Wenn der
Brennstoff und die
Verbrennungsluft (
Oxidator) vor der Verbrennung den gleichen
gasförmigen Aggregatzustand aufweist, dann ist die
Verbrennung "
homogen" (gleichartig, einheitlich, gleichförmig). Die
Gasverbrennung ist immer
homogen.
Die Verbrennung ist "
heterogen" (andersartig, uneinheitlich, ungleichmäßig), wenn ein
fester Brennstoff (z. B. Holz,
Koks) mit
Luft (Sauerstoff) reagiert. Hier diffundiert der Sauerstoff in den Feststoff hinein und das
gasförmige Verbrennungsprodukt (
Kohlendioxid) diffundiert in die entgegengesetzte Richtung. Während die
Gasverbrennung immer homogen ist, ist die Feststoffverbrennung nicht immer heterogen. Der Feststoff (z. B. Holz,
Kohle) kann bei der Verbrennung vollständig oder teilweise vergast bzw. entgast werden. Der ent- oder vergaste
Brennstoff verbrennt dann homogen
.Flüssige Brennstoffe werden zuerst verdampft (Zerstäubung, Erwärmung) und der gasförmige Brennstoffdampf verbrennt homogen mit der Verbrennungsluft. Bei der Flüssigbrennstoff- und Festbrennstoffverbrennung ist eine Aufbereitungsphase zur Verbrennung vorgeschaltet. Die Aufbereitungsphase ist die Gasifizierung (Verdampfung, Vergasung oder Entgasung) des Brennstoffes und die Vermischung des gasifizierten Bennstoffes mit der Verbrennungsluft. Die Verbrennung ist ein chemischer Vorgang und die Brennstoffaufbereitung ein physikalischer Vorgang
Besonders die
Kaminofenheizer sollten bedenken, dass die
Brennstoffaufbereitungzeit ein Vielfaches länger ist als die
Verbrennungszeit. Die
Güte der Verbrennung (
Richtig Heizen mit Holz) wird durch die ausreichende Aufbereitungszeit beeinflusst. Diese kann durch die
Verkleinerung der
Brennstoff-Partikelgröße (z. B.
Anzündholz und
Scheitholz) deutlich verkürzt werden.
Für eine vollständige Verbrennung ist eine ausreichende Verbrennungsluftmenge notwendig. Bei dem stöchiometrischen Verbrennungsluftverhältnis (Lambda λ = 1) reagieren alle Brennstoff-Moleküle vollständig mit dem Luftsauerstoff, ohne dass Sauerstoff fehlt oder unverbrannter Sauerstoff übrig bleibt. Die Verbrennung im Luftmangelbereich (fette Verbrennung - Lambda λ <1 [z. B. 0,9]) verläuft auf anderen Reaktionswegen als die im Luftüberschuss (magere Verbrennung - Lambda λ >1 [z. B. 1,1]). Das Verbrennungsluftverhältnis λ (Lambda) ist eine Zahl, mit der die Gemischzusammensetzung bestehend aus Luft und Brennstoff beschrieben wird. Aus dem Lambda-Wert lassen sich Rückschlüsse auf den Verbrennungsverlauf, Temperaturen, Schadstoffentstehung und den Wirkungsgrad ziehen.
Die Radikale (Methylgruppe [CH3] und Methylengruppe [CH2]) können in sauerstoffreicher Atmosphäre zu Formaldehyd (H2CO) oxidiert werden. Durch weitere Oxidationsschritte entsteht aus Formaldehyd Kohlenmonoxid (CO) und schließlich Kohlendioxid (CO2). Aus Formaldehyd kann kein Ruß entstehen, das Abgas kann aber, wenn die Verweilzeit oder Reaktionstemperatur zu niedrig ist, Formaldehyd als Schadstoff enthalten. Dieselben Radikale (CH3 und CH2) können in sauerstoffarmer Atmosphäre zu Azetylen (C2H2) reduziert werden. Aus Azetylen kann wiederum durch Polymerisation Ruß entstehen.
- Zoltán Faragó