Spalanie W Cienkiej Warstwie - Co To Jest?

[Vlad24]

Link do książki, którą omawialismy tu jakiś czas temu.

https://docs.google.com/file/d/0Bxo_XEI01cxVVnJkY3RTSnhPQVU/edit?usp=docslist_api

jak nie zadziała to wstawię jakoś inaczej.

[Andrzej_M_]

,,,, Nie ukrywam, że zależy mi na wysokiej temperaturze na wierzchu żaru, co osiągam. ,,,,

 

Bo tak działa palenisko kowalskie.

 

Opał w palenisku kowalskim jest także nietypowy, w stosunku do opału stosowanego w kotłach.  

Jego duża rozwinięta powierzchnia sprzyja szybkim reakcją spalania a brak związków lotnych w koksie, nie powoduje wychładzania powierzchni paleniska.

 

 

,,,, Wnioski? Te wszystkie stopione, zniszczone ruszta w kotłach GS i DS dostaja po prostu zbyt mało powietrza...

Co skutkuje oprócz destrukcji zbyt małą temperaturą tam, gdzie powinna być najwyższa, czyli na wspomnianym wierzchu.

Dobrej nocy

HS

Z wnioskami się nie zgodzę.

 

W kotle nie musimy wytwarzać na powierzchni żaru paleniska maksymalnej temperatury, chociaż to na pewno sprzyja przenoszeniu ciepła do wymiennika kotła w postaci promieniowania cieplnego.

 

Powstają za to skutki uboczne takiego prowadzenia palnika. W wyniku zbyt intensywnego napowietrzania złoża paliwa, powstają niekorzystne spieki koksowe a także  topnienie i spiekanie się popiołu.

 

Nadmierna ilość powietrza nie tylko schłodzi ruszta, ale także powierzchnię opału i spaliny.

 

 

 

[szari]

Tak uważasz?

 

Zwracam tylko uwagę na to że nawet autor tak mądrego zdania jak: "Spalanie w cienkiej warstwie" nie potrafi określić co to właściwie znaczy.

Mamy 2 stronę postu a nasz "nauczyciel" robi wodę z mózgu i wykrzesał z siebie że: "Pojęcie cienkiej warstwy jest inne w zależności od kotła  (pieca, kuchni węglowej) i możliwości odbioru ciepła." Akademicki przykład wiem że gdzieś dzwonią ale nie do końca wiem gdzie.

 

Znaczy może sam autor stwierdzenia pomylił sie i wcale nie spala w cienkiej warstwie bo jest ona o x cm za wysoka albo za niska/proporcje nie są dotrzymane? Kolega sambor dobrze to ujął :"co to jest ta tajemnicza cienka warstwa i ile ona wynosi - matematycznie proszę o liczbę lub proporcję"

[Vlad24]

Jak na obrazku - taka warstwa przy której zawartość CO2 w spalinach jest największą.

Nie ma więc jednej stałej wartości, bo zbyt wiele czynników ma na to wpływ.

[szari]

Jednym słowem spalanie w cienkiej warstwie to tylko chwyt marketingowy jurgonka bo jego beczka, kocioł i on tym samym nie mierzą wartości co2 w spalinach a twierdzi że spala w cienkiej warstwie.

[gondoljerzy]

@Vlad24. Czy w zamieszczonych rysunkach nie ma przypadkiem błedu? Na drugim i trzecim optymalna grubość warstwy jeż mniejsza od podanej granulacji węgla. 

 

Edycja:  Może trzeba zetrzeć mm przy grubości warstwy? Wtedy można by je rozumiec jako wielokrotność ziarna.

Wykresy odnoszą się do jednej konkretnej prędkości przepływu powietrza. Ciekawe jak by wyglądały przy innych prędkościach?

[jurgonka]

Optymalna warstwa zależy od rodzaju węgla (jego kaloryczności, granulacji) zależy od ciągu kominowego - ilości powietrza dostarczanego do paleniska. itd. Mam za małą wiedzę by komentować załączone wykresy.

Spalam w cienkiej warstwie - nie twierdzę, że nie można lepiej.  

[jurgonka]

Szari wiem, ze to trudne, ale zrozum: spalanie w cienkiej warstwie to sposób palenia. Uważam, ze optymalny w warunkach domowych. Podajnik to techniczny sposób umożliwiający takie spalanie. Są to dwa odrębne problemy. Mieszanie ich dowodzi tylko braku zrozumienia i uniemożliwia ocenę takiego sposobu palenia. Jeśli palenie w cienkiej warstwie jest "złe" odpuszczamy techniczne sposoby podawania paliwa. Gdy spalanie takie jest interesujące, szukamy sposobu umożliwiającego takie palenie. 

[Vlad24]

@Vlad24. Czy w zamieszczonych rysunkach nie ma przypadkiem błedu? Na drugim i trzecim optymalna grubość warstwy jeż mniejsza od podanej granulacji węgla. 

Tak, też poprzednio zwracaliśmy na to uwagę, ale nikt nie wytłumaczył co "poeta miał na myśli"

To pewnie jakiś test laboratoryjny i być może uwzględniający częściowe wypalenie ziaren. Może skrót " ,mm" u nich co innego oznacza niż my to wprost rozumiemy, a może faktycznie błąd i chodzi o krotność wielkości ziarna. Ważne by zobaczyć zależności grubości do emisji i tym samym jakości spalania.

[gondoljerzy]

Rzeczywiście, jakbym już wcześniej widział te wykresy.  Potwierdza się to, co zauważył Jurgonka, że grubość warstwy zależy od rodzaju opału.  Antracyt jest twardy, zwarty, ma mało substancji lotnych i można go spalać w zdecydowanie grubszej warstwie niz węgiel. Najcieńszą warstwę ma węgiel kamienny, który pewnie chętnie gazuje. Stosunkowo cienka warstwa dla węgla drzewnego wynika pewnie z jego dużej porowatości.  

[szari]

Szari wiem, ze to trudne, ale zrozum: spalanie w cienkiej warstwie to sposób palenia. Uważam, ze optymalny w warunkach domowych. Podajnik to techniczny sposób umożliwiający takie spalanie. Są to dwa odrębne problemy. Mieszanie ich dowodzi tylko braku zrozumienia i uniemożliwia ocenę takiego sposobu palenia. Jeśli palenie w cienkiej warstwie jest "złe" odpuszczamy techniczne sposoby podawania paliwa. Gdy spalanie takie jest interesujące, szukamy sposobu umożliwiającego takie palenie. 

Ok dobrze już wszystko jest jasne idę rozpalać zgodnie z zasadą: "Optymalna warstwa zależy od rodzaju węgla (jego kaloryczności, granulacji) zależy od ciągu kominowego - ilości powietrza dostarczanego do paleniska. itd."

 

Przyznam że pali się całkiem nieźle jeszcze nie rozpaliłem a już na kotle mam 41 stopni, a cwu 44 stopnie, jeszcze godzinka i ruszy ogrzewanie.

[scitro]

Komentarz do wykresów które zamieścił Vlad24.

Wielokrotnie czytając radzieckie publikacje naukowe napotykam na tego typu niejasności na wykresach, czasem są to pomyłki o rząd wielkości a czasem wiecej nie wiem dlaczego tak robią, może z roztargnienia a może celowo... zostawiam to kolegom do przemyślenia.

 

Zauważcie, że rośnie poziom metanu i wodoru przy grubszej warstwie. Być może wtedy zachodzą reakcje charakterystyczne dla syntezy Fischera - Tropscha ale nie jestem chemikiem więc się nie wypowiem. Silny wzrost CO to klasyczna redukcja CO2 w obecności rozrzażonego koksu.

 

Czyli ta warstwa nie może być zbyt gruba... czyli cienka...hehehe...

[scitro]

Znalazłem coś takiego, co prawda dotyczy biomasy, ale wg autorów wyniki można przenieść również na inne paliwa zrębki, węgiel itp.

źródło: Investigation of factors affecting channelling in fixed-bed solid fuel combustion using CFD Neil T.M. Duffy,John A. Eaton, Combustion and Flame 160 (2013) strony 2204–2220

Symulacja robiona na modelu w którym paliwo jest w formie kul. Cała masa założeń dot wym masy, energii itd.

 

Może Sambor będzie znajdzie odpowiedź na swoje pytanie na załączonej rycinie

Edit: trochę za nisko zaznaczyłem poziom rusztu, ale widać na rycinie gdzie jest prawidłowa...

[genab]

@Vlad24. Czy w zamieszczonych rysunkach nie ma przypadkiem błedu? Na drugim i trzecim optymalna grubość warstwy jeż mniejsza od podanej granulacji węgla. 

 

Edycja:  Może trzeba zetrzeć mm przy grubości warstwy? Wtedy można by je rozumiec jako wielokrotność ziarna.

Wykresy odnoszą się do jednej konkretnej prędkości przepływu powietrza. Ciekawe jak by wyglądały przy innych prędkościach?

W tych wykresach niema błędu, zero odpowiada grubości pojedynczego ziarna.

Środkowy wykres to węgiel bury. Dla kamiennego, pewnie, strefa utleniania będzie odpowiadać grubości dwóch ziaren. Ciekawa rzecz, grubość strefy utleniania nie zależy od prędkości przepływu, a zmniejsza się, również jak strefa redukcji przy zwiększeniu temperatury powietrza.

[sambor]

Znalazłem coś takiego, co prawda dotyczy biomasy, ale wg autorów wyniki można przenieść również na inne paliwa zrębki, węgiel itp.

źródło: Investigation of factors affecting channelling in fixed-bed solid fuel combustion using CFD Neil T.M. Duffy,John A. Eaton, Combustion and Flame 160 (2013) strony 2204–2220

Symulacja robiona na modelu w którym paliwo jest w formie kul. Cała masa założeń dot wym masy, energii itd.

 

Może Sambor będzie znajdzie odpowiedź na swoje pytanie na załączonej rycinie

Edit: trochę za nisko zaznaczyłem poziom rusztu, ale widać na rycinie gdzie jest prawidłowa...

 

Nie wiem czy zauważyłeś ze te wykresy położone na osi Y dają ten sam obraz co stare rosyjskie publikowane przez Vlada.

[heso]

Znalazłem coś takiego, co prawda dotyczy biomasy, ale wg autorów wyniki można przenieść również na inne paliwa zrębki, węgiel itp.

źródło: Investigation of factors affecting channelling in fixed-bed solid fuel combustion using CFD Neil T.M. Duffy,John A. Eaton, Combustion and Flame 160 (2013) strony 2204–2220

Symulacja robiona na modelu w którym paliwo jest w formie kul. Cała masa założeń dot wym masy, energii itd.

 

 

W formie kul... Raczej niewielkiej średnicy, rzędu paru mm?

Wykres pokazuje, że najkorzystniejsza jest tu warstwa ok.40 mm- wysoka zawartość CO2, niska tlenu i CO, brak smoły.

 

Tak sobie myślę, jak to wszystko ma się do bojów kolegów z forum Muratora, którzy bez skrępowania często sypią węgiel

pod same górne drzwiczki, nazywając to spalaniem od góry, a bezlitośnie przedmuchują wytworzony koks od samego dołu

do góry, nie przejmując się jakimś tam CO, co2 i tlenem w spalinach?

 

Tu przy okazji apel do Juzefa: czy w tym badaniu kotła palonym od góry nie należałoby zacząć od składu spalin, mierzonym

 w całym wielogodzinnym cyklu ? Byłoby to co najmniej ciekawe i pouczające.

Pozdrawiam

[scitro]

Nie miałem czasu czytać dokładnie tego artykułu, więc nie wiem jakie mają być średnice kul. W ogóle to dotyczy on programu komputerowego do symulacji spalania warstwy biomasy na ruszcie. Jak będę miał chwilę to pogrzebię w bazach danych w kierunku węgla kamiennego, ale raczej niewiele znajdę bo obecnie są rozwijane inne technologie spalania węgla. Natomiast jest masa publikacji dot. spalania biomasy.

[scitro]

W formie kul... Raczej niewielkiej średnicy, rzędu paru mm?

Wykres pokazuje, że najkorzystniejsza jest tu warstwa ok.40 mm- wysoka zawartość CO2, niska tlenu i CO, brak smoły.

 

- poziom rusztu jest na wysokości 30 mm, napisałem że źle zaznaczyłem... radzę sugerować się wynikami zmierzonymi (zaznaczone punktami) bo w symulacji jest masę założeń, które niekoniecznie mogą być słuszne.

 

Tu przy okazji apel do Juzefa: czy w tym badaniu kotła palonym od góry nie należałoby zacząć od składu spalin, mierzonym

 w całym wielogodzinnym cyklu ? Byłoby to co najmniej ciekawe i pouczające.

Pozdrawiam

 

Wygrzebałem publikację ze spalania chińskiego węgla, jak bedę miał chwilę to zamieszczę wyniki. Spalanie w warstwie o grubości X,  zapalane od góry-  węgiel spala się w dół. Muszę tylko przerobić wykresy bo są dla ruchomego rusztu a nas interesuje nieruchomy.

