Bois de chauffage. Caractéristiques de la combustion du bois de chauffage de différents types de bois. Pouvoir calorifique du bois de chauffage Densité du bois et son effet sur le pouvoir calorifique

Bois de chauffage.  Caractéristiques de la combustion du bois de chauffage de différents types de bois.  Pouvoir calorifique du bois de chauffage Densité du bois et son effet sur le pouvoir calorifique
Bois de chauffage. Caractéristiques de la combustion du bois de chauffage de différents types de bois. Pouvoir calorifique du bois de chauffage Densité du bois et son effet sur le pouvoir calorifique

Teneur en cendres dans différents Composantsécorces de diverses essences Pour l'épicéa 5.2, pour le pin 4,9% - L'augmentation de la teneur en cendres de l'écorce dans ce cas s'explique par la contamination de l'écorce lors du rafting des grumes le long des rivières. La teneur en cendres de divers composants de l'écorce, selon V. M. Nikitin, est indiquée dans le tableau. 5. La teneur en cendres de l'écorce de diverses espèces sur la base du poids sec, selon A.I. Pomeransky, est de : pin 3,2 %, épicéa 3,95, 2,7, aulne 2,4 %.

Selon NPO TsKTI im. I. I. Pol-Zunova, la teneur en cendres de l'écorce de diverses roches varie de 0,5 à 8 %. Teneur en cendres des éléments de la couronne. La teneur en cendres des éléments de couronne dépasse la teneur en cendres du bois et dépend du type de bois et de son emplacement. Selon V. M. Nikitine, la teneur en cendres des feuilles est de 3,5 %.

Les branches et brindilles ont une teneur en cendres internes de 0,3 à 0,7 %. Cependant, selon le type de procédé technologique, leur teneur en cendres varie considérablement en raison de la contamination par des inclusions minérales externes. La contamination des branches et des brindilles pendant le processus de récolte, de débardage et de transport est plus intense par temps humide au printemps et en automne.

L'humidité et la densité sont les principales propriétés du bois.

Humidité- c'est le rapport de la masse d'humidité contenue dans un volume de bois donné à la masse de bois absolument sec, exprimé en pourcentage. L'humidité qui imprègne les membranes cellulaires est appelée liée ou hygroscopique, et l'humidité qui remplit les cavités cellulaires et les espaces intercellulaires est appelée libre ou capillaire.

Lorsque le bois sèche, l'humidité libre s'en évapore d'abord, puis l'humidité liée. L'état du bois dans lequel les parois cellulaires contiennent quantité maximale l'humidité liée, et dans les cavités des cellules il n'y a que de l'air, est appelée limite hygroscopique. L'humidité correspondante à température ambiante(20°C) est de 30% et ne dépend pas de la race.

Il existe les niveaux d'humidité du bois suivants : humide – humidité supérieure à 100 % ; fraîchement coupé – humidité 50,100% ; air - humidité sèche 15,20 % ; sec – humidité 8,12% ; absolument sec – humidité environ 0%.

Il s'agit du rapport entre une certaine humidité, en kg, et son volume, en m3.

Avec l'augmentation de l'humidité, elle augmente. Par exemple, la densité du bois de hêtre à une humidité de 12 % est de 670 kg/m3 et à une humidité de 25 % elle est de 710 kg/m3. La densité du bois tardif est 2,3 fois supérieure à celle du bois précoce ; plus le bois tardif est développé, plus sa densité est élevée (tableau 2). La densité conditionnelle du bois est le rapport entre la masse de l'échantillon à l'état absolument sec et le volume de l'échantillon à la limite hygroscopique.

Tableau 1 - Teneur en frêne et éléments de frêne dans le bois de diverses essences d'arbres

