Askinnehåll i björkved. Asksammansättning av trä av olika trädslag i flodslättens biotop. Kärnan i förbränningsprocessen

Askhalt i olika beståndsdelar av barken av olika raser: 5,2% för gran, 4,9% för tall - Ökningen av askhalten i barken i detta fall förklaras av föroreningen av barken under forsränning av piskorna längs floderna. Askhalten i olika beståndsdelar av barken, enligt V.M. Nikitin, visas i tabell. 5. Askhalt i bark av olika arter på torrvikt, enligt AI Pomeransky, är: tall 3,2 %, gran 3,95, 2,7, al 2,4 %.

Enligt NPO TsKTI im. II Pol - zunova, askhalten i barken av olika stenar varierar från 0,5 till 8%. Askhalt i kronelement. Askhalten i kronelementen överstiger askhalten i trä och beror på träslaget och platsen för dess tillväxt. Enligt V.M. Nikitin är askhalten i bladen 3,5 %.

Grenar och kvistar har en inre askhalt på 0,3 till 0,7 %. Beroende på typen av teknisk process förändras deras askhalt avsevärt på grund av deras förorening med externa mineralinneslutningar. Kontaminering av grenar och kvistar under skörd, sladdning och halning är mest intensiv i vått väder på våren och hösten.

Fukt och densitet är träets huvudsakliga egenskaper.

FuktighetÄr förhållandet mellan fuktmassan i en given volym trä och massan av absolut torr ved, uttryckt i procent. Fukten som impregnerar cellmembranen kallas bunden eller hygroskopisk, och fukten som fyller cellhåligheter och intercellulära utrymmen kallas fri eller kapillär.

När träet torkar avdunstar först fri fukt från det och binder sedan fukt. Träets tillstånd, där cellväggarna innehåller den maximala mängden bunden fukt, och endast luft finns i cellhålorna, kallas gränsen för hygroskopicitet. Motsvarande luftfuktighet vid rumstemperatur (20 ° C) är 30% och beror inte på rasen.

Det finns följande nivåer av träfuktinnehåll: våt - fuktinnehåll över 100%; nyskuren - luftfuktighet 50,100%; luft - torr luftfuktighet 15,20%; torr - luftfuktighet 8,12%; absolut torr - luftfuktigheten är ca 0%.

Detta är förhållandet vid en viss luftfuktighet, kg, till dess volym, m 3.

Ökar med ökande luftfuktighet. Till exempel är densiteten för bokträ med en fukthalt på 12% 670 kg / m3 och med en fukthalt på 25% - 710 kg / m3. Tätheten hos sent trä är 2,3 gånger högre än för tidig ved, och ju bättre utvecklat sent trä, desto högre dess densitet (tabell 2). Träets relativa densitet är förhållandet mellan provets massa i absolut torrt tillstånd och provets volym vid gränsen för hygroskopicitet.

Tabell 1 - Innehållet av ask och askelement i veden hos olika trädslag

Vedartad växt	Aska,
Vedartad växt	Aska,													Belopp
Tall	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
Gran	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
Gran	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
Lärkträd	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
Ek	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
Alm	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
Lind	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
Björk	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
Asp	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
Poppel	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
Al svart	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
Al grått	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
Fågelkörsbär	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

Beroende på innehållet av askelement i sitt trä kombineras alla trädslag till två stora kluster (Fig. 1). Den första, som leds av tall, inkluderar svart al, asp och balsamicopoppel (Berlin), och den andra inkluderar alla andra arter, ledda av gran och fågelkörsbär. En separat subkluster består av ljusälskande arter: hängbjörk och sibirisk lärk. Slät alm står isär från dem. De största skillnaderna mellan kluster nr 1 (tall) och nr 2 (gran) noteras i innehållet av Fe, Pb, Co och Cd (Fig. 2).

Figur 1- Dendrogram av likheten mellan trädarter genom asksammansättningen i deras trä, byggt med Ward-metoden med hjälp av en matris av normaliserade data

Figur 2- Skillnaden mellan vedartade växter som tillhör olika klasar, beroende på asksammansättningen i deras trä

Slutsatser.

1. Mest av allt kalcium finns i träet av alla trädslag, som är grunden för cellmembranet. Kalium följer. Det finns en storleksordning mindre järn, mangan, strontium och zink i trä. Ni, Pb, Co och Cd sluter leden.

(3) Träarter som växer inom samma översvämningsbiotop skiljer sig väsentligt när det gäller effektiviteten i deras användning av näringsämnen. Den mest effektiva användningen av markpotentialen är sibirisk lärk, varav 1 kg trä innehåller 7,4 gånger mindre aska än poppelträ - den mest slösaktiga arten när det gäller ekologi.

4. Egenskapen med hög konsumtion av mineraler från ett antal träiga växter kan användas för fytomeliorering när man skapar plantager på teknogena eller naturligt förorenade marker.

Lista över använda källor

1. Adamenko, V.N. Kemisk sammansättning av trädringar och naturmiljöns tillstånd / V.N. Adamenko, E.L. Zhuravleva, A.F. Chetverikov // Dokl. USSR Academy of Sciences. - 1982. - T. 265, nr 2. - S. 507-512.

2. Lyanguzova, I.V. Kemisk sammansättning av växter under atmosfärisk och markförorening / I.V. Lyanguzova, O.G. Chertov // Skogens ekosystem och luftföroreningar. - L .: Nauka, 1990. S. 75-87.

