Piec Typu Zero

[zizi]

Witam,

 

jestem zarejestrowany na forum od dawna, ale to mój pierwszy post.

 

Kilka lat temu natknąłem się na temat tzw. pieców rakietowych, które mnie bardzo zaciekawiły. Ok. 3 lata temu doczytałem trochę literatury i pewne rzeczy ułożyły mi się w głowie, tzn. zrozumiałem dlaczego płomień kopci i jak tego uniknąć. Konstruktor ze mnie żaden, więc niecały rok temu pomyślałem, że spiszę przynajmniej swoją wiedzę w jednym miejscu, dla siebie samego, czy kogokolwiek, z kim chciałbym porozmawiać. I tak zrobiłem najpierw spis linków, a potem stopniowo dodałem trochę  opisu. Ostatecznie umieściłem wszystko na dedykowanej stronie pod adresem http://furnace-zero.tk. Ponieważ na skutek spisania i umieszczenia w internecie sprawa nieco przyśpieszyła, więc ostatnio do wiki dołożyłem typowego bloga.

 

O co chodzi? Niekiedy przewijał się na tym forum temat pod tytułem "piec idealny". Więc to co przedstawiłem na stronie furnace-zero.tk jest gruntowną analizą jednego aspektu: spalania. Wszystkie znaki wskazują, że można się pozbyć dymu i trujących substancji organicznych dowolnie dokładnie.

 

Oczywiście pozostaje palenisko, ruszt, podawanie paliwa, odpopielanie, wymiennik itd. No i proponowane rozwiązania nie są typowe, bo oznaczają pracę z temperaturą 1000 st C, co wymusza przejście na porządną ceramikę.

 

Temat nie jest bardzo komercyjny, bo przykładowo po co komu piec, który jest na tyle dobry, że spaliny nie mają nawet zapachu?

No więc właśnie dlatego chciałem podzielić się prezentowanymi pomysłami z użytkownikami tego forum. Jest tu wiele osób "pozytywnie zakręconych", może coś ktoś skonstruuje. Chętnie też posłucham porad i opinii.

A poza tym, jeżeli piec "typu zero" faktycznie będzie działał, to jest to coś na tyle nowego, że warto z tą ideą zapoznać więcej osób.

 

Pozdrawiam

[zizi]

ps. wszystko na podanej stronie jest na razie po polsku, więc zmieniłem domenę na łatwiejszą do zapamiętania.

 

http://www.piec-zero.tk

[majster1]

Cześć,

 

kocioł MPM DS ma palnik z szamotu z oddzielnie regulowanym powietrzem wtórnym. Z tego co widać po filmikach jakieś tam zawirowania wprowadza i dopala gazy. Na tych filmikach widać jak działa palnik

 

Czy Twoim zdaniem jest to już przepływ turbulentny? Na tej samej zasadzie dopalać gazy w podajnikowcach ma za zadanie deflektor, chociaż tam raczej przepływ jest laminarny. Poza tym powinien być z szamotu, bo żeliwny odbiera ciepło od zachodzącego procesu.

 

Problemem w przypadku zawirowywacza jest to, że różnorodność paliw i warunków pracy (np. ciąg kominowy) powoduje, że ciężko zrobić palnik który wszystko spali "optymalnie". Trzeba też dać odpowiednią porcję powietrza wtórnego. Nie za mało i też nie za dużo.

 

U siebie w kotle dolniaku zrobiłem palnik szamotowy, niestety bez zawirowywacza jak w MPMie. Po kilku próbach z dokładaniem elementów szamotowych, dodatkowe zawirowanie gazów powoduje ich lepsze dopalenie. Najbardziej widoczne dopalanie da się zaobserwować na krawędziach elementów szamotowych, czyli tam gdzie jest turbulencja i intensywne wymieszanie gazów z powietrzem.

 

Próbowałeś budować jakieś modele numeryczne tego co testowałeś na blogu?

 

Pozdrawiam

[zizi]

Tak, oczywiście myślałem o symulacji numerycznej. Ale trzeba użyć albo ANSYSa pirata, albo openfoama. Ten drugi podobno nie jest gorszy, ale ciężko się nauczyć. Tylko, że tak jak napisałem na blogu, najpierw muszę mieć porządniejsze palenisko i regulację wsp. nadmiaru powietrza.

 

Tak, ten kocioł MDM idzie w dobrą stronę.

