Pyrolýza dřeva je metoda tepelného zpracování k získání cenných produktů v důsledku hluboké destrukce hlavních složek. Mezi cenné produkty patří například dřevěné uhlí, dehet, terpentýn a pryskyřice. Tady se ale bavíme o průmyslovém pyrogenetickém zpracování. V jednodušším smyslu k pyrolýze dochází, když se dřevo vznítí a je první fází hoření. Když teplota dosáhne 400°-500°, tvoří se spaliny dřeva, které jsou také těkavými produkty pyrolýzy. Podrobněji nám tuto problematiku pomůže osvětlit odborník ze společnosti Drovnitsa z Petrohradu.
Proces spalování dřeva
Nad dřevem se objevují plameny od hořících plynů. Ale odkud se tyto plyny ve dřevě berou? Hromada dřeva totiž neuvolňuje hořlavé látky. Dřevo je považováno za surovinu, která již obsahuje páry hořlavých kapalin, které se vlivem vysokých teplot uvolňují ve formě plynů.
Jaké fáze proces spalování dřeva zahrnuje?
- Zahřívání Pomocí zdroje tepla (zápalky a hořícího papíru) se palivové dřevo začne zahřívat. Když teplota dosáhne 150°, začne se ze dřeva odpařovat vlhkost. Postupné zuhelnatění vede k doutnání. V této době teplota dosahuje 300°. Kouř, který se objeví, je směs vypařující se vlhkosti se složkami tepelného rozkladu.
- Vzhled plamene. Požár v podstatě znamená propuknutí spalin. Současně s výskytem jasného plamene dochází k teplotnímu skoku. Jakmile se plyny zapálí, vznítí se i samotné dřevo. Polena hoří zvenčí i zevnitř. Rychlost spalování a schopnost dosáhnout maximální teploty jsou ovlivněny tvarem polen, vlhkostí palivového dřeva a neomezeným přístupem čerstvého vzduchu.
- Spalování. Fáze je rozdělena na dvě části – aktivní spalování a doutnání. První fáze pokračuje, zatímco dochází k uvolňování pyrolýzních plynů. Doutnání znamená zbytkové uvolňování plynů, postupné spalování uhlí.
- Útlum. Při nedostatku kyslíku dochází k přerušení přívodu vzduchu, poklesu teploty nebo nepřítomnosti nového paliva, dochází k útlumu.
Čím je palivové dřevo vlhčí, tím déle trvá, než uvolní vlhkost, tím obtížnější je dosáhnout požadované teploty a proces trvá déle. Suché palivo hoří mnohem rychleji a poskytuje maximální přenos tepla.
Jaký plyn se uvolňuje při spalování?
Složení finálních produktů (produktů spalování) závisí na druhu dřeva a podmínkách spalování. Dřevo je organická forma složená převážně ze sloučenin uhlíku (C), vodíku (H), kyslíku (O), dusíku (N). Jen jeden kilogram dřeva při spalování uvolňuje asi osm metrů krychlových plynných látek, včetně:
- vodní pára;
- oxid uhličitý;
- oxid uhelnatý;
- kysličník siřičitý.
Pára, oxid uhličitý a oxid siřičitý jsou produkty úplného spalování. Už nedokážou hořet sami.
Mezi produkty nedokonalého spalování patří saze. Vzniká při rozkladu uhlíku za nedostatečného přístupu kyslíku. Velké částice nehoří, ale slepují se a usazují se na stěnách komínů. Velké množství sazí, přítomnost produktů rozkladu, jako je oxid uhelnatý a karcinogenní pryskyřice, svědčí o neúspěšném procesu spalování. Takové nečistoty se dostávají do vzduchu a škodí lidskému zdraví.
Zde stojí za to uvést příklad způsobu vaření jídla metodou uzení. U paliva (dřevo, hobliny, větve) není podporováno spalování, ale rozkladu se dosahuje pyrolýzou dřeva. To znamená, že se uvolňuje tepelná energie, škodlivé prvky se vypařují a prostupují do jídla. Na tom, že uzená jídla jsou zdraví škodlivá, je mnoho pravdy.
Jak vzniká oxid uhelnatý?
Oxid uhelnatý a oxid uhličitý mají podobné vzorce (CO a CO2). Ale látky mají významné rozdíly ve vlastnostech. Při dostatečném přísunu kyslíku vzniká oxid uhličitý. V tomto případě se uvolňuje velké množství tepelné energie, proces spalování je považován za účinný. Při nedostatku kyslíku se uvolňuje oxid uhelnatý, který znečišťuje atmosféru a ve velkých dávkách je pro člověka smrtelný. Za stejných jiných podmínek se tepelné energie uvolňuje 4krát méně. To znamená, že pouze nedostatek kyslíku vede ke snížení účinnosti paliva a kamen.
Majitelé domů s kamnovým vytápěním se někdy snaží ušetřit dřevo umělým prodloužením spalovacího procesu (částečným přerušením přívodu kyslíku). Čeho se takovými manévry snaží dosáhnout? Komín se znečistí. Velká vrstva sazí se může vznítit. Karcinogenní částice se dostávají do vzduchu. Při vysokých koncentracích vedou toxické látky k otravě.
Zbytky popela mohou indikovat kvalitu palivového dřeva. Popel je nehořlavá složka. Čím méně popela po spálení palivového dřeva zůstane, tím je kvalitnější a tím více tepelné energie se uvolní na vytápění domu. Velké množství popela ukazuje na nízkou spotřebu paliva. Jemný popel se může usazovat na vnitřním povrchu kotle nebo pece a narušovat přenos tepla. Ale popel, mimochodem, je vynikající hnojivo. Nesmí se ale upéct. Pokud tomu tak je, znamená to, že palivové pelety nebo brikety obsahují škodlivé přísady.
