ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Термическое окисление из "Проектирование аппаратов пылегазоочистки" Уравнение (1. XIV) имеет приближенный характер, так как в нем учтены лишь основные по количеству исходные и конечные ингредиенты реагирующей системы. [c.66] Если высокотемпературной обработке подвергаются химические соединения, в составе которых имеются другие горючие и негорючие элементы - сера, фосфор, галогены, металлы и т.п., то в продуктах реакции вероятно появление высокотоксичных соединений, откуда следует неприменимость термообработки для санитарной очистки подобных выбросов. [c.66] Реакции окисления чисто органических соединений являются экзотермическими. Тепловой эффект реакции Q, отнесенный к единице количества, массы или объема исходного горючего вещества, называют его теплотой сгорания. Теплоту сгорания горючей смеси с достаточной точностью можно вычислить по правилу аддитивности. В теплотехнических расчетах различают низщую и высщую теплоту сгорания. Значение теплоты сгорания, не включающее теплоту конденсации водяного пара в продуктах сгорания, называют низшей теплотой сгорания. Если продукты реакции горения перед удалением в атмосферу проходят обработку в тепломассообменных аппаратах, где пар может сконденсироваться, то необходимо учесть и выделяющуюся при этом теплоту. В подобных случаях теплотехнические расчеты выполняют по высшей теплоте сгорания. [c.66] Интенсивность выделения теплоты зависит от скорости реакции (1.Х1У). Кинетические уравнения окисления органических соединений невозможно составить по стехиометрии, так как они относятся к сложным химическим реакциям и протекают по радикально-цепному механизму с образованием в конце каждого элементарного цикла дополнительных активных центров. Такие реакции называют разветвленными. [c.66] Воспламенение или быстрая реакция окисления может произойти и при нагревании смеси вследствие температурного роста скорости реакции. Температ рную зависимость скорости реакций термоокисления, как и других химических реакций, выражают соотнощением (1.68). [c.67] Температура, до которой необходимо нагреть смесь, чтобы началась быстрая реакция термоокисления, называется температурой самовоспламенения. Ее величина зависит от природы вещества (энергии активации) и условий теплоотвода из зоны реакции. Температура самовоспламенения горючего вещества в смеси с воздухом выще, чем в смеси с кислородом. Основной причиной этого является расход части подводимого к смеси тепла на нагрев инертных ингредиентов воздуха. По аналогичной причине температура самовоспламенения забалластированного горючего выше, чем чистого. [c.67] Температура самовоспламенения является основной характеристикой пожаро- и взрывоопасных свойств газовых смесей и аэрозолей (см. раздел 1.2.]].). Ее ориентировочные значения для смесей горючих газов могут быть подсчитаны по принципу аддитивности. Температуры самовоспламенения сложных аэродисперсных систем могут быть найдены только эмпирически. [c.67] Процессы горения могут происходить самопроизвольно в определенных интервалах концентраций горючих веществ. Концентрации горючего на границах интервалов называют нижними и верхними концентрационными пределами воспламенения. Значения нижних и верхних пределов воспламенения и температур самовоспламенения некоторых индивидуальных газов и аэрозолей представлены в приложениях. [c.67] Для нахождения пределов воспламенения аэрозолей и забалластированных газов следует использовать эмпирические сведения, а расчеты по правилу аддитивности можно использовать только для предварительных оценок. [c.68] При концентрации горючего в смеси с окислителем вне интервала воспламенения термоокисление можно осуществить, нагревая смесь до температуры самовоспламенения. Такая реакция будет идти до практически полного исчерпания горючего или окислителя в стехиометрической пропорции. [c.68] Нередко концентрации горючих соединений в газовых выбросах бывают намного меньше нижнего предела воспламенения. Термоокисление таких загрязнителей требует значительных затрат тепловой энергии. В качестве энергоносителя для установок термообработки отбросных газов наиболее удобно газовое топливо. [c.68] Принципы использования газового топлива в технологических и энергетических установках достаточно широко освещены в науч-но-технической литературе (см. напр. [12], [13], и др.). Основными параметрами, непосредственно влияющими на качество сжигания газового топлива, считаются коэффициент избытка воздуха а, уровень температуры процесса и время пребывания реагентов в зоне высоких температур. Коэффициент избытка воздуха представляет собой отношение действительного количества воздуха в зоне горения к теоретически необходимому, который складывается аддитивно по теоретическим потребностям воздуха для окисления горючих компонентов газового топлива. [c.68] Время пребывания исходных реагентов и промежуточных продуктов реакции, необходимое для их полного окисления, является исключительно важной характеристикой процессов горения топлива и, в особенности, термообезвреживания газовых выбросов. На него оказывают влияние практически любые факторы, которые могут иметь место в процессе термообработки. Теоретических способов нахождения необходимого времени пребывания нет, и поэтому приходится определять его величину ориентировочно по эмпирическим данным. [c.69] Представленный вариант формул записан для 1 м горючей газообразной смеси (смеси, состоящей из горючих компонентов топливного газа и гомогенных горючих загрязнителей отбросных газов) в нормальных условиях. В расчетах систем с дисперсными горючими органическими загрязнителями объемные доли в соответствующих формулах необходимо заменить на мольные или массовые. [c.71] Приведенные формулы являются математически точными, т.е. не вносят дополнительную погрешность в обычные расчетные зависимости для характеристик горения топлива, если загрязнители не содержат в своем составе других элементов, кроме углерода С, водорода Н и кислорода О. Следует иметь в виду, что соотношения 1.78...1.92 не приспособлены для расчетов термоокисления иных видов загрязнителей. В частности, в формулу (1.89) не включено содержание азота в составе загрязнителей, в формулах (1.87, 1.88, 1.90) подразумевается полное окисление всех горючих реагентов кислородом и т.д. Как было отмечено ранее, термообработка загрязнителей, в молекулы которых входят какие-либо элементы, кроме углерода С, кислорода О и водорода Н, неприемлема. [c.71] Вернуться к основной статье