ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ ПИРОЛИЗ И ГОРЕНИЕ

Самую многочисленную группу составляют химические процессы, из которых наиболее важными в технологии являются следующие процессы горение (сжигание жидкого, твердого и газообразного топлива с целью получения энергии, серы — для получения серной кислоты) пирогенные (коксование углей, пиролиз и крекинг нефтепродуктов) окислительно-восстановительные процессы (газификация твердых и жидких топлив, конверсия углеводородов) электрохимические (электролиз воды, растворов и расплавов солей, электрометаллургия, химические источники тока) электротермические (электровозгонка фосфора, получение карбида и цианамида кальция) плазмохимические (реакции в низкотемпературной плазме, включая окисление азота и пиролиз метана, получение ультрадисперсных порошкообразных продуктов) термическая диссоциация (получение извести, кальцинированной соды, глинозема и пигментов) обжиг и спекание (высокотемпературный синтез силикатов, получение цементного клинкера и керамических кислородсодержащих и бескислородных материалов со специальными функциями) гидрирование (синтез аммиака, метанола, гидрокрекинг и гидрогенизация жиров) комплексообразова-ние (разделение и рафинирование платиновых и драгоценных металлов, химическое обогащение руд, например путем хлорирующего или сульфатизирующего обжига для перевода металлов в летучие или способные к выщелачиванию водой соединения) химическое разложение сложных органических веществ (варка древесных отходов с растворами щелочей или бисульфита кальция с целью делигнизацми древесины в производстве целлюлозы) гидролиз (разложение целлюлозы из отходов сельскохозяйственного производства или деревообрабатывающей промышленности с по- [c.211]

Рис. 18.6.2.1. Реактор высокотемпературного пиролиза 1 — горелка 2 — камера горения 3 —- карман для термопары 4 — реакционная камера 5 — отвод к пробоо1-борной системе

Таким образом, выброс в атмосферу кислых компонентов обусловлен прежде всего процессами горения, которые характерны для нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Все высокотемпературные процессы (термический и каталитический крекинг, пиролиз) связаны со сжиганием в трубчатых печах газообразного или жидкого топлива. [c.19]

Пары топлива, образовавшиеся на поверхности капли, в своем движении к зоне горения будут подвергаться дальнейшему нагреву от температуры поверхности капли до температуры зоны горения. Температура поверхности капли при горении не превышает 400— 500° К, тогда как температура зоны горения в среднем достигает значений 1800—1900 С. Таким образом, условия существования паров топлива до момента их сгорания соответствуют условиям глубокого крекинга и высокотемпературного пиролиза. [c.80]

Топливо, введенное в цилиндр во время горения, подвергается глубокому крекингу и высокотемпературному пиролизу. При этом отщепление атомов водорода от молекул тяжелых фракций приводит к возрастанию отношения числа атомов углерода к числу атомов водорода. Чем больше это отношение, тем больше склонность к образованию сажи при горении. [c.68]

ДВС в ЛПИ. Когда давление топлива перед форсункой заходит за границу начала горения (кривая 1), на линии светимости пламени образуется горизонтальная площадка. Это можно объяснить тем, что при этом происходит крекинг и высокотемпературный пиролиз топлива с образованием свободного углерода в продуктах сгорания (сажи). [c.69]

В зависимости от химического строения, антипирены могут подавлять процессы, сопутствующие горению в твердой, жидкой или газообразной фазе. Они могут влиять на отдельные стадии высокотемпературного пиролиза, воспламенения и распространения пламени. Замена одного типа антипирена на другой приводит к изменению механизма замедления горения. [c.153]

Как считают некоторые авторы [13], горение полимеров начинается эндотермической стадией деструкции с образованием остатка и горючих газов, затем происходит экзотермическое сгорание этих газов. Выделяющееся тепло частично уносится, а в основном расходуется на термическую деструкцию новой порции полимера. При таком взгляде на горение полимеров ясно видна связь между термическим разложением и горением, термостабильностью и огнестойкостью. Это подтверждается рядом примеров. Например, было установлено [14], что в ходе высокотемпературного пиролиза макрокинетика процесса хорошо описывается изотермической кинетикой разложения при 290—370 °С. В некоторых работах изучалась связь термостабильности полимеров на воздухе с их горючестью. Как видно из рис. 1 [15], наблюдается симбатное изменение массы полимеров при горении и термическом разложении. [c.13]

Рассмотрена специфика высокотемпературного пиролиза и горения тонких полимерных пленок и органических покрытий. Описаны способы снижения горючести покрытий. Представлен ассортимент промышленных лакокрасочных материалов. Даны методы оценки горючести и пожароопасности органических покрытий и пленок. [c.2]

Возрастающая потребность в полимерных материалах пониженной горючести нашла отражение в большом числе научно-исследовательских работ. Теоретическим и прикладным исследованиям по снижению горючести пластмасс посвящен ряд монографий, опубликованных в последние 10—15 лет. Лакокрасочные материалы и покрытия характеризуются рядом специфических особенностей, определяемых тем, что один из геометрических параметров покрытий (а именно их толщина, составляющая 0,1—0,2 мм) много меньше других, а также применением покрытий для защиты подложек различной природы, - как горючих, так и негорючих. Существенно меняются условия тепло- и массообмена при высокотемпературном пиролизе и горении лакокрасочных покрытий, а также скорость распространения пламени. Все это определяет выбор способа снижения горючести, его специфику. [c.3]

ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ ПИРОЛИЗ И ГОРЕНИЕ ПОЛИМЕРНЫХ ПЛЕНОК И ПОКРЫТИЙ [c.7]

ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОЦЕССОВ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО ПИРОЛИЗА И ГОРЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ [c.7]

Выброс в атмосферу кислых компонентов обусловлен, прежде всего, процессами горения. Все высокотемпературные процессы НГК (термический и каталитический крекинг, пиролиз) связаны со сжиганием в трубчатых печах газообразного или жидкого топлива. На газовых и нефтяных месторождениях строительство скважин ведется буровыми установками, работающими на электро- или дизельном приводе с различной компоновкой дизеля. Все буровые имеют котельные установки, исполь- [c.24]

ПЕЧИ в химической технологии, высокотемпературные хим. реакторы, в к-рых в результате горения топлива или преобразования электрич. энергии выделяется тепло, используемое для хим. превращений или для обезвреживания отходов, загрязняющих окружающую среду. В П. осуществляют обжиг, сжигание серы, фосфора, пиролиз нефти, нефтепродуктов, дистилляцию, коксование, получение минер. солей, цементного клинкера и др. [c.436]

Несмотря на колоссальную сложность процессов образования углерода, авторы настоящего обзора склонны считать, что ясность в этот вопрос будет внесена в течение ближайших одного— двух десятилетий. За последние годы достигнут существенный прогресс в изучении твердого состояния, в исследовании горения и других высокотемпературных процессов, в измерении скоростей пиролиза и окисления углеводородов, в умении наблюдать мельчайшие частички и тончайшие пленки, в изучении свободнорадикальных реакций. Широко развиты исследования в направлении выяснения образования углерода в точно определенных системах. [c.320]

Первые опыты по получению мелкозернистого кокса проводили на установке с одноступенчатым нагревом угля (рис. 45) в футерованной огнеупорным кирпичом вихревой камере (рис. 46). Для нагрева использовали высокотемпературный теплоноситель с температурой 900— 1000° С, в результате чего все улитки и циклоны установки также были футерованы. Нижняя часть циклона имела электрообогрев и служила аппаратом теплового выдерживания. Газ-теплоноситель содержал 4—5% кислорода, который расходовался на горение и пиролиз летучих продуктов коксования. [c.197]

