Глава 10 - Ефективне використання деревного вугілля
Вугілля піде далі, якщо його використовувати ефективно та якщо його якість є оптимальною для конкретного кінцевого використання. Якість деревного вугілля може бути визначена та виміряна різними способами, які зазвичай визначаються різними вимогами до кінцевого використання. Ефективність у використанні, як правило, означає передачу максимальної кількості вмісту тепла деревного вугілля на об'єкт, що нагрівається, будь то вода для приготування їжі, повітря приміщення або шихта в доменній печі. Ефективність залежить від використання правильно розробленого обладнання для спалення вугілля.
Найменш вимогливим ринком деревного вугілля, з точки зору якості, є внутрішній. Причини полягають у тому, що продуктивність неможливо виміряти легко, сила споживачів як приватних осіб визначати та отримувати деревне вугілля хорошої якості мінімальна, і існує певний компроміс між ціною та якістю, який побутовий споживач використовує для отримання задовільних результатів. Однак це не означає, що контроль якості не варто. За умови, що воно не стає громіздким і бюрократично непродуктивним, система вказівок щодо якості побутового деревного вугілля є вартим кроком у забезпеченні максимальної врожайності деревних ресурсів, проте забезпечуючи належні показники роботи домогосподарств. З іншого боку, такі великі користувачі, як вугільна промисловість, знають зі свого досвіду експлуатації та досліджень властивості, які вони шукають у деревному вугіллі, і мають засоби у формі зосередженої купівельної спроможності та контролю над принаймні частиною власного виробництва деревного вугілля., щоб переконатися, що деревне вугілля, яке вони використовують, відповідає їхнім специфікаціям і виробляє чавун із мінімальними загальними витратами.
Більшість специфікацій, що використовуються для контролю якості деревного вугілля, походять із металургійної або хімічної промисловості. Коли деревне вугілля експортується, покупці, як правило, використовують ці технічні специфікації якості, хоча основним товаром імпортного деревного вугілля цілком може бути внутрішній ринок кулінарії або барбекю. Цей фактор слід мати на увазі, оскільки промислові та побутові вимоги не завжди однакові, а розумна оцінка фактичних вимог до якості ринку може дозволити постачання відповідного деревного вугілля за нижчою ціною або у більших кількостях, вигідних як для покупця, так і для продавця.
Якість деревного вугілля визначається різними властивостями, і хоча всі вони певною мірою взаємопов’язані, їх вимірюють та оцінюють окремо. Ці різні фактори якості розглядаються нижче.
Деревне вугілля, що свіже з відкритої печі, містить дуже мало вологи, зазвичай менше 1%. Поглинання вологи з вологості повітря відбувається швидко, і з часом відбувається збільшення вологи, яка навіть без будь-яких змочувань дощу може довести вміст вологи приблизно до 5-10%, навіть у добре спаленому деревному вугіллі. Коли деревне вугілля не спалюється належним чином або там, де піролігенові кислоти та розчинні смоли були змиті на вугілля дощем, як це може статися при спалюванні котловану та насипу, гігроскопічність деревного вугілля збільшується, а природна або рівноважна вологість вугілля може зрости до 15% і навіть більше.
Волога є домішкою, яка знижує теплотворну здатність або теплоту вугілля. Там, де деревне вугілля продається на вагу, підтримання високого вмісту вологи шляхом змочування водою часто практикується нечесними торговцями. Об'єм і зовнішній вигляд деревного вугілля майже не змінюється додаванням води. З цієї причини основні покупці деревного вугілля воліють купувати або за валовим обсягом, напр. у кубічних метрах, або купувати на вагу та визначати лабораторним тестом вміст вологи та коригувати ціну для компенсації. На невеликих ринках продаж часто здійснюється поштучно.
Практично неможливо запобігти випадковому дощовому змочуванню деревного вугілля під час транспортування на ринок, але гарною практикою є зберігання деревного вугілля під прикриттям, навіть якщо воно було придбане в обсязі, оскільки вода, що в ньому міститься, повинна випаровуватися при спалюванні і являє собою прямі втрати теплової потужності. Це відбувається тому, що випарена вода переходить у димохід і рідко конденсується, щоб виділити тепло, яке вона містить на предметі, що нагрівається в печі.
Характеристики якості деревного вугілля зазвичай обмежують вміст вологи приблизно до 5-15% від ваги брутто деревного вугілля. Вміст вологи визначається сушінням у печі зваженого зразка деревного вугілля. Це виражається у відсотках від початкової ваги.
Існують дані, що деревне вугілля з високим вмістом вологи (10% і більше) має тенденцію до руйнування та виробляє дрібні фракції при нагріванні в доменній печі, що робить його небажаним у виробництві чавуну.
Летюча речовина, крім води у вугіллі, включає всі ті залишки рідини та смоли, які не повністю відігнані в процесі карбонізації. Якщо карбонізація тривала і при високій температурі, то вміст летких речовин низький. Коли температура карбонізації низька, а час у печі короткий, то вміст летких речовин збільшується.
Ці ефекти відображаються на виході деревного вугілля, отриманого із заданої маси деревини. При низьких температурах (300 ° C) можливий вихід вугілля майже 50%. При температурах карбонізації 500-600 ° C леткі речовини нижчі, а типовий вихід реторти 30%. При дуже високих температурах (близько 1000 ° C) вміст летких речовин майже дорівнює нулю і врожайність падає приблизно до 25%. Як зазначалося раніше, деревне вугілля може реабсорбувати смоли та піролігінові кислоти при дощовій промивці при випалюванні ям та подібних процесах. Таким чином, деревне вугілля може добре спалюватися, але має великий вміст летких речовин завдяки цьому фактору. Це спричиняє додаткові варіації вугілля, що спалюється в ямах, у вологому кліматі. Розсмоктані кислоти роблять вугілля їдким і призводять до гниття джутових мішків - проблема під час транспортування. Також він не горить чисто.
Летючі речовини у вугіллі можуть коливатися від 40% і більше до 5% або менше. Його вимірюють нагріванням подалі від повітря, зваженого зразка сухого вугілля при 900 ° C до постійної ваги. Втрата ваги - це летюча речовина. Летюча речовина, як правило, вказується без вмісту вологи, тобто летюча речовина - волога або (В.М. - волога).
Вугілля з високою летючістю легко запалюється, але може згоріти полум’ям диму. Вугілля з низьким вмістом летких речовин важко підпалити і дуже чисто горить. Хороший товарний вугілля може мати чистий вміст летких речовин - (без вологи) близько 30%. Вугілля з високою летючою речовиною менш розсипчасте, ніж звичайне вугілля з низьким вмістом летких речовин, що твердо спалюється, і, таким чином, дає менше штрафу під час транспортування та транспортування. Він також більш гігроскопічний і, отже, має більш високий вміст природної вологи.
Фіксований вміст вугілля в деревному вугіллі коливається від низького рівня приблизно 50% до високого або близько 95%. Таким чином, деревне вугілля складається переважно з вуглецю. Вміст вуглецю зазвичай оцінюється як "різниця"; тобто всі інші складові віднімаються від 100 у відсотках, а решта приймається як% "чистого" або "фіксованого" вуглецю. Фіксований вміст вуглецю є найважливішою складовою в металургії, оскільки саме фіксований вуглець відповідає за відновлення оксидів заліза в залізній руді для отримання металу. Але промисловий користувач повинен досягти рівноваги між крихкою природою вугілля з високим рівнем вуглецю та більшою міцністю деревного вугілля з меншим вмістом вуглецю та більшим вмістом летких речовин, щоб отримати оптимальну роботу доменної печі.