Щелочные металлы сгорания температура

Натрий довольно широко применяется в качестве теплоносителя в различных энергетических установках. Он обладает достаточно хорошими физическими и теплофизическими свойствами, позволяющими осуществлять интенсивный теплосъем в различных теплообменных аппаратах (теплотворная способность 2180ккал/кг коэффициент теплопроводности, кал (см-с-град), 0,317 при 21 °С и 0,205 при 100 °С). Вместе с тем натрий характеризуется и существенными недостатками. Он обладает высокой химической активностью, благодаря которой он реагирует со многими химическими элементами и соединениями. При его горении выделяется большое количество тепла, что приводит к росту температуры и давления в помещениях. Он обладает большой реакционной способностью [температура горения около 900 °С, температура самовоспламенения в воздухе 330—360 °С, температура самовоспламенения в кислороде 118°С, минимальное содержание кислорода, необходимое для горения, 5 % объема, скорость выгорания 0,7—0,9 кг/ /(м2-мин)]. При сгорании в избытке кислорода образуется перекись NaaOa, которая с легкоокисляющимися веществами (порошками алюминия, серой, углем и др.) реагирует очень энергично, иногда со взрывом. Карбиды щелочных металлов обладают большой химической активностью в атмосфере углекислого и сернистого газов они самовоспламеняются энергично и взаимодействуют с водой со взрывом. Твердая углекислота взрывается с расплавленным натрием при температуре 350 °С. Реакция с водой начинается при температуре —98 °С с выделением водорода. Азотистое соединение NaNa взрывается при температуре, близкой к плавлению. В хлоре и фторе натрий воспламеняется при обычной температуре, с бромом взаимодействует при темпера- [c.115]

Роль щелочных металлов в процессах образования связанных отложений с нарастанием слоя отложений снижается. Вызвано это ухудшением условий конденсации щелочных соединений при повышении наружной температуры отложений. Очевидно, что этот процесс должен существенно зависеть и от температуры продуктов сгорания. [c.9]

Температурные пределы и интенсивность конденсации щелочных соединений на поверхностях нагрева зависят, главным образом, от их парциального давления в продуктах сгорания. Опыты, проведенные Джексоном, Бишопом и др. [Л. 101, 102, 170 и др.], показали, что в процессах конденсации щелочных металлов определяющей является точка росы соответствующего соединения. Ниже этой температуры интенсивность конденсации соединения зависит, в основном, лишь от его парциального давления в продуктах сгорания и почти не зависит от температуры поверхности. Если температура поверхности поднимается выше температуры точки росы, то интенсивность конденсации резко падает до нуля. [c.130]

Если топливо содержит, кроме окиси кальция и окиси кремния, щелочные металлы и хлор, то влияние температуры продуктов сгорания на характер загрязнения труб поверхностей можно разделить при прочих равных условиях на несколько областей температур продуктов сгорания [c.297]

В ДПИ применяют обычно три газа газ-носитель, водород и воздух. В качестве газа-носителя чаще всего используют азот, иногда водород или гелий. Водород или воздух необходимы для горения пламени. Ко всем газам предъявляются следующие требования в газах не должно содержаться примесей органических веществ и солей щелочных металлов в газах не должно быть пыли, которая приводит к нестабильности горения пламени, вызывая резкое увеличение шумов детектора для получения нужной температуры пламени необходимо правильное соотношение азота и водорода. Недостаток воздуха приводит к неполному сгоранию и уменьшению чувствительности. Большой избыток воздуха уве- [c.164]

В связи с применением мазутов для газовых турбин (рабочие температуры их поверхностей нагрева 700—800°) авторы многих работ [30—35] считают особенно опасным компонентом золы соединения ванадия как агента, вызывающего коррозию металлических поверхностей и способствующего образованию отложений на поверхностях нагрева. Соединения ванадия являются не только коррозионно агрессивными, но и связывающими веществами, так как при температурах 650—700° пятиокись ванадия, образующаяся при сгорании мазута, спекается и плавится. Соединения щелочных металлов в виде сульфатов также вызывают большие отложения, но заметная коррозия происходит лишь в присутствии УзОй. Нефтяная зола, содержащая ванадий, особенно в соединении с натрием, также сильно разрушает огнеупорный материал [31]. [c.463]

Обычно продукты сгорания образуют слабоокислительную газовую среду. При неустойчивом горении пылеугольного топлива возможен контакт факела с экранами топочной камеры. В этом случае металл подвергается действию восстановительной среды. Образование плотного слоя отложений на поверхности нагрева тормозит их высокотемпературную коррозию. Если, однако, в состав отложений входят оксид ванадия, сульфаты и хлориды щелочных металлов, то при температуре более 570 °С образуется расплав, и коррозия резко ускоряется. [c.204]

Коррозионно-активными составляющими золы твердых топлив являются соединения серы, щелочных металлов и хлора. Хотя их содержание в золе невелико, присутствие этих соединений в отложениях приводит к значительному увеличению скорости коррозии металлов по сравнению со скоростью коррозии в газовых средах, содержащих кислород. Поэтому, например, максимальную температуру поверхностей нагрева угольных котлов, изготовленных из перлитных сталей, ограничивают обычно значением 540—580 °С. Коррозионные повреждения при сгорании углей вызываются в основном сульфатами щелочных металлов, а при сгорании сланцев — хлоридами щелочных металлов. Обычно указывается на определяющее влияние двойных сульфатов ЫазРе(504)э и КзРе(504)з в процессах коррозии сталей в золовых отложениях, образующихся при сгорании углей. Двойные сульфаты образуются из сульфатов щелочных металлов (возникающих в процессе горения), а также из ЗОз и Р аОз. На стальных поверхностях происходит восстановление двойных сульфатов [c.223]

Камера сгорания. Камера сгорания служит для ограничения пламени и для увеличения переноса излучательной энергии к спою топлива. В США наиболее часто используются камеры со стенками, выложенными огнеупорными материалами. Однако в новых установках водоохлаждаемые стенки все в большей степени заменяют огнеупорные, так как в этом случае устраняются проблемы, связанные с износом огнеупоров при изменении температурного цикла печи. Кроме того, за счет теплопереноса к водоохлаждаемой стенке уменьшается объем газа, поступающего на обработку в систему контроля загрязнения воздуха. Файф и Бойер [22] делают вывод о том, что в печах с водоохлаждаемыми стенками для сжигания коммунальных отходов экономия средств, затрачиваемых на эксплуатацию огнеупорных материалов, на водяное охлаждение и на переработку большого объема газов, превышает расходы на большие первоначальные капиталовложения, когда производительность установок составляет свыше 300 т/сут, даже если нет рынка сбыта для выделяемого тепла. При меньшей производительности печей и при наличии рынка сбыта для выделяемой энергии экономия становится более весомой. Однако при использовании печей с водоохлаждаемыми стенками могут возникнуть серьезные проблемы, связанные с коррозией. Опыт эксплуатации установок для сжигания мусора в Европе [23, 24] показал, что поверхности труб вблизи колосниковой решетки и в пластинах перегревателя часто сильно корродируют и требуют замены всего после 1000 ч их эксплуатации. Часто основным виновником коррозии считается H I, выделяющийся в процессе сжигания хлорсодержащей пластмассы, однако на самом деле проблема это гораздо более сложная [10, 25]. В настоящее время полагают, что на скорость коррозии основное влияние оказывают высокие концентрации щелочных металлов, свинца и цинка в осадках на стенках труб печей, в которых сжигают мусор. Хотя мусор является топливом с низким содержанием серы, тем не менее сера имеет тенденцию накапливаться в осадках на стенках, увеличивая вероятность протекания щелочно-сульфатной коррозии. Данные табл.6.7 показывают, что эти осадки могут содержать вьюокие концентрации щелочных металлов, тяжелых металлов и серы. На рис.6.7 приведена диаграмма аналогичного распределения концентрации осадков на лопатках и корпусе вытяжного вентилятора установки для сжигания отходов, изображенной на рис.6.3. Кроме того, степень коррозии зависит от температуры металла, из которого изготовлены трубы, и от атмосферы печных газов (восстановительная или окислительная). Предполагается, что наиболее серьезные проблемы, связанные с коррозией, возникают при температурах металла, превышающих 480°С в окислительной среде, и при температурах порядка 360—370°С в восстановительной атмосфере. Ряд мер можно предпринять для уменьшения коррозии металлов, из которых изготовлены трубы. К ним относятся а) создание путем правильного размещения сопел для [c.233]

При проектировании первой серии МГД-генераторов для получения требуемого уровня электропроводности продуктов сгорания порядка 50 см/м в состав ракетного твердого топлива ввели присадки с низким потенциалом ионизации, чтобы повысить температуру горения до уровня 3700 К и более. Наименьший потенциал имеют щелочные металлы - цезий (3,89 эВ), рубидий (4,18 эВ), калий (4,34 эВ). [c.62]

Углекислый газ — СО2 — продукт полного сгорания углерода. Не имеет цвета и запаха. Плотность его по отношению к воздуху 1,52. 1 л газа при температуре 0° и давлении 760 мм рт. ст. весит 1,96 г. Легко растворяется в воде (при 15° в одном объеме воды растворяется один объем газа) горения веществ, за исключением щелочных и щелочно-земляных металлов, не поддерживает. [c.27]

Активный уголь получают термическим разложением природных или синтетических органических веществ обычно при температуре менее 970 К и последующей активацией — регулируемым окислением, как правило, при 1170 К. Это приводит к удалению продуктов пиролиза с новерхности угля и увеличению доступной поверхности как вследствие частичного сгорания углерода и раскрытия блокированных пор, так и в силу роста шероховатости внутренней новерхности. Активный уголь содержит водород (1—3%), кислород (2—20%), серу (до 0,1%), азот (до 0,2%) и неорганические примеси (зола). Основное количество кислорода адсорбируется в процессе активации. Состав золы зависит от исходного материала активные угли хорошего качества обычно содержат 0,3—3% неорганического остатка, состоящего из соединений щелочных и щелочноземельных металлов, соединений железа и алюминия и двуокиси кремния. [c.91]

Продукты сгорания содержат в себе вещества, находящиеся в виде слабоперегретых паров и поэтому при определенных условиях конденсирующиеся на поверхностях нагрева и ограждения. К таким веществам относятся соединения ванадия, щелочных металлов, кремния и других элементов, переходящих в паровую фазу при горении и имеющих температуры насыщения выше 600—800°С. [c.144]

Находящиеся в продуктах сгорания сульфаты и хлориды щелочных металлов конденсируются из потока на относительно холодные поверхности нагрева. Интенсивность процесса конденсации щелочных соединений определяется их парциальным давлением в продуктах сгорания и температурой поверхности. Поскольку сульфаты и хлориды щелочных металлов действуют иа металл коррозионно, то наличие их в отложившейся золе и является основной причиной связывания отложений с трубами. Щелочные хлориды имеют более высокую коррозионную активность, чем сульфаты щелочных металлов. Поэтому роль хлоридов в процессах образования первоначальных золовых отложений более высокая. Предполагается, что в процессах возникновения первоначальных отложений, наряду с простыми сульфатами щелочных металлов, определенное значение имеют также комплексные сульфаты и пиросульфаты. При отсутствии в топливе щелочных металлов и хлора связыванию отложений с металлом способствует врастание окислов железа в плотные кальцесульфатносвязанные или другие отложения, [c.9]

Из образующихся в топочном процессе соединений щелочных металлов термически наиболее устойчивыми являются пары чистых металлов, которые, передвигаясь в зону более низких температур, ftepexo-дят в гидроокиси, а затем, реагируя с кислыми компонентами продуктов сгорания (H I, SO2, SO3, О2), образуют хлориды и сульфаты. Сульфаты и хлориды щелочных металлов при благоприятных условиях могут конденсироваться на поверхностях нагрева [Л. 100, 101, 166—169 и др.]. Наряду с этим в процессах образования отложений на базе щелочных металлов существенную роль играет и прямая конденсация щелочных гидроокислов [Л. 97, 167, 168 и др.]. Конденсирующиеся на поверхности нагрева гидроокиси, соединяясь с серой, переходят в сульфаты. В наружных слоях отложений могут конденсироватьея и карбонаты щелочных металлов, которые, реагируя с силикатами, образуют легкоплавкие стекла [Л. 97] и тем самым способствуют образованию спекшихся отложений. [c.130]

Соединения хлора в топочном пространстве находятся полностью в парообразном состоянии, а из общего количества калия в золе улетучивается 50—60%. Хлор и щелочные металлы в топке при высоких температурах (1500—1700°С) находятся, в основном, в виде паров R2SO4, R, С1, I2, НС1, ROH, R 1 [Л. 167, 168, 199 и др.]. При этом парциальное давление С1 на четыре порядка выше парциального давления I2 и на порядок ниже давления НС1. Пары хлоридов более устойчивы, чем пары гидроокислов. Со снижением температуры концентрация сульфатов щелочных металлов в продуктах сгорания резко повышается. [c.165]

Интенсивность отложения соединений щелочных металлов на поверхности нагрева заметно зависит от их парциальных давлений в продуктах сгорания (см. рис. 6-12), причем отложения менее летучих соединений при одинаковых парциальных давлениях образуются при более высоких температурах. Поэтому нетрудно объяснить интенсивное отложение сульфата калия на зондах в условиях сжигания сланцев в топке с жидким щлакоудалением, даже при температурах стенки выше 700°С. Интенсивность отложения К2504 с повышением температуры поверхности уменьшается, но менее резко, чем в условиях сжигания сланцев в топках с сухим шлакоудалением. [c.206]

Поскольку эстонские сланцы содержат заметное количество щелочных металлов и хлора, для уменьшения загрязнения поверхности нагрева при температурах продуктов сгорания до 500—550°С желательно их выполнять в виде ширм (весь пароперегреватель в конвективном газоходе и даже часть водяного экономайзера). Рациональной необходимо считать четырехгазоходную компоновку пылесланцевого парогенератора. Такая конструкция позволяет максимально использовать омываемые продольным потоком ширмовые поверхности и предотвращает возможность попадания удаляемых при очистке пароперегревателя отложений на конвективные трубные пакеты. Четырехгазоходная компоновка поверхностей в парогенераторе кроме улавливания крупных частиц золы в поворотной камере между шахтами пароперегревателя и экономайзера позволяет снизить коррозионно-абразивный износ труб экономайзера. [c.298]

Повышение температуры подогрева воздуха в камерах сгорания (1500—1700° К) позволяет при минимальном отводе тепла через ограждаюШчИе поверхности получать температуры продуктов сгорания 2700—3000° К, что переводит процессы на качественно иной уровень. Высокий уровень температур вызывает весьма значительную ионизацию продуктов сгорания. Это обстоятельство при дополнительном вводе в жидкое топливо до 1 % ионизирующих добавок (щелочных металлов) или при использовании твердых топлив позволяет организовать процесс прямого преобразования тепловой энергии топлив в электрическую магнитогидродинамическим методом. Совместное поименение магнитогидродинамических и парогазовых установок повышает общий к.п.д. тепловых станций до 55%. [c.73]

Затем оксиды свинца и щелочных металлов селективно растворяют в подходящем флюсе, например расплавленном хлориде свинца, и флюс, содержащий оксиды, сгребают с поверхности образовавшегося сплава свинца с висмутом. В случае необходимости выделения элементарного висмута свинец, находящийся в сплаве, может быть отделен, например путем взаимодействия взвешенных капель или макрочастиц расплавленного сплава с lg, приводящего к образованию Pb lj. С той же целью можно применить метод электролиза или продувать расплавленный в тигле РЬ—Bi-сплав воздухом, в результате чего образуется глет, который может быть удален. Схема процесса показана на рис. 19. Воздухопроницаемый спек, содержащий висмутиды щелочных металлов, например висмутид кальция-магния aMgaBij и свинец, воспламеняют, нагревая до температуры воспламенения в открытом сосуде в присутствии воздуха обычно нагрев проводят до температуры = 450—490°С (в случае висмутида кальция-магния). Воспламенившийся спек сгорает с образованием порошкообразного остатка металлического висмута, металлического свинца, оксида свинца РЬО и оксидов щелочных металлов, например СаО и MgO. Природа висмутидного спека такова, что она позволяет воздуху проникать в его внутреннюю часть и поддерживать процесс горения до полного сгорания и образования порошкообразного остатка. [c.66]

Затем остаток смешивают с флюсом, растворяющим оксиды, например хлоридом свинца Pb ls и растворяют оксиды свинца и оксиды щелочных металлов, выделяя таким образом металлический висмут и свинец. Флюс, растворяющий оксиды, можно добавлять как в твердом, так и в расплавленном состоянии. При смешивании с остатком от сгорания твердый флюс подвергают плавлению, нагревая до температуры выше точки плавления флюса (в случае хлорида свинца выше 501 °С). Расплавленный флюс, содержащий растворенный оксид свинца и оксиды щелочных металлов, образует отдельную шлаковую фазу на поверхности расплавленной жидкой фазы, содержащей свинец и висмут в виде сплава. [c.67]

Соединения щелочных металлов имеют низкую температуру плавления (625—885°С). Обладая высокой текучестью, некоторые низкотемпературные расплавы этих соединений могут диффундировать к поверхности золовых частиц с последующим испарением и переходом в продукты сгорания. В конвективных газоходах десублимация щелочных соединений может привести к загрязнениям на трубах поверхностей нагрева. С повышением температуры увеличивается степень сублимации соединений щелочных металлов и соответственно их десубли-мация в конвективных газоходах. [c.451]

Сплавы тантала с вольфрамом и гафнием применяют в узлах реактивных двигателей. Сплав тантала с 10% W, содержащий ничтожное количество металлических и газовых примесей, при температурах до 2800° С не уступает по прочности вольфраму, а по сопротивлению окислению превосходит его в 10 раз. Из сплава тантала с вольфрамом способом электроннолучевой плавки получают слитки диаметром 127—178 мм, длиной 1066—1800 мм и весом до 680 кг, из которых изготовляют полуфабрикаты в виде прутков, проволоки и листов (ширина листа 762 мм). Из этого сплава изготовляют детали камеры сгорания и реактивное сопло двигателей, а также передние кромки оперения самолета [59, 60]. Танталовый сплав, содержащий 8%W и 2% Hf, имеет наибольшую удельную прочность при высоких температурах в сравнении со всеми другими легко обрабатываемыми жаропрочными металлами. Однако йри температуре выше 425° С при продолжительном использовании на воздухе его необходимо защищать от окисления. Этот сплав предназначен для изготовления трубок высокоскоростных самолетов [61]. Сплав марки Т-111, содержащий 90%Та, 87oW и 10%Ш, применяют для деталей, подвергающихся аэродинамическому нагреву, а также для камер сгорания и сопел реактивных двигателей [62]. Трубки малого диаметра для ракет двигателей изготовляют из сплавов Та — 10% W, Та — 8% W и 2% Hf. Стойкость тантала в расплавленных щелочных металлах позволяет использовать его в ракетостроении в виде бесшовных трубок малого диаметра для теплообменников и оболочек тепловыделяющих элементов и других деталей [1, 43]. [c.357]

Натрий быстро тускнеет на сухом воздухе, более тяжелые металлы еще легче реагируют с воздухом с образованием окислов. При сгорании при атмосферном давлении литий образует только окись Li20 натрий дает перекись натрия Ыа Ог калий, рубидий и цезий образуют надперекиси МО,. Ыа,0 при повышении давления и температуры может дальше реагировать с кислородом, образуя КаОз. Надперекиси и перекиси тяжелых металлов можно также приготовить при пропускании стехиометрического количества кислорода в аммиачный раствор соответствующего металла. Известны также озониды МО3. Структура ионов ОГ, О , и О " и их солей со щелочными металлами были уже обсуждены (гл. 13). Заслуживает внимания факт повышения устойчивости надперекисей и перекисей с увеличением размера иона щелочного металла это является типичным примером стабилизации большого аниона большим катионом как эффект энергии решетки. [c.265]

Защита охладительных систем двигателей внутреннего сгорания (дизели, автомобили) сопряжена со значительными трудностями по следующим причинам системы содержат ряд разнородных в электрохимическом отношении металлов и сплавов (сталь, цинк, латунь, припой, чугун, алюминий) имеют много щелевых зазоров и застойных мест работают при высоких температурах и подвергаются часто эрозионному воздействию и кавитации. Все эти факторы сильно затрудняют подбор ингибиторов. Не представляет труда, как было показано выше, защитить от коррозии сталь или чугун, а также биметаллические системы сталь — медь, однако при наличии в системе алюминия, эксплуатация которого возможна лишь в узком интервале pH, применение щелочных реагентов, хорошо защищающих черные металлы, исключается. Наличие латуни также вносит свои трудности, поскольку медь со многими органическими соединениями, в особенности с аминами, образует легко растворимые комплексные соединения. Особенно трудно защитить от коррозии припой (Pb/Sn — 70/30) так, нитрит натрия, который является хорошим ингибитором для стали, разрушает припой, т. е. самостоятельно применяться не может. Положение осложняется еще и тем, что наличие в системе разнородных в электрохимическом отношении металлов приводит к катодной поляризации одних металлов и анодной поляризации других. Поэтому при определенном общем потенциале, который устанавливается в "системе или на отдельных электродах, некоторые ингибиторы, которые обычно в присутствии одного металла не восстанавливаются, могут восстанавливаться, теряя свои защитные свойства. Этот процесс, например для хроматов, усиливается при наличии в воде органических соединений (уплотнителей органического происхож- [c.269]

Щелочные металлы энергично взаимодействуют с кислородом. Рубидий и цезий воспламеняются на воздухе уже при комнатной температуре, а натрий и калий — при нагревании [1]. Сгорание щелочных металлов в избытке кислорода приводит к образованию окисла лития (Ь120), перекиси натрия (МагОг) и надперекисей остальных щелочных металлов (КОг, КЬОа, СзОг). Окислы этих металлов могут быть получены косвенным путем. [c.7]

Сато и Акамату [139] сообщили, что щелочные металлы усиливают хемосорбцию кислорода на угле и ослабляют углерод-углеродные связи на поверхности, так что процесс сгорания ускоряется. С другой стороны, они сообщают о том, что фосфор при катализе адсорбции кислорода на угле оказывает тормозящее действие на освобождение поверхностного окисла. Небель и Крамер [140] показали, что добавление ряда соединений свинца к углю при концентрации около 5 вес. % способствует понижению температуры воспламенения (увёличению скорости сгорания). Важны также полученные ими данные о том, что степень каталитического эффекта зависит от характера соли. Ацетат свинца наиболее эффективен, он понижает температуру воспла-.меНения на 293°, а сульфат свинца наименее эффективен и снижает ее только на 39°. Найдено, что пирофосфат и ортофосфат свинца не понинсают температуры воспламенения. [c.228]

Печная сажа в отличие от других саж содержит значительное количество золы (0,6%), в основном состоящей из солей Са, Мд [8]. Окисление печной сажи начинается с бурного ее выгорания, не приводящего, однако, к значительному увеличению удельной поверхности (при угаре 54% удельная поверхность увеличивается только в 3 раза). Следовательпо, зола, находясь на поверхности сажевых частиц, ускоряет процесс сгорания частиц, но не приводит к значительному увеличению пористости. Каталитическое действие щелочных металлов на понижение температуры воспламенения сажи отмечают Сато и Акомато [9]. [c.100]

Литий входит в группу наиболее активных в химическом отношении металлов, известных под названием щелочных. При сгорании в кислороде литий дает окись LijO и перекись LiaOj. На воздухе литий быстро тускнеет, а при>200° С загорается. Литий энергично разлагает воду, а в хлоре и в парах брома и иода воспламеняется. С азотом литий соединяется при комнатной температуре. [c.9]

С некоторо1 о времени стало известно, что присутствие определенных металлов, особенно металлов щелочно-земельной группы, в газах сгорания оказывает благоприятное влияние в отношении высокотемпературной коррозии надо думать, что это вызвано образованием ванадатов и подобных соединений с высокими температурами плавления, которые, следовательно, могут пройти газовую турбину, не отлагаясь на ее частях и не вызывая коррозионного воздействия. Этот вопрос исследовался на лабораторных установках и на газовой турбине. [c.186]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология