Co jsou spaliny: Definice, složení a význam

18.03.2026

Spalování je konverze primární chemické energie obsažené v palivu (např. plyn nebo dřevo) na teplo (sekundární energii) oxidačním procesem. Spalování je pojem pro všechny chemické reakce kyslíku s jinými látkami, které vedou k uvolňování energie a jsou velmi důležité jak v oblasti techniky (např. spalovací motory), tak biologických procesů (např. dýchání).

Složení spalin

Spalovací procesy probíhají za vysokých teplot (až 1000 °C i výše). Kyslík pro spalování pochází ze vzduchu přiváděného do spalovacího procesu a jeho množství závisí na druhu paliva.

Při plně oxidačním spalování jsou hlavními složkami spalin vodní pára (H2O), oxid uhličitý (CO2) a kyslík (O2). Podle složení spalovaného materiálu a v závislosti na provozních podmínkách vzniká také malé množství oxidu uhelnatého (CO), chlorovodíku (HCl), fluorovodíku (HF), bromovodíku (HBr), jodovodíku (HI), oxidů dusíku (NOx), oxidu siřičitého (SO2), těkavých organických látek (VOC), polychlorovaných dibenzodioxinů (PCDD), polychlorovaných dibenzofuranů (PCDF), polychlorovaných bifenylů (PCB) a sloučenin těžkých kovů.

Hlavní složky spalin

Dusík (N2): Dusík je hlavní složkou vzduchu (79 objemových %) a spalování se neúčastní. Do atmosféry odchází v nezměněné podobě, kromě té části, která zreaguje na oxidy dusíku.
Oxid uhličitý (CO2): Oxid uhličitý je bezbarvý plyn, bez zápachu, se slabou kyselou chutí. Vzniká při spalování všech paliv (vyjma spalování čistého vodíku) a také při dýchání. Je to skleníkový plyn, díky jeho schopnosti filtrace tepelného záření. Při koncentraci nad 15 % dochází ke ztrátě vědomí. Používá se pro výpočet komínové ztráty a obsahu CO2.
Vodní pára (H2O): Vzniká při spalování paliv obsahujících vodík.
Oxid uhelnatý (CO): Oxid uhelnatý je bezbarvý plyn, bez zápachu, toxický. Vzniká při nedokonalém spalování paliv a dalších uhlíkatých materiálů. Reaguje s kyslíkem na CO2. Již při vdechování koncentrace 700 ppm dojde za krátkou dobu k smrti. Maximální přípustná koncentrace pro pracovní prostory je 50 ppm.
Oxidy dusíku (NOx): Vznikají, když se vzdušný dusík (N2) váže se vzdušným kyslíkem (O2) na oxid dusnatý (NO). Oxid dusnatý (NO) se vlivem dalšího kyslíku (O2) po čase oxiduje na oxid dusičitý (NO2). Oxid dusičitý je jedovatý plyn, jehož vdechování vede k těžkému poškození plic. Oxid dusičitý (NO2) (za přítomnosti slunečního světla) přispívá ke tvorbě ozonu. Souhrn podílů NO a NO2 se označuje jako „NOx“.
Oxid siřičitý (SO2): Je bezbarvý toxický plyn, s dráždivým zápachem. Vzniká oxidací síry v palivu. Je limit 5 ppm. Přispívá ke vzniku kyselých dešťů. K odstranění oxidů síry se používají vypírací technologie.
Uhlovodíky (CxHy): Emise CxHy mohou vznikat při jejich zpracování (např. i likvidaci, například rozpouštědla, plasty, palivo motorů apod.) nebo při nedokonalých spalovacích procesech (např. cigarety, požáry lesů). Jedná se například o methan (CH4) nebo benzen (C6H6), nebo i silně karcinogenní sloučeniny, např. benzo(a)pyren. Koncentrace všech uhlovodíků ve spalinách se většinou vyjadřuje a měří jako „celkový organický uhlík“.
Pevné částice: Pevné částice ve spalinách pocházejí z nespalitelných složek pevného nebo kapalného paliva, například popel z uhlí, saze z nedokonalého spalování nebo těžké kovy z topných olejů.

Analýza spalin

V analýze spalin se běžně používají hmotnostní a částicová koncentrace. Běžnou jednotkou hmotnostní koncentrace je miligram nebo mikrogram na metr krychlový (mg, µg, atd.) a velmi populární částicovou koncentrací je ppm (parts per million). Pro porovnání je nutné hmotnostní koncentrace přepočítat na normální podmínky [mg·Nm-3] použitím standardní hustoty plynu. Hodnoty je nutné přepočítat na definovaný obsah kyslíku, na kterou se musí hodnoty přepočítat.

Spalování odpadu a čištění spalin

Směsný komunální odpad a velkoobjemový odpad mají velmi různorodé složení. Organické látky v odpadu hoří, pokud dosáhnou nezbytné teploty vznícení a dostanou se do kontaktu s kyslíkem. Z odpadu vznikne hořením popel, spaliny a popílek, který je spalinami unášen.

Čtěte také: Vliv PVC spalin na ovzduší

Ve spalovnách komunálního odpadu je obsah popela přibližně 20-30 % hmotnostních ze vstupujícího tuhého odpadu. Horké spaliny předávají svou energii přitékající vodě, kterou mění na páru. Pára je přiváděna k turbogenerátoru a zde se vyrábí elektřina. Část páry je odváděna k ohřevu vody.

Čištění spalin probíhá ve spalovně v několika stupních. Jednotky čištění spalin bývají mnohem větší než samotné kotle na spalování odpadu a často se jedná o několikapatrové stavby.

Čištění spalin ve spalovnách zahrnuje:

čištění anorganických složek spalin (SO2, HCl, těžké kovy apod.) pomocí mokrého chemicko-fyzikálního procesu
odstranění pevných prachových částic pomocí filtračních zařízení

Kvalita vyčištěných spalin, které vystupují komínem do atmosféry, musí být kontinuálně sledována a splňovat přísné emisní limity dané legislativou. Emisní limity pro vypouštěné látky ze spaloven podléhají přísným limitům, které všechny v současnosti fungující spalovny KO v ČR splňují.

Spalování plastů

Při spalování plastů, jako je PET, vzniká při dokonalém spalování pouze oxid uhličitý a voda. Podobně jako u jiných plastů je ovšem poměrně těžko dosáhnout podmínek blížících se dokonalému spalování. Rozhodně nelze počítat, že v kamnech shoří dokonale bez vzniku toxických spalin. V případě PET bylo za modelových podmínek nedokonalého spalování spáleno 73 % obsaženého uhlíku na oxidy uhlíku, z toho pak 13,4 % na oxid uhelnatý (toxický), 15,6 % na těkavé uhlovodíky (methan, ethen, benzen, toluen) a 2,9 % na PAH (polycyklické aromatické uhlovodíky). Mezi těkavými uhlovodíky je i karcinogenní benzen (67 mg/kg spáleného PET), mezi PAH je řada karcinogenů (např. benzo(a)pyren v množství 30 mg/kg).

Čtěte také: Nebezpečné látky ve spalinách

Při spálení plastových pytlíků, PET lahví a vlhkých kartonů se oheň v kamnech přidusí a směs dlouho doutná. To jsou výborné podmínky pro tvorbu spalin bohatých na oxid uhelnatý, saze (spolu s PAH), uhlovodíky z pyrolýzy a akrolein.

Vliv kyslíku na spalování

Efektivnost průmyslových spalovacích procesů lze vedle předehřevu spalovacího vzduchu výrazně zlepšit také použitím kyslíku. Vzduch je tvořen 21 % kyslíku, 78 % dusíku a 1 % ostatních plynů. V průběhu spalování ve vzduchu inertní dusík ředí reaktivní kyslík a odvádí část energie ze spalovacího prostoru ve formě horkých spalin. Zvyšováním podílu kyslíku ve spalovacím vzduchu můžeme snížit energetické ztráty a zvýšit tepelnou účinnost.

Výhody spalování s obohaceným vzduchem:

Zvýšit účinnost
Snížit emise
Zlepšit stabilitu teploty a přenos tepla
Zvýšit produktivitu

Komín jako řešení

Spaliny odváděné fasádou do ovzduší proudí podél domovní stěny a vnikají zpět okny do obytných prostor. Spaliny musí být odváděny nad střechu. Komín je nejlepší řešení.

Komín znamená pouze 0,7% celkové investice.

Čtěte také: Rozdíly mezi dřezovým odpadem, sifonem a trubkou

tags: #spaliny #co #to #je