Skip to content

Snižování znečištění ovzduší spalováním kamna na dřevo

26 října, 2019

Spalování dřeva zní jednoduše, ale ve skutečnosti jde o překvapivě složitý proces, který zahrnuje šest samostatných fází, během nichž je pevné dřevo postupně transformováno na hořlavé plyny, které následně oxidují (reagují s kyslíkem) a což je reakce emitující teplo. Při ideálním spalovacím procesu uhlíku a vodíku jsou spaliny tvořeny pouze oxidem uhličitým a vodou, ale při reálném spalovacím procesu vzniká i celá řada dalších znečišťujících látek.

Řada znečišťujících látek vzniká z toho důvodu, že dřevo lze jen obtížně zcela spálit, zejména za podmínek, které panují v relativně konstrukčně jednoduchých kamnech (tento typ spalování se nazývá nedokonalý). Část problému spočívá v tom, že neexistuje nic jako „standardní dřevo“: každý druh dřeva hoří jinak přičemž významnou roli hraje i vlhkost a velikost polen, z čehož lze usuzovat, že kamna na dřevo musí být navržena tak, aby byla schopna spalovat dřevo s širokým spektrem parametrů.

Z toho vyplývá, že spaliny z kamen spalujících dřevo obsahují některé látky, které lze klasifikovat jako znečišťující látky. Patří mezi ně plyny, kapaliny a dokonce i pevné látky. Některé z těchto plynů jsou zodpovědné za charakteristický zápach hořícího dřeva, který není vždy vítaný, zejména v přeplněných městech. Mezi kapalné znečišťující látky patří dehty a kreozot, které mohou při ochlazenní kondenzovat, např. na vnitřních stěnách komína, kde se mohou postupně hromadit a čímž představují nebezpečí požáru. A konečně pevné částice mohou být unášeny proudy horkého vzduchu ve spalinách na značnou vzdálenost, ale nakonec se dostanou na zem v podobě prachu a sazí.

Znečišťující látky tak moou být rozděleny do tří kategorií:

  1. Znečišťující látky vznikající během nedokonalého spalovacího procesu

Hlavními znečišťujícími látkami jsou oxid uhelnatý, saze (tj. Uhlík), uhlovodíky a sloučeniny dehtu dřeva (kreosot atd.).

  1. Znečišťujácá látky vznikající reakcemi mezi složkami vzduchu.

Jedná se zejména o oxidy dusíku (NOx), které jsou vytvářeny jak ze spalovacího vzduchu, tak z obsahu dusíku v samotném dřevu. Pokud je skupina NOx dále členěna, bude většina nalezena jako oxid dusnatý (NO), přičemž většina zbytku bude tvořena toxickým oxidem dusičitým (NO2).

  1. Anorganické složky paliva

Tato kategorie se týká popela.

Použití katalyzátoru ke snížení znečištění ovzduší

Znečišťující látky vznikající při neúplném spalování dřeva mohou být při správné teplotě oxidovány na oxid uhličitý a vodu. Účelem katalyzátoru je tuto (reakční) teplotu snížit, aby bylo možné jendodušeji dosáhnout vhodných podmínek. Každá z obsažených organických znečišťujících látek a však vyžaduje jiný teplotní práh, než začíná proces oxidace. Kromě toho se tyto znečišťující látky mohou nacházet v plynné, kapalné nebo dokonce pevné fázi a většina katalyzátorů používaných pro tuto aplikaci podporuje pouze oxidaci znečišťujících látek v plynné fázi.

Při oxidaci organických znečišťujících látek se naštěstí uvolňuje teplo (tj. je exotermická), takže katalyzátor se začne fungovat s těmi znečišťujícími látkami, které mají nejnižší reakční teplotu zhruba 225 °C a díky čemuž se pozvolně zahřívá. Se zvyšující se teplotou jsou postupně dosahovány reakční teploty dalších znečišťujících látek, které mohly přejít do plynné fáze, čímž je uvolňováno další teplo tepla atd. v koloběhu. Z tohoto důvodu dobře fungující katalyzátor často doslova září do červena. Jakmile teplota katalyzátoru dosáhne přibližně 600 °C, všechny organické látky (bez ohledu na to, v jaké fázi se nacházejí), které dosud odolávaly katalytické oxidaci, jednoduše shoří. Proto se katalyzátory používané v kamnech na dřevo často označují jako „katalytické spalovače“.

Konstrukce účinných katalytických kamen na dřevo nebo jinou biomasu není jen otázkou standardního modelu a vložení katalyzátoru do kouřovodu. Dobře navržená katalytická kamna využívají teplo vyzařované katalyzátorem během oxidace znečišťujících látek jako součást svého výkonu, místo toho, aby jej ztrácela v podobě citelného tepla spalin a také zajišťují, aby katalyzátor pracoval při dostatečně vysoké teplotě, takže spálí veškerý dehet, který jím prochází.

Je zapotřebí vzít v úvahu mnoho proměnných, takže pokud zákazník není s touto technologií podrobně obeznámen, tým společnosti Whitebeam nabízí rady a tipy, které pomohou především výrobcům kamen při výběru nejlepšího řešení pro snížení emisí z jejich sortimentu