Spalanie koksu

[Szponi]

Witam serdecznie,

 

Chcialbym zaprosić wszystkich do dyskusji oraz wymiany doświadczeń na temat spalania koksu w domowych kotłach CO.

Proszę piszcie jak rozpalić, jak prawidłowo spalać a nie opalać i wszystko co jest z tym związane

 

Pozdrawiam

[artur11]

Ja używam koksu wytworzonego podczas palenia w górniaku cyklicznie zasypywanym. I mam pewne obserwacje na które nie znam odpowiedzi.

 

Spalanie koksu - tego z naszych generatorków, pozostałości po węglu, wizualnie wygląda w zależności od dostarczonego powietrza tak (rosnące cyfry to większa ilość powietrza):

1 brak płomyków góra prawie czarna

2 brak płomyków widać pojedyncze pomarańczowe miejsca

3 leciutkie płomyczki koloru niebieskawego góra prawie czarna

4 płomyczki koloru niebieskawego z odcieniem słomy, pomarańczu góra zasypu z miejscami widocznego żaru z których lecą płomyczki

5 to samo co 4 ale więcej żaru i dłuższe płomyczki około 10 cm

6 żar wszędzie kolor bardzo jasny -świecący, niebieskie płomienie przechodzące w białe jasno pomarańczowe, żółte długość płomieni około 15-20cm

7 wraz ze wzrostem dostarczanego powietrza nic się już nie zmienia..

Jeżeli ktoś umie to rozpoznać to niech opisze wg numeracji, kiedy co się dzieje i kiedy mamy największy zysk ze spalania.

Po jakimś czasie owocnej dyskusji powstał pkt. nr.

8 doprowadzić temperaturę złoża do momentu, aż żółto słomiany płomień zniknie. Cały tlenek węgla powinien spalać się w warstwie paliwa, jeżeli ją opuszcza, to znaczy że brakuje jednego z dwóch czynników, temperatury lub tlenu.

 

Pozdrawiam Artur

Edytowane 15 Stycznia 2012 przez artur11

[Szponi]

artur11

 

Wg mnie za mało powietrza masz na początku. Góra nie może zrobić Ci się czarna. Ona na początku ma się palić płomieniem słomkowo-pomarańczowym, a potem niebieskimi plomykami. Nie możesz dopuscić żeby na górze przygasło. Te punkty, które wyżej opisales to próba odzyskania żaru na górze zasypu. Moim zdaniem największy zysk mamy jak spalamy razem z CO. Ja w swoim kotle raczej nie spale węgla na CO2.

 

Pozdrawiam

[Vld]

  artur11 napisał:

Vld

 

Proszę Cie jak umiesz to rozpoznać to opisz wg numeracji, kiedy co się dzieje i kiedy mamy największy zysk ze spalania.

 

Pozdrawiam Artur

 

punktu od 1 do 6 traktują tylko i wyłącznie o intensywności spalania (napowietrzania)

punkt 7 można już potraktować jako nadmierne przedmuchiwanie złoża i tym samym zwiększenie nadmiaru, bo koks spalający się powierzchniowo nie nadąży tak szybko łączyć się z tlenem.

Najwięcej ciepła ze spalania, a tym samym zupełność spalania uzyskasz w punkcie 6, kiedy niebieskie płomyki ustąpią miejsca żółto słomianym.

 

Nadmiar powierza jest ściśle związany z grubością warstwy i temperaturą złoża. Im cieńsza warstwa, tym nadmiar i ilość przechodzącego powietrza nie biorącego udziału w spalaniu będzie większa, a temperatura złoża będzie niższa. (dlatego końcówki zasypu zostają wam na ruszcie nie spalone). Im grubsza warstwa, tym mniejszy nadmiar i większa temperatura złoża. Ale warstwa nie może być za gruba, bo osiągniemy stan niedomiaru powietrza i znacząco powiększymy stratę niezupełnego spalania w postaci CO i 2CO, podawanie wtedy powietrza wtórnego nad warstwę tylko w pewnym stopniu zapewni dopalenie, lepiej po prostu nie dopuszczać do wielokrotnego przechodzenia CO2 w 2CO i znów w CO2. Optymalny współczynnik nadmiaru byłby gdyby lambda była 1,2 - 1,4, czyli 20 do 40% więcej powietrza niż potrzeba przy teoretycznym spalaniu stechiometrycznym. Jak różne źródła podają jest to 3-4 x średnica ziarna, przy bardzo grubych kawałkach i dużych przestrzeniach pomiędzy kawałkami koksu można te warstwę jeszcze trochę zwiększyć. Najlepiej by ja wskazał analizator, ale oczywiście nikogo nie namawiam do jego kupowania.

