Jít na vyhledávání

Fyzikální principy

Fyzikální principy

Při spalování paliv se uvolňuje určité množství tepla (Zdroj: © ungvar / stock.adobe.com)

Při spalování paliv se uvolňuje určité množství tepla

Spalování biomasy je fyzikálně chemický děj mezi palivem a okysličovadlem, kdy dochází k oxidaci paliva s uvolňování tepla. Palivo se současně rozkládá až na konečné produkty spalování.

Hmotové složení tuhých paliv zahrnuje hořlavé složky, nespalitelné látky – popeloviny a vodu. Hořlavina se aktivně podílí na hoření a je nositelem uvolňované chemicky vázané energie v palivu. Nejvýznamnější prvky hořlaviny, u kterých se hořením uvolňuje energie, jsou uhlík a vodík. Kyslík a dusík sice taky patří do kategorie hořlaviny, ale na hoření se podílejí jen pasivně bez energetického zisku.

Srovnání prvkového složení hořlaviny různých paliv včetně jejich výhřevností

Srovnání prvkového složení hořlaviny různých paliv včetně jejich výhřevností

Obsah vody ve spalitelné biomase výrazně ovlivňuje její výhřevnost (Zdroj: © Hor / stock.adobe.com)

Obsah vody ve spalitelné biomase výrazně ovlivňuje její výhřevnost

Kromě hořlaviny obsahují paliva i nehořlavé složky různých chemicky vázaných látek, obecně nazývaných popeloviny. Působením tepla, vzniklého hořením hořlaviny, dochází v popelovinách k chemickým proměnám, přičemž vznikají látky nové, tvořící výsledný popel. Rostoucí podíl popelovin v palivu snižuje jeho výhřevnost (množství tepla, které se uvolní úplným spálením 1 kg paliva).

Taktéž větší obsah vody v biomase má negativní vliv na proces spalování. Po odpaření zvětšuje objem spalin a tím množství odvedeného tepla komínem, působí jako inhibitor hoření a snižuje teplotu spalování. Výhřevnost dřevní biomasy značně kolísá v závislosti od její vlhkosti. Suchá má výhřevnost přibližně 18 MJ.kg-1, při vlhkosti 50 % se její výhřevnost snižuje asi na polovinu.

Proces spalování uhlíku jako nejvýznamnějšího prvky hořlaviny lze chemicky i hmotnostně vyjádřit pomocí rovnice oxidace:

C + O2 = CO2

1 kmol (C) + 1 kmol (O2) = 1 kmol (CO2)

12,01 kg (C) + 32 kg (O2) = 44,01 kg (CO2)

Z uvedených rovnic vyplývá, že pro spálení 1 kg uhlíku je třeba dodat asi 2,67 kg kyslíku a vznikne 3,67 kg oxidu uhličitého. Přitom se uvolní přibližně 400 MJ/kmol energie ve formě tepla.

Vrátit se nahoru
detail