Углерод, время сгорания частицы

При нагревании твердое топливо разлагается с образованием обогащенного углеродом твердого остатка (кокса) и газообразных летучих продуктов СОа, НаО, СО, На, С Нт и т. д. Выделяющиеся газы образуют оболочку вокруг твердой частицы и сгорают в первую очередь. Процесс горения, следовательно, имеет две стадии горение летучих и горение кокса. Выгорание летучих протекает весьма быстро, а сгорание твердых частиц кокса происходит на протяжение отрезка времени, длительность которого определяется тонкостью помола угольной пыли, типом угля, скоростью перемешивания угольного порошка с воздухом и другими факторами. Чем более тонко размолот уголь и чем интенсивнее осуществляется смешение его с воздухом, тем быстрее он сгорает. Общее время сгорания угля во вращающейся печи составляет 0,1—0,3 сек. [c.370]

Обычно сгорание частиц углерода происходит в ограниченном объеме воздуха, причем во время горения со- [c.141]

Атмосфера служит источником для получения таких промышленных газов, как аргон, диоксид углерода, азот и кислород. Гелий и водород в настоящее время получают из природного газа, жидких углеводородов и угля, т. е. ресурсов, которым угрожает возможное истощение. Потребность в резервах кислорода в атмосфере намного больше благодаря естественным и искусственным процессам сгорания. Наша невольная зависимость от этих реакций приводит к тому, что вопросы истощения воздуха приобретают большое значение. До каких пределов наши потребности могут компенсироваться реакциями образования кислорода (фотосинтезом) Возможна ли ситуация, когда в результате проводимых термических, химических или физических процессов окружающая среда будет загрязнена настолько, что фотосинтез прекратится Каково возможное влияние на эту реакцию диоксида углерода и твердых частиц, попадающих в атмосферу [c.114]

На металлической поверхности, введенной в зону неполного сгорания, взвесь углерода охлаждается, поэтому дальнейшее окисление и укрупнение частиц прекращается. В то же время углерод на ме- [c.122]

Как уже упоминалось, блокировка может быть двух основных типов. Один тип — это выделение вещества, содержащего углерод, ( кокса ) на катализаторе во время переработки органического сырья другой тип — это выделение металлов из нефтяного сырья, приводящее к закупорке пор. В первом случае при регенерации поток реакционной смеси через катализатор прекращается и катализатор нагревается до умеренной температуры в атмосфере, содержащей некоторое количество кислорода, так что происходит окисление, или сгорание , кокса. Иногда целесообразно вначале обработать катализатор паром, чтобы удалить жидкие органические продукты, адсорбированные иа поверхности катализатора. Основная задача при регенерации закоксованных частиц катализатора — это уменьшение роста температуры, вызванного экзотермической реакцией окисления при превращении кокса в оксид и диоксид углерода. Это может вызвать термическое спекание катализатора, несмотря на принятые меры предосторожности. Задача наиболее сложна в случае неподвижных слоев катализатора из-за трудности отвода необходимого количества тепла в реакторах этого типа. Обычная процедура заключается в применении очень низких концентраций кислорода на входе в реактор в начальной стадии регенерации. С увеличением времени концентрация кислорода увеличивается, пока не достигается полное окисление всего выделенного кокса. [c.205]