No dobrze skoro znamy warstwę, znamy intensywność napowietrzania teraz poznamy moc.

Jest ona zależna przede wszystkim od powierzchni rusztu, dopiero w dalszej kolejności od intensywności napowietrzania. Stąd też pomysł z małym pustakiem dla małego zapotrzebowania.

Za minimalną intensywność proponuje przyjąć próg pojawiania się niebieskiego płomienia i niżej nie schodzić, a maksymalną próg topliwości popiołu, kiedy złoże zaczyna robić się plastyczne i przy dalszym napowietrzaniu może spłynąć do popielnika razem z rusztem.

By zmieścić się w tych widełkach jak wskazuje logika należało by dopasować powierzchnie złoża do naszego zapotrzebowania na ciepło. I tu już każdy sam musi pokombinować z tym jaka jest mu potrzebna powierzchnia by podawać powietrze w sposób ciągły i powyżej granicy niebieskiego płomienia.

 

starczy bo przydługie wyszło

walczcie! o swoje pieniądze i o nasze czyste powietrze

[artur11]

No to się zaczyna "rozjaśniać" - najlepiej jak fiolet przechodzi w "słomkowo biały pomarańcz" - dopalamy wszystko. Też zauważyłem, że PW w tej fazie tylko minimalnie lub w cale, podawane bez kierownicy, jako zimniejsze spływa nad zasyp i się miesza, dopalając ewentualnie. W zasadzie to wizualnie podanie małej ilości PW nic nie zmienia, natomiast większe podanie skraca płomienie.

 

pkt. 6 to bardzo intensywne spalanie trwające najwyżej kilka godzin, temp na piecu u mnie to jakieś 90C na grawitacji, wysokość warstwy to 10-15 cm. Pojawia się problem odbioru ciepła ze spalin. Hmm dodatkowy wymiennik wskazany, wysoka strata kominowa.

 

Wychodzi, że najoptymalniej to między pkt. 5 a 6 z niebieskim pomarańczem.

 

Heso gdzieś pisał o warstwie koksu 10 x wielkość "ziaren"

Czytałem też o rozciągniętym drucie wolframowym jako "wskaźnik" temperatury w palenisku.

[hes]

  Vld napisał:

(...)

Najwięcej ciepła ze spalania, a tym samym zupełność spalania uzyskasz w punkcie 6, kiedy niebieskie płomyki ustąpią miejsca żółto słomianym.

(...)

 

...co da się zilustrować zdjęciami, gdzie widać stopniowy wzrost temperatury wraz ze zmianą barwy płomienia:

[Szponi]

Witam,

 

Chciałbym zobaczyć u siebie kiedyś taki INTENSYWNY POMARAŃCZOWY płomień, ale na ciągu naturalnym to chyba małoprawdopodobne.

Edytowane 12 Stycznia 2012 przez Szponi

[hes]

I jeszcze trochę książkowej teorii, mam nadzieję, że to sporo wyjaśni.

Bardzo trafnie zresztą opisał to już Vld

[Vld]

Podawany przez producenta kotła ciąg kominowy i przekrój komina, jest właśnie po to by użytkownik wiedział, jaki komin jest wymagany by uzyskać moc nominalną dla danego kotła.

Spróbuj z małym pustakiem, lub czymś z cegły szamotowej ok 20x20x20 cm i gwarantuje ci że nawet komin wentylacyjny 14x14 cm wystarczy by uzyskać taki płomień.

[hes]

  Szponi napisał:

Witam,

 

Chciałbym zobaczyć u siebie kiedyś taki INTENSYWNY POMARAŃCZOWY płomień, ale na ciągu naturalnym to chyba małoprawdopodobne.

