polttoprosesseihin

Polttoprosessit ovat kemiallisia reaktioita, joissa polttoaine reagoi hapen kanssa ja vapauttaa energiaa. Palamisen seurauksena syntyy lämpöä sekä usein palavaa kaasua; lopullinen paine, lämpötila ja päästöprofiili riippuvat polttoaineesta sekä palamisen olosuhteista, kuten ilman määrästä ja sekoituksesta.

Polttoprosessit voidaan jakaa pääasiassa homogeenisiin ja heterogeenisiin palamisprosesseihin. Homogeeninen palaminen tapahtuu, kun polttoaine ja hapen kantajat ovat samassa faasissa tilassa (esimerkiksi kaasupolttimoissa). Heterogeeninen palaminen tapahtuu rajapinnalla kiinteän polttoaineen ja hapen välillä, kuten hiili- tai biomassapalamisessa sekä useissa pienpolttimissä.

Palamisreaktioissa vapautuva energia syntyy, kun polttoaine reagoi hapen kanssa. Yleisiä reaktioita ovat hiilen palaminen CO2:ksi ja vedeksi; epätyydyttynyt palaminen voi tuottaa CO:ta sekä hiukkas- ja NOx-päästöjä. Palamisen kulku riippuu lämpötilasta, ilman sekoituksesta sekä polttoaineen koostumuksesta, ja etenee usein useissa liekki- ja loppuvaiheen vaiheissa.

Suunnittelussa käytetään termodynamiikkaa, kemiallista kinetiikkaa sekä fluidoiden dynamiikkaa palamisen tilan mallintamiseen. Käytännön sovelluksiin kuuluvat energiantuotanto ja liikenne sekä teolliset kattilat ja turvalliset, tehokkaat paloprosessit.

Polttoprosessien ympäristövaikutukset liittyvät päästöihin kuten hiilidioksidi (CO2), typen oksidit (NOx), hiukkaset sekä CO. Näitä pyritään vähentämään optimoimalla sekoitusilmaa, polttoaineen laatua sekä päästökäsittelyä. Turvallisuusnäkökohdat korostavat syttymisriskien hallintaa sekä palokaasujen ja paloturvallisuuden varmistamista.