การเผาไหม้ถือเป็นองค์ประกอบที่มีผลต่อการนำความร้อนไปใช้งานมาก เพราะหากการเผาไหม้เกิดไม่สมบูรณ์ก็เท่ากับว่าเชื้อเพลิงบางส่วนถูกทิ้งไป โดยไม่เกิดการเผาไหม้ ดังนั้น เป้าหมายของ ประสิทธิภาพสูงสุดในส่วนของการเผาไหม้คือ การทำให้เชื้อเพลิงที่ใช้ถูกเผาไหม้หมด
การนำความร้อนไปใช้งาน ในอุตสาหกรรมความร้อนที่ได้จาก การเผาไหม้เชื้อเพลิงสามารถนำไปใช้ทั้งทางตรงคือ การให้ความร้อนกับเครื่องจักรโดยตรงหรือทางอ้อมคือ มีตัวกลางในการพาความร้อนไปสู่เครื่องจักร เช่น ไอน้ำ น้ำร้อน น้ำมันร้อน อากาศร้อน เป็นต้น ดังนั้น เป้าหมายของประสิทธิภาพสูงสุดในส่วนของการนำความร้อนไปใช้งาน คือ ความสามารถในการใช้ความร้อนที่เกิดจากการเผาไหม้ได้สูงสุด
เชื้อเพลิงและการเผาไหม้
การเผาไหม้ เป็นปฏิกิริยาเคมีประเภทหนึ่ง ซึ่งเกิดขึ้นระหว่างสารต่าง ๆ กับออกซิเจนในอากาศ เกิดเป็นสารประกอบของออกซิเจน (ออกไซด์) ซึ่งในการเกิดปฏิกิริยาเคมีนี้ จะให้ความร้อนออกมาโดยทั่วไปเชื้อเพลิงจะประกอบด้วยส่วนต่างๆ ดังนี้ คาร์บอน (C), ไฮโดรเจน (H2), ออกซิเจน (O), ซัลเฟอร์ (S), ไนโตรเจน (N), น้ำ H2O และเถ้า
การเผาไหม้จะเกิดดังต่อไปนี้
C + O2 -> CO2
2H + 1/2 O2 -> H2O
S + O2 -> SO2
N + XO2 -> NOX
สำหรับไนโตรเจน สามารถทำปฏิกิริยากับออกซิเจนเกิดเป็นสารประกอบไนโตรเจนออกไซด์ แต่เกิดในปริมาณที่น้อยมากคือ ในล้านส่วน ดังนั้น ในแง่การเผาไหม้ ถือว่าไม่เกิดการเผาไหม้
จากสมการการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงจะเห็นว่าไอเสียที่เกิดขึ้นจะประกอบด้วย คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2), น้ำ (H2O) และซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2) ในทางปฏิบัติอาจเกิดการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงไม่สมบูรณ์ ทำให้สารคาร์บอนในเชื้อเพลิงเกิดเป็นเขม่า ซึ่งเป็นคาร์บอนที่ไม่เผาไหม้หรือคาร์บอนมอนน็อกไซด์ (CO) ซึ่งเป็นสารประกอบของคาร์บอนที่ยังเผาไหม้ไม่สิ้นสุด ผลผลิตทั้งสองตัวนี้ถือเป็นเชื้อเพลิงส่วนที่เผาไหม้ไม่หมดที่เกิดจากการเผา ไหม้ไม่สมบูรณ์
|
