Umiditatea absolută reprezintă raportul dintre masa umezelii și masa lemnului uscat:
unde Wa # 8212 umiditate absolută,%; m Masa de eșantion # 8212 în stare umedă, g; M0 Masa din aceeași probă, uscată la o valoare constantă, g.
Umiditatea relativă sau de funcționare este raportul dintre masa umezelii și masa lemnului umed:
unde Wp # 8212 relativă sau de lucru, umiditate,%
La calcularea proceselor de uscare a lemnului se folosește umiditatea absolută. În calculele de inginerie termică se aplică doar relativă sau umiditate de lucru. Având în vedere această tradiție stabilită în viitor, vom folosi doar umiditatea relativă.
Există două forme de umiditate conținute în biomasa lemnoasă: legată (higroscopică) și liberă. Umiditatea legată este localizată în interiorul pereților celulelor și este reținută de legături fizico-chimice; îndepărtarea acestei umidități este asociată cu costuri suplimentare de energie și afectează semnificativ cele mai multe proprietăți ale materialului lemnos.
Umiditatea liberă se găsește în cavitățile celulare și în spațiile intercelulare. Umiditatea liberă este reținută numai prin legături mecanice, este mult mai ușor de îndepărtat și are o influență mai redusă asupra proprietăților mecanice ale lemnului.
Când lemnul este expus la aer, se schimbă umezeala între aer și lemn. Dacă conținutul de umiditate al substanței lemnoase este foarte mare, atunci în timpul acestui schimb se produce uscarea lemnului. Dacă conținutul său de umiditate este scăzut, substanța din lemn este umezită. Cu o lungă ședere a lemnului în aer, o temperatură stabilă și o umiditate relativă a aerului, umiditatea lemnului devine și ea stabilă; acest lucru se realizează atunci când elasticitatea vaporilor de apă din aerul ambiental este egală cu elasticitatea vaporilor de apă din apropierea suprafeței lemnului. Valoarea conținutului constant de umiditate a lemnului, susținută mult timp la o anumită temperatură și umiditate, este aceeași pentru toate speciile de arbori. Umiditatea constantă se numește echilibru și este determinată în totalitate de parametrii aerului în care se află, adică temperatura și umiditatea sa relativă.
Umiditatea lemnului. În funcție de conținutul de umiditate, semințele se împart în bucăți ude, proaspăt tocate, uscate la aer, uscate în încăpere și absolut uscate.
Wet se referă la lemnul care se află în apă pentru o perioadă lungă de timp, de exemplu, când plutește sau se sortează într-un bazin de apă. Umiditatea lemnului umed Wp depășește 50%.
Lemnul proaspăt tăiat este numit un copac care a păstrat umezeala unui copac în creștere. Depinde de speciile lemnoase și variază în Wp = 33. 50%.
Mediu umiditate lemn verde este,%, molid 48, 45 larice, brad 50 pin piatra 48 silvestru pin 47, y salcie 46, tei plop 38 45, y arin 46, y plop 48 coaja de mesteacan 44, fag 39, brad 44, carpen 38, stejar 41, arțar 33.
Aer uscat # 8212 este lemnul, îmbătrânit pentru o lungă perioadă de timp în aer liber. În timpul șederii în aer liber lemnul se usucă în mod constant și umiditatea sa scade treptat până la o valoare constantă. Umiditatea lemnului uscat la aer Wp = 13. 17%.
Lemn uscat interior # 8212 este un lemn care a fost într-o cameră încălzită și ventilată pentru o lungă perioadă de timp. Umiditatea lemnului uscat în încăpere Wp = 7. 11%.
Absolut uscat # 8212 lemn uscat la o temperatură t = 103 ± 2 ° C la greutate constantă.
În pomul în creștere, conținutul de umiditate al trunchiului nu este uniform distribuit. Acesta variază atât radial cât și de-a lungul înălțimii trunchiului.
Umiditatea maximă a trunchiului este limitată de volumul total al cavităților celulare și de spațiile intercelulare. Atunci când se degradează lemnul, celulele sale sunt distruse, ducând la formarea de cavități interne suplimentare, structura lemnoasă putredă, pe măsură ce procesul de dezintegrare devine liber, poros, rezistența lemnului este redusă drastic.
Din aceste motive, conținutul de umiditate al putregaiului de lemn nu este limitat și poate ajunge la valori atât de ridicate, încât arderea sa va deveni ineficientă. Creșterea porozității lemnului putred îl face foarte higroscopic, fiind în aer liber, este umezit rapid.
