완전연소

요약 산소를 충분히 공급하고 적정한 온도를 유지시켜 반응물질이 더 이상 산화되지 않는 물질로 변화하도록 하는 연소이다.

일반적으로 연료로 많이 사용되는 LNG, LPG, 프로페인가스, 휘발유, 경유 등의 탄화수소들은 완전연소하여 이산화탄소와 수증기를 생성한다. 그러나 연소온도가 낮고 공기량이 충분하지 않으면 불완전연소하여 일산화탄소나 그을음(C)을 생성하기도 한다.

수소에 비해 탄소의 수가 적은 물질인 LNG(CH₄)나 프로페인(C₃H₈) 등이 연소할 때에는 필요한 산소의 수가 적으므로 완전연소되기 쉽고, 수소에 비해 탄소의 수가 많은 물질인 휘발유(C₈H₁₈), 경유(C₁₆~C₁₈) 등은 연소할 때 필요한 산소의 수가 상대적으로 많아 불완전 연소하여 그을음이나 일산화탄소를 배출하기 쉽다. 즉, 포화탄화수소화합물의 탄소수가 많아질수록 완전연소하기 어렵다.

LNG의 연소
  CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O ( 수소 : 탄소 = 4 : 1 = 1 : 0.25 )

경유의 연소
  C₁₇H₃₆ + 26O₂ → 17CO₂ + 18H₂O ( 수소 : 탄소 = 36 : 17 = 1 : 0.47  )

위 두 연소를 비교하면 메테인(CH₄)은 수소 1에 대한 탄소의 수가 0.25이며 1분자가 연소하기 위해서는 산소 2분자가 필요하다. 반면 경유(C₁₇H₃₆)는 수소 1에 대한 탄소의 수가 0.47이며 1분자가 연소하기 위해서는 산소 26분자가 필요하다. 따라서 같은 연소조건일 경우 수소에 대한 탄소의 수가 많아질수록 산소가 더 많이 필요하므로 완전연소하기 어렵다.