Одним из широкораспространенных источников Б. является процесс горения практически всех видов горючих материалов. Он присутствует в дымовых газах, копоти и саже, оседающих в дымоходах и на поверхностях, имевших контакт с дымом, точнее в смолистых веществах, содержащихся в продуктах сгорания. Б. находят и в местах стихийно возникающих лесных пожаров. Количество Б., образующегося при горении, колеблется в широких пределах, начиная с практически полного отсутствия. Справедливость утверждения, что количество образующегося при горении Б. определяется степенью полноты сжигания топлива, относительна. В практически действующих тепловых агрегатах, как правило, отсутствует корреляция между обычными теплотехническими показателями полноты сгорания топлива (содержание СО, Н. , сажевых частиц) и количеством образующегося Б. и других ПАУ. Даже при сжигании природного газа в дымовых газах присутствуют иногда значительные количества Б. и других ПАУ при отсутствии СО. В то ж время нередко наблюдалось практически полное отсутствие Б. и других ПАУ при наличии явных признаков химического недожога (большого количества сажи). Показательны данные о содержании Б. в разных видах технического углерода, получаемого из одного и того же топлива — природного газа. Производство технического углерода — это заведомо неполное сжигание топлива. При этом в ламповом техническом углероде присутствует до 30 мг. Б. на кг, в то время как в газовом ДГ-100 он практически отсутствует. Имеются данные, указывающие на взаимосвязь содержания Б. в продуктах сгорания с физи- [c.238]

При сгорании тяжелых топлив после испарения легких фракций образуются частицы углерода как результат химического разложения тяжелых углеводородов. В такой частице скопляется большая часть нелетучих веществ, образующих золу. Однако если топливо содержит большое количество эмульгированных щелочных хлоридов, то можно допустить, что они испаряются уже во время сжигания вследствие сравнительно высокой упругости их паров [1]. В окислительной атмосфере в зоне более низкой температуры они будут образовывать сульфаты с находящимися здесь ЗОа и ЗОд, выделяя при этом значительное количество тепла. [c.347]

Хотя УаОд образуется при сравнительно низких температурах, она ввиду значительной упругости пара должна полностью испариться в условиях, существующих на большинстве газотурбинных установок при отсутствии других составных частей золы [3]. Если, как обычно бывает, топливо содержит, кроме ванадия, также железо, никель, кальций и др. (их окислы имеют очень низкую упругость паров по сравнению с У О ), то, очевидно, окислы ванадия должны вступать с ними в реакцию. Возможность осуществления этой реакции велика, так как содержащиеся в частице углерода составные части золы находятся в тесном сцеплении между собой во время их полного сгорания. Наши лабораторные опыты показали, что такие сложные соединения значительно менее летучи, чем чистая УаОд. Поэтому делается вывод, что в общем лишь незначительная часть УаОд попадает на лопатки турбины путем конденсации лз паровой фазы. [c.347]

В связи с резким увеличением числа автомобилей остро встала проблема борьбы с загрязнениями атмосферы выхлопными газами двигателей внутреннего сгорания. В настоящее время 40—60% загрязнений атмосферы вызвано автомобилями. В среднем на один автомобиль выбросы составляют, кг/год окиси углерода 135, окислов азота 25, углеводородов 20, двуокиси серы 4, твердых частиц 1,2, бензпирена 7-10 [92]. Ожидается, что к 2000 г. число автомобилей в мире составит около 0,5 млрд. Соответственно в год они будут выбрасывать в атмосферу, т окиси углерода 7,7-10 , окислов азота 1,4-10 , углеводородов 1,15-10 , двуокиси серы 2,15-10 , твердых частиц 7-10 , бензпирена 40. Поэтому борьба с загрязнениями атмосферы станет еще более актуальной. Имеется несколько путей решения этой проблемы. Весьма перспективным из них является создание электромобилей. [c.155]

Кинетика горения. В то вре мя. как только что упомянутый эффект увеличивает время горения, явление, обсуждаемое ниже,, снижает его это сгорание да СО вместо сгорания до СО2. Как объяснялось выше, в разд. 20.2, образование одного или другого окисла зависит от температуры углерода чем выше температура,, тем больше доля окиси углерода. Если температура поверхности действительно очень высокая, то условия вблизи горящей частицы углерода могут быть такими, которые показаны на рис. 20.4. Молекулярный кислород фактически не проникает к поверхности, и можно сказать, что )углерод горит в двуокиси углерода СО2 в соответствии с химическим уравнением [c.222]

