Условия воспламенения смесей горючего и окислителя

Смесь горючего исходного материала с окислителем в определенном соотношении, необходимом для осуществления процесса горения с учетом получения заданного продукта, называется горючей смесью. Полученные продукты при осуществлении этих окислительных реакций называются продуктами сгорания. Системная теория печей рассматривает проблемы промышленного оформления процессов безопасного сжигания исходных горючих материалов на базе современной теории горения. Она рассматривает вопросы создания с помощью аэродинамических приемов оптимальных условий для управления процессами сжигания с заданной скоростью, температурой и с получением пламени необходимой геометрической формы, определяющих способ взаимодействия горючего и окислителя и обусловливающих вид процесса сжигания. Она рассматривает возникающие взаимосвязи при горении исходных материалов, совместимость протекания реакции горения топлива с целевыми химическими реакциями в одном объеме, особенности химического взаимодействия между реагентами при химико-технологическом сжигании. Протекание процесса сжигания исходных горючих материалов рассматривается совместно с теплотехническими процессами. Для протекания реакции горения исходных горючих материалов необходимы смесеобразование, организация воспламенения смеси, обеспечение условий распространения пламени и устойчивости горения. [c.29]

Известно, что горит не сама жидкость, а ее пары, смешанные с окислителем. В дальнейшем под воспламенением жидкости следует понимать воспламенение паровоздушной смеси, приводящее к устойчивому горению. Воспламенение паров не всегда является достаточным условием для возникновения устойчивого горения. Различают два явления вспышку паров, находящихся над поверхностью жидкости, и воспламенение жидкости. При вспышке паров устойчивого горения не возникает, так как пары быстро сгорают, а новая паровоздушная смесь не успевает образоваться из-за малой скорости испарения. Это явление наблюдается в тех случаях, когда температура жидкости сравнительно невысока. В нормальных условиях некоторые жидкости (керосин, дизельное топливо, различные масла) испаряются медленно. Поэтому концентрация паров над их поверхностью мала и недостаточна для воспламенения. При нагревании жидкостей скорость испарения возрастает, концентрация паров увеличивается и наступает такой момент, когда паровоздушная смесь вспыхивает при наличии источника зажигания. Температура жидкости, при которой происходит вспышка ларов без перехода в устойчивое шрение, называется температурой вспышки. При повышении температуры жидкости воспламенение паров приводит к устойчивому горению. Эта температура жидкости называется температурой воспламенения. Обычно температура вспышки и температура воспламенения отличаются друг от друга на несколько градусов. Многие горючие жидкости уже при комнатной температуре имеют достаточно высокую концентрацию паров над поверхностью, так что возникшее пламя может поддерживаться без дополнительной интенсификации испарения, которая обычно происходит вследствие притока тепла из зоны горения. К таким жидкостям относятся бензин, этиловый спирт, гексаи и многие другие. Наряду с температурой вспышки и температурой воспламенения для характеристики пожарной опасности жидкостей используют понятия, температурных или концентрационных пределов воспламенения. Оп- ределения этих понятий, а также значения указанных величин, приводятся во многих изданиях, в частности, в широко известном справочнике Пожарная опасность веществ и материалов, применяемых в химической промышленности [1]. [c.10]

Обычно процесс рассматривается в условиях зажигания горючей смеси при локальном ее разогреве до температуры воспламенения с последующим устойчивым горением с пламенем. Для начала быстрой высокотемпературной реакции возможен другой режим одновременное нагревание до умеренной температуры всего объема горючей смеси (горючий газ и тот или иной окислитель), заключенной внутри некоторого сосуда. По мере повышения температуры смеси в сосуде начинается реакция окисления со сравнительно небольшой скоростью. За счет выделяющегося тепла смесь разогревается, и скорость реакции увеличивается, что в свою очередь приводит к нарастающему разогреву газа. При этом скорость реакции и разогрев увеличиваются очень быстро происходит неограниченное ускорение реакции, именуемое тепловым взрывом или самовоспламенением. [c.125]

Взрывоопасная смесь — смесь с воздухом горючих газов, паров ЛВЖ, горючей пыли или волокон с нижним концентрационным пределом распространения пламени (воспламенения) не более 65 г/м при переходе их во взвешенное состояние, которая при определенной концентрации способна взрываться при возникновении источника инициирования взрыва. К взрывоопасным относятся также смеси горючих газов и паров ЛВЖ с кислородом или другими окислителями (например, хлором). Взрыву внутри оборудования часто сопутствует взрыв или пожар Б производственном помещении, так как горючие смеси выбрасываются из разрушенного оборудования или коммуникаций и воспламеняются. В связи с этим предотвращение образования горючей и взрывоопасной среды как в оборудовании, так и в производственном помещении — важнейшее условие обеспечения пожаро- и взрывобезопасности. [c.326]

Анализ процесса воспламенения индивидуальных частиц твердого природного топлива наглядно показывает роль летучих в этом процессе и при учете условий теплообмена в запыленном потоке и его аэродинамики может служить базой для расчета процесса воспламенения пылеугольного факела. При воспламенении аэровзвеси пыли природных топлив выделение летучих происходит в объем, заполненный частицами топлива, которые находятся на сравнительно близком расстоянии друг от друга. В объеме происходит накопление летучих, т. е. образуется горючая смесь, при достижении определенных условий она воспламеняется и горит, причем концентрация окислителя у поверхности частиц в данном случае будет близка к концентрации окислителя в объеме. С этой точки зрения процесс воспламенения и горения аэровзвеси топливной пыли во времени можно разбить на три периода 1) подготовка горючей смеси летучие—окислитель 2) воспламенение этой смеси 3) собственно процесс горения летучих и коксового остатка. Естественно, что время на подготовку смеси летучих с окислителем, на ее воспламенение и на выгорание основной массы летучих оказывается значительно меньшим, чем время, необходимое для выгорания кокса. [c.197]

В основном смесеобразование осуществляют с помощью горелок, форсунок и регистров для подачи вторичного воздуха (первичным считается воздух, подаваемый в форсунку для распыления горючего). Смесеобразование в большинстве случаев завершается в рабочей камере печи или в камере горения после выхода горючего и воздуха из форсунки (горелки) и регистра или газовой смеси из горелки. Через форсунку и регистр в камеру горения выбрасывается смесь горючего и окислителя, которая загорается на некотором расстоянии от устья, в том месте, где создаются соответствующие условия для воспламенения — необходимое соотношение смеси горючего и окислителя для протекания химической реакции. Одним из основных элементов при распыливании жидких горючих материалов служит распылитель форсунки, назначением которого является разгон и размельчение жидкости путем создания разрывающейся на нити пленки жидкости нити затем распадаются на капли, движущиеся в заданном направлении. На разрыв жидкости, выбрасываемой из устья распылителя, влияют 1) начальное возмущение потока жидкости внутри распылителя, вызывающее турбулизацию жидкости 2) свойство печной среды, в которую выбрасывается поток 3) физические свойства собственно жидкости. [c.29]

Проведенный анализ показывает, что при воспламенении относительно крупной частицы (бч = 1,0-10 и более) при Тер = 1100° К летучие достаточно интенсивно насыщают пограничную пленку, в которой создается парогазовая смесь горючих и окислителя, определяющая условия воспламенения. Концентрация окислителя у поверхности частицы в данном случае очень быстро снижается, и коксовый остаток практически не может участвовать в процессах воспламенения и в начальных стадиях горения. [c.194]

Расчет тройных и более сложных смесей горючих газов с окислителями для их дозировки вне концентрационных пределов воспламенения, как правило, осуществляют графически, исходя из взрывоопасных свойств каждого компонента. Например, при окислении смеси метана и аммиака воздухом, проводимом в контактных аппаратах при 840—1050 °С, безопасное содержание кислорода в рабочей смеси составляет не более 16,2% (об.). Стехиометрическое соотношение реагирующих компонентов СН4 NHs Ог= 1 1 1,5 по условиям же взрывобезопасности содержание метана в исходной газовой смеси перед подачей ее "в контактный аппарат должно составлять 10,4— 13% (об.), аммиака 9—13% (об.) и кислорода 14,6—16,2% (об.). Такая смесь не является взрывоопасной хотя отдельные горючие компоненты и образуют взрывоопасные смеси с возду-х ом при более низком содержании кислорода (концентрационные пределы воспламенения в воздухе аммиака 15—28% об., метана 5—15% об.). [c.91]

Первым условием воспламенения и горения является необходимость иметь горючую смесь в паре- или газообразном состоянии. Отдельные стадии химических и физических превращений горючего и окислителя развиваются и в жидкой фазе. Образующиеся в этих процессах продукты могут оказывать существенное влияние на развитие воспламенения и горения. Однако прогрессивное самоускорение химической реакции завершающееся возникновением очагов горения возможно только в паровой фазе. [c.47]

Если вдуматься и учесть, что горение происходит в непрерывном потоке воздуха и газа, то должна показаться удивительной способность горелок удерживать около себя фронт пламени. После того как горелка разожжена, пламя принимает определенные очертания и либо сохраняет эти очертания в кажущейся неподвижности, либо колеблется (пульсирует) в сравнительно узких пределах около некоторого среднего положения. Эта устойчивость или даже кажущаяся неподвижность фронта пламени на самом деле является результатом сложного динамического равновесия, о котором в общих чертах уже говорилось в гл. 6. Однако оно заслуживает более внимательного рассмотрения, так как по определенным причинам многие горелки сохраняют способность удерживать пламя лишь в очень узких пределах изменения нагрузок. Вне этих пределов они теряют эту способность, т. е. перестают быть горелками, хотя и продолжают подавать топливо и окислитель, образовывая горючую смесь. Чтобы горелка оказалась работоспособной в этих новых областях нагрузок, необходимо осуществление новых мероприятий, отсутствовавших в ней ранее, для соответствующего изменения условий смесеобразования и воспламенения. [c.116]

