Verbrandingslucht voorverwarmen

[Oersted]

Waarom maakt er niemand gebruik van luchtvoorverwarming voor de verbranding in zijn houtkachel?

Het idee is dus dat je met de warme rookgassen de verbrandingslucht opwarmt. Dit zorgt voor een hogere verbrandingstemperatuur en dus ook een hoger rendement. (Je recupereert immers warmte uit je rookgassen + groter temperatuursverschil vanwege de hogere verbrandingstemperatuur)


Mogelijke problemen zouden kunnen zijn:
* roet op de warmtewisselaar
* ingewikkeldere constructie
* ...

Maar daar kan wel een oplossing voor gevonden worden

[Dutch John]

Bij secundaire lucht is voorverwarming relatief eenvoudig en gebeurt dit vaak al. Primaire lucht moet via de rooster toegevoegd worden. Voorverwarming geschiedt altijd hoger. De warme lucht wordt dan gedwongen een bepaalde afstand te dalen en daar heeft ie een hekel aan, zeker als het temperatuurverschil honderden graden is. Is het temperatuurverschil lager, dan heeft het weer geen effect. Ergens ga je een trek probleem creëren en al helemaal als je door extra warmtewisseling de schoorsteentemperatuur verlaagt. Effectieve luchtvoorverwarming kan dus alleen bij geforceerde trek.

Je hebt meer aan isolatie van de verbrandingskamer en het inbouwen van hitte accumulerende massa. Zorg dat alleen warmte via de rookgassen kan ontsnappen richting de warmtewisselaars. Door isolatie van de verbrandingskamer krijg je een optimalere verbranding en zal roetvervuiling aanzienlijk minder zijn.

Groet,
DJ

[Pigion]

Het voorvrwarmen van de verbrandingslucht geeft een hogere verbrandingstemperatuur en daardoor ook een betere verbranding van "moeilijke" stoffen. Als het vast staat met welke temperatuur de gassen de schoorsteen in moeten voor een goede trek en je het surplus aan warmte wil oogsten via een WW, dan blijft het rendement gelijk.
Bij incinerators (verbrandingsinstallaties) voor "moelijke" stoffen wordt op deze wijze een temperatuur van ca. 1300 C. gerealiseerd. Na het afkoelen en wassen van de rookgassen, is er geen uitstoot meer van HCl, PCB's etc.
Pigion

[peterberg]

Voorverwarmen van de verbrandings lucht doe ik vrij uitgebreid met een experimentele kachel. zie draad "project rocket/bell" http://www.ecologieforum.eu/viewtopic.php?f=3&t=875. Het is de bedoeling om diezelfde methode te testen in een "gewone stijl" finoven of het wat oplevert. Als de resultaten daarvan bekend zijn laat ik het op dit forum weten.

[Chicken Power]

Heren,

Ik geloof absoluut in een rendementstoename van het voorverwarmen van verbrandingslucht in alle types kachel/ ketel zoals hier besproken.

Even zeer als in het toevoeren van verbrandingslucht van buiten.

Verschillen zullen miniem zijn, maar winst is er absoluut. Ik heb nergens nog een onderbouwing kunnen vinden die het tegendeel beweerd.

Het heeft wel alles te maken met het ontwerp van een kachel/ketel.

Indien de primaire luchttoevoer op zijn Janboerenfluitjes geregeld is, zal het niet uitmaken, of op zijn minst slechter uitpakken.

Maar wanneer de kachel/ketel dermate zorgvuldig ontworpen is, dat de primaire brander ‘core’ perfect op temperatuur blijft, en de onderliggende vlakken eigenlijk als actieve koeling fungeren om de stralingswarmte naar die zijden te vermijden, dan lijkt me een rendementsverhoging zeker niet uitgesloten.

Nog even als toelichting op de voornoemde incinerators (meestal onterecht naverbranders genoemd, dat zijn een soort van branders, die zowel lucht als ongewenste stoffen (zowel al- en niet brandbaar) aanzuigen, in combinatie met een gekende brandstof.

In dat verbrandingstraject worden de schadelijke stoffen zo goed als mogelijk verbrand tot “innocent”.

Denk hierbij aan het ontgassen van grote ladingtanks, zowel ter land, als wel ter zee. Hun volume is meestal dermate groot, dat het ventileren met een inert gas, zoals bijv. stikstof niet reëel is. En bij koolwaterstoffen is het uitstoten van schadelijke- en explosieve stoffen natuurlijk zeer ‘not done’.

