Что выделяют дрова при горении
Горение древесины. Свойства древесины. Продукты горения древесины
С незапамятных времен люди сталкивались с горением древесины. И с тех пор используют дерево как основной вид топлива, который применяют для обогрева различных помещений и приготовления еды. Несмотря на разнообразие горючих веществ, древесина остается распространенным топливом и в XXI веке, из-за невысокой стоимости, доступности и простоты обращения. Для результативного и безопасного применения ее в печах и каминах необходимо владеть некоторыми сведениями о ее физических и химических особенностях.
Факторы, влияющие на температуру горения
Вам будет интересно: Нотабене – это. Значение слова и допустимые сокращения
Максимальная температура горения древесины зависит от породы и может быть достигнута при следующих условиях:
Возможно сжигание и свежих дров, имеющих влажность от 40 до 60%, при этом:
Вам будет интересно: Современное значение пословицы «Нет дыма без огня»
Результативность горения будет значительно снижена из-за необходимости повышенной температуры, идущей на испарение воды и сжигание смолы у хвойных пород. В идеальных условиях самая высокая температура горения у бука и ясеня, а самая низкая – у тополя. Бук, лиственница дуб и граб относятся к ценным породам древесины и в качестве топлива не используются. В бытовых условиях для горения древесины в печах используют березу и хвойные породы деревьев, считая, что они дают наибольшую температуру при горении.
Какие дрова горят жарче?
Как уже упоминалось, дрова являются одним из самых используемых видов топлива для обогрева домов, находящихся за пределами города. Учитывая, что все дрова горят при разной температуре, надо выбрать те, которые лучше. Главным условием для горения дров является наличие кислорода, а это в значительной степени зависит от конструкции печи. Кроме того, у каждой древесины свой химический состав и плотность. Чем плотнее дерево, тем больше от него теплоотдача. Особое значение для большей теплоотдачи древесины при горении? кроме плотности и наличия кислорода, имеет влажность дров.
Сухие горят лучше и выделяют больше тепла, чем сырые дрова. Поэтому после распила их складывают в поленницы и просушивают под навесом в течение года. Каждый, кому доводилось топить печь дровами, замечал, что одни из них горят ярко, выделяя много тепла, а другие тлеют и мало нагревают печь. Все, оказывается, зависит от жаропроизводительности дров. По этому показателю самыми подходящими породами для горения в печах являются береза, сосна и осина.
Что выделяется при горении дерева?
При сгорании дерева образуется дым, состоящий их твердых частиц (сажи) и газообразных продуктов горения. В их состав входят вещества, находящиеся в древесине. Продукты, выделяющиеся при сгорании дерева, состоят из азота, углекислого газа, паров воды, сернистого газа и окиси углерода, которая способна гореть дальше.
Подсчитано, что каждый килограмм древесины выделяет при сгорании примерно 800 г газообразных продуктов и 200 г угля. Состав продуктов горения древесины зависит и от условий, при которых происходит этот процесс. Он может быть:
Описание процесса горения
В процессе горения древесины отмечается несколько этапов:
Плотная древесина горит медленнее, чем менее плотная вследствие того, что имеет большую теплопроводность. При горении сырых дров много тепла затрачивается на испарение влаги, поэтому они горят медленнее сухих дров. Горение древесины — это физическое или химическое явление? Этот вопрос имеет практическое значение, и от правильной его интерпретации будут зависеть условия максимальной теплоотдачи и длительности горения. С одной стороны, это химическое явление: при горении дров происходит химическая реакция и образуются новые вещества – оксиды, выделяется тепло и свет. С другой, – физическое: во время процесса происходит увеличение кинетической энергии молекул. В итоге получается, что процесс горения древесины – это сложное физико-химическое явление. Знакомство с ним поможет правильно подобрать породы древесины, чтобы обеспечить себя длительным и устойчивым источником тепла.
Особенности дыма, возникающего при горении костра
При подбрасывании дров в костер происходит усиленный выброс дыма и окиси углерода – угарного газа. Причем дым появляется различных цветов:
Дым от костра надолго задерживается в организме и содержит большое количество вредных веществ. Об этом необходимо помнить всем, кто любит сидеть у костра.
Свойства древесины
Различные породы деревьев обладают следующими физическими свойствами:
Перед использованием деревянного сырья для определенных целей прежде всего знакомятся со свойствами древесины, а только потом оно идет в производство.
