EnglishRSSkontaktyčlenstvísitemapinzerce a reklama
Biom.cz
biomasa, biopaliva, bioplyn, pelety, kompostování a jejich využití

ODBORNÉ ČLÁNKY

Mechanismus a podmínky dokonalého spalování biomasy

Úvod

Mechanismus hoření dřeva (obecněji biomasy) začíná ohřevem paliva a jeho vysoušením za zvýšené teploty v ohništi. Dřevo obsahuje při těžbě 40 % (zimní) až 60 % (letní těžba) vlhkosti, která se odparuje při zahřívání na vyšší teplotu až po teplotu bodu varu. Teplota bodu varu při normálním tlaku je 100 °C, ve vnitrních vrstvách polen však musí vznikající pára překonávat odpor kompaktní dřevní hmoty než-li se dostane na povrch polena. Potřebný zvýšený tlak páry však současně zvyšuje bod varu vody, takže ve vnitrních vrstvách polen dojde k odpaření až při teplotách téměř 150 °C. Stoupající teplota přehřáté vody, která je vyšším tlakem udržována v kapalném stavu i během pokračujícího ohřevu v topeništi neustále zvyšuje tlak až do porušení soudržnosti dřeva vznikem trhliny. Právě vzniklou trhlinou však unikne malá část přehřáté vody, která se však při expanzi do nižšího tlaku explozivně vyparuje. Objem páry je totiž 1250× vetší než-li objem vody. Tím se však sníží tlak a veškerá přehřátá voda se velmi rychlým explozivním způsobem přejmenuje na páru. Tento jev je doprovázen výraznými zvukovými efekty, které známe jako praskání dřeva při spalování. Má-li dřevo jemnou granulaci např. piliny nebo pórovitou strukturu jako pelety a brikety, jsou tlakové a zvukové efekty výrazně potlačeny, takže při spalování pelet neuslyšíme praskání typické pro spalování polen.

Obr. 1: Briketa z konopného pazdeří, briketa má průměr 65 mm.

Voda obsažená ve vlhkosti paliva je uvnitř buněk dřeva však nedovolí další ohřev nad teplotu aktuálního bodu varu. To je významné pro pokračování mechanismu hoření, který vyžaduje další postupné zvyšování teploty. Teplotní prodleva na bodu varu v intervalu 100 – 150 °C proto bude probíhat až do úplného odpaření vlhkosti paliva. Jelikož množství tepla na odpaření vody je relativně velké (2500 kJ.kg-1) a je přibližně 5× vetší než-li teplo potřebné pro ohřev vody z 0 °C na 100 °C, bude odparování vlhkosti spotřebou tepla účinně blokovat další postup mechanismu hoření, který začíná při 150 °C uvolňováním prchavé hořlaviny označované symbolem V (Volatils). Prchavá hořlavina je směsí plynných lehkých uhlovodíků uvolňovaných při teplotě přesahující 150 °C z tuhé hmoty dřeva. Jelikož objem prchavé hořlaviny je výrazně vyšší než-li objem dřeva, uniká prchavá hořlavina jednotlivými póry povrchu dřeva vysokou rychlostí, mísí se s okolním vzduchem a vytváří hořlavou směs. Po vznícení směsi aktivační teplotou přibližně 500 °C dochází vznikem tepla při hoření k zapálení celého objemu vzniklé směsi hořící plamenem o teplotě 500 – 1000 °C. Ohřevem hořících plynů na teplotu plamene však dochází k expanzi plynů související s objemovou roztažností. Při teplotě 1000 °C je objem hořících plynů téměř 5× vetší, což vyvolá vztlakovým prouděním intenzivní „šlehání“ plamenů směrem vzhůru. Tímto vztlakem však dojde současně k nasávání dalšího okolního vzduchu k prchavé hořlavině unikající z polen intenzivně ohřívaných plamenem. Tím dochází k trvalé tvorbě hořlavé směsi a stabilnímu hoření dřeva.

Mechanismus hoření na otevřeném ohništi

Jednotlivé proudy prchavé hořlaviny unikající z povrchu polen dřeva splývají v souvislý plynný proud stoupající vzhůru, do něhož se z vnějšího okolí mísí vzduch. Tento difúzní mechanismus vytváří turbulentní difúzní plamen kuželovitého tvaru s hořícím povrchem a nehořícím středovým kuželem, kam se vnější vzduch dostává až postupně s narůstající výškou plamene. Při nedostatku vzduchu však prchavá hořlavina ve formě hořkých plynů uvnitř plamene nehoří, ale termicky se rozkládá na lehcí uhlovodíky až vodík a tuhou fázi uhlíku velmi jemně dispegovanou.

Velmi jemné částečky uhlíku se prakticky okamžitě ohřívají na vysokou teplotu plamene a protože mají přibližně 10x vetší emisivitu než-li plyny v plameni, vytvoří svítivý plamen. Podle teploty plamene a uhlíkových částeček je příslušná barva temně rudá (600 °C), oranžová (800 °C) až oslnivě bílá (nad 1000 °C). Hoření tuhého uhlíku probíhá daleko pomaleji než-li hoření plynu, neboť musí probíhat protisměrná difúze kyslíku směrem dovnitř uhlíku a po reakci difúze oxidu uhelnatého směrem ven. Teprve vně, mimo uhlíkové částečky, dochází k dokonalému spálení oxidu uhelnatého na oxid uhličitý. Tento popsaný mechanismus je relativně pomalý a jeho logickým důsledkem je dlouhý a svítivý plamen typický pro fázi hoření prchavé hořlaviny na otevřeném ohništi. V radě případů je tento dlouhý a svítivý plamen např. v případě táboráku žádoucí, méně žádoucí je však v krbu nebo topeništi, neboť dokonalost hoření a účinnost spalování přisáváním okolního vzduchu a ochlazováním dlouhého svítivého plamene rychle klesá.

Po vyhoření prchavé hořlaviny, která tvoří až 80 % hořlaviny dřeva zbývá tuhý zbytek paliva. V případě dřeva je to v podstatě dřevené uhlí, v případě uhlí koks. Tuhý zbytek hoří zcela odlišným způsobem od prchavé hořlaviny. K tuhému zbytku ve vrstvě je přiváděn kyslík ze vzduchu, který reaguje s uhlíkem na oxid uhelnatý hořící nad tuhým zbytkem. I když se jedná o obdobný difúzní mechanismus jako při spalování prchavé hořlaviny, probíhá v zásadně odlišném měřítku, neboť tuhý zbytek má relativně hrubou kusovost. V důsledku rychlého mísení oxidu uhelnatého se vzduchem je hoření na oxid uhličitý rychlé. Důsledkem je krátký modravě průhledný plamen. Jelikož v plameni nevznikají svítící uhlíkové částečky je tento plamen nesvítivý. Právě tento modravě průhledný krátký nesvítivý plamen nad vrstvou žhnoucího tuhého zbytku je typickým projevem této fáze hoření.

Rychlost hoření je v uvedeném mechanismu určována difúzními jevy přívodu kyslíku k tuhému zbytku. Jelikož na otevřeném ohništi je přiváděn vzduch z bočních stran, je tato fáze pomalá a hoření nedokonalé. V závěrečné fázi hoření vznikne v důsledku ochlazení plamene a nízké teploty již jen omezeně reagující temná povrchová vrstva tuhého zbytku kryjící vnitrní ještě žhavé vrstvy tuhého zbytku s dostatečně vysokou teplotou. V obou případech však dochází k nedokonalému hoření s nízkou účinností, neboť v povrchové vrstvě s dostatečným přívodem kyslíku je nízká teplota, ve vnitrních vrstvách s vysokou teplotou však schází potřebný kyslík. Z vnějšího pohledu hoří v této fázi dohořívání otevřený oheň nestabilně a přechází ve fázi nízkoteplotních reakcí formou „doutnání“.

Z popsaného mechanismu hoření dřeva na otevřeném ohništi je zřejmé proč dokonalost a účinnost hoření na tomto typu spalovacího zařízení je velmi nízká a nepřesahuje optimistických 20 %. Složitost a náročnost jednotlivých postupných fází hoření jednoho paliva (vysoušení s vysokou energetickou spotřebou bez vlastní generace tepla), intenzivní hoření prchavé hořlaviny dlouhým a svítivým plamenem zásobující energií i fázi vysoušení a závěrečné dohořívání tuhého zbytku krátkým nesvítivým plamenem. Všechny 3 děje však zajišťujeme jediným přiložením palivového dřeva a vlastní průběh jednotlivých fází hoření již probíhá samovolně.

Konstrukce topeniště vyhovující všem popsaným fázím hoření v radě případů s protichůdnými požadavky je proto náročným problémem podmiňujícím efektivní energetické využívání dřeva, neboť nízká účinnost a dokonalost hoření na otevřených ohništích je v současné době ve větším měřítku nepřijatelná jak energeticky (vysokou spotřebou paliva při nízké účinnosti), tak ekonomicky (vysoké náklady na palivo) i ekologicky (nepřijatelné emise nespálených polycyklických aromatických uhlovodíků a oxidu uhelnatého). Souhrnně lze konstatovat, že nízká účinnost hoření na otevřených ohništích by neumožnila dynamický rozvoj průmyslové revoluce, která by nemela dostatek paliva pro kotle a tím ani páry pro parní stroje. Výrazné 3 – 5 násobné zvýšení účinnosti hoření v uzavřeném topeništi s roštem jako primární energetická transformace nejen s nížila spotřebu nedostatkového palivového dřeva, ale dokonalejším hořením při vyšší reakční teplotě plamene umožnila využití dalších paliv a z nich především uhlí. Za názornou dokumentaci slouží skutečnost, že do průmyslové oblasti Kutnohorska (těžba rud, produkce stříbra a ražba mincí) bylo dřevo pracně a náročně dopravováno plavením po řekách až ze 100 km vzdálených Krkonoš a Orlických hoř. Rovněž vyšší produkce dřeva v uměle vysazovaných lesích jak je dnes běžné, započala v závěru 18. století, což znamená, že při těžebním stáří 100 – 120 let tehdy nově vysazovaných smrků jsou současné smrkové lesy druhou až třetí generací stromu, listnaté lesy s těžebním stářím 200 let jsou v první až druhé generaci stromu.

Mechanismus hoření dřeva v uzavřeném topeništi na roštu

Litinový rošt jako jeden z prvních produktů rozbíhající se průmyslové revoluce ve svém důsledku umožnil její úspěšný start. Vynález uzavřeného topeniště s roštem zásadním způsobem změnil ne mechanismus, ale podmínky hoření paliva na roštu. Omezením spalovacího vzduchu z minimálně pětinásobku přebytku spalovacího vzduchu typického pro otevřená ohniště na pouhý dvojnásobek výrazně zvýšil praktickou spalovací teplotu plamene. Oxidační reakce hoření při zvýšené teplotě probíhaly rychleji a tím i dokonaleji. Rovněž rovnoměrnější přívod vzduchu pres rošt pod celou vrstvu hořícího paliva (nikoli pouze po obvode) zlepšil podmínky mísení. Tato skutečnost je významná především pro zlepšení koncentrační podmínky hoření, neboť část spalovacího vzduchu přiváděná pod rošt umožní mísení prchavé hořlaviny se vzduchem v celé vrstvě paliva, čímž omezí termickou disociaci za vzniku tuhé fáze uhlíku ve prospěch plynné fáze.

Praktický důsledek je výrazně rychlejší průběh hoření homogenní směsi plynu oxidu uhelnatého, vodíku a uhlovodíků ve směsi se vzduchem, která se projeví nižší svítivostí plamene, a dokonalejším hořením s vyšší účinností a teplotou plamene. Důsledkem změněných a dokonalejších podmínek hoření byl nárůst účinnosti na 60 – 65 %, což je přibližně 5× více než u otevřených ohnišť.I při komplikovanějším přestupu tepla při vaření potravin na plotně z litinových tálů bez přímého styku varných nádob s plamenem, typickým pro otevřená ohniště černých kuchyní, došlo k úspoře 50–60 % dřeva (paliva), což dalo vznik názvu sporák.

Tyto nové bezesporu na tehdejší dobu převratné podmínky hoření však mely stále daleko k dokonalému hoření, jak dokumentují kouřící komíny obrazů a kreseb z průmyslové revoluce.

Pro zdokonalené hoření v uzavřeném topeništi na roštu je však nutné respektovat určité podmínky odpovídající mechanismu hoření. Vlhké a studené palivo nesmí být přikládáno na vrstvu paliva na roštu, neboť hořící plynná směs se na studeném a vlhkém palivu ochladí pod 500 °C, čímž se zpomalí rychlost reakce, která se při výraznějším ochlazení zastaví a plamen uhasne. Prchavá hořlavina a oxid uhelnatý uvolňovaný hořícím palivem po ochlazení studeným vlhkým přiloženým palivem zhasne a zkondenzuje na mlhovinu, která se v odtahu topeniště a komínu s nižší teplotou již nevznítí.

Při přikládání je nutné respektovat postupné fáze hoření a přiložit vlhké a studené palivo na kraj roštu, vysušené palivo z předcházející dávky přiložení již předehřáté a vysušené posunout do střední části roštu, kde bude hořet uvolňovanou prchavou hořlavinou dlouhým a svítivým

plamenem. Tuhý zbytek prakticky bez prchavé hořlaviny musí být posunut ze střední části roštu na zadní závěrečnou část roštu, kde bude hořet krátkým a nesvítivým plamenem. Ze spodní strany tak bude ohřívat dlouhý a svítivý plamen prchavé hořlaviny probíhající nad ním do odtahu a komína. Praktické provedení pomocí pohrabáče a lopatky musí samozřejmě probíhat od poslední fáze, což znamená posunutí tuhého zbytku s již vyhořelou prchavou hořlavinou ze střední části na konec roštu, odkud vyhořelý tuhý zbytek již unikl do komína a popel propadl roštem do popelníku. Na uvolněné místo ve střední části roštu bude posunuto vysušené a předehřáté palivo z přední části roštu a na tuto uvolněnou část bude přiloženo nové palivo. Na pevném roštu jsou popsané operace náročné na čas, frekvenci přikládání a kusovost paliva, neboť např. u velkých polen přikládaných ve směru podélné osy roštu je popsaný způsob přikládání prakticky nereálný. Při příčné orientaci polen je však možné jednotlivé fáze hoření oddělit postupným přikládáním a popsanou manipulací. Ve všech případech však mají být polena přikládána tak, aby vytvářela na roštu zhruba rovnoměrnou vrstvu, nikoli tedy chaoticky přeložená polena umožňující nerovnoměrné proudění vzduchu roštem a vrstvou paliva.

V popsaných příkladech přikládání však dochází zcela zákonitě a periodicky k jednorázovému přikládání zcela určitého množství paliva. Tento periodický a z hlediska casu nerovnoměrný způsob dodávky paliva vyvolává i nerovnoměrný průběh hoření způsobený periodicky se měnící teplotou plamene a koncentračních podmínek odpovídajících postupnému vysoušení vlhkosti, turbulentnímu hoření prchavé hořlaviny v dlouhém a svítivém plameni a relativně klidném dohořívání žhnoucího tuhého zbytku krátkým nesvítivým plamenem. Periodicky měnícím se podmínkám odpovídá i aktuální potřeba spalovacího vzduchu prakticky nepotřebného pro vysoušení paliva, s maximální potřebou při hoření prchavé hořlaviny navíc rozdělovaného na primární a sekundární vzduch (pro dokonalou tvorbu hořlavé směsi bez intenzivní disociace vyšších uhlovodíků na tuhý uhlík a úplné spálení hořlavé směsi). Pro dohoření tuhého zbytku potřeba spalovacího vzduchu opět klesá.

Regulace potřebného v case nerovnoměrného množství spalovacího vzduchu v popsaném mechanismu hoření dřeva je velmi náročná, přičemž význam přebytku vzduchu je ve svém důsledku velmi důležitý. Zbytečně velký přebytek vzduchu ochlazuje plamen, čímž zpomaluje až zastavuje rychlost hoření. Při nedostatku spalovacího vzduchu nemůže vůbec dojít k dokonalému spálení uvolněné prchavé hořlaviny. I pres náročnost tohoto problému je nutné věnovat této otázce stálou pozornost.

