ENERGIA CIEPLNA. 

SPALANIE PALIW

Dr inż. Paweł 
Wiercik

ŹRÓDŁA ENERGII

 Spalanie paliw

 Jądrowa

 Wodna

 Geotermalna

 Słoneczna

 Wiatrowa

 Inna, np. przypływów/odpływów

źródło:http://www.vopus.org/
es/diccionarios/diccionario-
gnostico/tipos-de-
energia.html

ENERGIA

Energia pierwotna – 

energia, która nie podlega 

konwersji, ani transformacji (paliwa):

paliwa kopalne;
paliwa jądrowe;

Energia wtórna – 

energia z przetworzenia energii 

pierwotnej lub innej energii wtórnej

gorąca               para              sprężone              
prąd
 woda               wodna           powietrze         
elektryczny   

ZAKŁADY ENERGETYCZNE

Ciepłownie lub kotłownie – dostarczają energię cieplną 
w gorącej wodzie o temperaturze 373-500 K lub parze 
wodnej o ciśnieniu 0,6-2 MPa i temperaturze 700 K;

Elektrownie – wytwarzają energię elektryczną;

Elektrociepłownie – wytwarzają jednocześnie energię 
elektryczną i cieplną;

Siłownie – dostarczają za pośrednictwem energii 
cieplnej energii mechanicznej (cieplne siłownie 
parowe, spalinowe i jądrowe).

•

 

PALIWO

Paliwo – substancja zawierająca związki chemiczne lub 

ich mieszaniny zarówno organiczne, jak i 
nieorganiczne, które się intensywnie utleniają 
(spalanie), wydzielając ciepło.

Składniki palne: 

 węgiel C, 

 wodór H

2

,

 tlenek węgla CO,
 węglowodory nasycone: C

2

H

2n+2

: metan CH

4

, etan C

2

H

6

,

…

 węglowodory nienasycone: etylen C

2

H

4

, acetylen C

2

H

2

 organiczne związki siarki i azotu,
 siarkowodór H

2

S

 

PALIWO

Składniki niepalne (balast):

 Popiół:  SiO

2

,  Al

2

O

3

, ...

 N

2

 CO

2

 H

2

O (wilgoć)

 Inne: FeS

2

 (piryt)

•

 

•Naturalne: węgiel kamienny i brunatny, gaz ziemny, drewno
•Przetworzone: koks, benzyna, olej opałowy, brykiety

•Stałe: węgiel kamienny, węgiel brunatny, torf, koks, 

drewno, grafit

•Ciekłe: benzyna, olej opałowy, nafta, olej napędowy, 

mazut, spirytus

•Gazowe: gaz ziemny, gaz koksowniczy, acetylen, 

biogaz

•Odnawialne: drewno
•Nieodnawialne: wszystkie 

kopalne 

PALIWA

SPALANIE 

PALIW

 

silnie 

egzotermicz

na reakcja 

utleniania 

paliwa 

zwykle 

z użyciem 

powietrza

E. chemiczna 

(paliwo)

E. cieplna spalin

E. cieplna pary 

wodnej lub wody

KOCIOŁ

źródlo: http://kotly.centralne-ogrzewanie.pl/2010/09/kotly-na-
drewno/

Siłownia

SPALANIE PALIW

•

Całkowite (zupełne):

a) paliwa gazowe:
H

2

  +  ½ O

2

  = H

2

O

CH

4

 +  2O

2

  =  CO

2

  +  2H

2

O

C

n

H

2n + 2 

+  (3n + 1)/2 O

2

  = nCO

2

  +  (n + 1) H

2

O

b) paliwa stałe i ciekłe:
C

m

H

n

O

p

  +  (m + n/4  - p/2) O

2

  =  mCO

2

  + n/2 H

2

O

C  + O

2

  =  CO

2

SPALANIE PALIW

•

Niecałkowite (niecała masa spalanej 
substancji ulega utlenieniu, występuje gdy 
część substancji spalanej nie utleni się i 
pozostanie w postaci sadzy, dymu czy popiołu) 

C  + ½ O

2

  =  CO

                                                     

C  + O

2

  =  CO

2 

całkowite

------------------------------------------------------------------
CH

4

 +  1½O

2

  =  CO  +  2H

2

O

                                  CH

4

 +  2O

2

  =  CO

2

  +  2H

2

O 

całkowite

SPALANIE WĘGLA

Efektywność przekształcania energii chemicznej w 
ciepło zależy od szeregu różnych własności węgla:

Spalanie węgli o tej samej wartości opałowej może 

przynieść różny skutek.

zawartości części lotnych,

uziarnienia,

zawartości wilgoci i popiołu,

spiekalności (zdolności tworzenia 
dużych brył podczas odgazowania).

SPALANIE WĘGLA

W procesie spalania zachodzą zjawiska:

zgazowania węgla;

pirolizy (termochemiczny
rozkład substancji węglowej 
z wydzielaniem gazowych 
produktów rozkładu);

związane z przepływem ciepła 
od gazu do ciała stałego 
i wewnątrz ciała stałego.

źródło: http://www.stowarzyszenie-piap.org.pl/jaki-
kocio-na-gaz

Gazyfikacja z udziałem 

tlenu

C + ½O

2

 → CO

(reakcja egzotermiczna)

C + O

2

 → CO

2

(silnie egzotermiczna 

reakcja)

Gazyfikacja z udziałem 

CO

2

C + CO

2

 → 2CO

(endotermiczna reakcja)

Gazyfikacja z parą wodną

C + H

2

O → CO + H

2

(endotermiczna reakcja)

Gazyfikacja z udziałem 

wodoru

C + 2H

2

 → CH

4

(reakcja egzotermiczna)

Reakcja gazu wodnego

CO + H

2

O → H

2

 + CO

2

(słabo egzotermiczna 

reakcja)

Gazyfikacja z wodorem 

(2)

CO + 3H

2

 → CH

4

 + H

2

O

(silnie egzotermiczna 

reakcja)

Typowy 

skład gazu 

(% obj.)

H

2

            25-

30

CO           30-
60
CO

2

            5-

15
H

2

O            2-

30
H

2

S           0,2-

1
COS          0-
0,1
N

2

              0.5-

4
Ar              0,2-
1
NH

3

+HCN 0-

0,3

Popiół/szlam

Do 

dalszej

przerób

ki

Para 

wodna

Tlen

Węgie

l

źródło: Zbigniew Korzeń: Metody zgazowania węgla, Kraków 
2005/2006

Ilość i rodzaj zanieczyszczeń emitowanych do 

atmosfery podczas procesu spalania zależy przede 
wszystkim od:

rodzaju i stanu spalanego paliwa,

warunków spalania i wydajności urządzeń,

skuteczności działania zainstalowanych urządzeń 
oczyszczających. 

źródło: http://www.phupirs.pl/oferta-
2/popiol_lotny/

źródło: http://www.1000rad.pl/wywabianie-plam-
ze-smoly

źródło: http://www.phupirs.pl/oferta-2/zuzel/

źródło: 
http://pl.wikipedia.org/wiki/Sadza

ŹRÓDŁA

• Gnutek Z., Kordylewski W. (1994): 

Maszynoznawstwo energetyczne.

• Kirsek S., Studencka J. (2009): Standardy emisji 

zanieczyszczeń do powietrza z procesów 
energetycznego spalania paliw – analiza zmian.