3. Demakov, Yu.P. Variabilitet av innehållet av askelement i trä, bark och barr av tall / Yu.P. Demakov, R.I. Vinokurov, V.I. Talantsev, S.M. Shvetsov // Skogens ekosystem i ett föränderligt klimat: biologisk produktivitet, övervakning och anpassningsteknik: material från en internationell konferens med inslag av en vetenskaplig skola för ungdomar [Elektronisk resurs]. - Yoshkar-Ola: MarSTU, 2010.S. 32-37. http://csfm.marstu.net/publications.html

4. Demakov, Yu.P. Dynamiken i innehållet av askelement i årsringarna hos gammalvuxna tallar som växer i flodslätterbiotoper / Yu.P. Demakov, S.M. Shvetsov, V.I. Talantsev // Bulletin of MarSTU. Ser. "Skog. Ekologi. Naturvård"... 2011. - Nr 3. - S. 25-36.

5. Vinokurov, R.I. Specificiteten för fördelningen av makroelement i organen hos vedartade växter i gran-granskogar i Republiken Mari El / R.I. Vinokurova, O.V. Lobanova // Bulletin of MarSTU. Ser... "Skog. Ekologi. Naturvård ".- 2011.- Nr 2.- S. 76-83.

6. Akhromeyko A.I. Fysiologisk belägg för skapandet av hållbara skogsplantager / A.I. Akhromeyko. - M .: Lesnaya prom-st, 1965 .-- 312 sid.

7. Remezov, N.P. Konsumtion och cirkulation av kväve- och askelement i skogarna i den europeiska delen av Sovjetunionen / N.P. Remezov, L.N. Bykova, K.M. Smirnov, Moskva: Moscow State University, 1959, 284 s.

8. Rodin, L.E. Dynamik av organiskt material och biologisk cirkulation av askelement och kväve i världens huvudtyper av vegetation / L.E. Rodin, N.I. Bazilevich. -M.-L.: Nauka, 1965 .--

9. En teknik för att mäta bruttohalten av koppar, kadmium, zink, bly, nickel, mangan, kobolt, krom genom atomabsorptionsspektroskopi. - M .: FGU FTSAO, 2007 .-- 20 sid.

10. Methods of Biogeochemical Research of Plants, Ed. A.I. Ermakova. - L.: Agropromizdat, 1987.- 450 s.

11. Afifi, A. Statistisk analys. Computer approach / A. Afifi, S. Eisen. - M .: Mir, 1982 .-- 488 sid.

12. Faktor-, diskriminant- och klusteranalys / J. Kim, C. Mueller, W. Kleck, et al. - M .: Finance and Statistics, 1989. - 215 sid.

Grova kol efter förbränning och jämn värme är ett tecken på bra råvaror

Huvudkriterier

De viktigaste indikatorerna för förbränningsmaterialet är: densitet, fuktighet och värmeöverföring. Alla är nära besläktade med varandra och avgör hur effektiv och användbar förbränning av ved är. Det är värt att överväga var och en av dem mer i detalj, med hänsyn till olika typer av trä och metoder för att skörda det.

Densitet

Det första som en kompetent köpare uppmärksammar vid beställning av ett värmematerial av trä är dess densitet. Ju högre denna indikator, desto bättre är rasen.

Alla träslag är indelade i tre huvudkategorier:

låg densitet (mjuk);
medium (måttligt hårt);
hög densitet (fast).

Var och en av dem har en annan densitet, och därav den specifika värmen vid förbränning av ved. Hårda sorter anses vara av högsta kvalitet. De brinner länge och genererar mer värme. Dessutom bildar de en massa kol, som håller värmen i ugnen.

På grund av sin hårdhet är sådant trä svårt att bearbeta, varför vissa konsumenter föredrar medeltät trä, som björk eller ask. Deras struktur gör att du kan hugga stockarna för hand utan större ansträngning.

Fuktighet

Den andra indikatorn är fukt, det vill säga procentandelen vatten i trästrukturen. Ju högre detta värde, desto större densitet, medan resursen som används kommer att generera mindre värme för samma ansträngning.

Den specifika förbränningsvärmen av torr björkved karakteriseras som mer produktiv än våt. Det är värt att notera denna egenskap hos björk: den kan placeras i eldstaden nästan omedelbart efter avverkning, eftersom den har en låg fukthalt. Det är bäst att förbereda materialet ordentligt för att maximera den fördelaktiga effekten.

För att förbättra kvaliteten på trä genom att minska andelen fukthalt i det, används följande tillvägagångssätt:

Färsk ved får stå under en viss tid under ett tak för att torka ut. Antalet dagar beror på årstid och kan variera från 80 till 310 dagar.
En del av virket torkas inomhus, vilket ökar dess värmevärde.
Det bästa alternativet är konstgjord torkning. Värmevärdet bringas till maxnivån genom att höja andelen fukt till noll, och tiden för att förbereda veden krävs ett minimum.

Värmeavledning

En indikator som värmeöverföringen av ved, så att säga, sammanfattar de två föregående egenskaperna. Det är han som indikerar hur mycket värme det valda materialet kan ge, med förbehåll för specifika villkor.

Värmen från förbränning av ved i hårda bergarter är högst. På motsvarande sätt är det motsatta med barrved. Under lika förhållanden och naturlig krympning kan skillnaden i avläsningar nå nästan 100 %. Det är därför, för att spara pengar, är det vettigt att köpa högkvalitativ ved, vilket är dyrare att köpa, eftersom deras produktion är mer effektiv.

Det är värt att nämna här en sådan egenskap som brinntemperaturen för ved. Den är störst i avenbok, bok och ask, mer än 1000 grader Celsius, medan den maximala mängden värme produceras i nivån 85-87%. Ek och lärk närmar sig dem och poppel och al har de lägsta indikatorerna med en produktion på 39-47 % vid en temperatur på runt 500 grader.

Träslag

Vedens värmevärde beror i största utsträckning på vedslaget. Det finns två huvudkategorier: barrträd och lövträd. Högkvalitativt förbränningsmaterial tillhör den andra gruppen. Den har också sin egen klassificering, eftersom inte alla sorter är lämpliga för ett särskilt syfte när det gäller deras densitet.

Barrträd

Barr är ofta det mest lättillgängliga träet. Dess låga kostnad beror inte bara på förekomsten av granar och tallar, utan också på dess egenskaper. Faktum är att värmekapaciteten hos ved i en sådan plan är låg, och det finns också många andra nackdelar.

Den största nackdelen med barrträd är närvaron av en stor mängd hartser. När sådant trä värms börjar hartset expandera och koka, vilket leder till spridning av gnistor och brinnande fragment över en lång sträcka. Dessutom leder harts till bildning av sot och bränning, vilket täpper till eldstaden och skorstenen.

Lövfällande

Det är mycket mer lönsamt att använda lövträ. Alla sorter är indelade i tre kategorier, beroende på deras densitet. Mjuka raser inkluderar:

Lind;
asp;
poppel;
al;

De brinner snabbt ut och har därför lite värde när det gäller uppvärmning av huset.

Medeltäta träd inkluderar:

lönn;
Björk;
lärkträd;
akacia;
Körsbär.

Den specifika förbränningsvärmen för björkved ligger nära de arter som klassificeras som fasta, särskilt ek.

avenbok;
nöt;
kornel;

Värmevärdet för denna typ av ved är maximalt, men bearbetningen av trä är svår på grund av dess höga densitet.

Ek är ett annat populärt bränsle

De användbara egenskaperna hos sådana raser bestämmer deras högre kostnad, men detta gör att du kan minska mängden material som kommer att behövas för att upprätthålla en behaglig temperatur i huset.

Materialval

Även de högsta kvaliteterna av trä kan förnekas om det väljs felaktigt för en specifik typ av aktivitet. Till exempel spelar det praktiskt taget ingen roll vad som användes för en nattbrand när man samlades med vänner. En helt annan sak är att tända en öppen spis eller spis i ett bad.

För öppen spis

Att värma upp ditt hem kan vara ett problem om du laddar fel ved i spisen. Detta är särskilt farligt när du använder en öppen spis, eftersom en gnistrande stock till och med kan leda till brand.

Den diskreta eldningen av ved och värmen som kommer från den öppna spisen är höjdpunkten i vardagsrummet.

För lång förbränning och frigöring av en stor mängd värme är det värt att ge företräde åt ek, akacia, samt björk och valnöt. Asp och al kan brännas då och då för att rengöra skorstenen. Tätheten av dessa stenar är låg, men de har egenskapen att bränna ut sot.

För ett bad

För att säkerställa en hög temperatur i ångrummet i ett bad, krävs maximal värmeöverföring av ved. Dessutom kan du förbättra viloförhållandena om du använder stenar som mättar rummet med en behaglig lukt, utan att släppa ut skadliga ämnen och hartser.

Läs också om utöver den här artikeln.

För uppvärmning av ångrummet kommer naturligtvis ek- och björkstockar att vara det bästa valet. De är hårda, ger bra värme i liten volym och avger även behagliga ångor. Lind och al kan också ha en ytterligare läkande effekt. Du kan bara använda vältorkade material, men inte äldre än ett och ett halvt till två år.

För grillning

När du lagar mat på grillen och grillen är huvudpoängen inte bränningen av själva veden, utan bildandet av kol. Det är därför det inte är meningsfullt att använda tunna, lösa grenar. De kan bara tas för att tända en eld och sedan lägga till stora hårda stockar i eldstaden. För att röken ska få en speciell doft rekommenderas det att använda fruktved till grillen. Du kan kombinera dem med ek och akacia.

Var uppmärksam på klossarnas storlek när du använder olika träslag. Till exempel kommer ett ek att ta längre tid att bränna och ulma än ett äppelträd, så det är vettigt att använda tjockare fruktstockar.

Alternativa förbränningsmaterial

Varmvärdet för vissa typer av ved är ganska stort, men långt ifrån det högsta möjliga. För att spara pengar och utrymme för lagring av bränslematerial uppmärksammas nu mer och mer alternativa alternativ. Användningen av pressade briketter är optimal.

För samma ugnsbelastning genererar det pressade virket mycket mer värme. Denna effekt är möjlig genom att öka materialets densitet. Dessutom är det en mycket lägre andel luftfuktighet här. Ett annat plus är den minimala askabildningen.

Briketter och pellets är gjorda av sågspån och träflis. Genom att pressa avfallet är det möjligt att skapa ett otroligt tätt förbränningsmaterial som inte ens de bästa träslag kan matcha. Med en högre kostnad per kubikmeter briketter kan de resulterande besparingarna bli ganska betydande.

Det är nödvändigt att förbereda och köpa värmematerial baserat på en grundlig analys av deras egenskaper. Endast ved av hög kvalitet kan ge dig den nödvändiga värmen, utan att skada vare sig din hälsa eller själva uppvärmningsstrukturen.

Fuktighet

Fukthalten i vedartad biomassa är en kvantitativ egenskap som visar biomassans fukthalt. Skilj mellan absolut och relativ fuktighet av biomassa.

Absolut fuktighet förhållandet mellan fuktmassan och torrt träs massa kallas:

Där W a - absolut luftfuktighet,%; m är provets massa i vått tillstånd, g; m 0 är massan av samma prov, torkat till ett konstant värde, g.

Relativ eller arbetsfuktighet förhållandet mellan fuktmassan och massan av vått trä kallas:

Där W p - relativ, eller arbetsfuktighet, %

Vid beräkning av trätorkningsprocesser används absolut fukt. I värmetekniska beräkningar används endast relativ, eller fungerande, fuktighet. Med hänsyn till denna etablerade tradition kommer vi i framtiden bara att använda relativ luftfuktighet.

Det finns två former av fukt i träig biomassa: bunden (hygroskopisk) och fri. Bunden fukt finns inne i cellväggarna och hålls av fysikalisk -kemiska bindningar; avlägsnande av denna fukt är förknippad med ytterligare energikostnader och påverkar väsentligt de flesta egenskaperna hos träämnet.

Fri fukt finns i cellhåligheter och i intercellulära utrymmen. Fri fukt kvarhålls endast av mekaniska bindningar, den avlägsnas mycket lättare och har mindre effekt på träets mekaniska egenskaper.

När trä hålls i luften utbyts fukt mellan luften och träämnet. Om fukthalten i träämnet är mycket hög, torkar träet ut under detta utbyte. Om dess fukthalt är låg fuktas den vedartade substansen. Med en lång vistelse av trä i luften, stabil temperatur och luftens relativa fuktighet blir träets fuktinnehåll också stabilt; detta uppnås när vattenångtrycket i den omgivande luften är lika med vattenångtrycket vid träets yta. Värdet av stabil fukthalt i trä, som hålls under lång tid vid en viss temperatur och luftfuktighet, är detsamma för alla trädslag. Stabil luftfuktighet kallas jämvikt, och den bestäms helt av parametrarna för luften där den är belägen, det vill säga av dess temperatur och relativa fuktighet.

Stamfuktighet. Beroende på fukthalten delas stamved in i vått, nyklippt, lufttorkat, rumstort och absolut torrt.

Vått avser virke som legat i vatten länge, till exempel vid forsränning eller sortering i en vattenbassäng. Fukthalten i vått ved W p överstiger 50 %.

Nyklippt virke kallas trä som har behållit fukten i ett växande träd. Det beror på träslag och varierar inom W p = 33 ... 50 %.

Medelfukthalten i nyhuggen ved är, %, i gran 48, i lärk 45, i gran 50, i cedertall 48, i vanlig tall 47, i vide 46, i lind 38, i asp 45, i al 46, i poppel 48, vårbjörk 44, bok 39, alm 44, hornbalk 38, ek 41, lönn 33.

Lufttorkat är trä som har härdats under lång tid i det fria. Under vistelsen i det fria torkar träet hela tiden och dess fukthalt minskar gradvis till ett stabilt värde. Luftfuktighet av trä W p = 13 ... 17%.

Rumstorrt virke är trä som förvaras i ett uppvärmt och ventilerat rum under lång tid. Luftfuktighet i rumstort trä W p = 7 ... 11 %.

Absolut torr - ved torkat vid en temperatur av t = 103 ± 2 ° C till konstant vikt.

I ett växande träd är fukthalten i stamveden ojämnt fördelad. Det förändras både längs radien och längs stammens höjd.

Den maximala fukthalten i stamved begränsas av den totala volymen av cellhåligheter och intercellulära utrymmen. När trä sönderfaller förstörs dess celler, vilket resulterar i att ytterligare inre hålrum bildas, strukturen hos ruttet trä blir lös, porös när sönderfallsprocessen utvecklas och träets styrka minskar kraftigt.

Av dessa skäl är fukthalten i träröta inte begränsad och kan nå så höga värden att dess förbränning blir ineffektiv. Den ökade porositeten hos ruttet trä gör det mycket hygroskopiskt, eftersom det är utomhus återfuktar det snabbt.

Askinnehåll

Askinnehåll innehållet av mineraler i bränslet som finns kvar efter den fullständiga förbränningen av hela den brännbara massan kallas. Aska är en oönskad del av bränslet, eftersom det minskar innehållet av brännbara element och komplicerar driften av förbränningsanordningar.

Aska delas in i inre, som ingår i träämnet, och externa, som kommit in i bränslet vid anskaffning, lagring och transport av biomassa. Beroende på typen av aska har den olika smältbarhet när den värms upp till hög temperatur. Aska kallas lågsmältande om temperaturen i början av det flytande smältande tillståndet är under 1350 ° C. Mediumsmältande aska har en temperatur i början av det flytande smältande tillståndet i intervallet 1350-1450 ° C. För eldfast aska är denna temperatur över 1450 ° C.

Den inre askan av träbiomassa är eldfast och den yttre asken är lågsmältande.

Askhalten i barken av olika raser varierar från 0,5 till 8 % och högre med kraftig kontaminering under skörd eller lagring.

Träets täthet

Densiteten hos ett träartat ämne är förhållandet mellan massan av materialet som bildar cellväggarna och volymen det upptar. Tätämnets densitet är densamma för alla typer av trä och är lika med 1,53 g/cm 3. På rekommendation från CMEA -kommissionen bestäms alla indikatorer på träets fysiska och mekaniska egenskaper till en absolut fukthalt på 12% och beräknas om för detta fuktinnehåll.

Densitet av olika träslag

Ras	Densitet kg/m 3
Ras	Vid normal luftfuktighet	Helt torr
Lärkträd	660	630
Tall	500	470
Ceder	435	410
Gran	375	350
Avenbok	800	760
Vit akacia	800	760
Päron	710	670
Ek	690	650
Lönn	690	650
Vanlig aska	680	645
Bok	670	640
Alm	650	615
Björk	630	600
Al	520	490
Asp	495	470
Lind	495	470
Vide	455	430

Bulkdensiteten av avfall i form av olika krossat avfall varierar stort. För torr spån från 100 kg / m 3, upp till 350 kg / m 3 och mer för våt spån.

Termiska egenskaper hos trä

Träbiomassa i den form som den kommer in i pannornas ugnar kallas fungerande bränsle. Sammansättningen av träig biomassa, det vill säga innehållet av enskilda element i den, kännetecknas av följande ekvation:
С р + Н р + О р + N р + A р + W р = 100 %,
där С р, Н р, О р, N p - innehåll av kol, väte, syre och kväve i vedmassa, respektive,%; A p, W p - innehållet av aska respektive fukt i bränslet.

För att karakterisera bränslet i värmetekniska beräkningar används begreppen torrmassa och brännbar bränslemassa.

Torrvikt bränsle är i detta fall biomassa, torkat till ett absolut torrt tillstånd. Dess sammansättning uttrycks av ekvationen
Cc + Hc + Oc + Nc + Ac = 100%.

Brännbar massa bränslen är biomassa från vilken fukt och aska har avlägsnats. Dess sammansättning bestäms av ekvationen
Cg + Hg + O g + Nr = 100%.

Indexen vid tecknen på biomassakomponenterna betyder: p - komponentens innehåll i arbetsmassan, c - komponentens innehåll i den torra massan, g - komponentens innehåll i bränslets brännbara massa.

En av de anmärkningsvärda egenskaperna hos stamträ är den fantastiska stabiliteten hos dess elementära sammansättning av den brännbara massan. Det är därför den specifika förbränningsvärmen för olika träslag är praktiskt taget densamma.

Den elementära sammansättningen av den brännbara massan av stamved är praktiskt taget densamma för alla arter. Variationen i halten av enskilda komponenter i den brännbara massan av stamved ligger som regel inom felet för tekniska mätningar massa: C g = 51 %, H g = 6,1 %, O g = 42,3 %, N g = 0,6 %.

Förbränningsvärme biomassa är mängden värme som frigörs vid förbränning av 1 kg av ett ämne. Skilj mellan högre och lägre förbränningsvärme.

Högre värmevärde- detta är mängden värme som släpps ut vid förbränning av 1 kg biomassa under fullständig kondensering av alla vattenånga som bildas vid förbränningen, och värmen återgår till avdunstning (den så kallade latenta förångningsvärmen). Den högsta förbränningsvärmen Q in bestäms av formeln D.I.Mendeleev (kJ / kg):
Qin = 340C p + 1260H p -109O p.

Netto värmevärde(NTS) - mängden värme som frigörs under förbränning av 1 kg biomassa, exklusive den värme som spenderas på avdunstning av fukt som bildas under förbränningen av detta bränsle. Dess värde bestäms av formeln (kJ / kg):
Q p = 340C p + 1030H p -109O p -25W p.

Förbränningsvärmen av stamved beror endast på två kvantiteter: askhalt och fukthalt. Den lägsta förbränningsvärmen av den brännbara massan (torr askfri!) Av stamved är praktiskt taget konstant och lika med 18,9 MJ / kg (4510 kcal / kg).

Typer av träavfall

Beroende på i vilken produktion träavfall genereras kan de delas in i två typer: timmeravfall och träbearbetningsavfall.

Avfallsloggning– Det är delar av trä som lossnar under avverkningsprocessen. Dessa inkluderar barr, löv, icke-lignifierade skott, grenar, kvistar, toppar, otklevki, baldakiner, utskärningar av stammen, bark, avfall från tillverkning av flisad massaved, etc.

I sin naturliga form är skogsavfall inte lätt att transportera, när det används för energi krossas det preliminärt till flis.

Slöseri med träbearbetning- detta är avfall som genereras i träbearbetningsindustrin. Dessa inkluderar: plattor, lameller, sticklingar, short cutter, spån, sågspån, avfall från tillverkning av tekniska flis, trädamm, bark.

På grund av biomassans natur kan träavfall delas in i följande typer: avfall från kronelement; stamträavfall; avfall från barken; träröta.

Beroende på partiklarnas form och storlek klassificeras träavfall vanligtvis i följande grupper: klumpat träavfall och mjukt träavfall.

Klump träavfall- dessa är otklevki, visir, utskärningar, plattor, rake, cutoffs, short cutouts. Mjukt träavfall inkluderar sågspån och spån.

Den viktigaste egenskapen hos rivet trä är dess fraktionella sammansättning. Fraktionerad sammansättning är det kvantitativa förhållandet mellan partiklar av vissa storlekar i den totala massan av krossat trä. Fraktionen av krossat trä är andelen partiklar av en viss storlek i den totala massan.

Strimlat trä efter partikelstorlek kan delas in i följande typer:

— trädamm genereras vid slipning av trä, plywood och träbaserade paneler; huvuddelen av partiklarna passerar genom en sikt med en öppning på 0,5 mm;
— sågspån bildas under längsgående och tvärgående sågning av trä, de passerar genom en sikt med hål på 5 ... 6 mm;
— pommes frites erhålls genom att hugga ved och träavfall i flishuggar; huvuddelen av chipsen passerar genom en sikt med hål på 30 mm och förblir på en sikt med hål på 5 ... 6 mm;
- stora spån vars partikelstorlek är mer än 30 mm.

Låt oss separat notera egenskaperna hos trädamm. Trädamm som genereras vid slipning av trä, plywood, spånskivor och fiberplattor är inte föremål för lagring, både i buffertlager i pannhus och i lager för lagring av lågt träbränsle på grund av dess höga vindar och explosivitet. Vid bränning av veddamm i ugnar måste det säkerställas att alla regler för förbränning av pulveriserade bränslen är uppfyllda, vilket förhindrar uppkomst av utbrott och explosioner inuti ugnar och i gasbanorna för ång- och varmvattenpannor.

Träslipdamm är en blandning av träpartiklar med en genomsnittlig storlek på 250 mikron med slippulver, som lösgörs från sandpappret under slipprocessen av trämaterialet. Halten av slipmaterial i trädamm kan vara upp till 1 viktprocent.

Funktioner vid förbränning av träig biomassa

En viktig egenskap hos vedartad biomassa som bränsle är frånvaron av svavel och fosfor i den. Som du vet är den största värmeförlusten i varje pannenhet förlusten av värmeenergi med rökgaser. Storleken på denna förlust bestäms av rökgasernas temperatur. Denna temperatur under förbränning av bränslen som innehåller svavel, för att undvika svavelsyrakorrosion av svansvärmeytorna, hålls minst 200 ... 250 ° C. Vid förbränning av träavfall som inte innehåller svavel kan denna temperatur sänkas till 100 ... 120 ° C, vilket avsevärt kommer att öka effektiviteten hos pannenheter.

Fukthalten i veden kan variera över ett mycket brett intervall. Inom möbel- och träbearbetningsindustrin är fukthalten i vissa typer av avfall 10 ... 12 %, i avverkningsföretag är fukthalten i huvuddelen av avfallet 45 ... 55 %, fukthalten i barken vid barkning av avfall efter forsränning eller sortering i vattenbassänger når 80 %. En ökning av vedbränslets fukthalt minskar pannornas produktivitet och effektivitet. Utsläppet av flyktiga ämnen vid förbränning av vedbränsle är mycket hög - upp till 85%. Detta är också en av egenskaperna hos vedartad biomassa som bränsle och kräver en stor längd av brännaren, där förbränning av de brännbara komponenterna som kommer ut från lagret utförs.

Woody biomassa -koksprodukt - kol är mycket reaktivt jämfört med fossila kol. Den höga reaktiviteten hos träkol gör det möjligt att driva förbränningsanordningar vid låga värden av överskottsluftförhållandet, vilket har en positiv effekt på pannanläggningarnas effektivitet vid förbränning av träbiomassa i dem.

Men tillsammans med dessa positiva egenskaper har trä egenskaper som negativt påverkar driften av pannor. Dessa egenskaper inkluderar i synnerhet förmågan att absorbera fukt, det vill säga en ökning av fukt i vattenmiljön. Med en ökning av luftfuktigheten minskar den lägre förbränningsvärmen snabbt, bränsleförbrukningen ökar, förbränningen blir svårare, vilket kräver antagande av särskilda konstruktionsbeslut i pann- och ugnsutrustning. Med en fukthalt på 10 % och en askhalt på 0,7 % blir NTS 16,85 MJ/kg och med en fukthalt på 50 % endast 8,2 MJ/kg. Således kommer pannans bränsleförbrukning vid samma effekt att ändras med mer än 2 gånger när man byter från torrt bränsle till vått bränsle.

Ett karakteristiskt kännetecken för trä som bränsle är ett lågt innehåll av inre aska (mindre än 1%). Samtidigt når externa mineralinkluderingar i avverkningsavfall ibland 20%. Askan som bildas vid förbränning av rent trä är eldfast och avlägsnandet från ugnens förbränningszon innebär inte några särskilda tekniska svårigheter. Mineralinneslutningar i vedartad biomassa är smältbara. När trä med ett betydande innehåll bränns bildas kakad slagg, vars avlägsnande från förbränningsanordningens högtemperaturzon är svårt och kräver speciella tekniska lösningar för att säkerställa effektiv drift av ugnen. Den sintrade slaggen, som bildas vid förbränning av högaskig vedartad biomassa, har en kemisk affinitet med tegelsten, och vid höga temperaturer i ugnen sintras den med ytan av murverket på ugnens väggar, vilket gör det svårt att ta bort aska.

Värmeeffekt brukar kallas för maximal förbränningstemperatur, utvecklad med fullständig förbränning av bränsle utan överskottsluft, det vill säga under förhållanden när all värme som släpps ut under förbränningen är helt förbrukad för att värma de resulterande förbränningsprodukterna.

Termen "värmeeffekt" föreslogs vid ett tillfälle av D.I. Ju högre bränslets värmeeffekt, desto högre kvalitet på den termiska energi som frigörs under förbränningen, desto högre är ång- och varmvattenpannans effektivitet. Uppvärmningskapaciteten är den gräns till vilken den faktiska temperaturen i ugnen närmar sig när förbränningsprocessen förbättras.

Träbränslets uppvärmningsförmåga beror på dess fukthalt och askhalt. Uppvärmningskapaciteten för absolut torrt ved (2022 ° C) är bara 5% lägre än uppvärmningskapaciteten för flytande bränsle. Med en träfuktighet på 70 % minskar värmeeffekten mer än 2 gånger (939 ° C). Därför är fukthalten på 55-60 % en praktisk gräns för användningen av ved för bränsleändamål.

Inverkan av askhalten i trä på dess värmeeffekt är mycket svagare än påverkan på denna fuktfaktor.

Inverkan av fukthalten i vedartad biomassa på pannanläggningarnas effektivitet är extremt betydande. Vid förbränning av absolut torr vedartad biomassa med låg askhalt närmar sig pannornas effektivitet, både vad gäller produktivitet och effektivitet, verkningsgraden hos pannor som drivs med flytande bränsle och överträffar i vissa fall effektiviteten hos pannor som använder vissa typer av kol.

En ökning av fukthalten i träig biomassa leder oundvikligen till en minskning av pannanläggningarnas effektivitet. Du bör vara medveten om detta och ständigt utveckla och genomföra åtgärder för att förhindra att atmosfärisk nederbörd, jordvatten etc. tränger in i vedbränslet.

Askhalten i vedartad biomassa gör det svårt att bränna. Förekomsten av mineralinneslutningar i vedartad biomassa beror på användningen av otillräckligt perfekta tekniska processer för timmeravverkning och dess primära bearbetning. Det är nödvändigt att ge företräde åt sådana tekniska processer där föroreningen av träavfall med mineralinneslutningar kan minimeras.

Bråksammansättningen av den krossade veden bör vara optimal för denna typ av förbränningsanordning. Avvikelser i partikelstorlek från det optimala, både uppåt och nedåt, minskar effektiviteten hos förbränningsanordningar. Flismaskiner som används för att hugga ved till bränsleflis bör inte uppvisa stora avvikelser i partikelstorlek mot deras ökning. Närvaron av ett stort antal för små partiklar är emellertid också oönskat.

