palamisprosessi

Palamisprosessi on polttoaineen ja hapen välinen kemiallinen reaktio, jossa vapautuu lämpöä ja usein valoa. Yleisimmin polttoaine reagoi ilmassa olevan hapen kanssa. Palaminen voi olla täydellistä tai epätäydellistä. Täydellinen palaminen tuottaa pääasiassa hiilidioksidia (CO2) ja vettä (H2O); epätäydellinen palaminen voi johtaa hiilimonoksidin (CO) sekä hiukkasten ja muiden epäpuhtauksien syntyyn.

Palamisprosessia esiintyy monenlaisissa sovelluksissa: teollisissa polttimissa, voimalaitosten kattiloissa, liikennekoneissa sekä polttoaineiden käsittelyssä ja jalostuksessa. Prosessi on keskeinen osa lämmön- ja energian tuottamista sekä pakokaasujen puhdistusta ja lämpöhyödyntämistä.

Keskeisiä parametreja ovat polttoaineen laatu ja sekoitus hapen kanssa, hapen määrä, palamisen lämpötila ja paine, palamisen aika sekä lämmönsiirto palavasta tilasta ympäristöön. Seoksella on myös lamda-arvo (λ), joka kertoo ilman määrästä suhteessa stoikiometriseen määrään: λ = 1 tarkoittaa täyttä palamista, λ > 1 ylilukua ilmaa, λ < 1 alilukua. Nykyaikaisissa järjestelmissä pyritään hallitsemaan palamisen tehokkuutta ja vähentämään päästöjä käyttämällä vaiheittaista palamista, savukaasujen kierrätystä sekä NOx- ja pienhiukkaspäästöjen torjuntamenetelmiä kuten savukaasujen palautusta ja katalyyttisia vähentimiä.

Esimerkkireaktio, yleinen hiilivetypolttoaineen palaminen, voidaan hahmottaa muodossa: CxHy + (x + y/4) O2 → x CO2 + (y/2) H2O. Palamisprosessi on alina sekä teoreettinen että tekninen käsite, jonka tuki on termodynamiikassa, kemiallisissa ominaisuuksissa ja sovellusten suunnittelussa.