Диффузионные пламена углеводородов

Диффузионные пламена углеводородов [c.103]

Кинетические и диффузионные пламена. Сжигание жидких углеводородов осуществляется с обязательным предшествующим испарением и, следовательно, с образованием диффузионного пламени, которое по своему характеру может быть турбулентным и светящимся, а сжигание газообразных углеводородов может осуществляться в двух совершенно отличных друг от друга типах горелочных устройств. При сжигании с предварительным смешением в устройствах осуществляется предварительная (до воспламенения) подготовка смеси первичного воздуха с топливным газом. Степень перемешивания различна от нескольких процентов до 100 % сте-хиометрической смеси. Диффузионное горение возникает при взаимодействии струи газа с окружающей атмосферой, когда весь необходимый воздух поступает непосредственно во фронт горения пламени до перемешивания с газом. Горючие газы и кислород должны диффундировать в противоположных направлениях из зоны горения и в нее. Вполне понятно, что устойчивость такого пламени будет тем выше, чем дольше сохраняется неизменным соотношение газ—окислитель, а сжигание в нем тем полнее, чем больше в топливе легких углеводородов (в этом случае необходимое соотношение газ—воздух достигается быстрее и легче, чем при сжигании углеводородов с более сложными и тяжелыми молекулами). На практике в атмосферном воздухе по этой схеме могут сжигаться только водород и метан. Во всех других случаях, если не осуществлять предварительной подготовки, будут наблюдаться интенсивная турбулентность в пламени, шум и неполное горение с образованием углерода. [c.100]

Атмосферное диффузионное пламя (особенно это касается тяжелых углеводородных газов) редко бывает прозрачным (голубым пламенем), а олефиновые или ароматические углеводороды склонны к образованию в процессе горения желтых язычков и даже копоти, если не принимать специальных мер, предотвращающих крекинг углеводородов и способствующих получению несветящегося голубого пламени, например турбулизацию пламени. Практически все виды газового топлива могут быть сожжены без светящегося коптящего пламени, если их предварительно перемешать с окис- [c.100]

В книге рассмотрены наиболее актуальные вопросы и важнейшие достижения в области химии и переработки нефти. Содержание ее разбито на пять разделов 1) экономика и направления дальнейшего развития (новые статистические методы анализа технологических процессов) 2) процессы и аппараты нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности (парофазные адсорбционные процессы в переработке газов синтетические цеолиты — молекулярные сита) 3) процессы нефтепереработки (химические процессы очистки нефтепродуктов радиационные процессы в нефтепереработке катализаторы в нефтеперерабатывающей промышленности) 4) нефтехимическая промышленность (эластомеры нитрилы и амины низшие ароматические углеводороды из нефти производство непредельного нефтехимического сырья каталитическим дегидрированием алканов) 5) механическое оборудование (турбулентные диффузионные пламена). [c.4]

Рассмотрим более подробно структуру пламени смеси углеводорода (газа или пара) с воздухом. Внешний вид его зависит от количественного соотношения компонентов в газовой смеси, выходящей из отверстия горелки. При отсутствии воздуха в газовой смеси (диффузионное пламя) получается более или менее яркое светящееся пламя. Свечение его вызывается наличием раскаленных частиц углерода, в чем легко убедиться путем внесения в пламя холодного предмета на поверхности этого предмета осаждается сажа. Ввиду яркого собственного излучения такие пламена обычно не используются для анализа. [c.18]

Авторы [30] исследовали влияние высоких (выше атмосферного) давлений на диффузионное пламя. Давление воздуха увеличивали до 4 атм (в одном случае до 12 атм) и измеряли количество горючего, при сжигании которого выделения сажи еще не наблюдается. Было найдено, что увеличение давления соответственно увеличивает возможность сажеобразования (рис. 151). Этот результат имеет важное технологическое значение, так как увеличение возможности образования углерода при высоких давлениях в некоторой степени снижает преимущества применения высоких коэффициентов сжатия в некоторых двигателях внутреннего сгорания. Строение молекул различных углеводородов примерно так же, как и атмосферное давление, "влияет на тенденцию образования дыма. В соответствии со сказанным выше увеличение внешнего потока воздуха и обогащение потока воздуха кислородом уменьшают вероятность образования сажи. [c.273]