W kominkach Petera van den Berga też jest podobny kształt podwójnego wiru. Czy to jest turbulencja? Chyba raczej tak. Jest taki zwrot "zakres przejściowy", tzn. pomiędzy pełną turbulencją a laminarnym. Z turbulencją w piecu to jest nie tak łatwo rozpoznać. Sama reakcja spalania jest mocno nieliniowa i robi jęzory, które idą do góry i to wygląda jak turbulencja, ale nie wynika z zewnętrznego mieszania. Obserwowałem to w dużych kotłach (100-200kW) tradycyjnych zasypowych. Z samego paliwa na ruszcie wychodzą jęzory i wydaje się "na oko", że jest to turbulencja. Ale potem, przy wyjściu z paleniska na kanały wymiennika cały ten gaz zakręca wyraźnie laminarnie, a wszystkie te jęzorki jakby wmrożone w ogólny przepływ płyną razem nie mieszając się wzajemnie.

 

Turbulencja jest bardzo dobra do wymieszania i spalania, ale to jest jakby pytanie ogólniejsze, jak daleko chce się zajść z czystością spalin. Według mnie można dowolnie daleko, tzn. praktycznie do zera zanieczyszczeń. Turbulencja powoduje zacieśnienie się obszaru spalania i płomień się lepiej dogrzewa sam od siebie, co zdecydowanie podnosi czystość. Ale gdzieś zawsze zostają jakieś boki, które stygną. W piecach ze stalowymi ściankami jednak zawsze jest sadza, która by to nie była kategoria pieca. W piecach z retortą jest dobry nadmuch i płomień wygląda na turbulentny, a sadza na ściankach jakby nigdy nic.

 

Żeby mieć turbulencję potrzebna jest prędkość przepływu i spadek ciśnienia, tego się nie raczej przeskoczy. Myślę, że do testów najlepiej mieć piec z nadmuchem, bo jeżeli zrobimy zbyt małe przewężenie (żeby mieć większą prędkość), to powstaje duży opór przepływu, będzie gorsze spalanie w sensie całości pieca i nie będzie się w stanie rozdzielić na ile poprawiliśmy mieszanie, a na ile popsuliśmy ciąg. Jak by się już uporać z pomysłami, symulacjami numerycznymi, próbami itd, to możliwe, że na ciągu naturalnym też jest ok, tak jak w kominkach rakietowych. Ale do testów chyba lepszy lekki nadmuch.

 

A jeżeli chciałbyś coś popróbować, to może poleciłbym takie płyty izolacyjne ogniotrwałe, one są słabe mechanicznie, ale dość sztywne. Szamot przewodzi ciepło, ma lambda około 1.5 W/mK, a taka płyta znacznie mniej, uśredniwszy po temperaturze wyjdzie np. 0.15. Można by cienki szamot lub inną ceramikę litą od strony płomienia i płytą zaizolować od strony pieca (bo sama taka płyta ok do prób, ale nie wiem, jak z czyszczeniem). Patrząc na wspomnianego MDMa, to aż się prosi, żeby zaizolować ten pionowy kanał, którym idzie płomień, tylko z miejscem może być problem. Ludzie od FLOXa piszą, że sensowne spalanie zachodzi powyżej 850 st C. Więc jak by ścianki były czerwone, to by było dużo ciekawiej. A wkładki z samego nieizolowanego szamotu nie rozgrzewają się do czerwoności.

 

 

Problemem w przypadku zawirowywacza jest to, że różnorodność paliw i warunków pracy (np. ciąg kominowy) powoduje, że ciężko zrobić palnik który wszystko spali "optymalnie". Trzeba też dać odpowiednią porcję powietrza wtórnego. Nie za mało i też nie za dużo.

 

Zdecydowanie. "Tak po prostu" pali się wszystko i się człowiek nie zastanawia ile było tego nadmiaru powietrza, a tutaj to robi różnicę. Finalnie się nie obejdzie bez sterowania.

 

Pozdrawiam

 

[majster1]

Co do dowolnie czystego spalania to jest jeszcze kwestia ograniczeń technicznych i ekonomicznych. Przemysłowe spalarnie śmieci mają piece kilkustrefowe i naszpikowane czujnikami nadmiaru powietrza, temperatury itd. Dopalanie gazów musi zachodzić w odpowiednio wysokiej temperaturze. Dzięki temu mogą palić plastikami, olejami i innym syfem (tak naprawdę czymkolwiek co się da spalić), a z komina i tak wyjdzie tylko CO2 i woda. Nawet tlenki siarki w jakiś tam sposób absorbują na wylocie. Pyły lotne są wyłapywane przez filtry. Węglowodory aromatyczne (szczególnie benzopireny, dioksyny) nie mają szans przetrwać w takich temperaturach. Dodatkowo wylot musi być poprzez komin o wysokości > 40 m.

