Niebieski płomień

Rys. 1) Widmo niebieskiego płomienia butanowego (źródło: Wikipedia).

Płomienie można podzielić na żółte i niebieskie. Płomienie żółte zawierają cząsteczki sadzy, która świeci w wysokiej temperaturze w sposób zbliżony do ciała doskonale czarnego. Natomiast płomienie niebieskie nie zawierają cząstek sadzy i ich światło pochodzi od wzbudzonych cząsteczek typu C2 i CH. To światło jest znacznie słabsze i w płomieniach żółtych jest maskowane przez sadzę.

Sadza powstaje z gazowego paliwa w warunkach beztlenowych. Jest to dokładniej opisane w książce “Fundamentals (…)” w rozdz. 6.3.1 “Soot formation”. Dlatego płomienie niebieskie obserwujemy przede wszystkim w płomieniach wstępnie zmieszanych, kiedy paliwo jest wstępnie zmieszane z tlenem. Dodatkowo stosuje się podział dużego płomienia na mniejsze, tak jak w palniku kuchenki gazowej, aby zapewnić dobry dostęp tlenu poprzez dyfuzję z otaczającego powietrza. Płomienie niebieskie są bardzo korzystne z punktu widzenia jakości procesu spalania. Nie występuje wychładzanie płomienia na skutek promieniowania, a brak sadzy jest wizualnym potwierdzeniem dobrego dostępu tlenu. Należy jednak zauważyć, że płomień niebieski sam w sobie nie jest gwarantem całkowitego spalania. Jeżeli płomień będzie np. miał styczność z chłodnym elementem metalowym, to będzie ulegał raptownemu wychłodzeniu, co spowoduje wzrost zawartości tlenku węgla w spalinach. Tlenek węgla jest na tyle specyficzny, że nawet wychładzanie płomienia wskutek zmieszania spalin z otaczającym powietrzem może być zbyt raptowne i często spaliny z palników gazowych zawierają pewne ilości tego gazu. Inne niebezpieczeństwo w płomieniach niebieskich pochodzi od tlenków azotu. W płomieniach żółtych wypromieniowanie energii jest naturalną barierą powstrzymującą przed wzrostem temperatury. W płomieniach niebieskich tego mechanizmu nie ma. Jeżeli konstrukcja palnika jest “za dobra”, to temperatura może przekroczyć granicę 1400-1500°C powyżej której azot atmosferyczny utlenia się do tlenków azotu.


Płomienie niebieskie zazwyczaj są kojarzone ze spalaniem paliwa z natury gazowego. Nie jest to jednak konieczne. Zamieszczony powyżej filmik pokazuje kuchenkę opalaną zrębkami drewna. Wygląda, że zostały one już wstępnie odgazowane i tak naprawdę mamy do czynienia z węglem drzewnym, a spalanym gazem jest tlenek węgla, a nie produkty destylacji drewna. Dolny filmik pokazuje wewnętrzną konstrukcję takiej kuchenki. Ważnym elementem jest wstępne podgrzanie powietrza wtórnego.

W miejscach wlotu powietrza wtórnego widzimy front spalania, który można nazwać odwrotnym. Zewnętrze płomienia jest palnym gazem, a wnętrze jest strumieniem wpuszczanego powietrza. Mamy więc do czynienia z sytuacją taką, jak w miejscu A na zdjęciu świeczki w opisie frontu płomienia. Dlatego płomień może być duży, a mimo to nie powstaje sadza. W tej konfiguracji jednak paliwo ulega zmieszaniu z produktami spalania i jest możliwość zgaśnięcia zewnętrznego frontu i ucieczki niespalonego paliwa (zapewne tlenku węgla) ze spalinami, tak jak jest to pokazane na rys. 10 na stronie frontu płomienia. Widać zresztą, jak zewnętrzny front gaśnie wskutek zawiewania wiatru.

Niebieski płomień łatwiej osiągnąć z paliwa, które już w swoich cząsteczkach zawiera tlen, takiego jak tlenek węgla lub alkohol. Jest on często demonstrowany jako potwierdzenie czystości gazu otrzymanego w procesie gazyfikacji drewna lub biomasy. Natomiast niebieski płomień z  węgla kamiennego przedstawiłem we wpisie “radykalny postęp – palnik dymu” na blogu.

