Образование сажи в пламенах

Установленная на опыте неравновесность сажеобразования в пламенах указывает на химическое (а не термическое) происхождение сажи. Однако в настоящее время конкретный, надежно установленный и общепринятый химический механизм образования сажи в пламенах отсутствует. Несомненным нужно считать, что в этот механизм входят процессы дегидрогенизации и крекинга с последующей полимеризацией. [c.472]

ОБРАЗОВАНИЕ САЖИ В ПЛАМЕНАХ [c.202]

Механизм образования сажи (т. е. частиц нагара или дыма) в пламенных процессах послужил предметом интенсивных лабораторных исследований и опытных работ. Во многих странах уровень ее содержания в дымовых газах ограничивается в законодательном порядке. Важным свойством пламен является светимость, обусловленная испусканием света раскаленными частицами сажи. Выгорание этих частиц представляет собой нормальную составную часть процессов факельного горения (особенно при форсуночном сжигании жидких топлив) однако в некоторых случаях богатые топливо-воздушные смеси горят неполно и выделяют с дымовыми газами много свободной сажи. Для борьбы с этим явлением прибегают не только к улучшению конструкции горелок, но и к использованию металлсодержащих присадок к топливам. Полагают, что такие присадки вызывают каталитическую диссоциацию водяного пара с образованием гидроксильных радикалов, которые чрезвычайно быстро реагируют с частицами сажи, давая газообразные продукты, в том числе СО (ср. с реакцией водяного газа). Однако присутствие металла в продуктах сжигания топлив, содержащих указанные присадки, может в свою очередь явиться экологически вредным фактором, что заставляет искать другие пути подавления образования сажи в пламени [5]. [c.573]

В недавно появившейся книге [12] по химии пламен имеется короткая глава об образовании сажи в пламени предварительно перемешанных смесей. [c.267]

Вопрос о выделении угля (сажеобразование) и о полимеризации в пламенах будет рассмотрен далее в этой же главе (стр. 81), здесь только следует отметить, что некоторые свободные радикалы способствуют полимеризации, и поэтому весьма вероятно, что такие вещества, как хлор, которые могут отбирать водород от углеводородных молекул, промотируют полимеризацию, а возможно—также и образование сажи. В пламени метана и других пламенах того же типа есть по крайней мере три пути, по которым может образовываться Са во-первых, через полимеризацию углеводорода в ацетилен или в другие более высокие углеводороды с последующим тепловым разложением во-вторых, при реакции радикалов СН [c.67]

Образование сажи в пламенах [c.81]

Рассмотрим кратко некоторые другие физико-химические модели образования сажи в пламени. [c.20]

Механизм образования сажи в пламенах углеводородных топлив включает дегидрогенизацию органических соединений и их полимеризацию, ведущую к получению больших углеродных частиц. Наличие частиц углерода в пламени обусловлено термическим и термоокислительным разложением углеводородов, происходящим главным образом в первоначальной зоне подогрева и воспламенения горячей смеси. Имеются некоторые различия в образовании сажи в диффузионных пламенах жидкого и газообразного топлива и пламенах с частичным предварительным смешением газа с воздухом. Эти различия заключаются главным образом в принятых представлениях относительно очередности и направления процессов дегидрогенизации и полимеризации, а также в месторасположении максимума образования сажи в различных зонах пламени. [c.136]

Частички сажи в ноне реакции, претерпевают дальнейшие превращения, -чаключающиеся в их коагуляции, а также в их выгорании. В настоящее время конкретный, иаде кно установленный и общепринятый химический механизм образования сажи в пламенах отсутствует. [c.231]

Наиболее частым случаем является образование сажи в пламенах при горении органических веществ. Кроме того, во многих случаях образуются частицы металлических окислов, таких как МдО или А12О3. Конденсированные частицы могут оказать влияние на излучение. Вместо спектра, состоящего из дискретных полос, такие пламена дают главным образом сплошной спектр, приближающийся к спектру абсолютно черного тела. Однако неправильно было бы полагать, что он идентичен спектру абсолютно черного или серого тела при температуре пламени. Во-первых, излучательная способность частиц может изменяться при изменении длины волны. Известно, что цветовая температура пламени свечи примерно на 100 °С выше истинной температуры [8, с. 215] это связано с изменением излучательной способности при изменении длины волны вследствие малого размера частиц. [c.35]

