ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Постадийный анализ процесса горения метана из "Физико-химические основы процесса горения топлива" Реакция взаимодействия метана с кислородом протекает стадийно и включает в себя совокупность элементарных реакций. [c.78] Автором представлены результаты окисления метана до СО и СО до СС 2. Опыты проводились в динамических условиях. [c.79] Лавров развил дальше теорию стадийного окисления метана и показал, что взаимодействие метана с кислородом протекает по четырем стадиям. Это вытекает из стехиометрии реакции СН4 + + 20г = СО2 + 2НаО, где участвуют четыре атома кислорода и каждый атом способен завершать определенную стадию процесса горения метана. [c.80] СН4 СНг СНгО А- СО СОг. [c.80] Из сравнения схем I и П следует, что они различаются между собой первичной стадией, ведущей к образованию метиленового или метильного радикалов. [c.80] Несколько позже, Вестенберг, Хаас [78] при изучении реакции взаимодействия O + GH4 пришли к выводу о четырехстадийном окислении метана, согласно стехиометрии реакции СН4 + 40 = = СО + Ог + Нг + НгО. Авторы данной работы рассматривают четыре возможных схемы из четырех стадий с учетом образования радикалов СН3, Hj, СН, СНО й т. д. [c.80] Существенным недостатком этих схем, по нашему мнению, является отсутствие формальдегида. Поэтому в основу расчетов, представленных в монографии, взята схема Лаврова, учитывающая образование и разложение промежуточного продукта окисления метана формальдегида. [c.80] Из анализа расчетных данных следует, что до 3000° К определяющей стадией данного процесса будет стадия окисления метана до метиленового радикала. При температуре выше 3000° К наиболее медленной стадией становится стадия 4. При этом изменении условий эксперимента, включая применение катализаторов, будет влиять на начальную температуру протекания той или иной стадии. [c.81] Дальнейшие расчеты проведены с целью определения кинетических закономерностей постадийной реакции окисления метана. [c.81] Для бедных метановых смесей, при значительном избытке кислорода, можно предположить, что реакции окисления метана и его продуктов являются псевДомолекулярными и относятся к реакциям первого порядка. [c.81] Это позволили применить основные положения, изложенные в работе И. Р. Родигина и Э. Н. Родигиной [79] для расчета состава газа и определения констант отдельных последовательных и необратимых реакций первого порядка в п ступеней. [c.81] Математический анализ последовательных реакций первого порядка в две стадии приведен во многих учебниках по химической кинетике и в определенных работах советских и зарубежных ученых [80, 81—85, 388—380]. [c.81] В работе [79] применен операторный метод решения дифференциальных уравнений для получения кинетической характеристики последовательной реакции первого порядка с любым числом стадий. [c.81] По данной системе определена концентрация СН4 (Со), СН20(С1), С0(С2), СОг(Сз) в зависимости от времени i (условное время) и молярного соотношения N [86]. При этом в первоначальных расчетах было принято, что/Сх = 1 и концентрация кислорода постоянна для каждой стадии. Константа второй стадии/С2 была рассчитана по составу газа, приведенному в работе [8]. Найдено К2 = 0,5. Значение Кз — 0.05 было взято из работы [87]. [c.82] На рис. 15 представлена зависимость содержания компонентов СН4, СН2О, СО, СО2 в газе от молярного соотношения. Из этих данных следует, что в начальный период окисления метана образуется формальдегид (кривая 2). По мере расходования метана концентрация формальдегида в газе растет и достигает максимума 4,89 мол.% при = 1,02 (/ = 1,38). [c.83] Накопление окиси углерода происходит более медленно и при большом молярном соотношении и времени (кривая 3). При максимальном содержании СН2О количество СО составляет 2,1 мол.%. [c.83] Расчеты были проведены при тех же условиях, что и предыдущие. Соответствующие значения Къ К , Кз были подставлены в систему уравнений (У1П-1). В результате получена для расчета система уравнений (УП1-4). [c.84] Вернуться к основной статье