 

Piece domowe to inna bajka. Nigdy nie osiągną takiego poziomu czystości spalin. Klasy emisji to moim zdaniem bujda, podobnie jak normy euro dla pojazdów spalinowych. To jest robienie kotłów pod warunki laboratoryjne aby dostać certyfikat. Który notabene uprawnia w niektórych gminach do jakichś dotacji od samorządu na zakup kotła. Praca w realnych warunkach eksploatacyjnych często z tym, co wyszło w labie, ma mało wspólnego. Na przykład: gorsze paliwo, zanieczyszczenia wymiennika, a najczęściej - praca z mniejszą mocą niż nominalna. Generalnie każdy kocioł na paliwa stałe będzie miał dość wysoką sprawność gdy pracuje na mocy nominalnej. Dlatego ludzie montują sobie bufory ciepła. Tylko że wtedy częstym problemem jest zaniżona powierzchnia wymiennika w kotle (oszczędność blachy), która sprawia że ciepło ucieka kominem zamiast pójść w bufor.

 

Największym problemem jeśli chodzi o kotły domowe wydaje się świadomość społeczeństwa i palenie w górniakach od dołu. I palenie butelkami plastikowymi, butami, itd. To jest tak na oko jakieś 90% syfu w niskiej emisji. O ile nie więcej.

 

Płyta izolacyjna z 0,15 W/mK na pewno będzie lepsza od szamotu. Zwykły szamot jednak jest bardziej dostępny. Mimo wszystko 1,5 W/mK dla szamotu w porównaniu do 58 W/mK dla stali to i tak niezła izolacja. Pozostaje pytanie jak z wytrzymałością tych płyt, bo nie raz na pewno przy czyszczeniu paleniska zdarzy się stuknąć o nią pogrzebaczem. Ale raczej powinno być OK. Tylko że w zwykłym sklepie budowlanym tego nie kupisz, trzeba zamawiać.

 

Co do FLOXa to powiem ci szczerze że w moim kotle zwykły szamot podczas palenia świeci na czerwono prawie tak samo jak węgiel na ruszcie. Najgorętszy jest na krawędzi ruszt-palnik, w strefie gdzie węgiel już odgazował i dopala się czysty rozżarzony koks. Moim zdaniem jest to jakieś pole do manewru. Na pewno pomaga to dopalić gazy w sposób płomieniowy, ale do FLOXa trzeba by te gazy dobrze dodatkowo rozpędzić i przepuścić przez wąską dyszę, ale to już byłoby dość trudne do wykonania technicznie.

[Juzef]

palenie w górniakach od dołu

Górniak jest prawie idealny: prosty, tani, niezawodny. Napakowany i podpalony od dołu to znakomity gazogenerator – brakuje mu tylko palnika :)

[zizi]

Do majster1:

W większości się całkiem zgadzam, ale z jednym wyjątkiem. Myślę, że warunki do dobrego dopalania da się również zrobić w urządzeniu małej mocy. Prawdopodobnie powyżej 5kW jest już ok. Dlatego właśnie zająłem się tym tematem. To jest masa pracy, żeby doprowadzić taki pomysł do działającego rozwiązania, ale wszystko wskazuje, że się da. Dokładnie "cokolwiek co da się spalić, a z komina CO2 i woda". SO2 się w domu nie usunie, to byłyby już większe koszty, ale smrody węglowe można do zera. Piece nie są tanie, czujnik lambda niektóre już mają, więc to jest w zasięgu możliwości finansowych. Tak, jak napisałem na swojej stronie, to nie jest rzecz dla wszystkich, nie każdy potrzebuje, jak ktoś ma więcej pieniędzy to założy ogrzewanie gazowe. Ale wygląda, że się da i z tej wiedzy mogliby może wszyscy skorzystać.

Spalarnie mają faktycznie inne uwarunkowania. Raz, że rozmiar. Turbulentne spalanie zachodzi w całej objętości i stygnięciem na brzegach nie muszą się tak przejmować. A dwa, że superfiltry muszą i tak stosować ze względu na możliwe zanieczyszczenia nieorganiczne typu metale ciężkie.