[scitro]

Zgodnie z obietnicą wrzucam wykresy zmiany gazów w palenisku nieruchomym. Spalanie od góry, warstwa węgla pokryta flotem na wierzchu (spray) i podpalona.

Palenisko (chyba) 200x300mm. Węgiel o średnicy 25mm, pierwotna wysokość warstwy 140mm, temperatura powietrza 27C, współczynnik nadmiaru powietrza 3 - ciekawe czemu tak dużo?

Parametry węgla (zaokrąglone):

Popiół-23%; Lotne-23%; C-52% H-4%; S-1%; N-1%; O-9% , Q-20,4MJ/kg - Popatrzcie czym palą Chińczycy, a tu ciągle na forum czytam, że Piast ma dużo popiołu... Tam to mają dopiero popiół....

 

Pomiar robiony tuż nad warstwą żaru. Na wszystkich wykresach jest ta sama podziałka (zrobiłem tylko na jednym - z lenistwa...). Na wykresach punktami zaznaczono dane eksperymentalne. Linią ciągłą wyniki modelowania z kul pokrytych warstwą popiołu, linią przerywaną bez warstwy popiołu. Oczywiście model opiera się na czterowarstwowym modelu kuli (rdzeń - węgiel, powłoka 1 - części lotne + koks + popiół, powłoka 2 koks+ popiół; powłoka  3 - popiół)

 

Widać wyraźnie że po około 10min od odpalenia nie ma już tlenu nad paleniskiem i nie ma co dopalać gazów...

 

Jeśli Was interesuje to jutro jak znajdę chwilę i obrobię osie na wykresach to wrzucę zależności gazów wg tego modelu od średnicy węgla.

źródło: Lin P i in. Applied Thermal Engineering (2009) nr 29, str 3224-3234.

Autorzy pochodzą z ChRL. Uniwersytet w Szanghaju

[Gość jacek61]

Ciekawe wykresy i chętnie zobaczę dalszy ciąg.

Zastanawia mnie tylko jedna rzecz dlaczego na wykresach od 2 do 4 suma procentów wychodzi ponad 30 procent w 1000 sekundzie, z wykresu nr 1 wynika że jest 21% tlenu a więc procenty objętościowe czyli tak jak zawsze się podaje  reszta to azot którego powinna być stała ilość we wszystkich etapach ok 79%.

Pozdrawiam

[Vlad24]

W 500s ładnie się rozpaliło, po czym równie ładnie udusiło. Odżyło ponownie dopiero po 2000s, ale na krótko, bo nie było komu podrzucić :D

140/25 daje ok 5,5 x wielkość ziarna i widać, że dla tego węgla jest to za grubo.

[sambor]

To są modele laboratoryjne, ja to widziałem trochę inaczej - np tak jak u Szrajbera i w innych starych podręcznikach pisało pisało:

Poniżej fragment z książki J. Paradistala- Roboty Zduńskie cz II - mały fragment o prawidłowym spalaniu.

A także trochę teorii spalania z książki "Spalanie" Prof S.Wójcickiego.

Fragmenty zostały wycięte z tekstu i scalone tak aby zachować ciągłość teorii spalania węgla.

Spalanie J Paradistal Roboty zduńskie.PDF

Spalanie ciał stałych Wójcicki.PDF

[scitro]

Sambor przestudiuję te równania wieczorem w wolnej chwili.

Zwróćcie uwagę że przy tej warstwie o gr 140mm nawet przy alfa=3 (wentylator?) brakuje tlenu do całkowitego spalania. Czyli trzeba dopalać gazy "świeczką" i powietrzem wtórnym.

Nadal brak brak odpowiedzi na "egzystencjalne" pytanie sambora...

[gondoljerzy]

Bo na tak postawione pytanie: jaka dokładnie ma być grubość warstwy, nie ma prostej odpowiedzi.  Za dużo zmiennych.  

[scitro]

Zamieszczam wykresy wykonane na podstawie SYMULACJ! (nie są to dane eksperymentalne) wg modelu Lin P. i innych (post #44). Wykresy dotyczą średnicy kawałków wsadu i ilości powietrza.

Zastanawia mnie, że ze wzrostem nadmiaru powietrza nie rośnie ilość wolnego tlenu nad paleniskiem, Czyli przy tej grubości warstwy cały tlen zostaje zużyty w reakcji z węglem. Myslałem, że coś tam przedmucha a tu jednak nie!

Życzę owocnej analizy.

 

Lin P i in. Applied Thermal Engineering (2009) nr 29, str 3224-3234.