Snižování znečištění ovzduší spalováním kamna na dřevo
Spalování dřeva zní jednoduše, ale ve skutečnosti je to překvapivě komplikovaný proces zahrnující šest samostatných stupňů, během nichž se masivní dřevo postupně přeměňuje na hořlavé plyny, které se poté oxidují za vzniku tepla. V ideálním spalovacím procesu by jediné emise byly oxid uhličitý a voda, ale ve skutečnosti se také produkují některé znečišťující látky.
Woodsmoke vzniká v důsledku skutečnosti, že dřevo je obtížné úplně spálit, zejména za podmínek přítomných v relativně jednoduchém sporáku. Část problému spočívá v tom, že neexistuje nic jako „standardní dřevo“: jeden druh stromu hoří jinak než jiný a hraje roli také obsah vlhkosti a velikost polen, což znamená, že kamna na dřevo musí být navržena tak, aby nejsou příliš pochmurní ohledně toho, co do nich jde.
Výsledkem je, že kouřové plyny z kamen na dřevo obsahují některé látky, které lze klasifikovat jako znečišťující látky. Patří sem plyny, kapaliny a dokonce i pevné látky. Některé plyny jsou zodpovědné za charakteristický zápach hořícího dřeva, což není vždy vítáno, zejména v přetížených městech. Kapalné znečišťující látky obsahují dehty a kreosoty, které se mohou kondenzovat na vnitřních stěnách komína, kde se postupně hromadí a představují nebezpečí požáru. Konečně, pevné částice mohou být vedeny do určité vzdálenosti proudy horkého vzduchu ve spalinách, ale nakonec přijdou na Zemi jako prach a saze.
Znečišťující látky lze tedy rozdělit do tří kategorií:
- Ty, které vznikají neúplným spalováním
Hlavními znečišťujícími látkami jsou oxid uhelnatý, saze (tj. Uhlík), uhlovodíky a sloučeniny dehtu dřeva (kreosot atd.).
- Those which arise from reactions between the components of the air
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).
- Inorganic components of the fuel
Tato kategorie se týká popela.
Použití katalyzátoru ke snížení znečištění ovzduší
Výpary vznikající při nedokonalém spalování dřeva mohou být oxidovány na oxid uhličitý a vodu, pokud je teplota správná. Účelem katalyzátoru je snížit tuto teplotu, aby bylo možné snáze získat vhodné podmínky. Ve výparech je však přítomna řada různých organických polutantů a každá z nich před oxidací vyžaduje jinou prahovou teplotu. Kromě toho mohou být tyto znečišťující látky v plynné, kapalné nebo dokonce pevné fázi a většina katalyzátorů používaných pro tuto aplikaci podporuje pouze oxidaci znečišťujících látek v plynné fázi.
Naštěstí oxidace organických znečišťujících látek uvolňuje teplo (tj. Je exotermické), takže se katalyzátor vede s těmi znečišťujícími látkami, které mají nejnižší teplotu vypínání při asi 225 ° C a poté se zahřejí. Jak se teplota zvyšuje, dosahuje teploty vypínání dalších znečišťujících látek, které se mohly přepnout do plynné fáze, a tyto uvolňují více tepla a tak dále ve ctnostném kruhu. Z tohoto důvodu bude katalyzátor, který funguje dobře, často žhnout. Jakmile teplota dosáhne asi 600 ° C, jakákoli organická hmota (bez ohledu na to, v jaké fázi je), která dosud odolávala katalytické oxidaci, se jednoduše spálí. Z tohoto důvodu se katalytické konvertory používané v kamen na spalování dřeva označují jako „katalytické spalovače“.
Navrhování účinného katalytického spalování dřeva nebo kamna na biomasu není pouhým začátkem standardního modelu a vložením katalyzátoru do kouřovodu. Dobře navržený katalytický sporák využívá teplo vyzařované z katalyzátoru jako součást svého výstupu, spíše než ho plýtvá komínem, a také zajišťuje, že katalyzátor běží při dostatečně vysoké teplotě, takže spálí veškerý dehet, který přistane. na to.
Existuje mnoho prvků, které byste měli zvážit, pokud nejste s touto technologií obeznámeni, tým Whitebeam nabízí pokyny pro navrhování a rady, které mají výrobcům kamen pomoci při výběru informovaného nejlepšího řešení pro snížení emisí z jejich sortimentu.