Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 3. 21 januari 1950 - Eldning med tjocka oljor, av Torsten Widell - Diskussion, av B Engel, H Liander och G Rosenblad
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
52
I TEKNISK TIDSKRIFT
ined tertiära CH-bindningar bildar lätt tertiära peroxider,
men dessa är mycket stabilare än sekundära och primära
samt fordrar 100°C högre sönderfallstemperatur än de
sistnämnda. Med ledning av dessa regelbundenheter som
man funnit hos modellsubstanser kan man lätt inse,
varför oljor med olika härkomst och sammansättning
förhåller sig olika vid förbränningen och fordrar olika
optimala förbränningsförhållanden.
Förbränningen av oljor sker på ett principiellt annat sätt
än förbränningen av kol, som ju direkt för till koloxid
eller koldioxid. För förbränning av kolatomerna via
koloxid till koldioxid, som ju även ingår i
oljeoxidations-processen, spelar det atomära syret en viss roll. Närvaron
av atomärt syre kan lätt påvisas genom kontinuerlig
emission i lågorna med ett maximum vid gult-grönt i närvaro
av kväve. Denna emission är karakteristisk för reaktionen
mellan atomärt syre med kväveoxid. Det atomära syret är
enligt Dooley och Whittingham ansvarigt för oxidationen
av det ur oljans svavelföreningar primärt bildade S02 till
so3.
Ofta kan man observera vissa oregelbundenheter eller
störningar i lågor vid förbränning av högre kolväten.
Störningarna bestå däri, att lågans inre kon uppvisar ett antal
"dalgångar" från spetsen till kanten. Dalgångarna är blåa
och bergåsarna gröna. Detta beror enligt Behrens på vissa
diffusionsfenomen i samband med krackreaktioner. Att det
står i samband med krackreaktioner bevisas därmed att
fenomenet icke uppstår vid förbränning av acetylen, som
ju är termostabilt även vid mycket hög temperatur. Enligt
Behrens diffunderar väte mot de heta dalgångarna och
kolväteradikaler och eventuellt sot mot bergåsarna och
inne i könen.
Förbränningen av oljor är en högst komplicerad
mekanism av olika reaktioner med dels olika
induktionsperioden dels olika reaktionshastigheter med såväl positiv som
negativ temperaturkoefficient. Förbränningen kan därför
pågå på olika sätt, om man bränner olika oljor under
exakt samma förhållanden och förhållandena måste vara
olika, om man vill komma fram till optimal effekt.
Normalt upphör ju varje reaktion så snart de reagerande
ämnena är helt förbrukade. Vid kedjereaktioner, soin ju
är kännetecknande för förbränningen, kan det kolhaltiga
utgångsmaterialet helt förbrukas utan att reaktionen är
avslutad. Ett enkelt exempel illustrerar detta.
Förbränningen av n-heptan
n C7H10 + 1102 —> 7C02 + 8H„0
är med 1 150 kcal/mol en exoterm reaktion. Men
reaktionen kan under vissa omständigheter också avbrytas efter
bildandet av mellanprodukten formaldehyd
C7H10 + 402 —► 7HCHO -f H20
Härvid frigöres endast 20 % av det vid fullständig
förbränning bildade reaktionsvärmet. Dessa två formler visar
viktigheten av att man väljer den riktiga luftmängden. Vid
för knapp lufttillgång kan visserligen hela oljan förbrukas
men det frigjorda värmet blir mindre, och vad som bör
särskilt beaktas, reaktionsprodukterna kan utöva en
skadlig verkan på eldstadens material.
I motsats härtill föreligger vid koleldning helt andra
förhållanden. Härvid sker ju —• om man bortser från
förbränningen av de ur kolet frigjorda tjärorna — en
växelverkan mellan oxidationen till koldioxid och reduktionen
till koloxid. Denna skillnad är av så fundamental natur
att det förefaller självklart, att man icke kan elda med
olja under samma förhållanden som med kol.
För att trygga en fullständig och ekonomisk förbränning
av eldningsoljor fordras i första hand att den tillförda
luftmängden väljes riktigt och dessutom att bränslet
ato-miseras så fullständigt som möjligt. Luftöverskottet ligger
i allmänhet omkring 20 %, men skall helst ej överskrida
30 %. Annars måste man räkna med krackning av
kolvätena, sotbildning, icke önskvärda reaktionsprodukter
eller med dålig ekonomi.
