Het houtverbrandingsproces

Houtverbranding is een complex proces waarbij houtgas reageert met zuurstof uit de verbrandingslucht en waarbij warmte vrijkomt. Binnen het proces kan grofweg onderscheid gemaakt worden tussen 3 deelfases, die elk op zich nog een complex geheel van processen en reacties omvatten:

• Droogfase = verdamping van vrij water
• Vergassingsfase =  vergassing en verbranding van vluchtige bestanddelen
• Uitbrandfase = verbranding van houtskool

Deze 3 processen verlopen niet strikt consecutief, maar kunnen simultaan plaatsvinden op verschillende plaatsen in een verwarmingstoestel.

Droogfase

In de droogfase warmt het hout op en verdampt het aanwezige vocht.

                Vochtig hout → Droog hout + waterdamp

Verdamping van water vraagt energie. Hoe vochtiger het hout, hoe meer water zal verdampen, en hoe meer energie nodig is voor de droogfase. Dit zal de temperatuur van de rookgassen verlagen en is nadelig voor de energieopbrengst van het verbrandingsproces en voor de emissies (zie paragraaf Factoren die de verbrandingskwaliteit en de emissies beïnvloeden).

Vergassingsfase

Als het droge hout verder opwarmt, start de vergassingsfase. Hierbij worden, door een combinatie van pyrolysereacties en verdamping, vluchtige componenten uit het hout vrijgesteld. De chemische samenstelling van de vrijgestelde gassen is afhankelijk van de aard van het hout en de procesomstandigheden (oa temperatuur). Een aanzienlijk deel van het hout (ca. 80%) wordt in vluchtige componenten omgezet. De vluchtige componenten verbranden vervolgens, onder vrijstelling van warmte en licht (vlammen). Hierbij wordt – bij volledige verbranding – CO₂ en water gevormd. De vaste fase die overblijft op het eind van dit proces is houtskool, en bestaat uit C en anorganische verbindingen, waaronder zouten en metaaloxiden.

                Droog hout → Houtskool (C) + Vluchtige componenten (CH)

                Vluchtige componenten (CH) + O₂ → CO₂ + H₂O

Uitbrandfase

De overblijvende houtskool brandt vervolgens verder uit in de uitbrandfase. Hierbij wordt – bij volledige verbranding – CO₂ gevormd. Tijdens de uitbrandfase gloeit het houtskool nog na, maar zijn geen vlammen meer zichtbaar omdat er geen vluchtige componenten meer vrijkomen. Aan het eind van het proces blijft een asrest over.

                C (houtskool) + O₂ → CO₂ + asrest