Maar dat voorverwarmen van primaire-, secundaire- en vooral tertiaire verbrandingslucht heeft zeker ook mijn warme belangstelling!

Vandaar dat ik het leuk vindt dat ook Peter in deze draad reageert. Ik heb me sedert DirkB nooit in gemengd in de natuurkunde van het kachelbouwen, omdat ik Peters benadering zeer apprecieer en bewonder.

Maar doorbordurend naar Oersted’s basale vraag, kriebelt er hier ook nog wat.

De toevoer en voorverwarming van secundaire lucht heb ik zo goed als mogelijk gevolgd, inclusief de wijzigingen.

Wat me bijstaat uit de Testo prints is telkenmale de hoge CO uitstoot op het eind van de stook.

Nu kun je dat aannemen als een vaststaand gegeven, d’r ligt een pak houtskool te smeulen.

In principe is CO toch ook zeer brandbaar? Waarom vliegt het niet in de fik?
Bij de hoogovens doen ze niet anders.

Is in een kachel dan toch de verbrandingstemperatuur te laag?

Zou op het eind van de stook dan een zeer voorverhitte primaire luchtaanvoer met gering debiet maar hoge stroomsnelheid de oplossing zijn?

Of naar de oude techniek van gasgeneratoren, toevoegen van waterdamp om zodoende watergas te genereren?

Ook dit vindt ik eigenlijk heel interessant. Neemt u mij niet kwalijk.

Groet, Cp

[gdelea]

elke graad winst is er een .maar je haalt ook veel winst in het optimaliseren van de hoeveelheid lucht nodig voor verbranden geef je te veel lucht dan kan je zelfs je kachel koelen.

[Dutch John]

Wat me bijstaat uit de Testo prints is telkenmale de hoge CO uitstoot op het eind van de stook.

Nu kun je dat aannemen als een vaststaand gegeven, d’r ligt een pak houtskool te smeulen.

In principe is CO toch ook zeer brandbaar? Waarom vliegt het niet in de fik?
Bij de hoogovens doen ze niet anders.

Is in een kachel dan toch de verbrandingstemperatuur te laag?

Zou op het eind van de stook dan een zeer voorverhitte primaire luchtaanvoer met gering debiet maar hoge stroomsnelheid de oplossing zijn?

Of naar de oude techniek van gasgeneratoren, toevoegen van waterdamp om zodoende watergas te genereren?

Cp,

Primaire lucht is bedoeld om een vergassing op gang te brengen. Hoge CO productie is dan ook precies wat het moet doen. De taak van secundaire lucht is om de vergassingsproducten te verbranden. Dat dit niet altijd volledig geschiedt, ligt mijn inziens aan:
-een teveel aan secundaire lucht
-te koude secundaire lucht
-een te grote verbrandingskamer
-een slecht geïsoleerde verbrandingskamer
-te weinig turbulentie
-meest waarschijnlijk: een combinatie van factoren.

Zelfs ovendroog hout bevat chemisch gezien genoeg water voor de hoogste verbrandingswaarde. Een restant gloeiende houtskool is dit proces voorbij gegaan (al dan niet goed) en zou een weinig water kunnen splitsen. Maar om energie uit water te halen, moet je er eerst evenveel instoppen.... Dan kun je beter de CO gewoon verbranden.

De klassieke houtskoolvergassers kregen water toegevoegd om de extreme temperaturen te temperen. Zonder water smelt de boel of krijg je slakvorming. Het geproduceerde waterstofgas was een dankbaar afgenomen bijproduct.

Groet,
DJ

[Bufferboost]

He Cp,
effe een kleine opmerking om vooral de leesbaarheid én toegankelijkheid van ons formum hoog te houden. Iets dat Kockie ook wel belangrijk vindt, toch? Het valt mij op dat jij erg veel zg. harde returns toevoegt in je tekstblokken. Die worden daar m.i. onnodig lang door waardoor mensen die geen laptop van 40 x 180 cm. hebben (én geen ladder op hun bureau hebben staan) erg veel moeten scrollen .

Zou het misschien

een tip zijn

om je layout

wat meer tot

essentiele alinea's

te comprimeren ... ?


Overigens lees ik je bijdragen altijd met waardering en grote interesse!

Groet Hans

[Chicken Power]

Beste John,

Naar de productie van bruikbaar gas ben jij natuurlijk de andere autoriteit.

-meest waarschijnlijk: een combinatie van factoren.

