|
Brændsel
Brændsler kan groft opdeles i to grupper:
a) Nutidige brændsler: F.eks. halm og træ
b) Fossile brændsler: F.eks. gas, olie og kul
De nutidige brændslers tilblivelse kan vi let følge, idet vi ser
tilsåningen af markerne i april og høsten i august. I denne korte
periode er kornet, som følge af nogle processer, der gør det muligt for
planter under afgivelse af ilt at omdanne solenergi, vand og kuldioxid til
fast stof, vokset op og har dannet strå og kerne.
Den frigivne ilt vedligeholder et nogenlunde konstant iltindhold på ca.
21 % i jordens atmos- fære, hvor de sidste ca. 79% hovedsagelig er
kvælstof.
De molekyler, der danner plantestoffet, er kulbrintestrukturer med
forskellig sammensætning, som foruden kulstof og brint også indeholder
ilt og andre stoffer.
De fossile brændslers tilblivelse, ligger flere millioner år
tilbage i tiden.
Kuldannelserne tilskrives, med baggrund i fund af planteaftryk i
kullagene, en meget frodig plantevækst, som gennem de forløbne år, har
været udsat for påvirkninger, der har medført en formindskelse i
indholdet af bl.a. ilt og andre stoffer.
Dannelsen af olie og gas er ligeledes sket for flere millioner år siden.
En teori omkring deres dannelse er, at dyriske småorganismer, som har
spist af plantevæksten, er gået til grunde og har dannet aflejringer
der, med saltvand som katalysator, er omdannet til olie og gas.
Så uanset hvilket brændsel vi taler om, er udgangspunktet de i planterne
dannede kulblintemolekyler, der er udgør grundelementet i alt brændsel.
Forbrænding
Brændsler består, uanset de er faste, flydende eller luftformige, af
kulbrinter, idet den procentvise sammensætning af kulstof og brint dog
varierer således, at mængden af brint er størst i gas, mindre i olie og
mindst i kul, medens kulstofmængden tilsvarende øges.
Den kemiske forbrænding af kulbrintemolekyler er kun delvis afdækket,
men antages at være nogenlunde ens for alle typer brændsel, medens de
store forskelle ligger i den fysiske proces, idet den kemiske
proces forudsætter, at brændslet som hovedregel skal være på dampform
og blandes effektivt med luft, hvilket relativt let lader sig gøre ved
gas og lette olier, mens svære olier og faste brændsler er mere
problematiske.
De store forskelle skal altså findes i konstruktionen og udformningen af
fyringsanlægget og forbrændingsrummet.
Processen, der opstår, når en blanding af brændsel og luft opvarmes
tilstrækkeligt, og kaldes en iltningsproces, kan forløbe på utallige
måder.
Brændsel + luft → Reaktionsprodukter + luft →
Slutprodukter
Når man skal vurdere en forbrænding, er det både slutprodukterne og
reaktionsprodukterne, der har interesse, idet slutprodukterne fortæller,
om der har fundet en fuldstændig forbrænding sted, mens tilstedeværelse
af de mellemliggende reaktionsprodukter fortæller om en ikke afsluttet/
ufuldstændig forbrænding.
Kulstof + brint + atmosfæriskluft → Kuldioxid + vand + kvælstof
+ varme eller :
C+O2 → CO2 + Q + N2 +
2H2 + O2 2H2O + Q + N2
Slutprodukterne, bortset fra kvælstof, er de samme stoffer, som medgik
til dannelsen af planternes faste stof, mens ilten forbruges.
En proces som den ovenstående kaldes fuldstændig forbrænding uden
luftoverskud eller støkeometrisk forbrænding.
En sådan forbrænding er i praksis uopnåelig, idet opblanding af
brændsel og luft til 100% homogenitet samt afvikling af
forbrændingsprocesserne inden for den til rådighed værende tid ikke
lader sig gøre.
Normalt vil man vælge at lade forbrændingen foregå med luftoverskud,
der altid bør begrænses til et minimum, idet for stort luftoverskud vil
give en række ulemper.
Forbrænding med luftunderskud (i dele af eller i hele forbrændingszonen)
vil resultere i, at uforbrændt brændsel (hovedsagelig som kulilte
og/eller sod) forsvinder ud gennem skorstenen med heraf følgende
forurening, energitab og merforbrug af brændsel. Man regner med, at 1% CO
i røgen giver et tab på 6% af brændslets effektive brændværdi. |