 

Ale warunki, w których węglowodory i sadza nie mają szansy przetrwać, da się zrobić w zwykłym piecu, bo to jest temperatura i tlen. O FLOX napisałem stronkę, bo ten typ spalania pokazuje, że te wzory z książek i artykułów faktycznie działają i jak jest  tlen i temperatura, to nie jest  ważne, czy widać, że się coś pali czy nie, spalanie i tak zachodzi. I też myślałem, że to nie ma bezpośredniego związku ze spalaniem węgla, aż pewien znajomy zrobił taką konstrukcję (filmik zapętlony):

To była jedna z jego wcześniejszych konstrukcji, do którego dołożył palnik wg. tego co napisałem na stronie piec-zero.tk. Dla osób, które nie miały czasu spojrzeć na bloga - to się pali polski węgiel z gatunku smoła w kominie. Widać że się robią takie żółte wtrącenia w płomieniu.  To się robi z tych węgielków, które wypadły do rury palnika i gazują, ale nie wychodzi z nich bezpośrednio. Bardzo przypomina żółte wtrącenia w spalaniu bezpłomieniowym. Moje rozumienie jest takie, że lokalnie reakcja spalania przekracza próg potencjału do wzbudzenia, przyśpiesza, rośnie temperatura i robi się żółta sadza, ale wyczerpuje się tlen i za ułamek sekundy to wtrącenie gaśnie i stygnie. Z tych żółtych wtrąceń płatki sadzy lecą. Takie przyśpieszenie reakcji spalania normalnie nazywamy zapłonem. Więc mówiąc bardziej ludzkim językiem: zapala się na moment żółty płomyk, ale nie ma warunków i zaraz gaśnie. Tylko jeżeli się zapala, to jak nazwać ten bladoniebieski stan przed zapaleniem? Generalnie jest to płomień premiksowany, ale taki podobny do bezpłomieniowego. Znajomy mówił, że jak się te węgielki wygazowały, to za bardzo nie było widać, że się coś pali, tylko rura czerwona.

 

Jeżeli się szamot robi czerwony, to jest super. Jeszcze potrzeba, żeby pojemność tego czerwonego obszaru była wystarczająca, żeby płomień nie wypływał poza ciepły obszar. Jak końcówki płomieni gasną otoczone zimną stalą, to z tego stygnięcia właśnie robią się zanieczyszczenia.

[zizi]

Górniak jest prawie idealny: prosty, tani, niezawodny. Napakowany i podpalony od dołu to znakomity gazogenerator – brakuje mu tylko palnika :)

Więc właśnie wrzuciłem filmik z porządnie zrobionym palnikiem. Jeżeli pan Marian Strzelczyk mówi, że zrobił palnik dymu, to mógłby popatrzeć na ten filmik.

[majster1]

Jesteś pewien że to na filmiku to jest już FLOX?

[zizi]

Nie wiem, trzeba by poczytać, jak tej nazwy używają ludzie, którzy się tym zawodowo zajmują. Normalnie mamy dwa stany - bez spalania i po zapłonie. Odgraniczone barierą, albo się zapala, albo gaśnie. Ale jak są czerwone ścianki (i najlepiej podgrzane powietrze wtórne) to tej bariery nie ma. Samo pali się wszystko co jest palne. W typowym FLOX jest na tyle mało tlenu że nie ma takich wzbudzeń. Tutaj jest tlenu chyba więcej, ale dość uboga mieszanka, te węgielki ją wzbogaciły i zaczęło się zapalać na żółto.

[heso]

 

 

(...)

To była jedna z jego wcześniejszych konstrukcji, do którego dołożył palnik wg. tego co napisałem na stronie piec-zero.tk. Dla osób, które nie miały czasu spojrzeć na bloga - to się pali polski węgiel z gatunku smoła w kominie. Widać że się robią takie żółte wtrącenia w płomieniu.  To się robi z tych węgielków, które wypadły do rury palnika i gazują, ale nie wychodzi z nich bezpośrednio. Bardzo przypomina żółte wtrącenia w spalaniu bezpłomieniowym. Moje rozumienie jest takie, że lokalnie reakcja spalania przekracza próg potencjału do wzbudzenia, przyśpiesza, rośnie temperatura i robi się żółta sadza, ale wyczerpuje się tlen i za ułamek sekundy to wtrącenie gaśnie i stygnie. Z tych żółtych wtrąceń płatki sadzy lecą. Takie przyśpieszenie reakcji spalania normalnie nazywamy zapłonem. Więc mówiąc bardziej ludzkim językiem: zapala się na moment żółty płomyk, ale nie ma warunków i zaraz gaśnie. Tylko jeżeli się zapala, to jak nazwać ten bladoniebieski stan przed zapaleniem? Generalnie jest to płomień premiksowany, ale taki podobny do bezpłomieniowego. Znajomy mówił, że jak się te węgielki wygazowały, to za bardzo nie było widać, że się coś pali, tylko rura czerwona.(...)