Твердое топливо, используемое в цементной промышленности, должно иметь теплотворную способность не ниже 2100 кДж/кг, зольность 10—25%, содержание летучих в пределах 10—30%, влажность не более 2%. На различных заводах применяют каменный уголь, полуантрацит, горючие сланцы, бурые угли, коксовую мелочь. При нагревании твердое топливо разлагается с образованием обогащенного углеродом твердого остатка (кокса) и газооб-раз)ных летучих продуктов СОг, HgO, СО, Нг, СН4 и т. д. Выделяющиеся газы образуют оболочку вокруг твердой частицы и сгорают в первую очередь. Следовательно, процесс горения имеет две стадии горение летучих и кокса. Выгорание летучих протекает весьма быстро, а сгорание твердыд частиц кокса происходит на протяжении отрезка времени, длительность которого определяется тонкО стью помола угольной пыли, видом угля, скоростью перемешивания угольного порошках воздухом и другими факторами. Чем более тонко помолот уголь и чем интенсивнее осуществляется смешивание его с воздухом, тем быстрее он сгорает. Общее время сгорания угля во вращающейся печи составляет 0,1—0,3 с. [c.301]

По этим причинам в оставшейся части данной главы рассматривается вопрос чем определяется скорость горения частицы угля и, следовательно, время между подачей частицы в топку и полным сгоранием углерода в этой частице Этот вопрос имеет много чобщего с вопросом о скорости и времени горения капли жидкого топлива, который рассматривался в гл. 7. Однако в то время как в случае горения капли химическая кинетика не оказывала влияния на процесс, горение твердого углерода часто зависит от кинетики. Кроме того, потери тепла и нагрев, обусловленные радиацией, могут играть существенную роль, определяя фактически возможность протекания химической реакции. [c.215]

Согласно этому стратегические ракетные топлива нового поколения должны иметь высокую прозрачность продуктов сгорания, для чего во время работы продуцировать как можно меньше твердых частиц (несгоревшие металлы и углерод, оксиды металлов), дымообразующих окрашенных соединений (xJюp, оксиды азота), веществ, дающих туман при соприкосновении с влагой воздуха (хлористый и фтористый водород). С точки зрения опасности для человека и других живых организмов в числе наиболее распространенных вредных продуктов сгорания, упомянутые выше углерод и его производные, избыток которых создает парниковый эффект , оксиды азота, характеризующиеся как кровяные яды, фтор, обусловливающий появление в атмосфере озоновых дыр , сильнодействующие кислые и щелочные соединения (соляная, фтористоводородная, азотная кислоты, аммиак) и множество других токсинов. [c.188]

В лимитируемой химической кинетикой области процесс определяется скоростью сгорания углерода в порах (внутрикине-тическая область). Реагирующий кислород диффундирует ко всем частицам кокса через зерно и, следовательно, сгорание протекает по всему объему зерна, но с различными скоростями в различных точках по радиусу зерна. Область, контролируемая массопереносом или диффузией (внутридиффузионная область), характеризуется механизмом нарастающей оболочки . Зона реакции в этом процессе движется как тонкая оболочка от внешней поверхности по направлению к центру во время протекания реакции. Скорость диффузии кислорода становится значительно меньшей, чем скорость химической реакции кокса, и лимитирует реакцию сгорания. В общем случае, однако, скорость регенерации не полностью определяется каждым из этих двух механизмов, так как обе стадии могут влиять на скорость процесса в различной степени. Когда обе стадии влияют примерно одинаково, то считают, что скорость сгорания лимитируется как химической реакцией, так и диффузией (переходная область). [c.207]