J. С. Ш Б е ii ц е р, Г. Г е л л е р. Образование сажи в пламени углеводородов. Химия и техпологня полимеров , 5, 1957. [c.212]

Что касается химического механизма образования сажи в пламенах, то в более ранних работах появление частичек сажи обычно связывалось с образованием радикалов Сг, обнаруживаемых по их спектру испускания, особенно интенсивному в случае богатых смесей. Однако в результате работ последних лет эта точка зрения была оставлена [1169, 1008, 981]. В этом отношении особенно убедительна работа Норриша, Портера и Траш [981], в которой было показано, что параллелизм между сажеобра-зованием и концентрацией радикалов Сг (обнаруживаемых по их спектру поглощения) при взрыве смеси ацетилена с кислородом отсутствует. По мнению Портера [1038], в основе механизма образования сажи в пламенах лежат процессы одновременной полимеризации и дегидрогенизации, например [c.566]

Разрешению этого сложного вопроса могут в некоторой мере способствовать недавние опыты Гейдона и Уиттин-гэма [112], исследовавших действие сернистых соединений на образование сажи в пламенах углеводородов. Было найдено [56], что прибавление 80г и НгЗ в количествах, не превышающих 4%, заметно уменьшает образование сажи в пламени бунзеновской горелки и в пламенах других углеводородов. С другой стороны, прибавление ЗОд даже в столь небольших количествах, как О, 1 %у вызывает заметное выделение сажи. Спектроскопическое исследование излучения тех частей пламени, которые расположены над вершиной внутреннего конуса пламени бунзеновской горелки, горящей с вполне достаточной подачей воздуха, показали, что прибавка ЗОз вызывает появление очень интенсивного сплошного спектра. Совершенно ясно, что такой яркий эффект не может быть объяснен изменением температуры или какой-либо прямой химической реакцией ЗОд, приводящей к образованию твердого угля. Происходящие при этом изменения должны быть связаны с ускорением и подавлением каких-то цепных реакций,— повидимому, цепных реакций полимеризации самих углеводородов. [c.83]

Автор и Уиттингэм [112] изучили недавно спектры пламен различных горючих (СО, На, светильный газ, СН , СаН4, СН3ОН), содержащих небольшие добавки окислов серы. Они исследовали также зависимость скорости образования сажи в пламенах органических веществ от этих добавок (см. стр. 85). [c.123]

Выше указывалось, что в определенных точках диффузионного факела метана в воздухе наряду с сажей наблюдается образование относительно больших количеств ацетилена. Однако выделение ацетилена из диффузионного факела практически невозможно, и для его получешгя применяется горение предварительно смешанного метана с воздухом или метана с кислородом. Кинетика этого процесса исследована, пожалуй, еще меньше, чем кинетика образования сажи в пламени. Рассмотрим данные, относящиеся к образованию ацетилена в метано-кислородном пламени на горелке типа бунзепа. [c.12]

Образование сажи в пламени как возникновение твердой фазы в газовой среде имеет определенную аналогию с процессом конденсации в газе. Но существенное отличие сажеобразования заключается в том, что сама сажа, как показано в гл. 2, образуется при этом в сверхравно-весных концентрациях. Примером общности или аналогии между кристаллизацией и сажеобразованием является значительная роль поверхностных процессов (см. разд. 1.2.2). При анализе физико-химических свойств частиц сажи в разд. 1.1 отмечалось, что сажа имеет большую свободную энергию по сравнению с графитом, который является стабильной структурой, однако в пламени образуется сажа. Причина заключена в существенно больших по отношению к графиту скоростях поверхностного роста частиц сажи [22], что позволяет быстрее снять пересьпцение в термодинамической системе. При этом наблюдается своеобразный микроге-терогенный автокатализ повышенные скорости поверхностного роста частиц сажи приводят к нарушениям их структуры, в свою очередь дислокации способствуют ускорению поверхностного роста частиц сажи. [c.19]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология