ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Требования к конструкции горелочных устройств и их расположе. нию в шахтных печах из "Производство извести" В промышленности наибольшее применение получил природный газ, основным компонентом которого является метан. [c.59] Процесс горения метана — типичный пример сложной цепной реакции, схема которой представлена на рис. 15 [25]. Промежуточными продуктами реакции являются формальдегид, окись углерода, перекисные соединения, некоторые радикалы. Окись углерода часто находят в отходящих продуктах реакции. Формальдегид обнаружен экспериментально при окислении всех углеводородов. Концентрация его стационарна и обычно невелика, но при определенных условиях окисление может идти только до формальдегида. [c.59] Данные о равновесии не характеризуют кинетики реакции, и поэтому степень полноты протекания процесса диссоциации, особенно в специфических условиях шахтных печей, остается еще не выясненной. [c.61] Как указывает В. П. Михеев [27], углеводороды, включая метан, даже в очень малые промежутки времени в результате разложения дают заметные количества элементарного углерода. Наличие катализаторов (железа, никеля) сильно ускоряет процесс разложения . [c.61] Температура термической диссоциации углеводородов метанового ряда уменьшается с увеличением их молекулярного веса. А. Е. Чи-чибабин [28] приводит следующие данные о температуре разложения углеводородов до элементарного углерода метан 800 °С, пропан 700—800 °С, бутан 650—750 °С. Поэтому применение пропан-бута-новых фракций для сжигания в шахтных печах требует соблюдения некоторых специфических условий. [c.61] В качестве газообразного топлива применяют коксодоменные газы и отходящие газы электродуговых карбидных печей. Отходящий газ карбидных печей, состоящий в основном из окиси углерода, может покрыть более 50% потребности в топливе, а недостающее количество намечается восполнять природным газом. [c.61] В результате образуется не только конечный продукт, но и новые активные центры. Установлено, что скорость реакции окисления окиси углерода не зависит от концентрации кислорода и пропорциональна произведению концентрации СО и начальной концентрации влаги. При одновременном сжигании окиси углерода и водорода, при избытке кислорода, водород сгорает в 3 раза быстрее СО. Механизм горения водорода во многом напоминает механизм горения СО 301. [c.61] Диффузионный режим сжигания топлива характеризуется горением газовоздушной смеси в момент ее образования и происходит в случае отсутствия предварительного перемешивания газа с воздухом. Наибольшая протяженность диффузионного факела наблюдается при ламинарном характере течения потоков топлива и воздуха [31]. [c.62] С переходом от ламинарного режима течения потоков к турбулентному изменяется и относительная длина пламени, равная отношению осевой скорости потока к скорости диффузии. Если при ламинарном режиме движения относительная длина факела возрастает с увеличением нагрузки горелки, то при переходе к турбулентному режиму, в некоторых границах, она постоянна. Длина диффузионного факела в турбулентном потоке не зависит от его скорости, а зависит от химического состава газа, его физических свойств и особенностей перемешивания. Газы с высокой теплотой сгорания образуют более длинный факел. [c.62] При высоких температурах скорость химической реакции становится несоизмеримо больше скорости образования смеси, поэтому фактическая скорость сгорания топлива оказывается равной скорости смешивания топливного газа и воздуха. [c.62] Жидкое топливо сжигают после предварительного испарения или распыления в топочном пространстве, что способствует его быстрому испарению и перемешиванию с воздухом. Процесс испарения мазута начинается при 150 °С, а при 200—300 °С протекает очень интенсивно, в особенности при тонком распылении. [c.62] Переход жидких углеводородов в газообразное состояние может протекать одновременно с реакциями окисления в присутствии кислорода. [c.62] Процесс пирогенетического разложения углеводородов мазута начинается при 400 °С и интенсифицируется с повышением температуры. Однако при 650—700 °С и недостатке кислорода могут образоваться тяжелые высокомолекулярные углеводороды, предельно насыщенные углеродом (до 95—98%). Процесс расщепления топлива обычно сопровождается образованием твердого остатка в виде сажи и коксика. [c.62] Спецификой обжиговых печей является необходимость охлаждения получаемого продукта. Поэтому воздух полностью или частично должен подаваться в печь через зону охлаждения, что предопределяет диффузионный режим горения, протекающий в межкусковых порах. Кусковой слой может оказывать различное влияние на процесс горения. С одной стороны, компактный слой препятствует полному и быстрому перемешиванию газов и этим резко замедляет горение, с другой — наличие раскаленной насадки может способствовать зарождению активных центров, ускоряющих течение основной реакции. И все же скорость всего процесса лимитируется образованием смеси. Поэтому изучение закономерностей перемешивания газов в компактном и кипящем слое кусковой засыпки приобретает особо важное значение. [c.63] Трудность образования газовоздушной смеси в слое кускового материала приводит к тому, что углеводороды, движущиеся через нагретый кусковой слой, подвергаются термической диссоциации с образованием элементарного углерода. Элементарный углерод, выделяющийся в виде сажи, очень трудно сжечь в шахтной печи. Влияние его на процесс не ограничивается только увеличением расхода топлива на обжиг извести. Вследствие неполного сгорания углерода в стыках и трещинах откладывается сажа, что разрушающе действует на футеровку, резко сокращая срок ее службы [32, 33]. [c.63] Особые трудности возникают в случае применения в шахтных печах пропан-бутановых фракций. При сжигании пропан-бутана необходимо поддерживать более высокий коэффициент расхода воздуха, чем при сжигании метана (1,2—1,3 против 1,1 при использовании в обоих случаях горелки одного и того же типа). Недопустимо применение периферийных однопроводных горелок, которые быстро забиваются образующимся элементарным углеродом [34]. С целью обеспечения взрывобезопасности рекомендован режим работы печей под избыточным давлением. Такой режим способствует получению газовоздушной смеси в заданной пропорции, что исключает проскок несгоревшего газа на колошник печи [35]. [c.63] Явление термической диссоциации газообразного топлива отсутствует у окиси углерода, что облегчает ее сжигание в кусковом слое. Отсюда следует, что в случае удовлетворительного решения вопроса о сжигании метана оно будет, безусловно, приемлемо и для случая сжигания СО (например, для случая применения отходящих газов карбидных печей). [c.63] Горение газообразного топлива при использовании периферийных горелок. Горение газообразного топлива при вводе его через фурмы изучалось на промышленной печи [36]. Результаты анализа проб газа, отобранных в радиальном направлении на уровнях 1,6 и 3,6 м от оси диффузионной и инжекционной горелок, приведены на рис. 16, 17. [c.63] Увеличение пути прохождения газа по высоте шахты не приводило к повышению полноты его сжигания в пристенном слое из-за недостатка кислорода. Интенсивное перемешивание газа с воздухом происходило лишь на небольшом участке на расстоянии 0,8—1,0 м от стенки печи. [c.64] Таким образом, при подаче воздуха в инжекционную горелку обеспечивалось более полное сжигание газа, что, в свою очередь, вызывало образование локального очага высокой температуры у самой стенки печи с последующим оплавлением и разрушением футеровки. Это обстоятельство препятствовало использованию двухпроводных периферийных горелок на промышленных печах. [c.65] Вернуться к основной статье