نظرية الاحتراق الفحم

الاحتراق هو رد فعل كيميائي سريع بين الوقود والأكسجين. عندما تتفاعل العناصر القابلة للاحتراق في الوقود مع الأكسجين O2، يتم إنتاج طاقة حرارية. خلال الاحتراق، تتفاعل العناصر القابلة للاحتراق مثل الكربون والكبريت والهيدروجين مع الأكسجين وتنتج أكاسيدها المقابلة. مصدر الأكسجين في احتراق الوقود هو الهواء. يحتوي الهواء بنسبة حجم 21% من الأكسجين وبنسبة وزن 23.2%. رغم أن هناك 79% (بالحجم) من النيتروجين في الهواء إلا أنه لا يلعب أي دور في الاحتراق.
في الواقع، يحمل النيتروجين الحرارة المنتجة أثناء الاحتراق إلى مدخنة الغلاية البخارية. وفقًا للنظرية الاحتراقية، فإن كمية الهواء المطلوبة للاحتراق هي التي توفر كمية كافية من الأكسجين O2 لتقوم بتأكسد العناصر القابلة للاحتراق في الوقود تمامًا. تُعرف هذه الكمية من الهواء عادةً باسم كمية الهواء النظرية.

تعتمد هذه الكمية من الهواء على طبيعة الوقود. يمكن الحصول على متطلبات الهواء النظرية لمختلف أنواع الوقود من خلال تحليل الوقود وهي موضحة في الجدول أدناه،

احتراق الفحم

للحصول على كمية كافية من الهواء،

لقد قلنا بالفعل إن نسبة الأكسجين في الهواء من حيث الوزن هي 23.2%. لذا، فإن كمية الهواء المطلوبة لتوفير 2.67 غرام من الأكسجين O2 هي

وفقًا للنظرية الاحتراقية المثالية، بعد احتراق غرام واحد من الكربون (C)، تحتوي منتجات الاحتراق فقط على 3.67 غرام من ثاني أكسيد الكربون CO2 ومن N2.

احتراق الفحم بوجود هواء غير كافٍ

من حيث الوزن، فإن متطلبات الهواء لتوفير هذا الكم من الأكسجين O2 هي

بعد احتراق غرام واحد من الكربون (C)، تحتوي منتجات الاحتراق فقط على 2.33 غرام من أول أكسيد الكربون CO ومن N2.
من المعادلة (1) و (2) يتضح أن فقد الحرارة بسبب الاحتراق غير الكافي للغرام الواحد من احتراق الفحم هو.

احتراق الكبريت

لذا، فإن الهواء المطلوب لاحتراق غرام واحد من الكبريت هو

لذا، فإن منتجات الاحتراق بعد اكتمال احتراق غرام واحد من الكبريت تحتوي على 2 غرام من ثاني أكسيد الكبريت SO2 و