0 0 votes
Article Rating
Subscribe
Powiadom o
guest
7 komentarzy
najstarszy
najnowszy oceniany
Inline Feedbacks
View all comments
samsu
samsu
6 lat temu

Witam serdecznie. Na temat spalania węgla kamiennego oraz żółtego płomienia z tego i sadzy w necie i na forach jest wiele ale co ma jedno wspólnego z drugim skoro np. w Gs-ach : https://forum.info-ogrzewanie.pl/topic/30732-pomoc-w-ustawieniu-parametr%C3%B3w-pracy-kot%C5%82a/?do=findComment&comment=492719 – wymienniki są białe lub w Kirgizie : https://czysteogrzewanie.pl/2018/05/prawdziwy-postep-techniczny-w-spalaniu-wegla/#kirgistanhttps://czysteogrzewanie.pl/2018/12/tani-i-czysty-piec-weglowy-bez-pradu-budowa-i-testy/ – wymiennik jest brązowy.
W obu przypadkach z uwagi na żółty kolor płomienia – wymienniki powinny być czarne a nie są. Jest teoria taka, że sadza jest produktem nie pełnego spalania i jest substancją nie palną, że w żółtym płomieniu właśnie na żółto świeci sadza, więc jak to jest faktycznie z żółtym płomieniem i sadzą, bo wychodzi na to, że żółty płomień jak się dopali, to wymiennik jest biały lub brązowy a nie czarny czyli bez sadzy – może tylko faktycznie z powstawaniem sadzy do czynienia tylko mamy w tedy gdy żółty płomień się nie dopali. Pozdrawiam serdecznie.

samsu
samsu
5 lat temu
Reply to  Jan

Witam serdecznie. Jak za tego rozumiem, to z sadzą nie jest jednak tak do końca jak to nie którzy ponad wszelka wątpliwość i za wszelka cenę utrzymują.

Tu jest kolejny dowód na to, że po spaleniu drewna i węgla wymiennik nie musi być czarny : https://www.youtube.com/watch?v=RgP5vHrvLeo – Czyszczenie wymiennika kotła.
Na tym filmie dokładnie widać strukturę tego nalotu – w której nie ma czarnego, więc i o sadzy nie może być tu mowy.

W wypalanie sadzy na wymienniku nie wierze – na YT filmy widziałem na których za pomocą palnika gazowego jest to pokazane ( czarny nalot się żarzy ale wypalać się nie chce ) oraz sam sadzę próbowałem na patyku podpalać i się palić nie chciała.

Z tych też względów dalej przy swoim będę obstawał, że jak wymiennik jest brązowy albo biały, to świadczy o tym, że proces spalania przebiega prawidłowo bez względu na kolor płomienia, bo beż żółtego płomienia w całym procesie spalania paliw stałych – spalania nie ma.
Z tego wniosek jest prosty – skoro palenie z żółtym płomieniem się rozpoczyna i w dużej mierze palenia się toczy – z czego wedle nie których jak wyżej – wymiennik powinien się czarnym nalotem pokrywać, którego nie można na wymienniku spalić, więc po mimo żółtego płomienia proces spalania musi prawidłowo przebiegać – czego dowodem wymiennik jest brązowy albo biały.
Potwierdzeniem również tego jest to co wyżej napisałeś, że to żółte w płomieniu można spalić jeśli odpowiednie warunki zostaną zachowanie i utrzymane. Pozdrawiam serdecznie.

samsu
samsu
5 lat temu
Reply to  Jan

Witam serdecznie. Kolejne dowody na to, że płomień żółty jak słoneczko dopalić można : https://www.youtube.com/watch?v=LiqpU7AnHSE&t=2s – Deflektor w kotle na ekogroszek – Jockey. https://www.youtube.com/watch?v=wzePgtXyaMI&t=1s – Deflektor z miski? Hit czy kit? Siwo ? Mniejsze spalanie? Dzięki czemu wymiennik jest biały a nie czarny i do tego podane są konkretne zyski z tego.
Na powyższe mam jeszcze dowód jeden : https://www.youtube.com/watch?v=3gUu8rrh76o – Brak dymu z komina przy spalaniu miału od góry w kotle zasypowym. Pozdrawiam serdecznie.

zorzk7
zorzk7
5 lat temu

Witajcie.
Zmieniłem gruntownie palnik, odpopielanie oraz dopalacz.
W tej chwili cały płomień jest „schowany” w nagrzanym szamocie.
Zaraz na wylocie z w/w obserwuję fioletową poświatę (lub niebieska, na tle rozgrzanych cegieł ciężko stwierdzić) co o tym sądzisz?
Niestety kamerka tego nie „łapie”.
https://www.youtube.com/watch?v=ZjaB6y-Ma9g

Zmiany na wymienniku niewielkie ale raczej na plus, natomiast zwróciłem uwagę na coś innego, do prawidłowej pracy wystarczy mniejsze podciśnienie i mieszanie. „Na oko” rzecz jasna.
Pozdrawiam.