Med avseende på oljornas förbehandling föreligger endast
graduella, men inga principiella, skillnader. 1 stora
industrianläggningar spelar det ingen roll, om brännoljan är
en "straight run"-återstod eller en krackprodukt. De
sistnämnda är emellertid aromatrikare än "straight run"-oljor,
och vid eldning med olika oljor måste motsvarande
justeringar hos brännarna vidtas. Aromatiska oljor ger inom
högre våglängdsområden i spektrum lågor med större
strålningsintensitet, varigenom även förbränningsekonomin blir
lägre än vid paraffiniska, om förbränningen sker under
exakt samma förhållanden. Man måste därför intensifiera
förbränningen på ett eller annat sätt.
Ytterligare en faktor, som bör beaktas särskilt vid
användning av mycket tunga eldningsoljor, är
förvärmnings-temperaturen. Oljorna måste under alla förhållanden
upphettas till en temperatur, som ligger så nära flampunkten
soin möjligt för att säkerställa så jämn tändning och
förbränning som möjligt. Detta är i praktiken viktigare ju
tyngre den använda oljan är. Som följd måste brännarens
konstruktion eller arbetssätt anpassas efter oljekvaliteten.
Temperaturen och lågorna måste noga kontrolleras och
förbränningshastigheten väl justeras. Vid eldning med
olika slags bränslen spelar även brännarens placering en
stor roll. Blandningen mellan bränsle och luft måste vara
så effektiv som möjligt och lågorna bör ej komma i direkt
beröring med murverket eller tuberna.
En viktig faktor vid värmeöverföringen är icke endast
lågornas strålning, som dels härrör från de vid bränslets
termiska sönderfall bildade kolpartiklarna, dels från
förbränningsprodukterna C02 och H20 utan även det eldfasta
materialets kvalitet. Det sistnämnda bör vid all slags
oljeeldning vara av förstklassigt tegel. Det är ju känt, att
vissa porösa ämnen såsom silikater har en katalytisk
verkan på reaktioner mellan kolväten eller deras
sönderfallsprodukter. I vissa fall kan vid termokatalytiskt
sönderfall större koksmängder avsättas i materialets porer och
därefter medföra spräckning och sönderfall. Särskilt vid
intermittent eldning måste materialvalet noga
uppmärksammas; icke minst med hänsyn till materialets utvidgning
vid hög temperatur. Vid eldning med olja bör det eldfasta
materialet innehålla minst 40 % A1203; hos pannor i vilka
mycket höga temperaturer råder är det lämpligt att
bekläda materialet med korund, kiselkarbid, sillimanit e.d.
Överingenjör H Lrander: Bildningen av svaveltrioxid
måste anses vara ett fundamentalt problem, när det gäller
att behärska korrosionen i ångpannans olika delar vid
eldning med framför allt olja. Det har ju framställts olika
hypoteser om bildningen av denna svaveltrioxid. En av
dem är Whittinghams, som går ut på att svaveltrioxiden
företrädesvis bildas genom oxidation av svaveldioxid i
flamman under inverkan av atomärt syre, vilket atomära
syre uppkommer genom en kedjereaktion av det slag, som
Engel nyss visade med sina formler.
Personligen ställer jag mig mycket skeptisk till att denna
oxidationsprocess skulle ha någon praktisk betydelse. Man
kan nog inte bestrida att reaktionen äger rum — det finns
tillräckligt mycket experimentella bevis för den saken —
men å andra sidan bör man komma ihåg, att vid de
temperaturer, som råder i oljeflamman, kan den relativa
halten av S03 i förhålllande till S02 inte vara annat än
mycket låg. Det är påfallande, om man tittar på
Whittinghams data, att de svaveltrioxidhalter han anger är mycket
låga. Att så bör vara fallet framgår också direkt av de
teoretiska jämviktsförhållandena, sådana som de först har
framlagts av Bodenstein för många år sedan och som
sedan har bekräftats av ytterligare forskningsarbeten.
Man får gå ned till rätt måttliga temperaturer, innan man
får sådana halter av svaveltrioxid, som kan vara skadliga
i ånganläggningar. När jag betvivlar den praktiska
betydelsen av den Whittinghamska reaktionen, stöder jag mig
också på mätningar som utfördes under 1930-talet av
Ångvärmeinstitutet (IVA 1937 s. 151). Vi tog då från
en oljeeldningsanläggning prov på gaserna direkt från
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