Boisé

usine

Cendre,

Somme

Pin

0,27

1111,8

274,0

53,4

4,08

5,59

1,148

0,648

0,141

0,778

0,610

0,191

1461,3

Épicéa

0,35

1399,5

245,8

11,0

9,78

12,54

7,76

1,560

1,491

0,157

0,110

0,091

0,041

1689,8

Sapin

0,46

1269,9

1001,9

16,9

16,96

6,85

6,16

1,363

2,228

0,237

0,180

0,098

0,049

2322,8

Mélèze

0,22

845,4

163,1

23,80

13,34

3,41

1,105

0,790

0,194

0,141

0,069

0,154

1057,4

Chêne

0,31

929,7

738,3

14,4

7,88

3,87

1,29

2,074

0,987

0,524

0,103

0,082

0,024

1699,2

Orme

1,15

2282,2

2730,3

19,2

4,06

10,05

4,22

2,881

1,563

0,615

0,116

0,153

0,050

5055,4

Tilleul

0,52

1860,9

792,6

12,3

9,40

8,25

2,58

1,199

1,563

0,558

0,136

0,102

0,043

2689,6

Bouleau

0,45

1632,8

541,0

17,8

23,81

4,30

20,12

1,693

1,350

0,373

0,163

0,105

0,081

2243,6

Tremble

0,58

2100,7

781,4

12,4

5,70

9,19

12,99

1,352

1,854

0,215

0,069

0,143

0,469

2926,5

Peuplier

1,63

4759,3

1812,0

18,1

8,19

17,18

15,25

1,411

1,737

0,469

0,469

0,273

0,498

6634,8

Aulne

noir

0,50

1212,6

599,6

131,1

15,02

4,10

5,08

2,335

1,596

0,502

0,251

0,147

0,039

1972,4

Aulne gris

0,43

1623,5

630,3

30,6

5,80

6,13

9,35

2,059

1,457

0,225

0,198

0,152

0,026

2309,8

Cerisier des oiseaux

0,45

1878,0

555,6

4,56

11,49

4,67

1,599

1,287

0,347

0,264

0,124

0,105

2466,0

Toutes les espèces d'arbres, en fonction de la teneur en éléments de frêne de leur bois, sont regroupées en deux grands groupes (Fig. 1). Le premier, dirigé par le pin sylvestre, comprend l'aulne noir, le tremble et le peuplier baumier (Berlin), et le second comprend toutes les autres espèces, en tête de liste l'épinette et le cerisier des oiseaux. Un sous-groupe distinct comprend des espèces qui aiment la lumière : le bouleau argenté et le mélèze de Sibérie. L'orme lisse se démarque d'eux. Les plus grandes différences entre les grappes n°1 (pin) et n°2 (épicéa) sont notées dans la teneur en Fe, Pb, Co et Cd (Fig. 2).

Figure 1 - Dendrogramme de similarité des essences d'arbres basé sur la composition en cendres de leur bois, construit selon la méthode de Ward à partir d'une matrice de données normalisées

Figure 2 - Nature de la différence les plantes ligneuses appartenant à différentes grappes, selon la composition en cendres de leur bois

Conclusions.

1. Le bois de toutes les espèces d’arbres contient la plus grande partie du calcium, qui constitue la base de la membrane cellulaire. Vient ensuite le potassium. Il y a un ordre de grandeur en moins de fer, de manganèse, de strontium et de zinc dans le bois. Ni, Pb, Co et Cd clôturent la série des classements.

3. Les espèces d'arbres poussant dans le même biotope de plaine inondable diffèrent considérablement les unes des autres par l'efficacité de leur utilisation. nutriments. L'utilisation la plus efficace du potentiel du sol est le mélèze de Sibérie, dont 1 kg de bois contient 7,4 fois moins de cendres que le bois de peuplier, l'essence la plus polluante.

4. Propriété à haute consommation minéraux Un certain nombre de plantes ligneuses peuvent être utilisées en phytoamélioration lors de la création de plantations sur des terres polluées technologiquement ou naturellement.

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Humidité

La teneur en humidité de la biomasse ligneuse est une caractéristique quantitative montrant la teneur en humidité de la biomasse. Une distinction est faite entre l'humidité absolue et relative de la biomasse.

Humidité absolue s'appelle le rapport de la masse d'humidité à la masse de bois sec :

Où W a est l'humidité absolue, % ; m est la masse de l'échantillon à l'état humide, g ; m 0 - masse du même échantillon, séché jusqu'à une valeur constante, g.

Humidité relative ou de fonctionnement Le rapport entre la masse d'humidité et la masse de bois humide s'appelle :


Où W p est l'humidité relative ou de fonctionnement, %

Lors du calcul des processus de séchage du bois, l'humidité absolue est utilisée. DANS calculs thermotechniques Seule l’humidité relative, ou de fonctionnement, est utilisée. Compte tenu de cette tradition établie, nous n’utiliserons à l’avenir que l’humidité relative.

Il existe deux formes d'humidité contenue dans la biomasse ligneuse : liée (hygroscopique) et libre. Humidité associée situé à l'intérieur des parois cellulaires et maintenu par des liaisons physico-chimiques ; L'élimination de cette humidité entraîne des coûts énergétiques supplémentaires et affecte considérablement la plupart des propriétés de la substance ligneuse.

L'humidité libre se trouve dans les cavités cellulaires et les espaces intercellulaires. L'humidité libre est retenue uniquement par des liaisons mécaniques, est éliminée beaucoup plus facilement et a moins d'impact sur propriétés mécaniques bois.

Lorsque le bois est exposé à l’air, l’humidité s’échange entre l’air et la substance ligneuse. Si la teneur en humidité de la substance ligneuse est très élevée, cet échange provoque le dessèchement du bois. Si son humidité est faible, la substance du bois est humidifiée. Lorsque le bois est exposé à l'air pendant une longue période, à des températures et humidité relative l'humidité de l'air du bois devient également stable ; ceci est obtenu lorsque la pression de vapeur d'eau de l'air ambiant devient égale à la pression de vapeur d'eau à la surface du bois. La quantité d’humidité stable dans le bois conservé pendant une longue période à une certaine température et humidité de l’air est la même pour toutes les espèces d’arbres. L'humidité stable est appelée équilibre et elle est entièrement déterminée par les paramètres de l'air dans lequel elle se trouve, c'est-à-dire sa température et son humidité relative.

Teneur en humidité du bois de tige. En fonction de la teneur en humidité, le bois de tige est divisé en bois humide, fraîchement coupé, séché à l'air libre, sec en pièce et absolument sec.

Le bois humide est appelé longue durée situés dans l'eau, par exemple lors d'un rafting ou d'un tri dans un bassin d'eau. La teneur en humidité du bois humide W p dépasse 50 %.

Le bois fraîchement coupé est du bois qui a retenu l’humidité de l’arbre en croissance. Cela dépend du type de bois et varie dans la plage W p = 33...50 %.

La teneur moyenne en humidité du bois fraîchement coupé est de, %, pour l'épicéa 48, pour le mélèze 45, pour le sapin 50, pour le pin cèdre 48, pour le pin sylvestre 47, pour le saule 46, pour le tilleul 38, pour le tremble 45, pour l'aulne 46, pour peuplier 48, pour bouleau verruqueux 44, pour hêtre 39, pour orme 44, pour charme 38, pour chêne 41, pour érable 33.

Le séchage à l'air est un bois qui a vieilli longtemps en plein air. En restant à l'air libre, le bois sèche constamment et son humidité diminue progressivement jusqu'à une valeur stable. Humidité du bois séché à l'air W p =13...17 %.

Le bois séché en pièce est du bois qui a séjourné longtemps dans une pièce chauffée et ventilée. Humidité du bois sec W p =7...11%.

Absolument sec - bois séché à une température de t=103±2 °C jusqu'à poids constant.

Dans un arbre en croissance, la teneur en humidité du bois du tronc est inégalement répartie. Il varie à la fois selon le rayon et selon la hauteur du tronc.

La teneur maximale en humidité du bois de tige est limitée par le volume total des cavités cellulaires et des espaces intercellulaires. Lorsque le bois pourrit, ses cellules sont détruites, entraînant la formation de cavités internes supplémentaires ; la structure du bois pourri, à mesure que le processus de décomposition progresse, devient lâche et poreuse, et la résistance du bois est fortement réduite.

Pour ces raisons, la teneur en humidité de la pourriture du bois n'est pas limitée et peut atteindre des valeurs si élevées que sa combustion devient inefficace. La porosité accrue du bois pourri le rend très hygroscopique ; étant à l'air libre, il s'hydrate rapidement.

Teneur en cendres

Teneur en cendres fait référence à la teneur en substances minérales du carburant qui restent après la combustion complète de la totalité de la masse combustible. Les cendres sont une partie indésirable du combustible, car elles réduisent la teneur en éléments combustibles et compliquent le fonctionnement des appareils de combustion.

Les cendres sont divisées en cendres internes, contenues dans la matière ligneuse, et externes, qui pénètrent dans le combustible lors de l'approvisionnement, du stockage et du transport de la biomasse. Selon leur type, les cendres ont une fusibilité différente lorsqu'elles sont chauffées à haute température. Les cendres à bas point de fusion sont des cendres dont la température de début de fusion liquide est inférieure à 1 350 °C. Les cendres à point de fusion moyen ont une température de début de fusion liquide comprise entre 1 350 et 1 450 °C. Pour les cendres réfractaires, cette température est supérieure à 1450 °C.

Les cendres internes de la biomasse ligneuse sont réfractaires et les cendres externes ont un faible point de fusion.

La teneur en cendres de l'écorce de diverses espèces varie de 0,5 à 8 % et plus en cas de contamination grave lors de la récolte ou du stockage.

Densité du bois

La densité de la substance ligneuse est le rapport masse de matière, formant les parois cellulaires, au volume qu'elle occupe. La densité de la substance ligneuse est la même pour tous les types de bois et est égale à 1,53 g/cm3. Selon la recommandation de la commission CMEA, tous les indicateurs des propriétés physiques et mécaniques du bois sont déterminés à une humidité absolue de 12 % et sont convertis à cette humidité.

Densité des différents types de bois

Race Densité kg/m3
À humidité standard Absolument sec
Mélèze 660 630
Pin 500 470
Cèdre 435 410
Sapin 375 350
Charme 800 760
Acacia blanc 800 760
Poire 710 670
Chêne 690 650
Érable 690 650
Frêne commun 680 645
Hêtre 670 640
Orme 650 615
Bouleau 630 600
Aulne 520 490
Tremble 495 470
Tilleul 495 470
saule 455 430

La densité apparente des déchets sous forme de divers déchets de bois déchiquetés varie considérablement. Pour copeaux secs à partir de 100 kg/m 3, jusqu'à 350 kg/m 3 et plus pour copeaux humides.