Cenușa este împărțită în interior, conținută în substanțe lemnoase și exterioară, care a ajuns în combustibil atunci când depozitează, depozitează și transportă biomasă. În funcție de tipul de cenușă, are o fuzibilitate diferită când este încălzită la o temperatură ridicată. Aliajul ușor este o cenușă care are o temperatură de pornire lichid-lichid mai mică de 1350 ° C. Cenușa medie de topire are o temperatură de debut a stării lichid-lichid în intervalul 1350-1450 ° C În cenușa refractară, această temperatură este peste 1450 ° C.
Cenușa internă a biomasei lemnoase este refractară, iar cea externă # 8212 punct de topire scăzut.
Conținutul de cenușă din crustă a diferitelor specii variază de la 0,5 la 8% și mai mare, cu o contaminare severă în timpul recoltării sau depozitării.
Densitatea lemnului
Densitatea substanței din lemn # 8212 este raportul dintre masa materialului care formează pereții celulari și volumul ocupat de acesta. Densitatea substanței lemnoase este aceeași pentru toate tipurile de lemn și este egală cu 1,53 g / cm3. La recomandarea Comisiei CMEA, toți parametrii proprietăților fizice și mecanice ale lemnului sunt determinate la o umiditate absolută de 12% și sunt recalculate pentru această umiditate.
Densitatea diferitelor tipuri de lemn
Densitatea în vrac a deșeurilor sub formă de deșeuri diferite de lemn zdrobit variază foarte mult. Pentru așchii uscate de la 100 kg / m 3. la 350 kg / m 3 și mai mult în așchii umede.
Caracteristicile termice ale lemnului
Pentru a caracteriza combustibilul în calculele de inginerie termică, se utilizează conceptele de masă uscată și masa combustibilă a combustibilului.
Masa uscată a combustibilului este în acest caz biomasa uscată într-o stare absolut uscată. Compoziția sa este exprimată prin ecuație
Cc + Hc + O c + N c + A c = 100%.
Masa combustibilului combustibil # 8212 este biomasa din care au fost îndepărtate umezeala și cenușa. Compoziția sa este determinată de ecuație
C r + H r + O r + N r = 100%.
Una dintre trăsăturile notabile ale lemnului trunchi este stabilitatea surprinzătoare a compoziției sale elementare de masă combustibilă. Prin urmare, căldura specifică de ardere a diferitelor tipuri de lemn este practic aceeași.
Compoziția elementară a masei combustibile de lemn de tulpină este practic aceeași pentru toate rasele. De regulă, variația conținutului componentelor individuale ale masei combustibile a lemnului de sfeclă este în cadrul erorii măsurătorilor tehnice. .. Pe baza probare la calcularea, instalațiilor de ardere ajustare de ardere lemn stem, etc pot fi luate fără eroare mare, având următoarea compoziție stemwood asupra masei combustibile: C g = 51%, H d = 6,1%, O = 42 g , 3%, Ng = 0,6%.
Căldura de ardere a unei biomase este cantitatea de căldură eliberată prin arderea a 1 kg de materie. Distingeți între căldura mai mare și cea inferioară de combustie.
Cea mai mare căldură de ardere # 8212 este cantitatea de căldură eliberată în timpul arderii 1 kg de biomasă la condensarea completă a vaporilor de apă formate în timpul arderii, pentru a încălzi impactul lor consumate la vaporizarea lor (așa-numita căldură latentă de vaporizare). Valoarea calorică cea mai ridicată a QB este determinată de formula lui DI Mendeleyev (kJ / kg):
Qv = 340C p + 1260H p-109O р.
Cea mai joasă căldură de ardere (NTS) # 8212 Cantitatea de căldură eliberată atunci când 1 kg de biomasă a fost arsă, fără a lua în considerare căldura utilizată pentru evaporarea umidității generate de arderea acestui combustibil. Valoarea sa este determinată de formula (kJ / kg):
Q p = 340C p + 1030H p-109O p-25W p.
Căldura de ardere a lemnului de tulpină depinde doar de două valori: conținutul de cenușă și umiditatea. Cea mai scăzută valoare calorică a masei combustibile (uscată fără cenușă!) Din lemn de stejar este practic constant și egal cu 18,9 MJ / kg (4510 kcal / kg).