Перегонка в реторте НТО является периодическим процессом, в котором тенло получается от сгорания углерода перерабатываемого сланца или от сгорания полукокса и рециркулирующего ретортного газа. Схема процесса показана на фиг. 1. Загрузка в 36,3 т сланца, раздробленного до размеров частиц в пределах 13—76 мм, зажигается сверху аппарата. Путем отсоса, помещенного внизу аппарата, зона горения перемещается вниз по аппарату за счет тепла, получаемого от горения, ведется отгонка смолы из нижележащ и слоев сланца. Во время первой половины цикла смола конденсируется на холодном сланце внизу реторты. Затем, когда температура отходящего газа повышается, пары смолы, уходящие снизу реторты, конденсируются в отдельной системе. Эффетивность переработки почти одинакова при подаче циркулирующего газа в верхнюю часть реторты или без нодачи его. Процесс сам себя обеспечивает теплом, пригоден для переработки материала разной крупности зерна и прост в аппаратурном оформлении. Однако этот периодический процесс требует воды для охлаждения и имеет только посредственные пропускную способность и коэффициент извлечения смолы. [c.446]

Нарашимханом и Фостером [10] была применена методика, сходная с использованной в работе [9]. Авторы изучали скорость образования углерода при термическом разложении метана на поверхности сажевых частиц, движущихся в потоке продуктов горения. Примененное реакционное устройство представляло собой трубу из огнеупорного пенобетона диаметром 100 мм и высотой 1500 мм. Снизу в эту трубу из топки вводились продукты полного сгорания городского газа с содержанием избыточного кислорода от О до 8% при температуре 1100— 1500°С. В середине реактора в продукты сгорания с большой скоростью вдувался метан (число Рейнольдса струи метана составляло 250 ООО, а основного потока — 5000), выше по ходу газа отбирались пробы сажи и газа. При помощи электронного микроскопа авторам не удалось обнаружить образования новых сажевых частиц при отборе сажи через 10 сек после ввода метана. В этой ближайшей точке отбора не был обнаружен также и кислород. Авторы считают, что образование сажевых частиц в условиях их опытов происходило за время меньше 10 сек, и полученные ими данные относятся только к росту слоя углерода на образовавшихся ранее сажевых частицах. В ходе опытов измеряли концентрацию сажи, размер частиц (с помощью электронного микроскопа), температуру и состав газа по всей длине реактора. Баланс углерода сходился с дефицитом в 15%, что, по-ви-димому, объясняется образованием слоя углерода на стенках. Кроме того, было отмечено, что при температурах 1100— 1500 °С за время 10" сек в газообразных продуктах наблюдалось установление равновесия реакции водяного газа. [c.76]

Подход к процессам в камере сгорания ГТУ, з штывающий образование и выгорание твердого углерода в камере, изложен в работе [ 26]. Однако в этой работе учитьгаался процесс выгорания только сравнительно крупных (достигающих 100 мкм) частиц углерода (кокса), которые в отличие от сажи не определяют ни внутренних (излучение пламени), ни внешних (дымление) оптических характеристик продуктов сгорания (см. разд. 5,2). В то же время, анализируя процесс образования твердого углерода в камерах ГТУ, авторы работы [ 26] указали на важную роль циркуляционных зон в этом процессе. [c.109]

Дрсгаточно полное вьп орание сажи в камере сгоразния в значительной мере обеспечивается выбором конструктивных параметров камеры, которая позволяет получить практически полное сгорание тошшва и равномерное поле температур продуктов сгорания на выходе из камеры. Это относится, в частности, к выбору характерного времени пребывания газов в камере и рациональной организации перемешивания воздуха, поступающего в жаровую трубу через основные отверстия, и продуктов горения богатой топливовоздушной смеси в первичной зоне. Однако полного сгорания сажи не происходит. Это объясняется тем, что время вьп о-рания твердых частиц сажи значительно больше, чем характерное время вьп орання паров углеводородного топлива и других газообразных продуктов, поступающих из первичной зоны (различных углеводородов, окиси углерода, водорода и т.д.). Следовательно, для более полного выгорания сажи в условиях гетерогенного процесса требуется дополнительные конструктивные меры. Например, целесообразно оптимизировать распределение подвода воздуха по длине жаровой трубы, с тем чтобы обеспечить значение коэффициента избьпка воздуха а 1,5 в зоне выгорания сажи, непосредственно примыкающей к первичной зоне камеры (см. разд. 4.4). [c.121]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология