การเผาไหม้ Combustion
การเผาไหม้ เกิดจากปฏิกิริยาการรวมตัวกันของเชื้อเพลิงกับออกซิเจนอย่างรวดเร็ว พร้อมเกิดการลุกไหม้ และคายความร้อน ในการเผาไหม้ส่วนใหญ่จะไม่ใช้ออกซิเจนล้วนๆ แต่จะใช้อากาศแทนเนื่องจากอากาศมีออกซิเจนอยู่ 21% โดยปริมาตร หรือ 23% โดยน้ำหนัก
เชื้อเพลิงชีวมวลประกอบด้วยธาตุต่างๆ
เชื้อเพลิงชีวมวลประกอบด้วยธาตุต่างๆ ดังนี้ คือคาร์บอน (C) ออกซิเจน (O) ไฮโดรเจน (H) และธาตุอื่นๆ
ที่สำคัญได้แก่
- ไนโตรเจน (N)
- ซัลเฟอร์ (S)
เนื่องจากจะทำให้เกิดก๊าซไนโตรเจนออกไซด์ (NOX) และซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2) ซึ่งเป็นก๊าซที่มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม เมื่อเกิดการเผาไหม้ที่อุณหภูมิที่เหมาะสม เมื่อนำเชื้อเพลิงชีวมวลมาเผาไหม้จะมีขั้นตอนการเกิดปฏิกิริยาดังนี้
- 2C + O2 --> 2CO + 110,380 kj/kg-mol
- 2CO + O2 --> 2CO2+ 283,180 kj/kg-mol
- 2H2 + O2 --> 2H2O+ 286,470 kj/kg-mol
- S + O2 --> SO2 + ความร้อน
- N + O2 --> NO2 + ความร้อน
เมื่อเกิดการเผาไหม้จะเกิดสารตัวใหม่ขึ้นมามีดังนี้
1.ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์
2.นํ้าหรือไอระเหยในอากาศ
การเผาไหม้ (Combustion) เป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นภายในระบบที่มีการเปลี่ยนแปลง ทางปฏิกิริยาเคมี โดยปกติทั่วไปแล้วการเผาไหม้ เป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นเมื่อเชื้อเพลิงเกิดการออกซิเดชั่นกับอาการ จะให้ผลผลิตและความร้อนออกมา ดังสมการต่อไปนี้
เชื้อเพลิงและการเผาไหม้
เชื้อเพลิง (Fuels) คือสารที่เกิดการสันดาปได้ง่ายในอากาศและสามารถปลดปล่อยพลังงานออกได้ เชื้อเพลิงโดยปกติจะประกอบด้วยสารคาร์บอนเป็นหลัก ส่วนปริมาณสารไฮโดรเจนจะมีปริมาณไม่เกิน 14% ส่วนออกซิเจนและสารอื่น ๆ อีกจำนวนเล็กน้อย เชื้อเพลิงแบ่งตามสถานะได้แก่ เชื้อเพลิงแข็ง เชื้อเพลิงเหลว และเชื้อเพลิงแก๊ส
เชื้อเพลิงเหลว
คุณสมบัติของเชื้อเพลิงเหลวที่สำคัญในการพิจารณาประกอบการใช้งาน คือ
1. ความถ่วงจำเพาะ และความหนาแน่น เครื่องมือที่ใช้ทดสอบหาค่าความถ่วงจำเพาะ คือ Hydrometer หรือ Picenometer ค่าความถ่วงจำเพาะนิยมกำหนดตามมาตรฐาน API (American Petroleum Insitute) และ Baume ของยุโรปโดยมาตรฐานทั้งสองหาจากค่าความถ่วงจำเพาะของความหนาแน่นของเชื้อเพลิงเหลวและน้ำ ที่อุณหภูมิ 15.6๐C ดังสมการ
2. ความหนืด คือความสามารถในการต้านทานการไหลของน้ำมันหน่วยมาตรฐานที่ใช้คือ Centipoise, Centistroke หรือหาจากสมการ I Centistoke = 0.308(SSU-26)
3. ความสามารถในการระเหย
4. คุณสมบัติในการจุดระเบิด
5. ค่าความร้อนของน้ำมันเชื้อเพลิงในกรณีค่าความร้อนที่ได้ออกมาเมื่อน้ำอยู่ในสถานะของเหลว เรียกค่าความร้อนค่าสูง แต่ถ้าค่าความร้อนที่ได้ออกมาเมื่อน้ำอยู่ในสภาพไอ เรียกค่าความร้อนค่าต่ำ
6. จุดไหล เป็นค่าของอุณหภูมิต่ำที่สุดที่น้ำมันสามารถไหลได้
7. จุดวาบไฟ เป็นค่าของอุณหภูมิติดไฟของน้ำมันเมื่อบางส่วนเกิดการระเหยจนได้ปริมาณไอน้ำมันที่มากพอจะลุกเป็นไฟ
เชื้อเพลิงแข็ง
เชื้อเพลิงแข็งได้แก่ ถ่านหิน ไม้ ขยะ ฯลฯ คุณสมบัติของเชื้อเพลิงแข็งที่สำคัญในการพิจารณา ได้แก่ ความสามารถในการถูกบดให้ละเอียดเพื่อให้เกิดการคลุกเคล้ากับออกซิเจนได้ดี สำหรับการเผาไหม้ที่สมบูรณ์ อุณหภูมิในการรวมตัวเป็นก้อนของขี้เถ้าและองค์ประกอบของสาร ในการเผาไหม้ เช่น สารระเหย ความชื้น ขี้เถ้า ฯลฯ
เชื้อเพลิงแก๊ส
เชื้อเพลิงแก๊สเป็นเชื้อเพลิงที่ได้มาจากแก๊สธรรมชาติ และผลผลิตหรือผลพลอยได้ของการ ผลิตเชื้อเพลิงเหลวและเชื้อเพลิงแข็ง
https://th.wikipedia.org/wiki/การเผาไหม้
http://mte.kmutt.ac.th/elearning/themodanamic/web3/CHAP3/three11-33-1.htm
|