نظریه سوزاندن زغال سنگ
سوزانی یک واکنش شیمیایی سریع بین سوخت و اکسیژن است. وقتی عناصر قابل سوزانی در سوخت با O2 ترکیب می‌شوند، انرژی حرارتی ایجاد می‌شود. در طول فرآیند سوزانی، عناصر قابل سوزانی مانند کربن، گوگرد، هیدروژن و غیره با اکسیژن ترکیب می‌شوند و اکسیدهای مربوطه را تولید می‌کنند. منبع اکسیژن در سوزانی سوخت هوا است. حجمی ۲۱٪ از هوا اکسیژن است و وزنی ۲۳.۲٪. اگرچه ۷۹٪ (حجمی) نیتروژن در هوا وجود دارد اما در فرآیند سوزانی نقشی ندارد.در واقع نیتروژن حرارت تولید شده در طول سوزانی را به دیواره ظرف بخار منتقل می‌کند. بر اساس نظریه سوزانی، مقدار هوا لازم برای سوزانی آن است که O2 کافی برای تکمیل اکسیداسیون عناصر قابل سوزانی سوخت فراهم کند. این مقدار هوا معمولاً به عنوان نیاز هوا STOICHIOMETRIC AIR شناخته می‌شود.
این مقدار هوا به نوع سوخت بستگی دارد. نیازهای STOICHIOMETRIC AIR برای سوخت‌های مختلف با تحلیل سوخت به دست می‌آید و در جدول زیر به صورت جدولی ارائه شده است،
سوخت |
جرم هوا STOICHIOMETRIC / واحد جرم سوخت |
سرسبزه |
۱۱.۱۸ |
سنگ زغال سنگ آنتیاستیت |
۱۰.۷ |
کوک |
۹.۸ |
لیکوئید |
۷.۵ |
توربه |
۵.۷ |
روغن سوختی باقی‌مانده |
۱۳.۸۵ |
روغن سوختی تقطیری (گاز روغن) |
۱۴.۴۸ |
گاز طبیعی (پایه متان) |
۱۷.۳ |
سوزانی سنگ زغال سنگ
برای هوا کافی،
ما قبلاً گفتیم که از نظر جرمی ۲۳.۲٪ O2 در هوا وجود دارد. بنابراین مقدار هوا لازم برای فراهم کردن ۲.۶۷ گرم O2 به صورت زیر است
بر اساس نظریه سوزانی مطلوب، پس از سوزانی یک گرم کربن (C)، محصولات سوزانی فقط ۳.۶۷ گرم CO2 و
N2.
سوزانی سنگ زغال سنگ با هوا ناکافی
از نظر وزن، نیاز هوا برای فراهم کردن این مقدار O2 به صورت زیر است
پس از سوزانی یک گرم کربن(C)، محصولات سوزانی فقط ۲.۳۳ گرم CO و
N2.
از معادلات (۱) و (۲) مشخص است که به دلیل سوزانی با هوا ناکافی، تلفات حرارتی در طول یک گرم سوزانی سنگ زغال سنگ به صورت زیر است
.
سوزانی گوگرد
