Powietrze a spalanie

Przy spalaniu paliwa istotne jest dostarczenie odpowiedniej ilości powietrza. Współczynnik nadmiaru tlenu jest tego wyznacznikiem.

Współczynnik nadmiaru tlenu

Współczynnik nadmiaru tlenu jest to stosunek całkowitej ilości powietrza potrzebnego do spalania do teoretycznej ilości powietrza potrzebnego do spalania. Proces spalania prowadzony w rzeczywistych instalacjach wymaga dostarczenia większej ilości tlenu niż wskazywałyby założenia teoretyczne.

Teoretycznie niewielką ilość powietrza stosuje się w przypadku niecałkowitego spalania paliwa i wysokiego stężenia tlenku węgla w spalinach, natomiast zbyt wysoki nadmiar powietrza prowadzi do wzrostu strat ciepła wynikającego z ogrzewania. Znaczne nadmiary powietrza stosuje się w przypadku spalania paliw stałych oraz w instalacjach o niskim zaawansowaniu technicznym. Współczynnik nadmiaru powietrza osiąga wtedy wartości powyżej 2.

Przykładowo – teoretycznie do spalenia 1kg drewna potrzeba około 4m³ powietrza. Aby przeprowadzić spalanie zupełne zakłada się, że współczynnik nadmiaru tlenu powinien wynosić 1,3-2,1. W praktyce daje to 5,2-8,4m³ powietrza potrzebnego do spalenia 1kg drewna.

Powietrze pierwotne i wtórne

W celu zapewnienia odpowiednich warunków spalania, oprócz odparowania wody z paliwa i osiągnięcia temperatury zapłonu części lotnych, niezbędnym warunkiem jest dostarczenie odpowiedniej ilości powietrza. Ilość ta powinna być w stanie umożliwić całkowite utlenienie pierwiastków i związków palnych. Aby zapewnić odpowiednią ilość powietrza i ograniczeniu produkcji tlenku węgla stosuje się podział powietrza na dwie części:

• powietrze pierwotne - główna porcja podawana pod ruszt, dzięki której zachodzi spalania (przede wszystkim odparowanie i odgazowanie paliwa)
• powietrze wtórne - dodatkowe powietrze podawane nad zasyp, dzięki któremu możliwe jest dopalanie tlenku węgla powstającego przez niewystarczająca dawkę powietrza pierwotnego.

Podanie powietrza wtórnego pozwala naprawić skutki zbyt małej dawki powietrza pierwotnego, pod warunkiem podania go tuż nad żar, gdzie wysoka temperatura pozwala dopalać tlenek węgla. Należy przy tym pamiętać, że dawka zarówno powietrza pierwotnego i wtórnego powinna być adekwatnie dobrana do dawki paliwa.

Photo by Gustavo Zambelli on Unsplash