Dat ben ik helemaal met je eens, maar hoe verhoud zich het proces in een kachel ten opzichte van een gasgenerator? Kun je nog rijden als er alleen nog houtskool in je reactor ligt? In een kachel sterft het uit, met risico’s. Vandaar ook het gedoe over ophoping van CO aan het eind van de stook in relatie tot wel/geen afsluitklep in de schoorsteen. Enerzijds risico’s van vergiftigingen, anderzijds explosiegevaar e.d.

Een restant gloeiende houtskool is dit proces voorbij gegaan (al dan niet goed) en zou een weinig water kunnen splitsen. Maar om energie uit water te halen, moet je er eerst evenveel instoppen.... Dan kun je beter de CO gewoon verbranden.

Dat bedoel ik dus, blijkt bij een kachel toch een stuk lastiger te zijn.

De klassieke houtskoolvergassers kregen water toegevoegd om de extreme temperaturen te temperen. Zonder water smelt de boel of krijg je slakvorming. Het geproduceerde waterstofgas was een dankbaar afgenomen bijproduct.

Bij mobiele installaties, absoluut ja.

Maar ik vraag het me af hoe of dat nu in relatie zit bij de klassieke gasfabrieken. Die gebruikten zelfs olie om gas van te maken, en door de toevoeging van stoom werd er zeer doelbewust, een meer dan toevallige hoeveelheid watergas gemaakt. Hetgeen de calorische waarde behoorlijk verbeterde.

Groet, Cp

[Chicken Power]

Ha Hans, Beste Bufferboost,

He Cp,
effe een kleine opmerking om vooral de leesbaarheid én toegankelijkheid van ons formum hoog te houden.

Zeer loffelijk streven! Kan niet anders dan dat onderschrijven.

Iets dat Kockie ook wel belangrijk vindt, toch?

Naar het klassieke communicatie ‘format’ lijkt mij de adressering in dezen, wat ongelukkig. Beetje ouderwetse manier van ‘een balletje opgooien’. Die stijlvorm is je dus niet onbekend.

Het valt mij op dat jij erg veel zg. harde returns toevoegt in je tekstblokken.

Ik ben nog van voor de tijd van VMBO’s en ROC’s. Ik heb nog steeds geen aanleiding om de inzichten van toen ten aanzien van het helder weergeven van tekstblokken in correspondentie, anders uit te voeren. Blijft zeer overzichtelijk en vooral leesbaar, ook toegankelijker voor mensen met bijvoorbeeld een visuele handicap.

Die worden daar m.i. onnodig lang door waardoor mensen die geen laptop van 40 x 180 cm. hebben (én geen ladder op hun bureau hebben staan) erg veel moeten scrollen .

Een laptop met dergelijke ‘specs’ heb ik werkelijk nog nergens gezien. Waarbij ik nog mag aantekenen, dat een ladder op het bureau, ARBO- technisch gezien een ware draak is. En het bijbehorende energieverbruik lijkt me zeker niet ecologisch, dus die mensen ga ik zeker niet nader faciliteren.

Even zo voor diegene die deze site zonodig via een soort telefoon o.i.d. wensen te volgen, indien men werkelijk op de hoogte wenst te blijven, laat hen dan vervoegen naar een vaste locatie, waarbij men wel het volledige zicht kan verkrijgen, tegen de minste milieubelasting.

Zou het misschien

een tip zijn

om je layout

wat meer tot

essentiele alinea's

te comprimeren ... ?

Beste Hans, de ontwikkeling die je kennelijk gemist hebt, is dat ik in de laatste bijdrages, mijn alinea’s, zo goed als mogelijk tot 1 zin heb weten te beperken.

Hetgeen al een opgave op zich was…

Qua leesbaarheid m.i. veel beter dan de woordenkakkerij van de ‘breezergeneratie’, waarbij een stukje beschaafde interpunctie ook al niet meer aan de orde schijnt te zijn.

Je kunt w8ten tot je een 100g weegt, maar 1 ding is ckrs, ik doe er niet aan mee!

Overigens lees ik je bijdragen altijd met waardering en grote interesse!

Ik stel vast, dat dit gelukkig geheel en al wederzijds is!

Groet, Cp

[Dutch John]

Hallo Cp,

Dat ben ik helemaal met je eens, maar hoe verhoud zich het proces in een kachel ten opzichte van een gasgenerator? Kun je nog rijden als er alleen nog houtskool in je reactor ligt?

Jazeker kun je dan nog rijden. Het verschil met een kachel is de gecontroleerde en geforceerde trek. In een geforceerde houtvergasser heb je een smidsvuur van 1400 graden. Of 1800-2000 indien alleen houtskool. Een kachel met restant houtskool staat maar wat na te gloeien, omdat de koolstof en koolmonoxide niet de zuurstof krijgen die het nodig heeft.

Maar ik vraag het me af hoe of dat nu in relatie zit bij de klassieke gasfabrieken. Die gebruikten zelfs olie om gas van te maken, en door de toevoeging van stoom werd er zeer doelbewust, een meer dan toevallige hoeveelheid watergas gemaakt. Hetgeen de calorische waarde behoorlijk verbeterde

Ook hier weer geforceerde trek. Op het moment dat je met bekende, vaste hoeveelheden oxdiatiemedium gaat werken, dan kun je het proces beheersen. In die zin is een vergasser veel gemakkelijker te ontwerpen. Een kachel met natuurlijke trek is veel onvoorspelbaarder en vraagt eerder om ervaring en inzicht, dan om simpele berekeningen.

Groet,
DJ

[Bufferboost]

Geweldig antwoord Cp!!! Thanx

Groet en CU Hans

[peterberg]

Wat me bijstaat uit de Testo prints is telkenmale de hoge CO uitstoot op het eind van de stook. Nu kun je dat aannemen als een vaststaand gegeven, d’r ligt een pak houtskool te smeulen. In principe is CO toch ook zeer brandbaar? Waarom vliegt het niet in de fik?

Tsja, het is denk ik eigen aan het beestje. Om in de vlamfase een zo goed mogelijk resultaat te behalen zijn vrijwel alle accumulerende kachels op dat aspect ontworpen. Dat is nog lastig genoeg met een atmosferische verbranding zonder toeters en bellen. Met het verbranden van een batch per keer krijg je aan het eind altijd een gloeibed dat helemaal uit houtskool bestaat. Met een ruime vuurkamer, die nodig is voor de vlamfase, is het vrijwel onmogelijk om voldoende menging te krijgen waardoor de CO alsnog in vlammen kan opgaan. Het wordt anders als daar dan weer wat nieuw hout wordt opgelegd. Dan komt er weer een nieuwe vlamfase waardoor de CO die door de houtskool wordt geproduceerd wel wordt omgezet in CO2.

Wat een benadering zou kunnen zijn is een kleiner vuurbed zien te krijgen waarbij niet de hele batch tegelijk brandt. Dan komt er aan het eind nog wel een CO piek maar die is dan veel kleiner omdat de hoeveelheid houtskool maar gering is. Een pellet kachel is daar met name goed in, het ding heeft een continue feed en een klein maar fel vuurbed.

Overigens ken ik iemand die meerdere testruns heeft gedaan met een rocket stove-achtige opzet en bij eentje van die runs bleef de CO-bult aan het eind gewoon helemaal weg. We denken te weten waar het aan ligt maar dat is bij een opzet als die van mij vrijwel niet te realiseren. Erg jammer.

[Dutch John]

De zelfontbrandingstemperatuur van koolmonoxide is ongeveer 620 graden. Ik kan mij voorstellen dat het boven een gloeibed, in een royale en mischien matig geïsoleerde verbrandingskamer veel koeler is. Dan zal er, net als Peter zegt, een vlam bij moeten. Zou inhouden, dat we "afbouwend" moeten stoken. Dus steeds minder en kleiner hout erbij naarmate bedtijd nadert.
Of proberen meer trek te genereren en de temperatuur van het gloeibed opjagen.

Groet,
DJ

[chathanky]

Zelfontbrandingstemperatuur is niet hetgene waar je uit van moet gaan.
Co is zeer lichtontvlambaar (onde het vriespunt) en heeft een ontvlambaar van 12,5% tot 74% volumeprocenten.
Wil je aan naverbranding doe moet je wel aan deze voorwaarde voldoen.
Een vonkje is meer dan voldoende om de boel verder te onsteken. zelfontbranding is als je het explosieve gas gelijkmatig opwarmd naar het zelfontbrandingstemperatuur.
Mocht je deze percentages co hebben dan kun je beter je kachel eens onder de loep nemen.
Onder de 12,% zal je de co niet makkelijk verbrand krijgen.

Rendementsverbetering door voorverwarmen van aanvoerlucht doe je het best door deze af te vangen uit je rookgasverliezen. Dit is in principe al verloren warmte. Bij de HR ketels is dat al een oudemethode om de schoorsteenverliezen naar beneden te brengen. Echter met houtstook vervuil je de schoorsteen in rap tempo en je ondermijnt de schoorsteentrek die bij vele houtkachels noodzakelijk is.