CONFRONTO TRA GASSIFICAZIONE A FIAMMA ASSIALE E FIAMMA INVERSA

In una caldaia a legna con il sistema di combustione tradizionale il vano di carico e la camera di combustione sono un’unica cosa e tutta la legna in essa contenuta viene integralmente coinvolta nel processo di decomposizione termochimico. Nella combustione a fiamma inversa il vano di carico e la camera di combustione sono due vani distinti, il luogo dove viene stoccata la legna è posto nella parte alta della caldaia e la camera di combustione è nella parte sottostante, nel frammezzo è posto un piano di divisione con la feritoia per il passaggio della fiamma.
Nella combustione a fiamma assiale il vano di carico e la camera di combustione sono anch’essi due vani distinti, ma lo stoccaggio della legna è posto nella parte anteriore della caldaia e la camera di combustione in quella posteriore; la divisione dei due vani è costituita dalla parete verticale della camera di combustione opportunamente sagomata e con la feritoia per lasciar passare la fiamma posta frontalmente.

DESCRIZIONE GASSIFICAZIONE A FIAMMA INVERSA

In entrambi i casi le fiamme non potendosi sviluppare verso l’alto non coinvolgono nel ciclo di combustione tutto il carico di legna, ma solo la parte inferiore. I gas che si generano a seguito della pirolisi sono spinti (caldaia soffiata) o aspirati (caldaia aspirata), attraverso una feritoia posta alla base del vano di carico, nella parte sottostante dove è posta la camera di combustione, qui i gas vengono miscelati con l’aria comburente secondaria e si incendiano sviluppando grandi quantità di calore con temperature elevatissime che possono raggiungere i 1000÷1100°C. Data l’elevata temperatura raggiunta nella fase di combustione la camera di combustione deve necessariamente essere in materiale refrattario ad alta resistenza termo meccanica. Una camera di combustione in metallo, anche se in acciaio refrattario, subirebbe delle deformazioni permanenti e le lamiere e le saldature sarebbero sottoposte a tensioni tali che porterebbero in breve tempo a gravi cedimenti strutturali.

• il carico del combustibile avviene frontalmente
• la camera di combustione è posta sotto al vano di carico, ne deriva che l’altezza totale della caldaia è maggiore
• la cenere si deposita nella camera di combustione, non è possibile raccoglierla direttamente in un cassetto; le alte temperature lo accartoccerebbero
• la pulizia della camera di combustione dovrebbe essere giornaliera per non avere troppa cenere che vi staziona regolarmente
• non è possibile utilizzare scarti derivanti dall'industria del legno, quali: trucioli, segatura, ecc… , ma solo scarti di grande pezzatura perché quelli piccoli potrebbero passare attraverso la feritoia
• la fiamma ha uno sviluppo innaturale, dall’alto verso il basso, e la sua lunghezza è abbastanza ridotta

DESCRIZIONE GASSIFICAZIONE A FIAMMA ASSIALE

Le caldaie a legna con gassificazione a fiamma assiale sono generatori di ultima generazione alimentati con legna pezzata, vengono impropriamente definite “a doppia camera di combustione”, perché il vano di carico viene scambiato come prima camera di combustione e la parte posteriore come seconda. Il fraintendimento deriva dal fatto che nella parte bassa del vano di carico ha inizio la prima parte del ciclo di combustione e anche se sono presenti le fiamme dell’accensione non si può considerare questa come camera di combustione, in quanto si ha una bassa produzione di calore con temperature di soli ~300÷400°C. E’ nel vano posteriore completamente in refrattario ad alta resistenza termo meccanica, la cosiddetta “seconda camera di combustione”, dove avviene il vero e proprio processo di trasformazione in energia termica con lo sviluppo di grandi quantità di calore e il raggiungimento di temperature superiori ai 1000÷1100°C. Nella caldaia a fiamma inversa un ventilatore aspirante posto sul condotto d'uscita dei fumi obbliga la fiamma a “rovesciarsi” e a invertire il suo andamento naturale che è dal basso verso l’alto. Nella caldaia a fiamma assiale invece la fiamma viene traslata lateralmente e poi lasciata sviluppare in modo naturale dal basso verso l’alto.

• il carico del combustibile è più agevole in quanto avviene dall'alto
• la camera di combustione è posteriore al vano di carico, per questa ragione l’altezza del corpo caldaia è minore
• il cassetto della cenere è posto sotto alla griglia del vano di carico e ne raccoglie la cenere mano a mano che cade
• è possibile utilizzare scarti derivanti dall'industria del legno, quali: trucioli, segatura e altri scarti del legno, a patto che vengano intercalati alla legna
• la fiamma si sviluppa naturalmente in verticale dal basso verso l’alto
• la camera di combustione verticale consente di avere un percorso più lungo garantendo ai gas un tempo maggiore di permanenza e quindi una combustione più completa