Teoria de la combustió del carbó
La combustió és una reacció química ràpida entre el combustible i l'oxigen. Quan els elements combustibles del combustible es combinen amb O2, es libera energia calorífica. Durant la combustió, els elements combustibles com el Carboni, Sulfur, Hidrogen, etc., es combinen amb l'oxigen i produeixen les seves respectives oxides. La font d'oxigen en la combustió del combustible és l'aire. En volum, hi ha un 21% d'oxigen present a l'aire i en pes, un 23,2%. Encara que hi ha un 79% (en volum) de nitrògen a l'aire, no té cap paper en la combustió.
De fet, el nitrògen porta el calor produït durant la combustió a la caldera de vapor. Segons la teoria de la combustió, la quantitat d'aire necessària per a la combustió és la que proporciona suficient O2 per oxidar completament els elements combustibles del combustible. Aquesta quantitat d'aire es coneix normalment com a requeriment d'aire ESTICHIOMÈTRIC.
Aquesta quantitat d'aire depèn de la naturalesa del combustible. Els requeriments d'aire ESTICHIOMÈTRIC per a diferents combustibles s'obtenen per anàlisi del combustible i es donen a continuació en forma de taula,
Combustible |
Massa d'aire ESTICHIOMÈTRIC / unitat de massa de combustible |
Carboni bituminós |
11,18 |
Carboni antiasfáltic |
10,7 |
Coque |
9,8 |
Líquids |
7,5 |
Turba |
5,7 |
Fuel oil residual |
13,85 |
Fuel oil destil·lat (Gas Oil) |
14,48 |
Gas natural (base metànic) |
17,3 |
Combustió del carboni
Per aire suficient,
Ja hem dit que en pes, hi ha un 23,2% d'O2 present a l'aire. Per tant, la quantitat d'aire necessària per proporcionar 2,67 g d'O2 és
Segons la teoria ideal de la combustió, després de la combustió d'un gram de carboni (C), el producte de la combustió conté només 3,67 g de CO2 i
de N2.
Combustió del carboni amb aire insuficient
En pes, el requeriment d'aire per proporcionar aquesta quantitat d'O2 és
Després de la combustió d'un gram de carboni (C), el producte de la combustió conté només 2,33 g de CO i
de N2.
A partir de les equacions (1) i (2) és clar que, degut a la combustió amb aire insuficient, la pèrdua de calor durant la combustió d'un gram de carboni és
.
Combustió del sulfur
Per tant, l'aire necessària per a la combustió d'un gram de sulfur, és
Per tant, el producte de la combustió, després de completar la combustió d'un gram de sulfur, conté 2 g de SO2 i