Tipuri de deșeuri de lemn
În funcție de producție, în care se formează deșeuri lemnoase, ele pot fi împărțite în două tipuri: deșeuri din lemn și deșeuri din lemn.
Deșeuri de deșeuri # 8212 sunt părțile separate ale copacului în procesul de producție a lemnului. Acestea includ ace, frunze, neodrevesnevshie muguri, ramuri, nuiele, vershinki, otkomlevki, viziere, de butași de tulpină defecte, scoarță de copac, soldurile înjunghiate de producție a deșeurilor, și așa mai departe. N.
În forma sa naturală, deșeurile provenite din exploatare sunt puțin transportabile, când sunt utilizate energic, acestea sunt zdrobite în așchii.
Prelucrarea lemnului # 8212 este deșeurile generate în industria prelucrării lemnului. Acestea includ: plăci, șipci, tăieturi, măsuri scurte, rumeguș, rumeguș, deșeuri rezultate din producția de așchii de lemn, praf de lemn, coaja.
Prin natura biomasei, deșeurile din lemn pot fi împărțite în următoarele tipuri: deșeuri din elementele coroanei; deșeuri din lemn de sfeclă; deșeuri de coajă; lemn rot.
În funcție de forma și mărimea particulelor, deșeurile lemnoase sunt de obicei împărțite în următoarele grupe: deșeuri lemnoase și deșeuri de lemn moale.
Lumpy deșeuri de lemn - acestea sunt săpături, viziere, tăieturi cut-out, croaker, greblă, butași, scurt-cuts. Deșeurile de lemn lemnos includ rumegușul și rumegusul.
Lemnul zdrobit prin dimensiunea particulelor poate fi împărțit în următoarele tipuri:- # 8212 Praf de lemn. formate atunci când se șlefuiește lemn, placaj și plăci de lemn; partea principală a particulelor trece printr-o sită cu un orificiu de 0,5 mm;
- # 8212 rumeguș. formate în timpul tăierii longitudinale și laterale a lemnului, trec printr-o sită cu găuri de 5,6 mm;
- # 8212 jetoane. obținut prin măcinarea lemnului și a deșeurilor de lemn în mașinile de așchiere; partea principală a chipsurilor trece printr-o sită cu găuri de 30 mm și rămâne pe ecran cu găuri de 5,6 mm;
- # 8212 chips-uri mari, a căror dimensiune a particulei este mai mare de 30 mm.
Se notează separat caracteristicile prafului de lemn. Pulbere de lemn produse în timpul măcinării de lemn, placaj, plăci aglomerate și plăci din fibre nu pot fi stocate ca un depozit tampon cazan și în depozite de depozitare sezon de combustibil lemnos mic datorita windage sale ridicate și explozivitate. La arderea prafului de lemn în dispozitivele de cuptor pentru a se asigura că toate regulile pentru arderea combustibilului pulverizat, previne apariția unor focare și explozii în interiorul dispozitivelor de cuptoare și căi în cazanele cu gaz și abur.
Caracteristici ale arderii biomasei lemnoase
O caracteristică importantă a biomasei lemnoase ca și combustibil este absența sulfului și a fosforului în acesta. După cum se știe, pierderea principală de căldură în orice cazan este pierderea de energie termică cu gaze de ieșire. Amploarea acestei pierderi este determinată de temperatura gazelor de eșapament. Această temperatură este menținută nu mai mică de 200 ° C, 250 ° C, când arderea combustibililor care conțin sulf, pentru a evita coroziunea acidului sulfuric al suprafețelor de încălzire a coastei. La arderea deșeurilor de lemn care nu conțin sulf, această temperatură poate fi redusă la 100 ° C, 120 ° C, ceea ce va spori semnificativ eficiența unităților cazanului.
Conținutul de umiditate al combustibilului din lemn poate varia în limite foarte largi. În umiditatea lemnului și a mobilei industrii unele deșeuri este de 10. 12%, recoltarea plantelor porțiune principală umiditate 45. Deșeul este de 55%, crusta de umiditate în timpul cojirii deșeuri după sortare sau aliaj ajunge la 80% în bazinele de apă. Creșterea umidității combustibilului din lemn reduce productivitatea și eficiența unităților centrale. Randamentul volatililor în arderea combustibililor din lemn este foarte ridicat # 8212 ajunge la 85%. Aceasta este, de asemenea, una din caracteristicile biomasei lemnoase ca combustibil și necesită o mare măsură a tortei în care are loc arderea componentelor combustibile care părăsesc patul.
