Węgiel składa się z substancji organicznej, substancji mineralnej i wody (wilgoci). Udział tych składników węgla zmienia się w szerokim zakresie, zależnie od typu węgla, warunków hydrogeologicznych i innych czynników.
Spalanie węgla zawsze odbywa się w warstwie. Miesza się w niej jednocześnie: paliwo w formie gazowej, produkty spalania oraz koks. Z tego powodu zachodzą tu różne, nie zawsze pożądane zjawiska. Obserwując płomień palącego się gazu ziemnego widzimy samą reakcję spalania, w której metan zamienia się w dwutlenek węgla i parę wodną. Natomiast w warstwie żaru reakcja spalania jest odwracalna. Przez obecność rozżarzonego koksu palenisko jest tyglem, w którym na przemian zachodzą reakcje chemiczne:spalanie – reakcja łączenia węgla z tlenem, z czego powstaje dwutlenek węgla i wydzielane jest ciepło oraz redukcja – reakcja odwrotna do spalania, z której powstaje tlenek węgla i sadza, a energia jest odbierana z otoczenia.
Jak ogrzewać budynek mieszkalny w sposób ekonomiczny? Okazuje się, że najbardziej efektywnym finansowo i energetycznie oraz najczystszym sposobem ogrzewania domu z wykorzystaniem paliw stałych jest tzw. rozpalanie pieca od góry. Metoda ta pozwala ograniczyć koszty o około 30 %. Należy zauważyć, że ekonomiczne spalanie węgla kamiennego ogranicza emisję szkodliwych pyłów i dymu. Brak trujących oparów to duża korzyść dla środowiska naturalnego i poprawa komfortu życia w wielu polskich miastach i obszarach wiejskich.
Ekonomiczne spalanie węgla polega na ograniczeniu do minimum toksycznego dymu i szkodliwych spalin opałowych. Przygotowanie paleniska powinno każdorazowo rozpoczynać się od starannego wyczyszczenia rusztu oraz komory spalania. Następnie należy wprowadzić odpowiednią ilość paliwa i podłożyć ogień na usypanej warstwie. W ten sposób rozpalony opał będzie przenosił się stopniowo w dół paleniska, pozwalając na zmniejszenie emisji spalin. Dym z rozpalającego się węgla musi przedostać się przez górną, rozpaloną już warstwę, w której ulega niemal całkowitemu spalaniu. Pełne rozpalanie od górny trwa około godziny. Po tym czasie żar przedostaje się także do dolnych partii paleniska. Spalanie węgla w kotle potrwa od 5 do 9 godzin, w zależności od jego pojemności i ilości nałożonego opału węgiel pali się z różną intensywnością. Ważną zasadą jest to, by w czasie opalania nie dokładać węgla od góry. Węgiel kamienny czy inne paliwo stałe rozpalamy ponownie dopiero po pełnym wygaszeniu i oczyszczeniu paleniska W ten sposób odzyskujemy z niego cenną energię grzewczą, która przy rozpalaniu tradycyjnym uleciałaby wprost do atmosfery i zatruła środowisko naturalne. Taki sposób prowadzenia paleniska może przyczynić się do znacznego wzrostu sprawności nawet zwykłego kotła/pieca i spadku zużycia paliwa przy zachowaniu dotychczasowego komfortu cieplnego w budynku mieszkalnym. Praktyka ta jest czasochłonna i wymaga maksymalnej staranności, przynosi jednak szereg korzyści.
