ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Характер газообразования в слое из "Топочные процессы" Принимая во. внимание современные представления о механизме сгорания твердого углерода, вряд ли целесообразно говорить в обычном элементарном смысле об образовании горючей смеси в том случае, когда в воздухе сжигается твердое топливо. [c.153] Образование первичной газообразной горючей смеси в толще топлива имеет достаточно сложный характер даже в том случае, когда твердым горючн М веществом топлива является чистый углерод. С известным приближением к такому случаю имеют дело при сжигании кокса или антрацита. Повидимому, как это разбиралось е своем месте, при горении твердого углерода в слое возникают все три сопутствующих друг другу процесса непосредственное окисление твердого вещества до СОг кислородом воздуха (преимущественное протекание в зоне не слишком повышенных температур процесс идет с повышением тем-пе ратуры, т. е. с саморазгоном) окисление твердого вещества кислородосодержащими молекулами продуктов полно го сгорания СОо и НгО (преимущественное протекание процесса в зоне достаточно высоких температур процесс идет с расходованием тепла, т. е. с понижением температуры реакции, а следовательно, с самозатуханием) сгорание образовавшихся от предыдущих процессов газообразных продуктов газификации в виде СО и Из процесс идет с повышением температуры за счет тепловыделения, компенсируя частично или полностью тепловые затраты на о бразование этих горючих газов. [c.153] Необходимый для всего этого кислород доставляется первичным воздухом при увлажненном воздухе в процессе газообразования может участвовать и внешний водяной пар, аналогично тому как это имеет место при генерации водяного газа, представляющего собой смесь состава СО - - Нг, получающуюся по итоговой реакции С + НгО — СО Нг. [c.153] Картина еще более усложняется при сжигании натурального топлива, так как в процессе газообразования начинают участвовать постепенно, по мере прогрева топлива, выделяю-щи-еся из него летучие. [c.153] Поток первичного воздуха, проходя через слой, в котором происходит активный процесс газификации, постепенно меняет свой состав за счет присоединения к нему летучих, выделяемых прогретыми слоями топлива, продуктов газификации и частичного сгорания образующейся газообразной горючей смеси. Свободный кислород воздуха исчезает в потоке на сравнительно коротком участке пути, не превышающем, как показал специально проведенный нами и Николаевым опыт [Л. 11], трех-четырех рядов частиц топлива правильной геометрической формы (т. е. трех-четырех калибров), что потом было отчетливо подтверждено в развернутых опытах КО Лодцева [Л. 27]. На фиг. 15-3 показано изменение избытка воздуха над слоем сферических частиц, расположенных в три pядa в маленькой лабораторной печи, по мере развития процесса их выгорания. При достижении высокой температуры в слое, т. е. в пернод наиболее активного состояния слоя, избыток воздуха, несмотря на тонкий трехрядный слой, не превышал теоретического даже для лишенного летучих слоя частиц электродного угля. [c.153] Иоследования [Л. 27 и 28] показали также, что высота кислородной зоны не зависит от скорости воздушного потока, т. е. от форсировки слоя. [c.154] Выше этой кислородной зоны возникает так называемая восстановительная зона, где преобладают реакции углерода с продуктами полного сгорания — углекислотой и водяным паром. В этой зоне газо-воздушного потока процесс газообразования идет с отрицательным избытком воздуха (а 1). Если такая картина имеет место по всему сечению потока, то избавиться от необходимости ввода в процесс вторичного воздуха можно только за счет соответствующего снижения высоты слоя. Последняя становится, таким образом, регулятором применяемого в процессе среднего избытка воздуха и должна подбираться в соответствии с содержанием летучих в топливе. Так как процесс идет в диффузионной области, т. е. скорость химической реакции несоизмеримо больше скорости доставки кислородосодержащих веществ к месту реакции, то протяженность кислородной и восстановительной зон пр актически не зависит от форсировки слоя. Таким образом, в топках полного сжигания работа должна вестись на тонких слоях и при-ТО М тем более тонких при одинаковом среднем размере кусков, чем моложе горючая масса топлива. Толстые слои, при которых работа ведется с явным недостатком воздуха, применяются при газификации тве рд01Г0 топлива в газогенераторах. [c.154] Схематически это представлено на фиг. 15-4. [c.154] Вместе с тем, так как при любых размерах кусков топлива зона свободного кислорода равна примерно трем-четырем калибрам (за единицу принимается средний линейный размер кусков топлива), высота слоя для одного и того же сорта топлива во избежание чрезмерных избытков воздуха должна быть тем больше, чем больше средний размер кусков. [c.154] Принимая во внимание, что рассматриваемый процесс газификации имеет поверхностный (гетерогенный) характер, последнее условие сводится, по существу, к требованию о сохранении минимально допустимой суммарной внутренней поверхности активной части кускового слоя, обеспечивающей работу с удовлетворительными избытками воздуха. Этим объясняется необходимость работы на весьма толстых слоях при сжигании таких грубокусковых топлив, как дрова или кусковой формовочный торф, высота слоя которых держится в пределах А = 0,5-н0,7 м, в то время как для бурых и каменных углей применяются слои высотой = 0,1 —0,2 м. [c.154] Вернуться к основной статье