Влияние присадок. Было изучено большое число и вариации присадок (здесь имеются в виду вещества, вводимые лишь в очень небольших количествах) к горючему в диффузионном пламени. Наблюдаемый эффект обычно мал. Так, например, добавка ацетилена, различных олефинов или парафиновых углеводородов в диффузионное пламя метана давала либо очень малый эффект, либо совсем не изменяла результата [33]. Однако добавка бензола обусловливала увеличение количества образующегося углерода, а небольшие количества нафталина вызывали весьма интенсивное образование углерода. С другой сто- [c.274]

Полярографическое изучение перекисей и альдегидов позволило обнаружить органические вещества перекисного тина и альдегиды. Результаты изучения диффузионных пламен различных углеводородов дают право утверж дать, что диффузионные пламена в отношении механизма горения обнаруживают сходство с холодными и взрывными пламенами. [c.247]

Ламинарное диффузионное пламя характеризуется тем, что в пламени углеводороды, воздух и продукты горения движутся ламинарно, т. е. с небольшой скоростью, образуя параллельные потоки без завихрений. [c.184]

Экспериментальные исследования, выполненные в СССР, США, Канаде и Великобритании [19, 71, 77], позволили высказать предположение, что относительная легкость отщепления атомов водорода от молекулы углеводорода по сравнению с разрушением углеродных связей является определяющим фактором сажеобразования в диффузионных пламенах различных углеводородных топлив. Это предположение привело к выводу, что термические и окислительные дегидрогенизационные процессы, которые протекают на самых ранних стадиях горения, влияют на последующее сажеобразование. Термическая дегидрогенизация происходит сразу же, как только топливо попадает в диффузионное пламя (или его отдельные вихри) на участке устье горелки — реакционная зона и нагревается до 800—815 °С или более высокой температуры, прежде чем приходит в соприкосновение с кислородом воздуха. Образующиеся при разложении активные частицы ускоряют дегидрогенизацию [c.136]

Существует справедливое мнение, что большинство пламен состоит из газообразных компонентов и что только углерод может окисляться непосредственно кислородсодержащими газами и сгорать как твердое топливо на поверхности. Однако даже в этом случае процесс не всегда ярко выражен, поскольку диффундирующие в окружающую среду летучие компоненты углерода образуют газовое пламя. Жидкие углеводороды перед сжиганием либо полностью испаряются, либо тонко распыливаются (капельное сгорание). Капли испаряются за счет тепла собственно пламени, а горение начинается в тот момент, когда пары вступают в контакт с окружающей атмосферой. В принципе облако горящей углеводородной капли не слишком отличается от газового диффузионного пламени, которое образуется в процессе смешения потока углеводородного газа с окружающим воздухом. Однако имеются и существенные различия. Углеводородная капля, подверженная тепловому воздействию, в том числе лучеиспусканию, со стороны окружающего [c.99]

Если же реагенты предварительно перемешаны (гомогенная смесь), процесс горения называют горением предварительно перемешанных смесей, или гомогенным горением, а образующееся пламя — предварительно перемешанным. Примерами могут служить горение смесей водорода, окиси углерода и углеводородов с кислородом или воздухом. Надо учесть, однако, что в технике при горении не всегда выполняется условие полного предварительного перемешивания реагентов и возможны переходные между гомогенным и диффузионным режимы горения. [c.8]

