SPALANIE
1. Spalanie.
Spalanie jest szybko przebiegającym procesem utleniania połączonym z wydzielaniem się ciepła. Spalaniu z reguły towarzyszy emisja światła.
Podstawowymi pierwiastkami palnymi w paliwach są węgiel i wodór.
W paliwie można wyróżnić część palną i niepalny balast. Balastem są: popiół i wilgoć w paliwach stałych i ciekłych oraz azot, dwutlenek węgla i para wodna w paliwach gazowych.
Substancje doprowadzane do komory paleniskowej (paliwo i powietrze) nazywane są substratami procesu spalania, natomiast substancje wyprowadzane z komory paleniskowej (spaliny gazowe, substancje stałe i ciekłe) nazywane są produktami procesu spalania.
Za produkty ostatecznego utlenienia w procesie spalania uważa się: dwutlenek węgla CO2, dwutlenek siarki SO2 i parę wodną H2O. W spalinach występuje też niewielka ilość trójtlenku siarki SO3.
Jeżeli podczas spalania ilość dostarczanego tlenu jest niewystarczająca lub tlen nie dociera do wszystkich atomów i cząsteczek substancji palnych, to produkty zawierają również substancje palne.
Spalanie jest niezupełne, jeżeli w produktach występują gazy palne (np. CO, H2, CH4). Spalanie jest niecałkowite, jeżeli w produktach występują stałe składniki palne zawierające węgiel.
1.1 Proces spalania.
Odbywa się w trzech kolejnych fazach, następujących po sobie w
miarę podwyższania temperatury (i częściowo na siebie zachodzących).
1. Podgrzewanie paliwa, w czasie którego z paliwa stałego odparowuje woda, zaś
paliwo ciekłe w całości zamienia się w parę.
2. Piroliza- chemiczne przekształcenie substancji palnej ze złożonych
węglowodorów do prostych substancji takich jak wodór, węgiel elementarny
(sadza, koks) i proste węglowodory, głównie metan CH4.
3. Właściwe utlenianie, czyliłączenie cząstek węgla C, wodoru H i lekkich
węglowodorów z cząstkami tlenu.
2. Pojęcia podstawowe.
2.1 Paliwa
Są związkami chemicznymi węgla pierwiastkowego C i wodoru H, występującymi w dostatecznie dużych ilościach. Występują one we wszystkich stanach skupienia: stałym, ciekłym i gazowym. Stosowane są w postaci: naturalnej (węgiel, ropa naftowa, gaz ziemny); lub przetworzonej (koks, benzyna, gaz koksowy, acetylen spawalniczy i in.)
Paliwa składają się na ogół z substancji palnej, utworzonej przez związki węgla C,
wodoru H i siarki palnej Sp oraz balastu, na który składają się:
-woda (wilgoć),
-gazy niepalne: głównie azot N2 i dwutlenek węgla CO2,
-substancja mineralna, która w procesie spalania ulega przetworzeniu, wydziela gazy
(głównie CO2 i H2O) i pozostawia popiół, zawierający między innymi siarkę niepalną
(nieograniczną).
2.2 Utlenianicze.
Utleniaczem w procesach spalania jest przeważnie tlen z powietrza atmosferycznego; czasami prawie czysty (ponad 99% O2), tlen techniczny stosowany do spawania i cięcia metali, powietrze wzbogacone w tlen lub związki chemicznełatwo oddające tlen (np. H2O2 - nadtlenek wodoru).
gdzie: , , itd. – udziały molowe składników paliwa w gazie suchym.
gdzie w przypadku paliw stałych i ciekłych oraz dla paliw gazowych.
Współczynnik nadmiaru powietrza
Optymalne wartości l
Spalanie węgla na ruszcie obsługiwanym ręcznie
Spalanie węgla na ruszcie mechanicznym
Spalanie pyłu węglowego i paliw ciekłych
Spalanie gazu
Udziały molowe składników spalin suchych
Udziały molowe składników spalin wilgotnych
Ciepło spalania jest to ilość ciepła uzyskana ze spalenia całkowit...
Freakout