 

Nie do końca jestem pewien, czy mam rację, ale to pojawianie się żółtych płomyków najwyraźniej wskazuje na zapalanie się małych cząstek węgla, porwanych

dostarczanym wentylatorem powietrzem. I podejrzewam, że tego powietrza (tlenu) jest spory nadmiar.

Nigdy nie pracowałem z aparaturą pomiarową, ale na podstawie obserwacji płomieni śmiem sądzić, że to spalanie bliskie idealnego ( przy użyciu węgla) zachodzi

wtedy, kiedy płomienie, także a może głównie te "koksowe" osiągają kolor pomarańczowo żółty.

Zamieściłem kiedyś zdjęcia podobnych, zrobione w czymś w rodzaju

paleniska kowalskiego:

 

https://forum.info-ogrzewanie.pl/topic/11219-teorii-nigdy-za-wiele/?do=findComment&comment=97854

[zizi]

Heso, fajne wątki i zdjęcia podrzuciłeś, muszę je przemyśleć.

Te zdjęcia z płomieniem między cegłami to jest palenisko z koksem, które się rozpala?

A czy nie jest tak, że z upływem czasu nie tylko cegły się rozgrzewają, ale i koks się rozpala? Wtedy też zmieniałby się skład tego co wypływa między cegłami, bo coraz większa ilość koksu coraz lepiej reaguje z powietrzem.

 

Blue jest wtedy, jak cały czas mamy nadmiar powietrza nad paliwem i nie ma okazji powstać strefa beztlenowa, w której powstaje sadza. Paliwem może być CO, jak i węglowodory, jak zauważyłeś dawno temu (to samo zdjęcie świeczki w nieważkości użyłem na swojej stronce, bo b. pouczające)

A sam tlenek węgla ma trochę inną "mechanikę". W wysokiej temperaturze jest w niewielkiej ilości obecny w stanie równowagowym, więc niejako "naturalnie", zawsze. Niszczy go reakcja z udziałem wolnych rodników CH. Tylko, że rodniki przy spadku temperatury giną szybko (w sensie stałej czasowej), a CO usuwane jest powoli. Dlatego szybkie ochładzanie pozostawia CO nieusunięty. Skrajnym przypadkiem jest spalanie w cylindrze silnika, gdzie jest wysoka temperatura, więc wysoki poziom CO równowagowego, a potem b. raptownie stygnie i zostaje CO w spalinach. To samo robią zimne elementy stykające się z płomieniem. Produkty spalania muszą powoli stygnąć, żeby CO miał czas podążyć za stanem równowagowym i zniknąć.

Blue jest ok, problem może być np. jak niedoświadczony konstruktor pieca gazowego, zadowolony z niebieskiego płomienia, zbyt blisko umieści zimne elementy, np. wymiennik.

 

A co do żółtych wtrąceń w płomieniu, tak, to jest z węgielków, ale cząsteczki w sensie chemicznym, paliwo.

Cząsteczki stałe to jest raczej ta różowa mgiełka. Widziałem to przy swoich testach z rurą w sierpniu, jak dym wchodził na niezbyt rozgrzany dopalacz.

To b. ciekawe, jak się ten różowy dym łączy z niebieskim płomieniem.

 

W końcu znalazłem odpowiedni filmik. Tutaj też są żółte "wstawki", ale które wynikają raczej chyba z niedokładnego wymieszania gazu z powietrzem.

 

A tu są wzbudzenia (zapłony) w palniku na olej, zanim człowiek dopracował swoją konstrukcję.

 

A tu wzbudzenia przy przejściu ze zwykłego spalania do FLOXa. Mam na myśli te żółte chmury w fazie przejściowej, najwięcej zaraz po zgaśnięciu płomienia z dysz ok. 30 sekundy.

 

Gdzie są te żółte wtrącenia z palnika mojego znajomego z wcześniejszego posta? Chyba gdzieś pomiędzy pierwszym a drugim filmikiem z tych trzech. To jest generalnie płomień z rodziny niebieskich, wstępnie zmieszanych, jak gazowy. Ale też ta mieszanka nie paliłby się tak ładnie na wolnym powietrzu, bez rozgrzanej rury. Nie jestem pewien, czy by się w ogóle paliła.

[zizi]

ps. errata

Jeżeli chodzi o CO, to główna reakcja z nim związana to CO + OH <--> CO2 + H, więc chodzi o rodnik OH, a nie CH, jak napisałem.