För att säkerställa effektiv förbränning av vedavfall är det nödvändigt att utformningen av pannenheterna uppfyller egenskaperna hos denna typ av bränsle.

Ved är den äldsta och mest traditionella källan till värmeenergi, som är ett förnybart bränsle. Per definition är ved en träbit som står i proportion till eldstaden som används för att tända och underhålla en eld i den. Genom sin kvalitet är ved det mest instabila bränslet i världen.

Däremot är viktprocenten för varje vedmassa ungefär densamma. Den innehåller - upp till 60% cellulosa, upp till 30% lignin, 7 ... 8% associerade kolväten. Resten (1 ... 3%) -

Statlig standard för ved

På Rysslands territorium
GOST 3243-88 Ved. Tekniska förutsättningar
Ladda ner (Nedladdningar: 1689)

Standarden från Sovjetunionens tid definierar:

Utbud av ved efter storlek
Tillåten mängd ruttet ved
Utbud av ved efter värmevärde
Metod för att redovisa mängden ved
Krav på transport och lagring
träbränsle

Av all GOST-information är de mest värdefulla metoderna för att mäta trähögar och koefficienter för att konvertera värden från ett vikmått till ett tätt (från en lagermeter till en kubikmeter). Dessutom finns det fortfarande ett visst intresse för en modefluga om att begränsa ljud och splintvedsröta (högst 65 % av ändytan), samt förbud mot yttre ruttnighet. Det är bara svårt att föreställa sig så ruttet trä i vår rymdålder av strävan efter kvalitet.

När det gäller värmevärdet,
sedan delar GOST 3243-88 upp all ved i tre grupper:

Vedredovisning

För att redovisa alla materiella värden är det viktigaste sättet och metoderna för att beräkna dess mängd. Mängden ved kan tas med i beräkningen, antingen i ton och kilogram, eller i veck och kubikmeter och decimeter. Följaktligen - i mass- eller volymenheter

Redovisning av ved i massenheter
(i ton och kilogram)
Denna metod för redovisning av vedbränsle används extremt sällan på grund av dess skrymmande och tröghet. Det är lånat från träbyggare och är en alternativ metod för de fall då det är lättare att väga virket än att bestämma dess volym. Så, till exempel, ibland med grossistleveranser av vedbränsle, är det lättare att väga vagnar och timmerbilar som fraktas "på toppen" än att bestämma volymen av formlösa trä-"hattar" som tornar upp sig på dem.
Fördelar

- enkel informationsbehandling för vidare beräkning av bränslets totala värmevärde i värmetekniska beräkningar. Eftersom värmevärdet på vedens viktmått beräknas av och är praktiskt taget oförändrat för alla träslag, oavsett geografiskt läge och grad. Således, vid redovisning av ved i massenheter, beaktas nettovikten av brännbart material minus fuktens vikt, vars mängd bestäms av fuktmätaren
nackdelar
redovisning av ved i massenheter
- Metoden är absolut oacceptabel för att mäta och redovisa massor av ved inom avverkningsområdet, när den nödvändiga specialutrustningen (våg och fuktmätare) kanske inte finns till hands
- resultatet av mätning av luftfuktighet blir snart irrelevant, veden fuktas snabbt eller torkar ut i luften
Redovisning av ved i volymetriska enheter
(i vik och kubikmeter och decimeter)
Denna metod för redovisning av vedbränsle har blivit den mest utbredda, som det enklaste och snabbaste sättet att redovisa vedbränslemassa. Därför utförs redovisningen av ved överallt i volymetriska måttenheter - lagermeter och kubikmeter (vik- och täta mått)
Fördelar
redovisning av ved i volymetriska enheter
- extrem enkelhet i utförandet av mätningar av trästaplar med en linjär mätare
- mätresultatet är lätt att kontrollera, förblir oförändrat under lång tid och är utom tvivel
- metoden för att mäta vedpartier och koefficienterna för att omvandla värden från ett lagermått till ett tätt är standardiserade och anges i
nackdelar
redovisning av ved i massenheter
- betalningen för enkelheten att redovisa ved i volymetriska enheter blir komplikationen av ytterligare värmetekniska beräkningar för att beräkna det totala värmevärdet för vedbränsle (du måste ta hänsyn till träslaget, dess tillväxtplats, graden av ruttna ved, etc.)

Veds värmevärde

Värmevärde för ved,
hon är värmen från ved,
hon är vedens värmevärde

Hur skiljer sig vedens värmevärde från vedens värmevärde?

Träets värmevärde och vedens värmevärde är relaterade och nära i värde, identifierade i vardagen med begreppen "teori" och "praktik". I teorin studerar vi träets värmevärde, men i praktiken handlar vi om vedens värmevärde. Samtidigt kan äkta träklossar ha ett mycket bredare spektrum av avvikelser från normen än laboratorieprover.

Till exempel har äkta ved bark, som inte är trä i ordets bokstavliga bemärkelse och ändå tar upp volym, deltar i processen att bränna ved och har sitt eget värmevärde. Ofta skiljer sig barkens värmevärde väsentligt från själva träets värmevärde. Dessutom kan äkta ved ha olika vedtäthet, beroende på, ha stor andel osv.

Således, för äkta ved - är värmevärdesindikatorerna generaliserade och något underskattade, eftersom för äkta ved - alla negativa faktorer som minskarderas värmevärde. Detta förklarar den nedåtgående skillnaden i värde mellan de teoretiskt beräknade värdena på vedens värmevärde och de praktiskt tillämpade värdena på vedens värmevärde.

Teori och praktik är med andra ord olika saker.

