі і шкідливих газів. Сучасні установки виділяються гази вловлюють, направляють в спеціальні камери, де він використовується для нагрівання печі до температури коксування.

Перетворення деревини в деревне вугілля відбувається в безкисневому атмосфері при високій температурі (реакція піролізу). Весь процес поділений на три етапи:

  • при 150оС відбувається видалення з деревини вологи;
  • при 150-350оС виділення газів і утворення органічних продуктів;
  • при 350-550оС відокремлюють смоли і Неконденсовані гази.

Відповідно до Держстандарту деревне вугілля ділять на кілька марок в залежності від типу використаної деревини:

    • А – твердолистяні породи;
    • Б – твердо і м’яко листяні, хвойні породи (про виробництво деревного вугілля читайте тут).

Марки Б і В – найчастіше це деревновугільні брикети, на виготовлення яких йдуть відходи деревопереробних підприємств. Це відмінний вид біопалива, який давно використовується в Європі для опалення та навіть на електростанціях: при їх згоранні не утворюються сірчані сполуки (сірки в деревному вугіллі немає), а вуглеводень міститься в мінімальних кількостях. Використовуючи технології предків можна нажечь вугілля для власних потреб самостійно. Як зробити деревне вугілля своїми руками читайте тут.

Ссылка на основную публикацию