Caractéristiques thermiques du bois

La biomasse ligneuse sous la forme sous laquelle elle entre dans les fours des chaufferies est appelée carburant de travail. La composition de la biomasse ligneuse, c'est-à-dire son contenu éléments individuels, est caractérisé par l'équation suivante :
C р +Н р +О р +N р +A р +W р =100%,
où C p, H p, O p, N p - contenu dans pâte de bois carbone, hydrogène, oxygène et azote, respectivement, % ; A p, W p - teneur en cendres et en humidité du carburant, respectivement.

Pour caractériser le carburant dans les calculs d'ingénierie thermique, les notions de masse sèche et de masse combustible de carburant sont utilisées.

Poids sec le carburant représente dans ce cas biomasse séchée jusqu'à un état absolument sec. Sa composition est exprimée par l'équation
Cs + Hs +Os +Ns +As = 100 %.

Masse combustible le combustible est de la biomasse dont l’humidité et les cendres ont été éliminées. Sa composition est déterminée par l'équation
C g + N g + O g + N r = 100 %.

Les indices des signes des composants de la biomasse signifient : p - teneur en composants dans la masse utile, c - teneur en composants dans poids sec, g - teneur en composants dans la masse combustible du carburant.

L’une des caractéristiques remarquables du bois de tige est l’étonnante stabilité de sa composition élémentaire de masse combustible. C'est pourquoi La chaleur spécifique de combustion des différents types de bois est pratiquement la même.

La composition élémentaire de la masse combustible du bois de tige est presque la même pour toutes les essences. En règle générale, la variation du contenu des composants individuels de la masse combustible du bois de tige se situe dans la marge d'erreur des mesures techniques. Sur cette base, lors des calculs thermotechniques, de la mise en place de dispositifs de combustion qui brûlent du bois de tige, etc. accepter la composition suivante de bois de tige pour combustible sans une grande erreur de masse : C g = 51 %, N g = 6,1 %, O g = 42,3 %, N g = 0,6 %.

Chaleur de combustion la biomasse est appelée La quantité de chaleur, libéré lors de la combustion de 1 kg de substance. Il existe des valeurs calorifiques supérieures et inférieures.

Pouvoir calorifique plus élevé- c'est la quantité de chaleur dégagée lors de la combustion de 1 kg de biomasse avec la condensation complète de toute la vapeur d'eau formée lors de la combustion, avec dégagement de chaleur dépensée pour leur évaporation (la chaleur dite latente d'évaporation). Le pouvoir calorifique le plus élevé Q in est déterminé par la formule de D. I. Mendeleev (kJ/kg) :
Q in =340С р +1260Н р -109О р.

Pouvoir calorifique net(NTS) - la quantité de chaleur dégagée lors de la combustion de 1 kg de biomasse, à l'exclusion de la chaleur dépensée pour l'évaporation de l'humidité formée lors de la combustion de ce combustible. Sa valeur est déterminée par la formule (kJ/kg) :
Q р =340C р +1030H р -109О р -25W р.

La chaleur de combustion du bois de tige ne dépend que de deux grandeurs : la teneur en cendres et l'humidité. La chaleur inférieure de combustion de la masse combustible (sèche, sans cendres !) de bois de tige est presque constante et égale à 18,9 MJ/kg (4510 kcal/kg).

Types de déchets de bois

Selon la production dans laquelle les déchets de bois sont générés, ils peuvent être divisés en deux types : les déchets d'exploitation forestière et les déchets de transformation du bois.

Déchets forestiers- Ce sont les parties du bois séparées lors du processus d'exploitation forestière. Il s'agit notamment des aiguilles, des feuilles, des pousses non lignifiées, des branches, des brindilles, des pointes, des mégots, des pics, des boutures de tronc, des écorces, des déchets issus de la production de bois à pâte broyé, etc.

Dans son forme naturelle les déchets forestiers sont difficilement transportables ; lorsqu’ils sont utilisés pour produire de l’énergie, ils sont d’abord broyés en copeaux.

Déchets de bois Ce sont des déchets générés dans la production de bois. Il s'agit notamment de : dalles, lattes, chutes, longueurs courtes, copeaux, sciures, déchets de production de copeaux industriels, poussières de bois, écorces.

Selon la nature de la biomasse, les déchets de bois peuvent être divisés en les types suivants: déchets des éléments de couronne ; déchets de bois de tige; déchets d'écorce; pourriture du bois.

En fonction de leur forme et de leur granulométrie, les déchets de bois sont généralement répartis dans les groupes suivants : déchets de bois en morceaux et déchets de bois tendre.

Déchets de bois en morceaux- ce sont des découpes, des visières, des découpes, des dalles, des lattes, des découpes, des courtes longueurs. Les déchets de bois tendre comprennent la sciure et les copeaux.

La caractéristique la plus importante le bois concassé est sa composition fractionnée. Composition des factions est le rapport quantitatif de particules de certaines tailles dans la masse totale de bois broyé. La fraction de bois broyé est appelée pourcentage particules d'une certaine taille dans la masse totale.

Le bois déchiqueté peut être divisé dans les types suivants en fonction de la taille des particules :

  • poussière de bois, formé lors du ponçage du bois, du contreplaqué et des planches de bois ; l'essentiel des particules passe à travers un tamis percé d'un trou de 0,5 mm ;
  • sciure, formé de longitudinal et transversal scier du bois, ils passent au tamis avec des trous de 5...6 mm ;
  • les copeaux de bois obtenu en broyant du bois et déchets de bois dans les déchiqueteuses ; la majeure partie des copeaux passe à travers un tamis à trous de 30 mm et reste sur un tamis à trous de 5...6 mm ;
  • - de gros copeaux dont la granulométrie est supérieure à 30 mm.

Notons séparément les caractéristiques de la poussière de bois. La poussière de bois générée lors du ponçage du bois, du contreplaqué, des panneaux de particules et des panneaux de fibres ne peut être stockée ni dans les entrepôts tampons des chaufferies ni dans les entrepôts de stockage hors saison des petits combustibles ligneux en raison de son risque élevé de vent et d'explosion. Lors de la combustion de poussière de bois dans des appareils de combustion, il est nécessaire de garantir le respect de toutes les règles de combustion de combustible pulvérisé, en évitant l'apparition d'éclairs et d'explosions à l'intérieur des appareils de combustion et dans les circuits de gaz des chaudières à vapeur et à eau chaude.

La poussière de ponçage du bois est un mélange de particules de bois d'une taille moyenne de 250 microns avec de la poudre abrasive séparée du papier abrasif lors du processus de ponçage. matériau en bois. La teneur en matériaux abrasifs de la poussière de bois peut atteindre jusqu'à 1 % en poids.

Caractéristiques de la combustion de la biomasse ligneuse

Caractéristique importante L’avantage de la biomasse ligneuse comme combustible est l’absence de soufre et de phosphore. Comme on le sait, la principale perte de chaleur dans toute chaudière est la perte d'énergie thermique liée aux gaz de combustion. L'ampleur de cette perte est déterminée par la température des gaz d'échappement. Cette température lors de la combustion de carburants contenant du soufre, afin d'éviter la corrosion par l'acide sulfurique surfaces de queue le chauffage est maintenu à au moins 200...250 °C. Lors de la combustion de déchets de bois ne contenant pas de soufre, cette température peut être abaissée à 100...120 °C, ce qui augmentera considérablement Efficacité de la chaudière.

La teneur en humidité du bois de chauffage peut varier dans des limites très larges. Dans les industries du meuble et du travail du bois, la teneur en humidité de certains types de déchets est de 10 à 12 % ; dans les entreprises forestières, la teneur en humidité de la majeure partie des déchets est de 45 à 55 % de la teneur en humidité de l'écorce lors de l'écorçage ; les déchets après rafting ou tri dans des bassins d'eau atteignent 80 %. L'augmentation de la teneur en humidité du bois de chauffage réduit la productivité et l'efficacité des chaudières. Le rendement en substances volatiles lors de la combustion du bois de chauffage est très élevé - atteint 85 %. C'est également l'une des caractéristiques de la biomasse ligneuse en tant que combustible et nécessite une grande longueur de flamme dans laquelle s'effectue la combustion des composants combustibles sortant de la couche.

Le produit de la cokéfaction de la biomasse ligneuse, le charbon de bois, est très réactif par rapport aux charbons fossiles. Haute réactivité charbon offre la possibilité de faire fonctionner des appareils de combustion à de faibles valeurs de coefficient excès d'air, ce qui a un effet positif sur l'efficacité des chaufferies lors de la combustion de biomasse ligneuse.

Cependant, à côté de ceux-ci propriétés positives le bois présente des caractéristiques qui affectent négativement le fonctionnement des chaudières. Ces caractéristiques incluent notamment la capacité à absorber l’humidité, c’est-à-dire une augmentation de l’humidité dans l’environnement aquatique. Avec l'augmentation de l'humidité, le pouvoir calorifique inférieur diminue et augmente rapidement consommation de carburant, la combustion devient difficile, ce qui nécessite des des solutions constructives dans les équipements de chaudières et de fourneaux. À une humidité de 10 % et une teneur en cendres de 0,7 %, le PCI sera de 16,85 MJ/kg, et à une humidité de 50 % seulement de 8,2 MJ/kg. Ainsi, la consommation de combustible de la chaudière à même puissance changera de plus de 2 fois lors du passage du combustible sec au combustible humide.

Caractéristique le bois comme combustible a une teneur en cendres internes insignifiante (ne dépasse pas 1 %). Parallèlement, les inclusions minérales externes dans les déchets forestiers atteignent parfois 20 %. Les cendres formées lors de la combustion du bois pur sont réfractaires, et leur évacuation de la zone de combustion du four ne présente pas de difficulté technique particulière. Les inclusions minérales dans la biomasse ligneuse sont fusibles. Lorsque du bois à teneur importante est brûlé, des scories frittées se forment, dont l'élimination de la zone à haute température du dispositif de combustion est difficile et nécessite des foyers spéciaux pour assurer un fonctionnement efficace du foyer. solutions techniques. Les scories frittées, formées lors de la combustion de biomasse ligneuse à haute teneur en cendres, ont une affinité chimique avec la brique et, à haute température dans le dispositif de combustion, frittent avec la surface maçonnerie parois du four, ce qui rend difficile l'élimination des scories.

Capacité thermique généralement appelé maximum température de combustion, développé avec combustion complète carburant sans excès d'air, c'est-à-dire dans des conditions où toute la chaleur dégagée lors de la combustion est entièrement dépensée pour chauffer les produits de combustion résultants.

Le terme puissance calorifique a été proposé à un moment donné par D.I. Mendeleev comme caractéristique du combustible, reflétant sa qualité du point de vue de sa capacité à être utilisé pour des processus à haute température. Plus la puissance calorifique du combustible est élevée, plus la qualité de l'énergie thermique libérée lors de sa combustion est élevée, plus l'efficacité de fonctionnement des chaudières à vapeur et à eau chaude est élevée. La puissance calorifique représente la limite à laquelle la température réelle dans le four se rapproche à mesure que le processus de combustion s'améliore.

La puissance calorifique du bois de chauffage dépend de sa teneur en humidité et en cendres. La puissance calorifique du bois absolument sec (2022 °C) n’est inférieure que de 5 % à la puissance calorifique du combustible liquide. Lorsque la teneur en humidité du bois est de 70 %, la puissance calorifique diminue de plus de 2 fois (939 °C). Par conséquent, une humidité de 55 à 60 % constitue la limite pratique pour l’utilisation du bois comme combustible.

L'influence de la teneur en cendres du bois sur ses performances thermiques est bien plus faible que l'influence de l'humidité sur ce facteur.

L’influence de la teneur en humidité de la biomasse ligneuse sur l’efficacité des chaufferies est extrêmement significative. Lors de la combustion de biomasse ligneuse absolument sèche et à faible teneur en cendres, l'efficacité de fonctionnement des chaudières, tant en termes de productivité que d'efficacité, se rapproche de l'efficacité des chaudières à combustible liquide et, dans certains cas, dépasse l'efficacité de fonctionnement des chaudières utilisant certains types de charbon.

Une augmentation de l’humidité de la biomasse ligneuse entraîne inévitablement une diminution du rendement des chaufferies. Vous devez le savoir et élaborer et mettre en œuvre en permanence des mesures pour empêcher les précipitations atmosphériques, l'eau du sol, etc. de pénétrer dans le bois de chauffage.

La teneur en cendres de la biomasse ligneuse rend sa combustion difficile. La présence d'inclusions minérales dans la biomasse ligneuse est due à l'utilisation de procédés technologiques insuffisamment avancés pour la récolte du bois et sa première transformation. Il est nécessaire de privilégier les processus technologiques dans lesquels la contamination des déchets de bois par des inclusions minérales peut être minimisée.

La composition fractionnée du bois concassé doit être optimale pour ce type d'appareil de combustion. Les écarts de taille des particules par rapport à l'optimum, tant vers le haut que vers le bas, réduisent l'efficacité des appareils de combustion. Les copeaux utilisés pour couper le bois en copeaux de combustible ne devraient pas produire de grands écarts dans la taille des particules dans le sens d'une augmentation de celles-ci. Cependant, la présence d'un grand nombre de particules trop petites est également indésirable.

Fournir combustion efficace déchets de bois, il est nécessaire que la conception des chaudières réponde aux caractéristiques de ce type de combustible.

Les gros charbons après combustion et la chaleur uniforme sont le signe de bonnes matières premières

Principaux critères

La plupart indicateurs importants pour les matériaux de combustion : densité, humidité et transfert de chaleur. Tous sont étroitement liés les uns aux autres et déterminent l’efficacité et l’utilité du chauffage au bois. Il convient d'examiner chacun d'eux plus en détail, en tenant compte des différents types de bois et des méthodes de récolte.

Densité

La première chose à laquelle un acheteur compétent prête attention lors de la commande d'un matériau de chauffage au bois est sa densité. Plus cet indicateur est élevé, meilleure est la qualité de la race.

Toutes les essences de bois sont divisées en trois catégories principales :

  • faible densité (doux);
  • moyennement dense (modérément dur);
  • haute densité (solide).

Chacun d'eux a une densité différente, et donc chaleur spécifique combustion du bois. Les variétés dures sont considérées comme étant de la plus haute qualité. Ils brûlent plus longtemps et produisent plus de chaleur. De plus, ils forment beaucoup de charbons qui maintiennent la chaleur dans le foyer.

En raison de sa dureté, ce bois de chauffage est difficile à traiter, c'est pourquoi certains consommateurs préfèrent le bois de densité moyenne, comme le bouleau ou le frêne. Leur structure permet de couper des bûches à la main sans trop d'effort.

Humidité

Le deuxième indicateur est l’humidité, c’est-à-dire le pourcentage d’eau dans la structure du bois. Plus cette valeur est élevée, plus la densité est grande, tandis que la ressource utilisée générera moins de chaleur avec le même effort dépensé.

La chaleur spécifique de combustion du bois de chauffage de bouleau sec est caractérisée comme plus productive que celle du bois de chauffage humide. Il convient de noter cette caractéristique du bouleau : il peut être placé dans le foyer presque immédiatement après la coupe, car son humidité est faible. Pour maximiser l’effet bénéfique, il est préférable de bien préparer le matériau.

Pour améliorer la qualité du bois en réduisant le pourcentage d'humidité qu'il contient, les approches suivantes sont utilisées :

  • Le bois de chauffage frais est laissé sécher pendant un certain temps sous un auvent. Le nombre de jours dépend de la saison et peut varier de 80 à 310 jours.
  • Une partie du bois de chauffage est séché à l’intérieur, ce qui augmente son pouvoir calorifique.
  • La meilleure option est le séchage artificiel. Le pouvoir calorifique est transmis à niveau maximum en ramenant le pourcentage d'humidité à zéro, et un minimum de temps est nécessaire pour préparer le bois.

Dissipation de la chaleur

Un indicateur tel que le transfert thermique du bois de chauffage semble résumer les deux caractéristiques précédentes. C'est lui qui indique la quantité de chaleur que le matériau sélectionné peut fournir dans des conditions spécifiques.

La chaleur de combustion du bois est plus élevée pour le bois dur. En conséquence, la situation est inverse avec le bois tendre. Dans des conditions égales et avec retrait naturel, la différence de lecture peut atteindre près de 100 %. C'est pourquoi, afin d'économiser de l'argent, il est judicieux d'acheter du bois de chauffage de haute qualité, plus cher à l'achat, car sa production est plus efficace.

Ici, il convient de mentionner une propriété telle que la température de combustion du bois. Elle est maximale dans le charme, le hêtre et le frêne, à plus de 1000 degrés Celsius, tandis que la quantité maximale de chaleur est produite à un niveau de 85 à 87 %. Le chêne et le mélèze sont proches d'eux, et les indicateurs les plus bas sont le peuplier et l'aulne avec une production de 39 à 47 % à des températures autour de 500 degrés.

Essences de bois

Valeur calorifique La quantité de bois de chauffage dépend dans une large mesure du type de bois. Il existe deux grandes catégories : les conifères et les feuillus. Les matériaux de combustion de haute qualité appartiennent au deuxième groupe. Il existe également une classification ici, car toutes les variétés ne sont pas adaptées à un usage particulier en termes de densité.

Conifères

Le bois le plus accessible est souvent celui des aiguilles de pin. Son faible coût est déterminé non seulement par la prévalence des épicéas et des pins, mais aussi par leurs propriétés. Le fait est que la capacité thermique du bois de chauffage de ce type est faible et qu'il présente également de nombreux autres inconvénients.

Principal inconvénient espèces de conifères- Disponibilité grande quantité résine Lorsqu'un tel bois de chauffage est chauffé, la résine commence à se dilater et à bouillir, ce qui entraîne la dispersion d'étincelles et de fragments brûlants. longue distance. La résine entraîne également la formation de suies et de brûlures, qui obstruent le foyer et la cheminée.

À feuilles caduques

Il est beaucoup plus rentable d'utiliser feuillus. Toutes les variétés sont divisées en trois catégories, selon leur densité. Les races douces comprennent :

  • Tilleul;
  • tremble;
  • peuplier;
  • aulne;

Ils brûlent rapidement et ont donc peu d’utilité pour chauffer une maison.

Les arbres de densité moyenne comprennent :

  • érable;
  • bouleau;
  • mélèze;
  • acacia;
  • cerise.

La chaleur spécifique de combustion du bois de bouleau est proche de celle des essences classées comme dures, notamment le chêne.

  • charme;
  • noix;
  • cornouiller;

Le pouvoir calorifique de ce type de bois de chauffage est maximum, mais la transformation du bois est difficile en raison de sa forte densité.

Le chêne est un autre type de combustible populaire

Les qualités bénéfiques de ces races les rendent plus coût élevé, mais cela vous permet de réduire la quantité de matériel qui sera nécessaire pour entretenir température confortable dans la maison.

Sélection des matériaux

Même le plus haute qualité le bois peut être annulé s'il est mal sélectionné, en tenant compte type spécifique activités. Par exemple, peu importe ce qui a été utilisé pour le feu nocturne lors d’une réunion entre amis. Allumer une cheminée ou un poêle dans un bain public est une tout autre affaire.

Pour la cheminée

Chauffer votre maison peut devenir un problème si vous chargez votre poêle avec le mauvais bois. Ceci est particulièrement dangereux lors de l'utilisation d'une cheminée, car une bûche étincelante peut même provoquer un incendie.

La combustion discrète du bois et la chaleur émanant de la cheminée sont le point culminant du salon

Pour une combustion longue et le dégagement d'une grande quantité de chaleur, privilégiez le chêne, l'acacia, ainsi que le bouleau et le noyer. Pour nettoyer la cheminée, vous pouvez brûler du tremble et de l'aulne de temps en temps. La densité de ces roches est faible, mais elles ont la capacité de brûler la suie.

Pour le bain

Pour assurer une température élevée dans le hammam des bains publics, un transfert de chaleur maximal du bois de chauffage est requis. De plus, vous pouvez améliorer vos conditions de détente si vous utilisez des essences qui saturent la pièce d'une odeur agréable, sans émettre produits dangereux et résines.

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Pour chauffer le hammam choix optimal il s'agira bien sûr de rondins de chêne et de bouleau. Ils sont solides, donnent une bonne chaleur dans un petit volume et dégagent également des fumées agréables. Supplémentaire effet cicatrisant Le tilleul et l'aulne sont également capables de fournir de l'aide. Vous ne pouvez utiliser que des matériaux bien séchés, mais datant de moins d'un an et demi à deux ans.

Pour les barbecues

Lors de la cuisson sur un grill ou un barbecue, l'essentiel n'est pas la combustion du bois lui-même, mais la formation de charbons. C'est pourquoi cela n'a aucun sens d'utiliser des branches fines et lâches. Ils ne peuvent être utilisés que pour allumer un feu, puis ajouter de grosses bûches dures dans la chambre de combustion. Pour que la fumée ait un arôme particulier, il est recommandé d'utiliser du bois de chauffage fruité pour le barbecue. Vous pouvez les combiner avec du chêne et de l'acacia.

En utilisant différentes variétés bois, faites attention à la taille des cales. Par exemple, le chêne mettra plus de temps à brûler et à couver que le bois de pommier, il est donc logique de prendre des bûches de fruits plus épaisses.

Matériaux combustibles alternatifs

Le pouvoir calorifique de certains types de bois de chauffage est assez élevé, mais loin d'être maximum possible. Afin d'économiser de l'argent et de l'espace pour le stockage des matériaux combustibles, on accorde aujourd'hui de plus en plus d'attention à options alternatives. Il est optimal d'utiliser des briquettes pressées.

Pour la même charge de four, le bois pressé produit beaucoup plus de chaleur. Cet effet est possible en augmentant la densité du matériau. De plus, le pourcentage d’humidité est bien inférieur. Un autre avantage est la formation minimale de cendres.

Les briquettes et pellets sont fabriqués à partir de sciure et de copeaux de bois. En pressant les déchets, il est possible de créer un matériau de combustion incroyablement dense que même les plus les meilleures variétés bois. Avec un coût plus élevé par mètre cube de briquettes, les économies finales peuvent atteindre un montant très important.

Il est nécessaire de préparer et d’acheter les matériaux de combustion sur la base d’une analyse approfondie de leurs propriétés. Seul du bois de chauffage de haute qualité peut vous fournir la chaleur nécessaire sans nuire à votre santé ni à la structure de chauffage elle-même.

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Le module unique de traitement de la biomasse (copeaux et sciure) MB-3 est conçu selon dernière technologie, dans lequel les matières premières bio ne sont pas séchées avant d'être pressées avec à grands fraisénergie et lavés dans une laveuse hydroélectrique. Les contaminants (métaux, particules de sol, débris) sont éliminés par un jet d'eau, et les particules propres et humides de matières premières sont transportées à travers un convoyeur puis à travers un tamis dans la trémie d'entrée du module de traitement.

Une vis rotative broie la biomasse humide et la passe à travers un tamis. Lors d'une réaction biochimique dans les cellules du bois (biopolymères), de la chaleur est libérée. Température optimale La masse humidifiée est soutenue par un module de stabilisation thermique. La pompe à chaleur fait circuler l'eau chauffée dans tout le circuit de traitement. Tous processus technologique contrôlé par un système d'automatisation.

Contenu du module :

  • laveuse hydraulique;
  • module de traitement de la biomasse ;
  • Pompe à chaleur;
  • module de stabilisation thermique ;
  • système d'automatisation des processus.
Caractéristiques techniques du module de traitement de la biomasse MB-3 :
  • productivité - 1000 kg/h ;
  • puissance du moteur électrique - jusqu'à 100 kW ;
  • matières premières d'entrée : granulométrie - jusqu'à 4 cm, humidité - jusqu'à 50 % ;
  • dimensions de transport - 2000x2200x12000 mm ;
  • poids - 16700 kg.

Au cours du seul premier semestre 2015, 6 séminaires spécialisés « Les bases de la production de pellets » ont été organisés, au cours desquels environ 200 étudiants ont été formés. Depuis le second semestre 2015, des séminaires ont lieu mensuellement et gagnent en popularité auprès des étudiants. Les spécialistes qui ont écouté toutes les conférences et examiné les équipements d'exploitation ont complètement changé leur attitude à l'égard de la technologie de production de pellets. La méthode de pressage humide est complètement nouvelle approche innovativeà la transformation de la biomasse, qui est l'avenir.