Produs de cocsificare a biomasei lemnoase Carbuna # 8212 este foarte reactivă în comparație cu combustibilii fosili. Reactivitatea ridicată a cărbunelui face posibilă folosirea dispozitivelor de ardere la valori scăzute ale factorului de aer în exces, care afectează în mod pozitiv eficiența centralelor termice atunci când ard biomasa lemnoasă în ele.
Cu toate acestea, împreună cu aceste proprietăți pozitive, lemnul are caracteristici care afectează negativ funcționarea unităților centrale. Astfel de caracteristici, în special, includ capacitatea de a absorbi umiditatea, adică o creștere a umidității în mediul acvatic. Odată cu creșterea umidității, căldura inferioară de ardere scade rapid, crește consumul de combustibil, arderea este dificilă, ceea ce necesită adoptarea de soluții speciale de proiectare în echipamentele pentru cazanul. La o umiditate de 10% și un conținut de cenușă de 0,7%, SNT va fi de 16,85 MJ / kg, iar la o umiditate de 50%, numai 8,2 MJ / kg. Astfel, consumul de combustibil al cazanului la aceeași putere se va schimba de mai mult de 2 ori atunci când treceți de la un combustibil uscat la unul umed.
Zharoproizvoditelnostyu numit de obicei temperatura maxima de ardere dezvoltată prin arderea completă fără aer în exces, adică. E. În condițiile în care au eliberat toată căldura în timpul arderii complet consumată în încălzirea produselor de ardere rezultate.
Termenul de ieșire de căldură a fost propus de DI Mendeleyev ca o caracteristică a combustibilului, reflectând calitatea acestuia din punctul de vedere al posibilității de utilizare a acestuia pentru procesele de temperatură ridicată. Cu cât este mai mare consumul de căldură al unui combustibil, cu atât este mai mare calitatea energiei termice eliberată în timpul arderii, cu atât este mai eficientă funcționarea cazanelor cu abur și apă caldă. Producția de căldură este limita la care se apropie temperatura reală din cuptor, pe măsură ce procesul de combustie se îmbunătățește.
Producția de căldură a combustibilului din lemn depinde de conținutul de umiditate și de cenușă. Producția de căldură a lemnului absolut uscat (2022 ° C) este cu doar 5% mai mică decât puterea termică a combustibilului lichid. La un conținut de umiditate de lemn de 70%, producția de căldură scade cu mai mult de 2 ori (939 ° C). Prin urmare, umiditatea de 55-60% este limita practică a utilizării lemnului pentru combustibil.
Efectul cenușii lemnoase asupra căldurii sale este mult mai slab decât efectul asupra acestui factor de umiditate.
Influența umidității biomasei lemnoase asupra eficienței cazanelor este extrem de importantă. Atunci când arderea biomasei din lemn complet uscat cu un conținut redus de cenușă al eficienței cazanelor, atât productivitatea și eficiența acestora prin abordarea eficienta cazanului pe combustibil lichid și, în unele cazuri, superioare eficienței cazanului, folosind unele tipuri de cărbuni.
Creșterea umidității biomasei lemnoase determină în mod inevitabil o scădere a eficienței centralelor termice. Aceasta ar trebui să fie cunoscută și să dezvolte în permanență și să pună în aplicare măsuri pentru a preveni pătrunderea combustibilului în precipitații atmosferice, apă din sol etc.
Conținutul de cenușă din biomasa lemnului face dificilă arderea. Prezența incluziunilor minerale în biomasa lemnoasă se datorează utilizării unor procese tehnologice insuficient avansate pentru recoltarea lemnului și prelucrarea sa primară. Este necesar să se acorde prioritate proceselor tehnologice în care contaminarea deșeurilor lemnoase cu incluziuni minerale poate fi minimizată.
Compoziția fracționată a lemnului împrăștiat ar trebui să fie optimă pentru acest tip de cuptor. Abaterile în mărimea particulelor de la cele optime, atât în sensul creșterii, cât și în scădere, reduc eficiența dispozitivelor de combustie. Tocatoarele utilizate pentru tăierea lemnului în așchii de combustibil nu trebuie să producă abateri mari în dimensiunea particulelor în direcția creșterii lor. Cu toate acestea, prezența unui număr mare de particule prea mici este, de asemenea, nedorită.
Pentru a asigura arderea eficientă a deșeurilor lemnoase, este necesar ca proiectarea cazanelor să îndeplinească particularitățile acestui tip de combustibil.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: