NOWOCZESNE KOMORY SPALANIA BIOMASY - DREWNA DREWNO POLSKIE OZE 2016

Transkrypt

1 NOWOCZESNE KOMORY SPALANIA BIOMASY - DREWNA 2016

2 OPAŁ STAŁY

3 OPAŁ STAŁY

4 Palenisko to przestrzeń, w której spalane jest paliwo. Jego kształt, konstrukcja i sposób przeprowadzania spalania zależy od rodzaju i właściwości spalanego paliwa. Paleniska do spalania paliw stałych dzielą się według konstrukcji na: paleniska rusztowe i bez rusztowe, w których spala się paliwo stałe w warstwie, paleniska cyklonowe, w których spala się paliwo stałe zmielone na pył. Paleniska rusztowe i bez rusztowe rozwojowo należą do najstarszych palenisk. Paliwo w szczapach lub w postaci gruboziarnistej spala się w trakcie przebywania w komorze paleniskowej

5 Spalanie paliwa w palenisku składa się z następujących faz procesu spalania: ogrzewania, suszenia i usuwania wody z paliwa w temperaturze ok. 120 C, termolizy i odgazowania lotnych substancji palnych dendromasy w temperaturze 150 C. spalania produktów lotnych substancji palnych paliwa, spalania substancji palnych stałych paliwa, ochładzania stałych pozostałości po spalaniu paliwa ( popiołu). Aby wszystkie wyżej przedstawione fazy spalania przebiegały całkowicie, potrzebna jest część uwolnionego ciepła, którą trzeba zawrócić do reakcji, aby umożliwić spalanie dalszych porcji drewna. Ta część ciepła przeliczona na 1kg paliwa wyraża się względnym ciepłem wzniecenia

6 Drewno spala się zupełnie inaczej niż węgiel. W węglu jest ok. 30% części lotnych, a 70% części stałej koksu. Drewno ma te proporcje odwrotne. To właściwie paliwo gazowe. Wystarczy zacząć je podgrzewać, a uwalnia gaz drzewny mieszaninę m.in. wodoru, tlenku węgla i metanu. Pozostałością po odgazowaniu drewna jest węgiel drzewny, jednak większość energii dostępna jest właśnie w gazie. Dla efektywnego spalenia drewna kluczowa jest możliwość wykorzystania owego gazu. Niestety większość popularnych pieców i kominków nie jest w stanie tego dokonać, dlatego spalanie w nich drewna to raczej jego utylizacja, bo większość energii jest marnowana. Mimo to dopuszczono nie tylko w Polsce do produkcji i sprzedaży pieców i kominków o bardzo nieefektywnym spalaniu drewna

7 Paleniska do spalania drewna Ciepło wzniecenia zależy od gatunku paliwa, ciepła właściwego paliwa, jego temperatury zapłonu, wilgotności paliwa, temperatury otoczenia. Spalanie drewna w paleniskach przebiega w warstwie paliwa, jak również nad jej powierzchnią. Udział spalania nad warstwą jest tym większy im większy jest udział lotnych substancji palnych w paliwie. Drewno opałowe pali się długim, świecącym płomieniem, który wypełnia przestrzeń wysoko nad dnem paleniska. Antracyt i koks palą się krótkim, mało świecącym płomieniem

8

9

10 WĘGIEL, KOKS

11 WĘGIEL, KOKS

12 SPALANIE NIEZUPEŁNE I ZUPEŁNE, NIECAŁKOWITE I CAŁKOWITE Aby procesy spalania przebiegały prawidłowo, bardzo ważna jest ilość powietrza dostarczana do komory paleniskowej. Niedostatek tlenu może spowodować spalanie niezupełne, polegające na utlenianiu węgla pierwiastkowego do tlenku węgla, zamiast do dwutlenku węgla, oraz na niespaleniu części gazów lotnych paliwa. Spalanie niezupełne jest bardzo niekorzystne ponieważ: Zamiast nieszkodliwego dwutlenku węgla powstaje tlenek węgla Nie utlenione lotne związki węgla i wodoru uchodzące ze spalinami do kanału dymowego zmniejszają uzyskiwaną ilość ciepła nawet do 30%. Oznaką spalania niezupełnego jest ciemnoczerwony płomień i obfity czarny dym

13 ZJAWISKA FIZYCZNE I CHEMICZNE WYSTĘPUJĄCE PODCZAS SPALANIA Podczas spalania zupełnego ogień ma kolor żółtopomarańczowy, a dym jest jasny. W warunkach spalania niecałkowitego spalaniu ulega tylko część masy palnej. Podczas spalania całkowitego spala się cała masa paliwa, a końcowym produktem jest popiół

14 Fakty te uwzględnia się w budowie palenisk, dzieląc je na: paleniska z jednym paleniskiem spalającym, paleniska z dwoma paleniskami spalającymi. Różnica pomiędzy konstrukcyjnymi rozwiązaniami palenisk jest olbrzymia. Paleniska dla paliw z dużą zawartością lotnych substancji palnych (drewno) powinny być konstruowane z dwoma ogniskami spalania. Są one wyższe, przestrzenie spalające do spalania lotnych substancji palnych są zaprojektowane tak, aby dla długiego płomienia było dobre mieszanie substancji palnych z powietrzem spalającym. Spalanie w tych paleniskach wspomaga również doprowadzenie powietrza wtórnego w górnej części komory paleniskowej. Udział powietrza pierwotnego wprowadzonego do paleniska jest mniejszy, im większa jest zawartość lotnych substancji palnych w paliwie

15 Palenisko spełniające optymalne kryteria energetycznośrodowiskowego spalania drewna powinno być: dostatecznie duże (tak zaprojektowane do spalania wytworzonego procentowego udziału lotnych substancji palnych powstałych podczas termicznego rozkładu drewna). Osiągające temperaturę w przestrzeni spalającej lotnych substancji palnych w przedziale od 800 do 900 C ( maksymalna temperatura ( t = 1150 C ) i z odpowiednim czasem przebywania w tej przestrzeni lotnych składników palnych. zaprojektowane do spalania z nadmiarem powietrza i podziałem powietrza spalającego na pierwotne i wtórne. Wprowadzane do przestrzeni spalania lotnych substancji palnych w stosunku 1:2,

16 SYSTEM CZYSTEGO SPALANIA CB

17 Z CB

18 Do spalenia 1 kg suchego drewna potrzeba 3,5-4m 3 powietrza Proces spalania drewna odbywa się w trzech etapach: Suszenie Gazyfikacja i spalanie gazów Dopalanie się węgla drzewnego Podstawowymi danymi do zaprojektowania paleniska kominka lub pieca spalającego drewno jest komora spalania i powierzchnia grzewcza oraz: Zapotrzebowanie paliwa w powietrze potrzebnego do spalania Temperatura płomienia i ilość uwolnionego ciepła Ilość powstających spalin przy spalaniu danego paliwa

19 ALE!!! Za mała ilość powietrza powoduje niedopalenie się cząstek węgla i powstanie CO (tlenku węgla), a także przedostawanie się do spalin niespalonych węglowodorów. Zbyt duża ilość powietrza powoduje wychładzanie komory spalania (część powietrza nie bierze udziału w spalaniu) i obniżenie sprawności, a także sprzyja powstawaniu szkodliwych tlenków azotu (NO)

20

21

22

23 ŹRÓDŁA Krystyna Krygier, Tomasz Klinke, Jerzy Sewerynik Ogrzewnictwo Wentylacja Klimatyzacja Hans- Peter Ebert Palenie we wszystkich rodzajach pieców drewnem. Jotul Polska