 

Jest o tym rodział 3.2 z książki, którą podałem jako literaturę, tam jest właśnie analiza co się dzieje przy ochładzaniu (to jest z czasów, kiedy nie używano symulacji numerycznych jako młotka na wszystko, więc jest w starym dobrym stylu na piechotę)

https://docs.google.com/viewer?a=v&pid=sites&srcid=aGNtdXMuZWR1LnZufG5ndXllbnRoaWtpbWFuaGhjbXVzfGd4OjVmZjE1ZWJlNTA2YWU1NzI

Oczywiście OH i H nie żyją w abstrakcji, są częścią wielu reakcji, główne z nich są wymienione na stronach 204 i 207.

Pozdrawiam

[heso]

Heso, fajne wątki i zdjęcia podrzuciłeś, muszę je przemyśleć.

Te zdjęcia z płomieniem między cegłami to jest palenisko z koksem, które się rozpala?

A czy nie jest tak, że z upływem czasu nie tylko cegły się rozgrzewają, ale i koks się rozpala? Wtedy też zmieniałby się skład tego co wypływa między cegłami, bo coraz większa ilość koksu coraz lepiej reaguje z powietrzem.

 

 

Tak, jest to palenisko koksowe, zasilane wstępnie podgrzanym powietrzem. Jak trafi się przypadkiem kawałek węgla, to kopci.

 

Zdarza się pewnie w każdym kotle, że na powierzchni żaru pełgają niebieskawe płomyki.

Wystarczy wtedy dodać więcej powietrza od spodu, aby po rozgrzaniu te niebieskie stały się żółte.

Czy da się z tego wysnuć jakiś wniosek? Może po prostu zmierzyć to stosownym pomiarem?

[sambor]

Teraz pytanie z innej beczki : mamy fakira i jemu łatwiej będzie chodzić po żarze z niebieskimi czy z żółtymi płomykami?

[heso]

Oni (nie tylko fakirzy) nie chodzą po żarze z koksu węglowego.

Chodzą po żarzącym się węglu drzewnym a to znaczna różnica, chociaż pozornie temperatura taka sama.

 

To raczej oczywiste, że te niebieskawe płomyki są chłodniejsze, zresztą na powierzchni ziemi

nie ma warunków do poważnego wzrostu temperatury takich węgielków.

 

Nawiasem mówiąc, żar istnieje tylko w niewielkiej warstwie koksu. (węgiel drzewny to także koks)

To właśnie wykorzystują ci chodzący gołymi stopami po żarzących się kawałkach.

[majster1]

Z tego co wiem niebieski płomień ma wyższą temperaturę od np. żółtego: https://pl.wikipedia.org/wiki/P%C5%82omie%C5%84

Na angielskiej wiki jest dokładniej podane z jakimiś tabelkami: https://en.wikipedia.org/wiki/Flame

 

Np na żółto świecą cząstki sadzy rozgrzane do ok 1000*C, a wyższe temperatury i niebieski płomień to już bardziej emisja spektralna wzbudzonych atomów cząstek biorących udział w reakcji.

 

@Heso:

> Zdarza się pewnie w każdym kotle, że na powierzchni żaru pełgają niebieskawe płomyki.

> Wystarczy wtedy dodać więcej powietrza od spodu, aby po rozgrzaniu te niebieskie stały się żółte.

> Czy da się z tego wysnuć jakiś wniosek? Może po prostu zmierzyć to stosownym pomiarem?

 

Jak już jest koks i niebieskie płomyki to właśnie emisja spektralna dopalających się pozostałości frakcji gazowych z wnętrza koksików. Przypomina to spalanie świecy w warunkach nieważkości. Jak podamy więcej powietrza to gaz ucieka zbyt daleko od węgla i powstaje niedopalony płomień jak w przypadku świecy i normalnej konwekcji.

 

A te żółte wtrącenia w palniku to oderwane relatywnie spore kawałki węgla które nie mają czasu się dopalić. Węgiel na palenisku czasem "strzela" i jakby rozpryskuje jak mu się poda sporo powietrza. To jest co się oderwie i jest na tyle lekkie żeby prąd powietrza porwał je dalej robi właśnie taką poświatę, iskierki. Np. w/nad ogniskiem takie widać bardzo dokładnie. To jest dokładnie to samo.

[zizi]

Temperaturę płomienia sadzowego widać po kolorze na oko, pomarańczowy < żóty < ciepły biały < biały.

Czerwony rzadko się spotyka, bo nie tylko kolor się zmienia, ale i jasność, czerwony byłby bardzo ciemny, czasem go widać w gęstych kłębach sadzy.

 

Natomiast niebieski (bez sadzy) nie wiem, czy tak naocznie można zobaczyć jego temperaturę. Może być 1500, może być 900. Tak mi się wydaje. Myślę, że to różowe zamglenie, to jest emisja typu sadza i ten kolor mówi o temperaturze.

 

Majster1 i Heso, muszę się z wami zgodzić, że analiza co to są te żółte wtrącenia w płomieniu nie jest taka prosta, jak to napisałem, że to są mini-zapłony. Minizapłony powodowałyby sadzę w postaci dymu, a lecą płatki. Widać zresztą trochę jak one lecą jako palące się iskierki. Ale to były płatki sadzy, jak śnieg, nie okruszki z węgla. Eksperymentu nie widziałem, nie wiem co to mogło być dokładnie. Raczej nie chodzi o coś porwanego z powietrzem z węgli. W każdym razie nie z tych leżących w rurze. Porwane drobiny wyglądałby jak iskierki z ogniska, a te zapłony mają takie rozsmarowania i "wąsy" zgodne z turbulencją gazu, zupełnie podobne do żółtych zapłonów na filmiku palnika na przepracowany olej, to nie są po prostu lecące iskry. Podejrzewam, że to może mieć coś wspólnego z tym, że to palą się ciężkie smoły. Na wlocie do tego palnika jest normalny dym z odgazowującego węgla. To nie jest tlenek węgla, jak z koksu, tylko dym-smoła, jak ze świeżo zasypanego GS. Sam nie myślałem,  że można go tak ładnie spalać, ale znajomy ma rękę do takich konstrukcji.

 

Bo tak ogólnie dyskusja skręca w stronę "koloru niebieskiego", a myślę, że w piecach na paliwa stałe to mniejszość. Zakładając ten wątek chciałem zwrócić uwagę na inną myśl. Wiemy wszyscy, że szamot pomaga spalaniu, tak, jak narysowałem to na piec-zero.tk:

Lewy kopci, prawy nie kopci, bo jest mniejsze stygnięcie przez promieniowanie. Więc to co chciałem zaproponować, to mieć czerwone lub pomarańczowe ścianki i usunąć stygnięcie całkowicie. Chodzi zwłaszcza o docieplenie nie głównego "mięsa" płomienia, bo ono i tak się grzeje, ale o stygnące ogony, z których powstają zanieczyszczenia. To, że ze smołującego węgla udaje się uzyskać niebieski płomień, jest naocznym potwierdzeniem tej myśli: warto badać spalanie w otoczeniu czerwonych ścianek.

[zizi]

Tak, jest to palenisko koksowe, zasilane wstępnie podgrzanym powietrzem. Jak trafi się przypadkiem kawałek węgla, to kopci.

 

Zdarza się pewnie w każdym kotle, że na powierzchni żaru pełgają niebieskawe płomyki.

Wystarczy wtedy dodać więcej powietrza od spodu, aby po rozgrzaniu te niebieskie stały się żółte.

Czy da się z tego wysnuć jakiś wniosek? Może po prostu zmierzyć to stosownym pomiarem?

Powietrze przechodząc przez koks staje się palnym gazem zawierającym CO. Mały przepływ -> małe jęzorki -> niebiesko się spalają z powodu małego rozmiaru. Duże jęzory - żółte, bo powietrze nie nadąża wnikać do środka, żeby pomóc spalaniu. Mała świeczka nie kopci, duża kopci. Myślę, że w ten sposób, ale to tylko czubek góry lodowej, bo pytanie jest o skład tego, co przejdzie przez koks. Czy ma jeszcze tlen w sobie (nieprzereagowany), czy tlen musi dyfundować z powietrza. Alkohol np. w małym płomyku pali się niebiesko, ale on ma już jeden tlen w cząsteczce. Ciekawe, jak mały płomyk CO?

[zizi]

Z różnych kotłów i pieców, które widziałem na tym forum najbliższy temu, co mam na myśli jest kocioł waldii kolegi kupfera. Z filmików nie widać tylko, czy palnik się dobrze rozgrzewa, bo chyba nie jest jakoś ekstra izolowany. Ale generalnie to taka konstrukcja. W odpowiednim zakresie mocy powinien bardzo dobrze spalać. Natomiast w komentarzach i dyskusji pojawiały się argumenty, że dla dobrego dopalania potrzebna jest wysoka temperatura, np. ponad 1300st. To nie do końca tak jest, więc to co myślę napisałem tutaj http://piec-zero.tk/blog/summary/ Pozdrawiam

[szakallo]

Wysoka temperatura jest potrzeba po to aby wszystko się dopalało, pośrednio chodzi chyba o to żeby powietrze miało gdzie się nagrzać czym automatycznie podnosi się sprawność spalania.

Oczywiście sama temperatura nie spali nic jeśli brakuje tlenu, ale dzięki temperaturze szybciej dochodzi do mieszania i zapłonu mieszanki, tak ja to widzę.

[zizi]

Chciałem ponownie zareklamować mojego bloga z kolejnym wpisem  http://www.piec-zero.tk/wp/2018/01/c-d-palnika-dymu-reaktor-gazowy/.

Tym razem jest to zestaw eksperymentów w różnych konfiguracjach prowadzonych przez mojego znajomego. Niestety w innym mieście, więc nie widziałem osobiście. Ciekawy jest ostatni filmik, gdzie smoły z gazującego węgla ulegają konwersji w gazie w rurze, tak jak się to dzieje w spalaniu DS.

 

@heso

Chyba zrozumiałem o czym pisałeś ze zmianą koloru płomienia z tlenku węgla po rozgrzaniu paleniska koksowego. Pomarańczowy to tak mniej więcej, jak na ostatnich dwóch filmikach?

To, co odpisałem wcześniej, to można wziąć w lekki nawias. Teraz myślę, że chodzi przede wszystkim o skład samego palnego gazu. W testach z bloga te sytuacje, gdzie był płomień niebieski, charakteryzowały się tym, że było wyraźnie rozdzielone spalanie pierwotne od wtórnego. Po wytworzeniu palny dym był ochłodzony poniżej temperatury spalania, zmieszany z powietrzem i dopiero tak natleniony wchodził ponownie w płomień w dopalaczu. Taki płomień jest typowo premiksowany i stąd niebieski. Natomiast w teście na ostatnich filmikach mamy palny gaz, w którym nie ma tlenu. Jest wysoka temperatura i całe PW jest zużyte i płomień wypływający jest pomarańczowy. (ale co do filmików, to i tak mam wrażenie, że niebieski płomień w palniku jest pokrewny do spalania bezpłomieniowego).

Natomiast co do dymienia styropianu, to chyba znalazłem jakiś czas temu odpowiedź, niestety nie mogę tego linka znaleźć ponownie. Człowiek zadał sobie to pytanie ogólnie w stosunku do węglowodorów nienasyconych. I za nic żadnym składem, ciepłami reakcji itd. nie chciało mu wyjść. Że jest większa proporcja węgla do wodoru to szeroko powtarzana ściema, bo trzeba przeliczać litry potrzebnego powietrza do litra gazowego paliwa. Jako chemik podrążył temat dokładniej i wygląda na to, że chodzi o mechanizmy reakcji i łatwość ich przebiegu. Sadza to węgiel w postaci grafitu, który jest siecią o symetrii sześciokąta. Pierścienie aromatyczne to gotowe klocki budulcowe, które mogą łatwo takie sieci tworzyć. A właściwie nawet bardziej chodzi o typy wiązań niż pierścienie. Cząsteczki z  wiązaniami nienasyconymi (typu pi), jak np. acetylen, w wysokiej temperaturze łatwo się łączą właśnie w takie sieci, które potem tworzą grafit. Polistyren też zawiera pierścienie aromatyczne i to są gotowe klocki, z których sadza łatwo powstaje. A węglowodory nasycone muszą się trochę "namyśleć" zanim wytworzą węgiel i wcale nie zachodzi to automatycznie po wyczerpaniu tlenu.

 

@marcus

Pisałeś w innych wątkach, jak rozumiem z lekkim przymrużeniem oka, że do dobrego dopalenia przydałaby się grzałka elektryczna. Niestety jest w tym sporo racji, trzeba dobrze izolować. Ale można sobie wyobrazić, że wylot kanału dopalającego przechodzi przez wnętrze, albo w sąsiedztwie komory, w której zachodzi główne spalanie. Np. jakby dopalacz był w kształcie sklejonego U, albo rurą w rurze.  Wtedy by ciepło ze spalania nie pozwalało wystygnąć spalinom w końcówce dopalacza.

[Sadownik12]

Powstawanie sadzy na poziomie molekuralnym.

https://pdfs.semanticscholar.org/2c6d/3eff5aac9c0ecce1283158caecd5b8a68ccf.pdf

A w kwesti styropianu.
Stropian to w dużem mierze powietrze+polistyren.

Za dużo powietrza.

[zizi]

Zabawki wprawdzie nie moje, ale warto pokazywać.

 

Tym bardziej, że wyniki pomiarów korespondują z nazwą roboczą projektu.

 

Więcej we wpisie na blogu.

[alex33]

zizi gdyby w tym piecu cokolwiek się paliło to tlen nie byłby na poziomie 9%.