ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Особенности процесса горения газового топлива из "Сжигание газа в промышленных печах и котлах" Горение горючих газов протекает по общеизвестным уравнениям химических реакций окисления их кислородом воздуха в углекислый газ и воду. [c.7] Химические формулы горения газов не объясняют механизма протекающих реакций, а являются результирующими выражениями процессов горения. [c.7] Механизм реакций, протекающих при горении газо-воздупгных смесей, может быть объяснен теорией ценных реакций, разработанной академиком Н. Н. Семеновым и его школой. В основе этой теории лежат два положения химии. [c.7] В этом случае наблюдается прямое воздействие, являющееся причиной, выводящей систему из относительно устойчивого состояния. [c.7] В продуктах реакции обязательно будет присутствовать новый свободный радикал. Не исключен также тот случай, при котором в продуктах реакции будет иметься более одной свободной валентности. [c.7] Из этого следует, что если -в способной к химическому превращению системе появился первичный радикал, то он, быстро вступая в реакцию с молекулой, рождает новый радикал, который, опять вступая в реакцию, вновь порождает радикал. Так, чередуясь, эти радикалы создают длинную цепь актов превращения. [c.7] Необходимо отметить, что механизм цепных реакций еще недостаточно изучен и часть звеньев цепей до настоящего времени экспериментально не выявлена. [c.8] Исследования пламени подтверждают цепной характер реакций горения. Так, в пламени метана выявлены окись углерода, водород, метиловый спирт и формальдегид, а также некоторые нестабильные соединения, неспособные на сколько-нибудь длительное существование. [c.8] Из сказанного следует, что в случае вынужденного прекращения или обрыва цепных реакций горения в уходящих газах должны находиться продукты промежуточных реакций. [c.8] Из этого можно сделать практический вывод, что при организации процесса горения необходимо обеспечить условия нормального протекания цепных реакций горения. Цепные реакции горения могут прекращаться но разным причинам, в частности при столкновениях радикалов со стенками. Поэтому газо-воздушные смеси горят в трубках малого диаметра в том случае, если диаметры трубок больше соответствующих для каждого газа критических диаметров. [c.8] При значительном охлаждении зоны горения газо-воздупшой смеси реакции горения прекращаются и в уходяшрх газах появляются продукты химической неполноты горения. [c.8] Обязательным условием осуществления реакций горения является равномерное перемешивание горючих газов с воздухом. Весь необходимый для горения воздух должен быть своевременно подведен к газу. Подвод части воздуха после выхода реагирующих газов из зоны горения приводит к тому, что этот воздух может не участвовать в процессе горения и лишь охлаждает его продукты. [c.8] Весьма важной особенностью процесса горения газовых смесей является наличие концентрационных пределов воспламеняемости. Газо-воздушные смеси могут воспламеняться без притока тепла извне только в том случае, если содержание газа в воздухе или кислороде находится в определенных для каждого газа пределах. [c.8] Существование концентрационных пределов воспламенения газов связано с количеством тепла, выделяющегося в процессе реакции горения. При чрезмерно малом содержании газа в газо-воздушной смеси недостаточно тепла, выделяющегося при горении, для доведения соседних слоев смеси до температуры воспламенения. [c.8] То же явление происходит при чрезмерно большом содержании газа в смеси. В этом слзгчае количество кислорода воздуха, поступающего для горения, недостаточно для развития тепла, необходимого для нагрева соседних слоев смеси до температуры воспламенения. [c.8] Пределы воспламеняемости некоторых газов приведены в табл. 2.6. [c.8] Для того, чтобы началось горение газовой смеси, необходимо создать определенные начальные условия для воспламенения смеси. [c.8] Окисление горючих газов может протекать и при низких температурах, однако вследствие незначительной скорости реакций при этих условиях окисление происходит медленно, почти незаметно. С повышением температуры скорость реакций окисления будет нарастать до наступления температуры воспламенения, при которой реакции резко ускоряются и вместо медленного окисления начинается процесс самопроизвольного горения, не требующий притока тепла извне. [c.9] С этого момента энергия реакций горения газо-воздупшой смеси не только компенсирует потери тепла в окружающую среду, но и получается в избытке, обеспечивая нагрев и активацию смеси газа и воздуха, поступающей в зону горения. [c.9] Таким образом, горючая смесь, нагретая до температуры воспламенения, в состоянии активировать такое количество молекул газа и кислорода воздуха, при котором баланс выделенного тепла получается настолько благоприятным, что скорость активации быстро увеличивается без участия постороннего источника энергии. [c.9] Вернуться к основной статье