Snaha o časové ustálení a zrovnoměrnění procesu hoření nutně vede k průběžnému přivádění dřeva, v širším pojmu paliva. V tomto případě dojde k ustavení dynamické rovnováhy tepelné bilance v jednotlivých fázích hoření nutně vedoucí k teplotní stabilizaci v jednotlivých částech topeniště. Průběžná dodávka paliva však vyžaduje jeho jemnou granulaci ve formě štěpky nebo pelet, což vyžaduje náročnější operace úpravy paliva před spalováním spočívající jak v úpravě kusovosti na štěpku nebo pelety, tak v případném umělém vysoušení nebo zrychleném volném vysoušení jemné granulace paliva.

Takto upravené palivo má výrazně sníženou vlhkost (polenové dřevo a štěpka 20 %, brikety 10 %, pelety 5 % vlhkosti) a vetší kontaktní i reakční povrch. Tím se výrazně mění jeho spalovací vlastnosti. Nezanedbatelnou předností je rovněž možnost přímé regulace výkonu spalovacího zařízení řízením přívodu paliva, což u hrubé kusovosti polen je prakticky nemožné.

Z praktického hlediska je rovněž významná možnost zrychleného umělého vysoušení jemně granulovaného paliva, kde lze s výhodou využít citelného tepla spalin a zvýšit tak celkovou účinnost procesu. Při umělém vysoušení má značný význam i výrazné snížení zásob volně

vysychajícího paliva (v polenech cca 2 roky). Pro 1 kW výkonu spalovacího zařízení je nutné uvažovat se sezónní topnou potřebou 1 prostorového metru kulatiny nebo polen (prm), což při dvouletém obnovovacím cyklu přirozeně vysoušeného paliva vyžaduje pro výkon 10 – 20 kW prostor větraného dřevníku 20 – 40 m3. Tento nárok je zřejmý i z dispozice starých chalup vytápěných dřevem, kde součástí hospodářských budov byl i dřevník s potřebnou kubaturou objemu.

Popsaný jev nabývá na významu především u spalovacích zařízení velkých výkonu, kdy sklady palivového dřeva v dvouletém cyklu přirozeného vysoušení by byly nejen objemově velmi náročné, ale docházelo by i k „umrtvení“ prostředků vynaložených na dvouletou zásobu palivového dřeva. Především jemná granulace štěpky, pilin, klestu apod. umožňuje vysušit palivo pod požadovaných 20 % vlhkosti již mezi zimní těžbou (40 % W), jarním až podzimním sušením a spalováním v příští zimní sezóně.

Přímým důsledkem spalování paliva upraveného vysušením a jemnější granulací je rovnoměrnější průběh hoření s dokonalejším řízením a vyšší účinností. Zvýšená teplota plamene v součinnosti s velkým aktivním povrchem paliva také umožňuje výrazné zvýšení výkonu spalovacího zařízení. Tato úprava paliva byla v případě uhlí primární motivací velmi dynamického rozvoje spalování vysušeného a jemně mletého práškového uhlí v kotlích elektráren a tepláren od druhé poloviny 40. let 20. století. Tato technologie je i v současnosti dominující technologií energetiky velkých výkonů dnešních elektráren a tepláren. Kusové uhlí na roštu nelze spalovat tak rychle jako uhelný jemně rozemletý prášek navíc vysušený. Sekundárním efektem této technologie byla vysoká teplota hoření a související dokonalejší spalování, takže je radikálně omezen vznik nespálených uhlovodíku. Tento fakt názorně dokumentuje statistický údaj REZZO vykazující zhruba stejné množství nespálených polycyklických aromatických uhlovodíků a oxidu uhelnatého vzniklých spalováním přibližně 2 milionů tun hnědého tříděného uhlí (ořech + kostka) v malých a středních zdrojích na roštových topeništích a 24x většího množství uhelné průmyslové směsi (48 milionů tun) každoročně spalované po úpravě sušením a mletím v práškových topeništích kotlů elektráren a tepláren.