Värmevärdet för ved är mängden nyttig värme som genereras under dess förbränning. Med nyttovärme menas värme som kan avlägsnas från härden utan att förbränningsprocessen påverkas. Träets värmevärde är den viktigaste indikatorn på kvaliteten på vedbränsle. Vedens värmevärde kan variera kraftigt och beror först och främst på två faktorer - själva veden och den.

Värdets värmevärde beror på mängden brännbart träämne som finns i en mass- eller volymenhet av trä. (för mer information om träets värmevärde i artikeln -)
Fukthalten i trä beror på mängden vatten och annan fukt som finns i en enhet av massa eller volym av trä. (för mer information om träfukt i artikeln -)

Ved volymetrisk värmevärdestabell

Värmevärdesgradering med
(med vedfuktighet 20%)

Träslag	specifikt värmevärde av ved (kcal / dm 3)
Björk	1389...2240	Första gruppen enligt GOST 3243-88: björk, bok, ask, hornbalk, alm, alm, lönn, ek, lärk
bok	1258...2133
aska	1403...2194
avenbok	1654...2148
alm	hittades inte (analog - alm)
alm	1282...2341
lönn	1503...2277
ek	1538...2429
lärkträd	1084...2207
Tall	1282...2130	Andra gruppen enligt GOST 3243-88: tall, al
al	1122...1744	Andra gruppen enligt GOST 3243-88: tall, al
gran	1068...1974	Tredje gruppen enligt GOST 3243-88: gran, ceder, gran, asp, lind, poppel, pil
ceder	1312...2237
gran	hittades inte (analog - gran)
asp-	1002...1729
Lind	1046...1775
poppel	839...1370
vide	1128...1840

Värmevärdet av ruttet trä

Det är helt sant att röta försämrar vedens kvalitet och minskar dess värmevärde. Men hur mycket värmevärdet på ruttet ved minskar är en fråga. Sovjetiska GOST 2140-81 och bestäm metoden för att mäta storleken på röta, begränsa mängden röta i en stock och mängden ruttna stockar i en sats (högst 65% av ändytan och inte mer än 20% av den totala massan). Men samtidigt indikerar inte normerna en förändring av själva veden i värmevärdet.

Det är uppenbart inom GOSTs krav Det finns ingen signifikant förändring av vedmassans totala värmevärde på grund av röta, därför kan enskilda ruttna stockar säkert försummas.

Om det finns mer röta än vad som är tillåtet enligt standarden, är det lämpligt att ta hänsyn till värmevärdet för sådan ved i måttenheter. För när trä förmultnar sker processer som förstör ämnet och stör dess cellstruktur. Samtidigt minskar träet, vilket i första hand påverkar dess vikt och praktiskt taget inte påverkar dess volym. Massbrännvärdesenheter kommer alltså att vara mer objektiva för att ta hänsyn till värmevärdet för mycket ruttet ved.

Per definition är vedens massa (vikt) värmevärde praktiskt taget oberoende av dess volym, träslag och ruttnighetsgrad. Och bara fukthalten i veden - har stor inverkan på vedens massa (vikt) värmevärde

Värmevärdet för viktmåttet för ruttet och ruttet ved är praktiskt taget lika med värmevärdet för viktmåttet för vanlig ved och beror endast på fukthalten i själva veden. Eftersom endast vattenvikten tränger undan vikten av ett brännbart träämne från vedens viktskala, plus värmeförlusten på grund av avdunstning av vatten och uppvärmning av vattenånga. Vilket är precis vad vi behöver.

Värmevärde för ved från olika regioner

Volymetrisk brännvärdet för ved för samma träslag som växer i olika regioner kan skilja sig åt på grund av förändringar i vedens densitet beroende på jordens vattenmättnad i odlingsområdet. Dessutom behöver det inte vara olika regioner eller regioner i landet. Även inom ett litet avverkningsområde (10 ... 100 km) kan vedens värmevärde för samma träslag förändras med en skillnad på 2 ... 5% på grund av förändringen i veden. Detta beror på det faktum att i torra områden (under förhållanden med brist på fukt) växer och bildas en finare och tätare cellstruktur av trä än i vattenrik sumpmark. Därmed blir den totala mängden brännbart ämne per volymenhet högre för ved som avverkas i torrare områden, även för samma avverkningsyta. Naturligtvis är skillnaden inte så stor, cirka 2 ... 5%. Men med stora stockar kan detta ge en verklig ekonomisk effekt.

Massvärmevärdet för ved från samma träslag som växer i olika regioner kommer absolut inte att skilja sig alls, eftersom värmevärdet inte beror på träets densitet, utan bara beror på dess fukthalt.

Ask | Askhalt i ved

Aska är ett mineral som finns i trä och som finns kvar i den fasta återstoden efter att vedmassan har brunnit ut helt. Askhalten i ved är graden av dess mineralisering. Askhalten i ved mäts som en procentandel av den totala massan av vedbränsle och visar den kvantitativa halten av mineralämnen i det.

Skilj mellan inre och yttre aska

Invändig aska	Extern aska
Inre aska är ett mineral som finns direkt i	Extern aska är mineralsubstanser som har kommit in i veden utifrån (till exempel under skörd, transport eller lagring)
Inre aska är en eldfast massa (över 1450 ° C), som lätt avlägsnas från högtemperaturzonen för bränsleförbränning	Extern aska är en lågsmältande massa (mindre än 1350 ° C), som sintras till slagg, som fastnar på fodret i värmeenhetens förbränningskammare. Som en följd av sådan sintring och fastnar avlägsnas yttre aska dåligt från högtemperaturzonen för bränsleförbränning
Den inre askhalten i den vedartade substansen ligger i intervallet från 0,2 till 2,16 % av den totala trämassan	Externt askinnehåll kan vara upp till 20% av den totala trämassan
Aska är en oönskad del av bränslet, vilket minskar dess brännbara innehåll och komplicerar driften av värmeenheter