Чаще всего в аппаратах и хранилищах находятся газы без наличия кислорода или с небольшим количеством его, т. е. в них концентрация газа будет выше верхнего предела воспламенения. Значительно реже по условиям технологии используют смеси горючего газа с окислителем (воздух, кислород и др.). Для таких аппаратов, а также для аппаратов, работающих под вакуумом, необходимо выяснить, какими способами ведется контроль за установленной величиной концентрации, имеются ли автоматические средства, предупреждающие образование взрывоопасной концентрации, как локализуется опасность, если взрывоопасная смесь образовалась, и какова практическая эффективность имеющихся средств защиты. [c.975]

В производственных условиях область воспламенения иногда уменьшают добавлением флегматизаторов, т. е. веществ, понижающих верхний концентрационный предел воспламенения и повышающих (хотя и в меньшей степени) нижний концентрационный предел воспламенения так, что при некотором определенном содержании флегматизатора, специфичном для данной системы, оба предела воспламенения сходятся у некоторой критической точки, называемой мысом области воспламенения (см. рис. 19.4). При дальнейшем увеличении содержания флегматизатора смесь становится невзрывающейся независимо от содержания горючего и окислителя. Флегматизаторы могут представлять собой инертные компоненты или быть ингибиторами. [c.238]

Чем ниже нижний предел воспламенения и шире область воспламенения, тем опаснее данный горючий газ. Смеси газа вне области воспламенения являются негорючими, так как при концентрациях ниже нижнего предела воспламенения смесь бедна горючим и воспламениться не может, а при концентрациях выше верхнего предела воапламенения смесь слишком богата горючим и бедна окислителем (кислородом воздуха). Данные об области воспламенения горючих газов приводятся в справочниках, как правило, для нормальных условий (атмосферного давления и комнатной тем-(пературы воздуха). [c.155]

Предотврашение взрывов, возникновение которых непосредственно связано с химическими процессами и, в частности, с процессами окисления, достигается главным образом регулированием и поддержанием состава смеси с тем, чтобы содержание в ней горючего было вне области воспламенения, т. е. ниже нижнего или выше верхнего концентрационного предела. При соблюдении этого условия, как уже раньше было показано, смесь оказывается невзрывающейся и не способной к устойчивому горению. Нижний концентрационный предел воспламенения большинства горючих невелик — порядка нескольких или даже менее одного процента и проведение процесса при еще меньшей концентрации газа, как правило, нетехнологично. Поэтому его применяют относительно редко (например, при окислении этилена до этиленоксида), чаще же процесс проводят с богаты.ми смесями. У многих горючих газов верхний предел от-лосительпо невелик п, следовательно, такая смесь будет содержать достаточно кислорода для ведения процесса. Так, при давлении 0,1 МПа (1 кгс/см ) верхний предел кислородных смесей углеводородов от метана до гексана составляете —40% (об.), а у воздушных смесей еще меньше—15—7% (об.), следовательно, имеется возможность обеспечить необходимое количество окислителя для технологичности процесса. [c.238]

Явление воспламенения характеризуется температурой самовоспламенения и временем индукции. Точность теоретического расчета этих величин невелика из-за ряда допущений,и поэтому, как правило, они определяются экспериментально. Получая эти характеристики в эксперименте, следует иметь в вицу, что они зависят от факторов, характеризующих как газовую смесь,так и аппаратурные условия исследования процесса. Основными параметрами смеси являются химический состав и зависящие от него физические свойства смеси (теплотворность,теплопроводность). Разумеется, характеристики воспламенения обусловливаотся не только свойствами горючего, но и особенностями смеси как таковой, т.е. широким диапазоном возможных соотношений входя-щих в нее веществ, а также и набором различных окислителей от чистого кислорода до забалластированного воздуха и щ>.Температура самовослламенения и индукционный, период заданной сме- [c.51]

НИЧ81Ш0М увеличении мощности поджигаицего источника в сосудах достаточно больших размеров границы воспламенения стремятся к определенным значениям составов смеси, за пределами которое смесь уже невозможно воспламенить никаким источником - это пределы воспламенения, по существу концентрационные пределы распространения пламени. Они не зависят от аппаратурных условий, и их можно рассматривать как эико-химн-ческую характеристи1ог снеси. Для заданного горючего в окислителя они зависят лишь от физических условий - давления и температуры. [c.109]