Badania procesu spalania polidyspersyjnych mieszanek węglowych nowej generacji z dominującym udziałem węgli quasikoksowych

Interwałowy proces spalania paliw stałych charakteryzuje specyficzna sekwencja okresów spalania paliwa; spalania aktywnego - przy optymalnym nadmiarze powietrza pozwalającym na osiągnięcie maksymalnej mocy cieplnej, a następnie spalania zachowawczego - przy niedomiarze powietrza, pozwalającym na utrzymanie lokalnych inkubatorów żaru, stanowiących w następczym cyklu źródło rozprzestrzeniania procesu palenia na całą masę paliwa. Interwałowy sposób spalania paliw stałych stanowi podstawową technikę spalania w piecach, szczególnie centralnego ogrzewania, z automatycznym podawaniem paliwa do paleniska typu retortowego bądź rusztowego. W okresie aktywnego spalania osiąga się optymalne parametry termodynamiczne czego efektem jest emisja spalin spełniających standardy ekologiczne. Natomiast w okresie spalania zachowawczego następuje znaczne obniżenie ilości spalin, jednak gorszej jakości, szczególnie ze względu na zwiększony udział tlenku węgla, substancji smolistych i sadzy. Newralgicznym momentem interwałowego sposobu spalania niektórych paliw stałych jest jednak przejście od okresu zachowawczego do okresu aktywnego spalania. Otóż w momencie tym następuje skokowy wzrost natężenia przepływu powietrza, co oznacza odbiór ciepła z powierzchni paliwa i obniżenie jej temperatury poniżej charakterystycznej temperatury zapłonu, czego konsekwencją jest gaśnięcie całej masy paliwowej. Problem ten nie był dostrzegany póki w procesie interwałowego spalania stosowano węgle kamienne energetyczne o indykatorze refleksyjności R zawiera (0,6…0,8)%. Jednak, w wyniku eksploatacji coraz głębszych pokładów węgla rośnie podaż węgli quasikoksowych o indykatorze refleksyjności R zawiera (0,8…1,2)%, posiadających właściwości spiekające. W trakcie procesu spalania następuje ich fragmentaryczne powierzchniowe spiekanie, co utrudnia dostęp tlenu do jądra kawałków paliwa. Węgle te cechuje nadto stosunkowo wysoka temperatura zapłonu rzędu 340°C, zaś skoksowanej warstwy powierzchniowej rzędu 450 do 500°C. Przejście od fazy zachowawczej do fazy aktywnego spalania oznacza zwykle obniżenie temperatury powierzchni karbonizatu poniżej temperatury zapłonu i zgaśnięcie całego złoża. Piece z sterowanym podawaniem paliwa stałego pozwalają na efektywne i ekologiczne prowadzenie procesu spalania węgli energetycznych o indykatorze refleksyjności R zawiera (0,6…0,8)% i o granulacji groszek, są jednak zawodne ze względu na gaśnięcie złoża przy spalaniu węgli quasikoksowych o indykatorze refleksyjności R zawiera (0,8…1,2)% i typów o wyższym indykatorze refleksyjności, stanowiących przyszłościowo dominujący rodzaj węgla. Sytuacja taka może oznaczać wycofanie tego typu pieców - nowoczesnych, o dobrej efektywności cieplnej i dobrych wskaźnikach ekologicznych, z rynku komunalnego, a w konsekwencji reorientację na droższe, importowane paliwo gazowe bądź ciekłe, a co gorsze rozpowszechnienie prostych pieców typu szybowego spalających wszystkiego rodzaju karbonizatów jednak z fatalnym skutkiem ekologicznym.

Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
Dziedziny: nauki inżynieryjno-techniczne, nauki ścisłe i przyrodnicze
Dyscypliny: inżynieria środowiska, górnictwo i energetyka, nauki o ziemi i środowisku