Достоинства и недостатки древесины
Древесине присущи следующие достоинства:
К недостаткам древесины относят:
Использование древесины в разных отраслях народного хозяйства
Древесина находит широкое применение в следующих отраслях:
Заключение
Древесина – один из самых распространенных материалов в мире. Ее веками используют в строительстве, изготовлении мебели и для отопления жилых помещений. Конструкциями из дерева пользуются в каждой семье. Древесина все чаще используется в различных отраслях промышленности. Основными преимуществами этого материала является экологическая чистота, высокая прочность, легкая обрабатываемость, возможность использовать отходы для топлива и других целей.
Горение древесины. Свойства древесины. Продукты горения древесины
С незапамятных времен люди сталкивались с горением древесины. И с тех пор используют дерево как основной вид топлива, который применяют для обогрева различных помещений и приготовления еды. Несмотря на разнообразие горючих веществ, древесина остается распространенным топливом и в XXI веке, из-за невысокой стоимости, доступности и простоты обращения. Для результативного и безопасного применения ее в печах и каминах необходимо владеть некоторыми сведениями о ее физических и химических особенностях.
Факторы, влияющие на температуру горения
Максимальная температура горения древесины зависит от породы и может быть достигнута при следующих условиях:
Возможно сжигание и свежих дров, имеющих влажность от 40 до 60%, при этом:
Вам будет интересно: Нотабене – это. Значение слова и допустимые сокращения
Результативность горения будет значительно снижена из-за необходимости повышенной температуры, идущей на испарение воды и сжигание смолы у хвойных пород. В идеальных условиях самая высокая температура горения у бука и ясеня, а самая низкая – у тополя. Бук, лиственница дуб и граб относятся к ценным породам древесины и в качестве топлива не используются. В бытовых условиях для горения древесины в печах используют березу и хвойные породы деревьев, считая, что они дают наибольшую температуру при горении.
Какие дрова горят жарче?
Как уже упоминалось, дрова являются одним из самых используемых видов топлива для обогрева домов, находящихся за пределами города. Учитывая, что все дрова горят при разной температуре, надо выбрать те, которые лучше. Главным условием для горения дров является наличие кислорода, а это в значительной степени зависит от конструкции печи. Кроме того, у каждой древесины свой химический состав и плотность. Чем плотнее дерево, тем больше от него теплоотдача. Особое значение для большей теплоотдачи древесины при горении? кроме плотности и наличия кислорода, имеет влажность дров.
Вам будет интересно: Современное значение пословицы «Нет дыма без огня»
Сухие горят лучше и выделяют больше тепла, чем сырые дрова. Поэтому после распила их складывают в поленницы и просушивают под навесом в течение года. Каждый, кому доводилось топить печь дровами, замечал, что одни из них горят ярко, выделяя много тепла, а другие тлеют и мало нагревают печь. Все, оказывается, зависит от жаропроизводительности дров. По этому показателю самыми подходящими породами для горения в печах являются береза, сосна и осина.
Что выделяется при горении дерева?
При сгорании дерева образуется дым, состоящий их твердых частиц (сажи) и газообразных продуктов горения. В их состав входят вещества, находящиеся в древесине. Продукты, выделяющиеся при сгорании дерева, состоят из азота, углекислого газа, паров воды, сернистого газа и окиси углерода, которая способна гореть дальше.
Подсчитано, что каждый килограмм древесины выделяет при сгорании примерно 800 г газообразных продуктов и 200 г угля. Состав продуктов горения древесины зависит и от условий, при которых происходит этот процесс. Он может быть:
Описание процесса горения
В процессе горения древесины отмечается несколько этапов:
Плотная древесина горит медленнее, чем менее плотная вследствие того, что имеет большую теплопроводность. При горении сырых дров много тепла затрачивается на испарение влаги, поэтому они горят медленнее сухих дров. Горение древесины — это физическое или химическое явление? Этот вопрос имеет практическое значение, и от правильной его интерпретации будут зависеть условия максимальной теплоотдачи и длительности горения. С одной стороны, это химическое явление: при горении дров происходит химическая реакция и образуются новые вещества – оксиды, выделяется тепло и свет. С другой, – физическое: во время процесса происходит увеличение кинетической энергии молекул. В итоге получается, что процесс горения древесины – это сложное физико-химическое явление. Знакомство с ним поможет правильно подобрать породы древесины, чтобы обеспечить себя длительным и устойчивым источником тепла.
Особенности дыма, возникающего при горении костра
При подбрасывании дров в костер происходит усиленный выброс дыма и окиси углерода – угарного газа. Причем дым появляется различных цветов:
Дым от костра надолго задерживается в организме и содержит большое количество вредных веществ. Об этом необходимо помнить всем, кто любит сидеть у костра.
Свойства древесины
Различные породы деревьев обладают следующими физическими свойствами:
Перед использованием деревянного сырья для определенных целей прежде всего знакомятся со свойствами древесины, а только потом оно идет в производство.
Достоинства и недостатки древесины
Древесине присущи следующие достоинства:
К недостаткам древесины относят:
Использование древесины в разных отраслях народного хозяйства
Древесина находит широкое применение в следующих отраслях:
Заключение
Древесина – один из самых распространенных материалов в мире. Ее веками используют в строительстве, изготовлении мебели и для отопления жилых помещений. Конструкциями из дерева пользуются в каждой семье. Древесина все чаще используется в различных отраслях промышленности. Основными преимуществами этого материала является экологическая чистота, высокая прочность, легкая обрабатываемость, возможность использовать отходы для топлива и других целей.
Что может попасть в атмосферу дома при топке дровами
Дровяные отопительные печи и камины широко распространены, они позволяют увеличить температуру в помещении, а также создают уютную обстановку. Однако сжигание древесины также высвобождает в воздух помещения огромный спектр загрязнителей, что может вызвать серьезные проблемы со здоровьем. Ниже рассмотрены основные вопросы, касающиеся использования дров в качестве отопительного материала в частных домах.
Какие вредные соединения попадают в воздух при горении древесины в печи?
При сжигании дров в отопительной печи в воздушную среду попадает множество химических соединений, например:
Процесс горения неизбежно связан с выделением вредных веществ в окружающую среду. Даже самые безопасные материалы при горении выделяют широкий спектр вредных соединений. Это относится и к древесине, углю, бензину и табаку.
Как происходит распространение вредных веществ при сгорании дров?
В районах с малоэтажной застройкой загрязнение окружающего воздуха из-за отопления дровами и углем может быть значительным. Неприметный дым из трубы частного дома не столь уж безобиден. Задымление может легко распространяться на соседние дома. Ряд исследований показал, что загрязнение частицами PM2.5 может усиливаться, если частные дома в округе используют отопление дровами и углем. То, как ваши соседи отапливают свои дома, сказывается на атмосфере и внутри ваших помещений.
При сгорании дров в воздух попадают мелкодисперсные частицы, которые чаще всего оседают на ближайших участках почвы. Затем они переносятся ветром в направлении соседних домов. При сжигании дров в воздух попадают всевозможные ЛОВ, например, полиароматические углеводороды. Многие соединения этой группы обладают канцерогенными свойствами и представляют угрозу для здоровья. Сжигание древесины приводит к попаданию во внутреннюю и внешнюю атмосферу как механических загрязнителей различных размерных фракций, так и вредных газов и других соединений, отравляющих атмосферу.
Как загрязнение от дровяных печей влияет на здоровье?
ВОЗ оценивает, что в мире из-за плохого печного отопления ежегодно преждевременно умирает около трех миллионов человек. Конечно, существенная доля этих людей проживает в развивающихся странах, где используются примитивные технологии отопления, а также низкокачественное топливо. Особенно опасны ситуации, когда имеется открытый источник горения, а отведение дыма не организовано должным образом. Люди, проживающие в домах с таким отоплением, могут сталкиваться с заболеваниями легких, повышенным риском развития астмы и других болезней.
Влияние печного дыма напоминает воздействие, которому подвергаются пассивные курильщики. Оба эти вида дыма содержат свободные радикалы — вещества, свободные поражать ДНК клеток, что может приводить к раку. Использование печного отопления с применением дров увеличивает риск рака легких, рта и гортани.
Как минимизировать загрязнение от отопительной печи?
Среди действий, которые можно предпринять, чтобы уменьшить воздействие на организм вредных веществ, выделяющихся при печном отоплении, присутствуют:
Какое воздухоочистительное оборудование эффективно защитит от печного дыма?
Для эффективной защиты от печного дыма необходимо применять воздухоочистительное оборудование, которое будет удалять из воздушной среды не только механическую взвесь, но и вредные газы, выделяющиеся при горении. Рециркулятор Tion Clever вполне подойдет для этих целей. Данный очиститель-обеззараживатель активно удаляет из воздуха газовые и механические загрязнители, а также инактивирует (убивает) опасные биологические объекты, задержанные фильтром. Благодаря функции инактивации достигается не простое удержание опасных биологических загрязнителей на фильтре, но и их полное умерщвление. Запатентованная технология очищения гарантирует соответствие воздуха медицинским стандартам качества, что подтверждено серией тестов в государственных лабораториях.
Действие рециркулятора может быть дополнено и усилено при помощи бризера Tion O2. Бризер обеспечит приток свежего воздуха, богатого кислородом и содержащего мало углекислого газа. Это особенно важно, так как при горении любых материалов из воздушной среды активно изымается кислород и выделяется углекислота. Недостаточное количество кислорода в помещении может негативно сказаться на самочувствии людей, поэтому необходимо обеспечение постоянной приточной вентиляции. Приточная вентиляция при помощи бризера включает многократную фильтрацию от механических и газовых загрязнителей, а также нагрев воздуха до нужной температуры.
Пиролиз в бытовых твердотопливных котлах – мифы и реальность
Явление пиролиза всегда сопровождает горение твердого топлива в отопительных печах и котлах. Масштаб процесса зависит от двух факторов – режима сжигания и конструкции домашней теплосиловой установки. Предлагаем детально рассмотреть пиролиз древесины либо каменного угля, варианты его применения в промышленных и бытовых условиях. Цель — развеять мифы, придуманные продавцами и кустарными изготовителями дорогостоящего «пиролизного» оборудования, предназначенного для обогрева частных домов.
Что такое пиролиз — описание процесса
Теоретически можно сжечь любое вещество, включающее соединения углерода с водородом, например:
На выходе получите определенное количество тепловой энергии, зависящее от первоначальной влажности сжигаемой массы. Для описания процессов воспользуемся химической формулой:
Горение – это реакция быстрого окисления. В идеальных условиях каждый атом углерода соединяется с двумя частицами кислорода, а 2 атома водорода взаимодействует с 1 частицей кислорода. В результате образуются безвредные соединения – углекислый газ СО2 и вода. Последняя испаряется при нагреве, отнимая часть выделяющейся теплоты.
Важный момент. В реальных условиях далеко не все атомы водорода и углерода находят себе пару из-за недостатка молекул кислорода. Поэтому в состав продуктов горения входит небольшая доля вредных горючих соединений – угарный газ (СО), свободный водород (Н2) и углерод в виде сажи.
Пиролиз — это реакция разложения вещества, протекающая при нагреве и нехватке свободного кислорода. Указанный принцип используется в газогенераторных установках:
Справка. В условиях производства полученный синтез-газ направляется на подогрев той же емкости газогенератора.
Горение и пиролиз – 2 разных процесса, могущих протекать одновременно. Пример: во время интенсивного сжигания дров в топке котла образуется малый объем угарного газа, безвредного СО2 значительно больше. И наоборот, в режиме тления дрова выделяют много водорода и угара, часть которого успевает превратиться в СО2 — окислиться. То есть, все зависит от количества участвующего в реакции кислорода.
Влияние повышенной влажности
Большое содержание влаги в исходном материале одинаково пагубно влияет на реакции горения и пиролиза. Рассмотрим процессы на примере сжигания древесины:
Лучший показатель влажности для плодотворного сжигания либо разложения древесины в газогенераторе – 8…15%. В домашних условиях нереально добиться таких показателей, длительная сушка дров под навесом позволяет достичь 20—25% влагосодержания.
Справка. При изготовлении топливных пеллет и брикетов на заводе древесные опилки высушиваются до показателя 8—10%. Максимальная влажность готовых гранул – 15%.
Для чего используют термическое разложение
Сфера применения пиролитических процессов довольно широка:
Примечание. Здесь перечислены самые известные способы применения пиролитических реакций. В действительности вариантов использования гораздо больше. Википедия утверждает — процессы пиролиза до конца не изучены, многие проекты находятся на стадии разработки.
Для термического разложения в промышленности используются пиролизные печи и разнообразные реакторы. Выше на схеме показана газогенераторная установка, перерабатывающая деревянные отходы и опил в газообразное топливо. Главную роль здесь играет реактор прямого процесса сухой перегонки, где подготовленное сырье перерабатывается в синтез-газ путем медленного сжигания.
Важный нюанс. Перед загрузкой в пиролизную печку или газогенератор древесина всегда измельчается и просушивается до влажности 10% и менее.
В промышленной химии также используется технология быстрого пиролиза, когда реактор разогревается до температуры 700…900 °C в течение малого промежутка времени. Цель – увеличение производительности оборудования и ускорение переработки.
Применение в быту
На бытовом уровне пиролиз помогает решить следующие задачи:
Лучший метод вычистить сковороду – поместить ее в духовой шкаф, установить температуру 200…250 °C и выдержать в течение получаса. Без доступа кислорода произойдет деструкция отложений, останется лишь пепел, а пиролизные газы заберет кухонная вытяжка.
Справка. Существуют модели духовых шкафов со встроенной функцией пиролитической очистки. По окончании «прожарки» остается лишь протереть внутренние поверхности и выбросить образовавшуюся золу.
Древесные угли применяются для жарки барбекю, кузнечного дела и более экзотичных целей – заправки автомобильного газогенератора (как он работает, читаем в отдельном материале). Способ получения – выжигание древесных отходов внутри закрытой емкости, то есть, медленный пиролиз.
Целесообразность покупки и эксплуатации пиролизных котлов – вопрос довольно спорный. Что настораживает: даже продавцы, представляющие отопительное газогенераторное оборудование на известной выставке «Акватерм», неспособны толком разъяснить, что же такое пиролиз. Не верите – посмотрите видео:
Предлагаем подробно разобрать проблемы, связанные с пиролизными дровяными теплогенераторами.
Мифы о пиролизных ТТ-котлах
Главное конструктивное отличие газогенераторного отопителя от традиционного котла прямого горения – 2 камеры вместо одной. Между обеими топками устроена керамическая форсунка, воздух принудительно нагнетается вентилятором. Металлические стенки пиролизного агрегата защищены футеровкой из огнеупорного кирпича. Как он работает:
В действительности, образовавшийся синтез-газ начинает гореть еще в первичной топке, поскольку вентилятор подает избыточный воздух. Во вторую камеру направлен лишь факел пламени…и все. Дальше продукты горения движутся по жаровым трубам теплообменника, нагревают теплоноситель и улетают в дымоход.
Дополнение. Есть другая конструкция отопителей – без вентилятора, вторичная камера расположена вверху. С точки зрения пиролиза концепция неработоспособна, агрегат функционирует как обычный водогрейный котел на дровах, хотя стоит вдвое дороже классических аналогов.
Сторонники пиролизных теплогенераторов (к таковым относятся производители данного оборудования, продавцы и домашние мастера-умельцы) приписывают своим ТТ-котлам следующие преимущества:
Попытаемся разобраться в правдивости перечисленных утверждений. Момент первый: если топливник загружать сухими дровами (такие требуются согласно инструкции по эксплуатации отопителя), то после сжигания останется мелкий пепел. Создаваемый вентилятором и ускоряющийся в форсунке воздушный поток попросту выдует легкий остаток в дымоход.
Из-за принудительного нагнетания газов со стороны топки во вторичной камере остается лишь крупная фракция золы
Результат – практически пустой зольник, иллюзия полноты сгорания. Если заложить сухую древесину в классический ТТ-котел с турбонаддувом, получите аналогичный остаток – немного пепла на дне. То есть, полнота сжигания зависит от качества топлива, а не конструкции теплогенератора.
Замечание. Закладка сырых дров влажностью свыше 50% даст негативный результат в любом котле. Рассматривать подобные варианты бессмысленно.
Кратко дадим ответы на оставшиеся утверждения:
Вывод. Приобретение газогенераторной модели твердотопливного котла – затея весьма сомнительная. Агрегат втрое дороже обычных версий и вдвое тяжелее из-за футеровки. Самодельные теплогенераторы, как правило, надежнее и дешевле заводских, но чересчур громоздкие. По экономичности и другим характеристикам они не выигрывают у классических ТТ-котлов с турбиной либо цепным регулятором тяги.
Наше мнение подтвердит известный эксперт–практик в своем видеоролике:
Заключение
В целом пиролиз – явление довольно полезное, широко применяемое в промышленной химии. На бытовом же уровне пиролитические процессы используются нечасто, хотя генерация горючих газов происходит в любой дровяной печи или котле. Так что покупать дорогущие пиролизные модели бессмысленно.