Пламя предварительно смешанной горючей смеси. Пламя над горелкой Бунзена является типичным примером горения предварительно смешанной горючей смеси [66]. В производстве сажи приходится сталкиваться с разными сочетаниями диффузионного горения и горения предварительно смешанных горючих смесей [67]. Если общее число атомов кислорода в пламени превышает общее число атомов горючего компонента, в равновесных условиях весь углерод должен находиться в виде СО и СО , а твердый углерод должен отсутствовать. Однако свечение углерода наблюдается даже при достаточно большом избытке кислорода в пламени [68]. Так, при горении ненасыщенных углеводородов, таких, как этилен и бензол, образование сажи начинается в нижней части внутреннего конуса пламени при этом образуется светящаяся оболочка, имеющая четко очерченную наружную границу. Высота оболочки может достигать нескольких миллиметров. Если такое пламя заключить в сосуд, то светящаяся оболочка станет значительно толще, распространится довольно далеко в пламя и затем постепенно исчезнет. Это объясняется тем, что при горении некоторых видов углеводородов реакции пиролиза с образованием сажи идут значительно быстрее реакций окисления молекулярным кислородом. [c.64]

Если при помоши диффузионных горелок сжигать искусственные газы, в которых нет вовсе или содержится небольшое количество метана и тяжелых углеводородов, то пламя может не светиться, но оно будет длинное. [c.40]

Диффузионное ламинарное пламя представляет собой удобный объект для исследования процесса образования сажи при горении углеводородов. Его можно рассматривать как миниатюрное реакционное устройство, в котором происходит образование сажи. Этот вид горения широко применяется в технике для получения специальных сортов сажи [1—3]. [c.20]

Скорость диффузии при этом характеризует скорость горения углеводородов в пламени. Такое пламя называют диффузионным, оно бывает ламинарным и турбулентным. [c.184]

Горение обедненной гомогенной смеси СН4—О2 можно рассматривать как модель более сложного процесса горения полимера. Диффузионные пламена углеводородов типа метана, парафина, линейных и разветвленных полиэтилена и полипропилена исследовались на содержание простых продуктов при этом обнаружилось замечательное сходство результатов. Полиметилметакрилат дал аналогичные результаты, за исключением того, что на ранней стадии горения в пламени обнаружены большие количества мономера. Измерения температуры показали, что при горении полиэтиленовой свечи в воздухе температура ее поверхности составляет 230-ь540°С, а температура пламени 490- -740 °С. Однако имеются данные о том, что при турбулентном горении достигаются температуры выше 1500 °С. [c.67]

Не образуются конденсированные частицы, если исходные соединения разлагаются без образования ацетилена и ацетилен не получается в результате превращений других простейших углеводородов. Так, диффузионное пламя гексазадекалина не содержит ацетилена и не образует конденсированных частиц. [c.121]

При различных ограничениях потока пламя может-иметь более сложную форму. Д. Барр [1958] дает классификацию форм диффузионного пламени углеводородов, образующихся над концентрическими трубками при различных расходах газа и воздуха. Если поток газа или воздуха турбулентный, то пламя имеет вид щетки с размытыми контурами. Вблизи критического состояния — перехода ламинарного течения в турбулентное — верхняя часть пламени становится турбулентной, а нижняя остается ламинарной. На рис. 13 показаны характерныо [c.53]

Диффузионное пламя. При горении углеводородов и ряда других органических соединений в диффузионном пламени образуется сажа, которая вызывает интенсивное свечение пламени но она не всегда выделяется в свободном виде. Так, метан в небольшом диффузионном пламени горит без выделения сажи, хотя и вызывает интенсивное свечение. При горении же ароматических углеводородов сажа выделяется в больших количествах. Образование сажи при горении топлив во многих случаях их практического применения является нежелательным явлением. Поэтому ранние исследования сажеобразующей способности топлив относятся к условиям их полного сжигания. [c.59]

Процессы фирмы Ои Роп1 . В 1964 г. эта фирма запатентовала два процесса получения ацетилена. В первом для получения ацетилена и этилена используют диффузионное пламя. Сырьем служат парафиновые углеводороды Са—Сщ. Обычно применяют нефтяной или нефтезаводские газы. Если в качестве сырья используют метан, то для повышения выхода целевых продуктов в него добавляют значительное количество тяжелых углеводородов. Окислителем может быть не только чистый кислород, но и его смеси с воздухом или просто воздух. Обычно для получения продуктов реакции с высокой концентрацией ацетилена применяют чистый кислород. [c.101]