(....)

 

To na zdjęciach robiłem akurat z nadmuchem, ale już np. zdjęcie z mojego avatarka powstało bez nadmuchu.

 

Na co dzień, spalając koks powstały z odgazowania węgla, na ogół bez problemu uzyskuję pomarańczowe płomienie na wierzchu zasypu.

Uważam, że bardzo wiele zależy od temperatury panującej w palenisku- lub inaczej:

od zapewnienia tam warunków do wytworzenia tej temperatury. Nie sprzyja temu

bliskość płaszcza wodnego.

Edytowane 12 Stycznia 2012 przez hes

[artur11]

Mam viadruska który jest właśnie do koksu tak jak kamino i bez problemu mam taki ogień...... oczywiście bez nadmuchu. W końcu wiem co jest najlepsze - bufor łyknie wszystko . Dodatkowy wymiennik to chyba jednak konieczność, bo przy takim paleniu to rura do komina b. gorąca.

Hes śliczne fotki - wiele mówią.

Edytowane 12 Stycznia 2012 przez artur11

[nilsan]

Hes:

 

To jak to w końcu jest z teorią krótkich wymienników do spalania koksu, o której gdzieś czytałem?

 

nilsan

[artur11]

Odpowiem za Hesa - pewno się nie obrazi.

Kotły te były projektowane w zeszłym tysiącleciu, w zeszłej dekadzie, te które mamy w "zeszłym" bloku wschodnim a węgla i koksu ci u nas było dostatek i nikt za bardzo nie walczył o parę % większej wydajności bo.... stal i żeliwo były potrzebne na zbrojenia czołgi a nie na małe piece dla ludu. Podczas spalania tylko koksu większość ciepła jest odbierana przez promieniowanie w komorze zasypowej i właśnie przez ruszt wodny (ciągłe palenie koksem) wymiennik jeśli jest czysty a przy paleniu tylko koksem jest czysty ma po rozwinięciu bardzo dużą powierzchnie i całkiem nieźle sobie radzi. Viadrus na koksie ma ponad 80% sprawności. W tamtych czasach po prostu były inne priorytety.

[nilsan]

artur:

 

W takim razie jak u siebie spalasz koks, od góry czy od dołu i w warstwie o jakiej grubości.

Pytam z ciekawości, bo w kotle nigdy z koksu nie korzystałem.

Korzystałem natomiast w kotlinie do wygrzewania stali i tam trzeba było dać dobrze żaru z dmuchawy żeby uzyskać oczekiwaną temperaturę.

 

nilsan

[hes]

  artur11 napisał:

Odpowiem za Hesa - pewno się nie obrazi.

(...0

 

Zupełnie nie...

W zasadzie wszystko już wytłumaczyłeś i wypada się z tym zgodzić.

 

nilsan, co do tych krótkich wymienników, to najpewniej chodzi właśnie po pierwsze o to że większość wymiany ciepła da się przy koksie uzyskać poprzez promieniowanie (reszta to konwekcja) no a głównie chodzi także o to, że krotki wymiennik ma niewielkie opory przepływu, co przy problemach z uzyskaniem dostatecznego ciągu ma znaczenie.

 

To może jeszcze o tym ciągu- ja radzę sobie w takich przypadkach, szczególnie na początku rozpalania (także później celem uzyskania większej mocy, bez stosowania nadmuchu) poprzez jednoczesne spalanie np. trocin, drewna itp. biomasy.

Dlaczego tak? Większy ciąg tworzy się przy przepływie znacznych ilości gazów, które koks raczej nie wytwarza- oprócz dość opornego w przepływie CO2. Spalając paliwa zawierające sporo wodoru wytwarzamy dodatek pary wodnej do spalin, co powoduje zmniejszenie ich ciężaru (właściwego). Lżejsze spaliny oznaczają łatwiejsze spowodowanie lepszego ciągu. To jest "tajemnica" skutecznego spalania

koksu, oprócz oczywiście zapewnienia w palenisku wysokiej temperatury. HS

 

Ps. Węgiel (kamienny) też ma pewne ilości wodoru, dlatego jego dodatek nie zaszkodzi.

Inna sprawa, że niestety wszystko razem wtedy kopci...

[Vld]

taka mała ciekawostka matematyczna

jak by się przypilnowało nadmiaru na poziomie nie wiekszym niż 1,4 to nawet 200C w kominie, to będzie tylko 9 proc strata kominowa. Też nie zapominajmy, że komin by długo i dobrze pracował, też musi swoją porcję ciepła otrzymać.

[hes]

  nilsan napisał:

artur:

 

(...)

Korzystałem natomiast w kotlinie do wygrzewania stali i tam trzeba było dać dobrze żaru z dmuchawy żeby uzyskać oczekiwaną temperaturę.

 

nilsan

 

Całe pokolenia kowali wkładały nagrzewany kawałek stali do WNĘTRZA paleniska kowalskiego. Po ostatnich własnych obserwacjach, bo także bawię się trochę w kowalstwo, stwierdzam że przedmiot trzeba układać na WIERZCHU warstwy żaru i oczywiście odpowiednio dmuchać.

[nilsan]

hes:

 

Jeśli dobrze rozumiem, ze względu na wyminę ciepła głównie poprzez promieniowanie oraz krótki wymiennik, w grę wchodzi tylko spalanie odgórne, które z natury rzeczy odbywa się na mniejszych przepływach powietrza poprzez kocioł niż w kotłach DS.

Natomiast nie rozumiem dlaczego miałby być problem z ciągiem kominowym, jeżeli temperatura spalin przy spalaniu koksu jest o 150-200*C wyższa niż w przypadku węgla, wymiennik jest krótki, czyli poprzez konwekcje wymuszoną niewiele jest tego ciepła odbierane i w związku z tym w kominie panuje wyższa temperatura.

Czyżby były aż tak duże różnice w gęstościach spalin w stosunku do węgla. Jakoś tak wyszło, że dla koksu dawno tego nie liczyłem, więc nie pamiętam.

 

nilsan

[hes]

  nilsan napisał:

hes:

 

Jeśli dobrze rozumiem, ze względu na wyminę ciepła głównie poprzez promieniowanie oraz krótki wymiennik, w grę wchodzi tylko spalanie odgórne, które z natury rzeczy odbywa się na mniejszych przepływach powietrza poprzez kocioł niż w kotłach DS.

Natomiast nie rozumiem dlaczego miałby być problem z ciągiem kominowym, jeżeli temperatura spalin przy spalaniu koksu jest o 150-200*C wyższa niż w przypadku węgla, wymiennik jest krótki, czyli poprzez konwekcje wymuszoną niewiele jest tego ciepła odbierane i w związku z tym w kominie panuje wyższa temperatura.

Czyżby były aż tak duże różnice w gęstościach spalin w stosunku do węgla. Jakoś tak wyszło, że dla koksu dawno tego nie liczyłem, więc nie pamiętam.

 

nilsan

 

Spalanie odgórne? Nie bardzo rozumiem co masz na myśli?

Chodzi o górne, czyli tradycyjnie na ruszcie z podawaniem powietrza pod ruszt?

Bo chyba nie rozpalanie koksu od góry zasypu, co jest bez sensu?

 

Podstawowym warunkiem, w przypadku NIE stosowania dmuchawy jest spalanie stosunkowo cienkich warstw, zgodnie z podanym książkowym skanem. Najwyższa temperatura MUSI być na wierzchu zasypu, inaczej nie ma mowy o ekonomii spalania.

 

Są problemy z ciągiem, bo wytwarzają się bardziej gęste spaliny (CO2 jest 1,5- krotnie cięższy od powietrza w tej samej temperaturze). Każdy dodatek pary wodnej do spalin jest pożądany, bo tak jak wcześnie pisałem nadaje spalinom lekkość.

 

Można oczywiście nastawić się na wypuszczanie spalin o dość wysokiej temperaturze, ale przecież nie o to chodzi, by wypuszczać cenną energię kominem ?

[Vld]

pod warunkiem że parę mamy z innego taniego źródła, bo jak mielibyśmy ją tworzyć we własnym kociołku to raczej będziemy stratni.