Problémem průběžné dodávky paliva je požadovaný malý príkon paliva pro spalovací zařízení malých (lokálních) výkonů používaných v domácnostech. Pro aktuální výkon 10 kW je nutné spálit při 80% účinnosti pouze 2,5 kg dřeva za hodinu. Stabilita hoření při tak nízkém výkonu je však problematická, neboť tepelné ztráty topeniště neumožní udržet při nízkém výkonu dostatečně vysokou teplotu plamene zajištující dokonalé vyhoření paliva s vysokou účinností. V polenové nebo briketové kusovosti je to problém řešený periodickým přikládáním a krátkodobém vyšším výkonu, který je akumulován do vodního, kamenného nebo keramického zásobníku tepla (bojler, hypokaustický akumulační výměník). Tato konstrukce spalovacího zařízení umožňuje provozní režim v časově omezeném a přerušovaném režimu spalování při vyšším výkonu (1 – 2 hodiny) a akumulační provozní režim téměř bez hoření (11 – 10 hodin). Tímto technickým vybavením (tepelný akumulátor) a provozním režimem je zajištěno jak dokonalé spalování s vysokou účinností, tak rovnoměrný provoz při přijatelném 12-ti hodinovém intervalu přikládání.

Pouze jemná granulace pelet nebo štěpky umožňuje udržet relativně malý plamen při spalování dřeva s výkonem pod 10 kW. Tento režim však vyžaduje náročné podmínky rovnoměrného a pravidelného dávkování paliva, racionální konstrukci hořáku tak malého výkonu a systémovou kontrolu průběhu hoření měřením teploty a koncentrace kyslíku ve spalinách.

Z popsaných důvodů je běžné pro spalovací zařízení na tuhá paliva a dřevo využívat přerušovaného provozního režimu, při kterém má význam tzv. stáložárnost udržující na dně topeniště část dohořívajícího paliva ve stavu schopném vznítit a zapálit dřevo přikládané při následujícím přiložení. Periodický a časově neustálený teplotní i tepelný režim však má nepříznivé důsledky na dokonalost hoření, což se logicky projeví ve snížené účinnosti hoření.

Závěr

Z provedené analýzy vyplývá, že o dokonalém hoření dřeva rozhodují termodynamické parametry teploty a koncentrace. Koncentrační podmínku splníme přívodem spalovacího vzduchu v mírném přebytku, což však při nižších přebytcích vyžaduje rovnoměrné rozdělení vstupních proudů a tím i otvorů případně štěrbiny po celém obvodu topeniště. K dobrému mísení rovněž přispívá předehřátí spalovacího vzduchu vyrovnávající velmi rozdílné (až 5×) hustoty přiváděného vzduchu (20 °C) a hořící směsi v plameni (1000 °C). Studený vzduch v hořkém prostředí topeniště padá dolů a teprve po ohřevu až následně proudí vzhůru do plamene, kde je potřebný pro spalování.

Rovněž rozdělení spalovacího vzduchu na primární, omezující intenzivní vznik tuhé fáze při termické disociaci uhlovodíků ve spodní části plamene, musí být přiváděn roštem nebo v dolní části topeniště. Aby mohl splnit svoji funkci, musí být přítomen a mísit se s prchavou hořlavinou již při jejím uvolňování z ohřívaného palivového dřeva.

Moderní biotopeniště s vysokou účinností musí co nejdokonalejší hoření zajistit dostatečně vysokou teplotou, o jejíž překročení nemusíme mít u lokálních topenišť výkonového rozsahu 5 – 30 kW obavy. Z tohoto důvodu je povrch topeniště vyzděný z keramického materiálu v radě případů i s keramickým roštem, neboť kovové součásti topeniště svojí vysokou tepelnou vodivostí odvádějí teplo mimo tento prostor již v průběhu hoření, což není žádoucí. Dokonalé hoření vyžaduje primární, co nejdokonalejší spálení paliva při vysoké teplotě s pouze mírným přebytkem vzduchu a teprve následné ochlazování spalin pro účelové využití vzniklého tepla.