Такой результат, несомненно, имеет большое значение и для объяснения изученного Тоунендом с сотр. родственного явления распространения искусственно возбужденного холодного пламени углеводородов и их производных но ненагретой среде. И здесь необходимо предполагать такой же диффузионный механизм распространения, п здесь, следовательно, кинетика реакции должна включать в себя квадратичный автокатализ. А так как искусственно возбужденное углеводородное холодное пламя, распространяющееся по ненагретой среде, по своей химической природе, по-видимому, идентично самопроизвольно воспламеняющемуся холодному пламени, то мы приходим к выводу, что кинетика последнего, т. е. обычной холоднонламенной реакции, также должна включать в себя квадратичный автокатализ. [c.193]

В первом случае сажа образуется в пламени маленьких горелок, из которых вытекает не смешанная с воздухом струя природного газа или паров жидких углеводородов. Горение происходит за счет смешения вытекающего газа с окружающим воздухом. Так как смешение горючего с кислородом происходит в основном за счет диффузии, это пламя называется диффузионным. Такое пламя дает бунзеновская горелка, если полностью закрыть нижнее отверстие для подачи воздуха. Это пламя в отличие от несветящегося бунзе-повского пламени светится свечение происходит за счет излучения, производимого раскаленными сажевыми частицами. [c.546]

При отсутствии осадительной поверхности образовавшиеся сажевые частицы при прохождении через фронт горения сгорают (рис. IX. 16). Поэтому свободное диффузионное (без осадительной поверхности) пламя природного газа совсем не выделяет сажи. Только пламя жидких, особенно ароматических, углеводородов дает некоторое количество сажи и без осадительной поверхности. В этом случае говорят, что пламя коптитл. [c.546]

Как указывает Калмановский, имеется, однако, различие между прямым окислением без предварительной термической диссоциации и окислением с предшествующей термической диссоциацией молекул углеводородов. В последнем случае образуется существенно больше ионов. Прямое окисление имеет место преимущественно в гомогенном пламени при сгорании смеси водорода с кислородом. Предварительная диссоциация с последующим окислением наблюдается в диффузионном иламени. Это пламя имеет реакционную зону, в которой происходит сгорание выходящего из сопла детектора водорода с диффундирующим извне кислородом. Между этой зоной и холодным ядром пламени из чистого водорода или водорода с газом-носителем находится зона, которая нагревается от горячей реакционной зоны, но не содержит кислорода, так что в ней не происходит сгорания, но, по-видимому, имеет место предварительное термическое разложение молекул углеводородов, выходящих из сопла. При этом образуются углеродсодержащие радикалы, которые, вероятно, находятся в возбужденном состоянии, облегчающем последующую ионизацию. Эти углеводородные радикалы поступают затем в реакционную зону, причем углерод окисляется и ионизируется. Для бензола, например, эти процессы можно представить следующим образом [c.130]

Практика показывает, что огнетушащие концентрации галонд-углеводородов в несколько раз меньше, чем инертных газов и паров (двуокиси углерода, азота, воды и т. д.). Галоидуглеводороды оказывают на пламя химическое ингибирующее воздействие. В основе распространения высокотемпературного углеводородного пламени лежит диффузионно-тепловой механизм, для которого существенное значение имеет перенос тепла и диффузия активных центров. Разветвление цепей в углеводородных пламенах можно представить реакцией [c.103]

Среди всех газообразных горючих веществ наиболее яркое пламя дает ацетилен. Для оценки светимости диффузионного пламенп был использован [122] численный параметр, который тем ниже, чем выше светимость пламени. Если для пламени ацетилена он равен О, а для этилена 100, то для пламени перечисленных ниже углеводородов он имеет следующие значения [c.549]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология