Горение древесного топлива

(продолжение; часть 1, часть 3)

Сам же процесс сжигания дерева характеризуется двумя основными фазами. На первом этапе горения древесины происходит процесс высвобождение летучих веществ и их последующее возгорание (примерно 80-85% древесины – это летучие вещества). Следующий и заключительный этап заключается в сжигании связанного углерода (горения твердых остатков древесины). Цель оптимального процесса сгорания состоит в том, чтобы все свободные горючие газы были полностью сожжены. Во время сжигания древесины атмосферный кислород и кислород, содержащийся в древесине, вступает в реакцию с углеродом, превращаясь при подходящих условиях в диоксид углерода. Важную роль при этом играет подача и распределение воздуха для горения, который выступает в качестве окислителя для горючих компонентов. При этой экзотермической реакции происходит передача в печь тепла. В правой части Рис.2. изображены выхлопные газы, отводимые из камеры сгорания в атмосферу. Очевидно, что процесс горения древесины более сложен, чем представленный на этом рисунке, так как связан с образованием летучих соединений с непростым химическим составом, которые соединяются друг с другом на различных стадиях горения дерева. Рис.2 – схематическое обозначение процесса сжигания древесины.

Безусловно, идеальный цикл сгорания должен стремиться к высокой тепловой мощности с небольшой частотой загрузки древесного топлива и образованием как можно меньшего количества загрязняющих природу веществ.

Зависимость скорости горения от воздушного режима

Рис. 3. Зависимость скорости горения от воздушного режима

Как влияет на ход горения и образования вредных веществ подаваемый в камин воздух показывает Рис. 3. Приблизительно для сжигания одного килограмма древесины требуется четыре кубических метра воздуха, что равняется 4,8 кг воздуха. Дровяные камины, как правило, оснащаются простым ручным управлением для подачи воздуха в печь, делая подачу воздуха более или менее постоянной (скорость воздушного потока может меняться в зависимости от изменения давления в трубе).

Как видно на рис.3, в цикле сгорания топлива существуют две области с избытком воздуха (в начале и в конце цикла) и одна область с недостатком воздуха вблизи точки перегиба (IB) кривой сгорания. Зона максимального горения характеризуется максимальным выбросом газообразных загрязняющих веществ. Необходимо контролировать воздух при горении в диапазоне областей с недостатком воздуха, для минимизации потери дымовых газов и снижения эффективности камина.

Зависимость скорости горения от количества воздуха, подаваемого для горения

Рис. 4. Зависимость скорости горения от количества воздуха, подаваемого для горения

Более конкретно этот процесс изображен на Рис. 4, который суммирует результаты проведенных испытаний. Для достижения номинальной мощности в печи сжигали три килограмма древесины с десяти процентным содержанием влаги. При этом среднее значение объема воздуха соответствовало среднему значению количества воздуха сгорания в печи в течение всего времени цикла и было равно 0,47 м 3 / мин. Максимальная скорость горения была достигнута на десятой минуте цикла, составив 0,12 кг / мин, что соответствует расходу воздуха 1,12 м 3 / мин. Область воздушного дефицита и область с максимальным выбросом загрязняющих веществ определяются точками 1 и 2, между шестой и тридцатой минутой третьей фазы цикла. Почти получасовое увеличение выброса вредных газообразных продуктов горения было компенсировано небольшим увеличением эффективности.

Далее: часть 3

?