Vliv teploty a přebytku vzduchu na průběh hoření lze získat názornou představu při zatápění v krbu s topeništěm uzavřeným dvířky se skleněným průhledem. Při zatápění ve studeném krbu se drobné palivo pozvolna rozhořívá a prchavá hořlavina unikající z relativně malého objemového prostoru plamene s vysokou teplotou kondenzuje již v prostoru topeniště ve formě bílého vizuálně pozorovatelného kouře. Pokud je tato kouřová mlhovina přisáta plamenem, shoří. Velmi často však plynné uhlovodíky při ochlazování na teplotu jejich bodu varu (150 – 300 °C) kondenzují na ještě chladných částech topeniště, což jsou obvykle kovové součásti a sklo, které získává hnědavý odstín. Po rozhoření paliva a vyhřátí spalovací komory, což vyžaduje přibližně 20 – 30 minut, neboť litinové nebo ocelové krby a kamna mají hmotnost 100 – 300 kg a vyžadují pro ohřev na ustálenou provozní teplotu relativně velké množství tepla se zkondenzované uhlovodíky znovu odpaří a shoří, krby a krbová kamna s uvedenou hmotností jsou určená především pro rychlé zatápění a víkendové topení na chatách a v rekreačních domech. Nejsou považovány za akumulační topeniště určená pro trvale vytápěné byty a rodinné domy, pro které jsou vhodnější akumulační kamna s výrazně vetší hmotností 1,0 – 2,5 tuny zajištující akumulaci tepla s výrazně delším intervalem přikládání až 12 hodin proti zhruba 2 hodinovému intervalu krbu.

Pro udržení vysoké teploty ve spalovací komoře je rovněž nevhodné konstrukčně navrhnout odtah z topeniště přímo nahoru do komína, neboť nejteplejší spaliny by okamžitě vlastním vztlakem unikaly bez jakéhokoli zdržení do komína. Vhodnější je tzv. svislý pád tvořený odtahovým kanálem za topeništěm vyvolávajícím při proudění směrem dolů proti vztlaku rozvrstvení spalin. Nejteplejší spaliny zůstanou automaticky v horní části kanálu svislého pádu a topeništi, nejchladnější spaliny jsou ve spodní části pádu odsávány do akumulačního výměníku a dále do komína.

Souhrnně lze konstatovat, že dřevo, obecně biomasa, není automaticky ekologickým palivem, ale pro dokonalé spálení s minimem škodlivých emisí vyžaduje splnění konkrétních termodynamických podmínek, vyjádřených zjednodušeně teplotou a koncentrací hořlavé směsi v plameni. Tyto podmínky lze optimalizovat jak moderní konstrukcí spalovacího zařízení, tak vhodně vedeným provozním režimem.

Článek: Tisknout s obrázky | Tisknout bez obrázků | Poslat e-mailem

Související články:

Regionální využívání lesní biomasy pro výrobu tepla se zaměřením na lesní hospodářství
Spalování travní biomasy v kotlích větších výkonů
Spoluspalování biomasy v kotlích Elektrárny Kladno
Zkušenosti ze spalování alternativních peletek
Využití univerzálního kotle na spalování celých balíků sena
Testování biomasy a výrobků z biomasy (pelet a briket) určených ke spalování

Zobrazit ostatní články v kategorii Spalování biomasy

Datum uveřejnění: 7.2.2011
Poslední změna: 29.1.2011
Počet shlédnutí: 8578

Citace tohoto článku:
TOMAN, Zdeněk: Mechanismus a podmínky dokonalého spalování biomasy. Biom.cz [online]. 2011-02-07 [cit. 2017-10-20]. Dostupné z WWW: <http://biom.cz/cz/odborne-clanky/mechanismus-a-podminky-dokonaleho-spalovani-biomasy>. ISSN: 1801-2655.

Komentáře:
ilustrační foto ilustrační foto ilustrační foto ilustrační foto ilustrační foto


 
© 2001-2009, CZ Biom  -  České sdružení pro biomasu,  Opletalova 7/918, 111 44 Praha 1,   Tel.: 604 856 036,   E-mail: sekretariat@biom.cz
Webhosting/ webdesign / publikační systém TOOLKIT - Econnect
Treti ruka energieplus Česká peleta Ekologie, pasivní domy, solární energie, alternativní zdroje, zelené bydlení EnviWeb - portál pro ochranu a tvorbu životního prostředí Ekolist po drátě Portál Energetika Internetové energetické konzultační a poradenské středisko Lesnicko-dřevařský www server