onderscheidt men in vaste, vloeibare en gasvormige brandstoffen en deze kunnen weer worden onderverdeeld in natuurlijke en kunstmatige brandstoffen.
Van de natuurlijke brandstoffen noemen wij hout, turf, bruinkool, steenkool, aardolieproducten en brongas. Houtskool, cokes, benzol, synthetische benzine, spiritus, stadsgas en generatorgas behoren tot de kunstmatige brandstoffen. Ook rekent men hiertoe steenkoolbriketten (steenkoolgruis gebriketteerd met behulp van pek) en bruinkoolbriketten (vervaardigd zonder enig bindmiddel). Naar de toepassing maakt men onderscheid tussen brandstoffen die voor verwarmingsdoeleinden worden gebruikt en motorbrandstoffen.
Brandstoffen bestaan hoofdzakelijk uit koolstof, waterstof en zuurstof. Aardolieproducten, benzol en cokes bestaan hoofdzakelijk uit waterstof en koolstof. Vaste brandstoffen zijn bovendien steeds min of meer verontreinigd met minerale bestanddelen. Deze minerale bestanddelen blijven, na verbranding, als as in het vuur achter. Soms, als de temperatuur in het vuur zeer hoog is (de temperatuur in een steenkoolvuur kan soms 1700 gr. C. bedragen) of als de verwekingstemperatuur van de minerale bestanddelen laag is, smelt de as.
Zij vomt dan slakken. Dit slakken van de as moet niet worden verward met de cokesvorming, die sommige kolen zelf in het vuur vertonen. Dit laatste verschijnsel wordt aangeduid met de naam bakken.
De hoeveelheid lucht, die voor de volledige verbranding nodig is, hangt af van het koolstof-, waterstof- en zuurstofgehalte der brandstof. Voor minderwaardige brandstoffen, droog hout, turf en bruinkool, is per kg brandstof ongeveer 7 m3 lucht nodig. Steenkool, anthraciet en cokes vragen per kg ongeveer 9-10 m3 lucht, terwijl voor de volledige verbranding van aardolieproducten en benzol ongeveer 12 m3 vereist is. Voor stadsgas is ca 5½ m3 per m3 gas vereist en voor watergas ongeveer 2½ m3 per m3 gas. Dit zijn de theoretisch vereiste hoeveelheden lucht. Daar de verbranding met deze hoeveelheden lucht slechts volledig is bij ideale menging, wordt in de practijk meestal met 50-100 pct overmaat lucht gewerkt. Want onvolledige verbranding zou, wegens de vorming daarbij van het brandbare gas koolmonoxyde, tot grote warmteverliezen leiden.
Een der belangrijkste constanten van een brandstof is haar verbrandingswarmte. Hieronder verstaat men het aantal warmte-eenheden (calorieën), dat bij volledige verbranding van 1 kg brandstof (bij gasvormige brandstoffen van 1 m3 brandstof) vrijkomt. Hierbij is aangenomen, dat het gevormde water, na afloop der verbranding, in vloeibare toestand aanwezig is. In de practijk krijgt het water echter geen gelegenheid te condenseren, de hoeveelheid warmte, die in werkelijkheid ter beschikking komt, is dus minder dan de verbrandingswarmte. Vandaar, dat men de verbrandingswarmte corrigeert voor de condensatiewarmte van het gevormde water. Wanneer deze correctie heeft plaats gehad, spreekt men van de stookwaarde der brandstof.
Het is niet mogelijk voor de verbrandingswarmte en stookwaarde van een vaste brandstof een bepaald getal op te geven, omdat dit afhangt van de hoeveelheid aanwezige verontreinigingen (as en water). Immers, is de verbrandingswarmte van een geheel zuivere kool 8000 cal., dan is deze voor dezelfde kool, die 20 pct onzuiverheden bevat, 7200. Vandaar dat, ter algemene oriëntatie, de constanten van vaste brandstoffen steeds worden opgegeven op zuivere kool. Dit wil dus zeggen op water- en asvrije brandstof. Op water- en asvrije brandstof is de stookwaarde van hout ca 4000 cal., die van bruinkool 6000-7000 cal. en die van steenkool ca 8200 cal. De verbrandingswarmte van deze brandstoffen ligt ongeveer 300 cal. hoger.
De stookwaarde van petroleumproducten (benzine, petroleum, gasolie, stookolie) bedraagt ca 10.000 cal. De verbrandingswarmte ligt in dit geval ca 800 cal. hoger.
Het onderzoek van een brandstof beperkt zich meestal tot de bepaling van de aanwezige onzuiverheden (as en water, soms ook zwavel), de verbrandingswarmte en stookwaarde, de cokesvormende eigenschappen (bakken) en de smelteigenschappen van de as (slakken).
De bereikte vuurtemperatuur hangt af van de hoeveelheid verbrandingslucht die wordt toegevoerd, haar temperatuur (luchtvoorwarming) en de aard der brandstof. Wat de aard der brandstof betreft, is voor de bereikte temperatuur niet zozeer haar stookwaarde van belang als haar verbrandingssnelheid. Zeer sprekend is dit bij gassen, daar dikwijls met gassen met lage stookwaarde, maar hoge verbrandingssnelheid de hoogste vlamtemperatuur wordt bereikt. Maar ook bij de verbranding van vaste brandstoffen (cokes) speelt de verbrandingssnelheid een zeer grote rol. Verschillende methoden zijn daarom voorgesteld om de verbrandingssnelheid van vaste brandstoffen in het laboratorium te bepalen.
D. J. W. KREULEN