Неполное горение метана в кислороде используется в современной химической промышленности не только для производства синтез-газа — на начальной стадии горения образуется также ацетилен. Высокотемпературная конверсия и термоокислительный пиролиз метана отличаются в основном только временем пребывания продуктов в зоне реакции. Если при конверсии природного газа состояние термодинамического равновесия почти полностью достигается в течение 2 сек, то продолжительность процесса пиролиза составляет несколько тысячных долей секунды, причем образующийся ацетилен является термодинамически неустойчивым соединением. Таким образом, термоокислительный пиролиз можно рассматривать как промежуточную стадию высокотемпературной конверсии метана. [c.242]

Рис. 25. Реактор высокотемпературного пиролиза Торракс 1 - загрузка отходов 2 - выход горючего газа 3 удаление и охлаждение шлака 4 зона сжигания и плавления 5 - подача горячего воздуха в зону горения 6 - зона пиролиза 7 - зона сушки 8 загруженные отходы

На рис. 4 показаны вид сгоревших ниппелей горелок (б, в) в сравнении с новым ниппелем (а) и ниппели из стали 1Х18Н9Т (г) и из стали-10 (д), которые одновременно в одинаковых рабочих условиях проработали 350 час. Ниппель из стали-10 обгорел, а ниппель из стали 1Х18Н9Т не изменился. На основании этого было решено заменить ниппели из стали-10 на всех горелках легированными. Вопрос панельных горелок беспламенного горения для работы их в условиях высокотемпературного пиролиза требует дальнейшей разработки. [c.187]

К числу последних зарубежных разработок по высокотемпературному пиролизу тяжелых фракций нефти следует отнести процесс японской фирмы Mitsubishi [Пат. 4520224, 1985 4527002, 1985 4527003, 1985, США]. Технологическая схема процесса включает следующие зоны получения теплоносителя, реакционную, закалки продуктов пиролиза, сепарации газообразных продуктов от жидких продуктов пиролиза, а также конверсии метана в водород и узел пиролиза этана и пропана. Теплоноситель получают путем сжигания жидкого топлива в среде чистого кислорода с разбавлением продуктов горения водяным паром. Перед входом в реакционную зону в теплоноситель вводится смесь метана с водородом при молярном отношении 0,05—4,00. Температура сложного теплоносителя на входе в реактор около 1200 °С, в реакционной зоне — 800—1200°С, парциальное давление водорода не более 0,5 МПа, время контакта — 5—300 мс, общее давление в системе около 2 МПа. В качестве сырья пиролиза используют тяжелые сернистые нефтяные остатки. [c.25]

Прямой метод получения ацетилена из углеводородного сырья был открыт еще в начале 1862 г. Вертело [1], который получил ацетилен действием электрических разрядов на метан. В 1866 г. Маклеод [2 ] демонстрировал опыт образования ацетилена при сжигании струи кислорода в атмосфере метана, а в следующем году Рит [3] показал, что ацетилен образуется в пламени бунзеновской горелки, когда горение происходит внутри трубки (у дна горелки). В 1880 г. Юнгфлейш [4] описал лабораторную установку для получения ацетилена путем неполного сжигания метансодержащего газа. В этой установке ацетилен поглощался из сжигаемого газа аммиачным раствором меди, а затем регенерировался разложением ацетиленида меди кислотой. Другие исследователи впоследствии наблюдали образование ацетилена среди продуктов высокотемпературного пиролиза метана и других углеводородов. [c.159]

Сделаем теперь несколько предварительных замечаний по окислительному высокотемпературному пиролизу, теоретические сведения о котором весьма неполны. Поскольку, как уже указывалось, роль кислорода, как и любых других примесей в протекания химических реакций углеводородов нри температурах выше 700—800°, становится второстеиенной, то горение следует, повидимому, трактовать в этом случае только как источник быстрого нагрева крекируемого газа, позволяющий проводить термическое разложение нри весьма малом времени реакции, доходящем до 10 —10 сек. (в случае детонационного горения). В связи с этим становится попятным влияние режима горения па выход различных продуктов. которое сводится к влиянию процессов теплопередачи или, что то же самое, изменению времени реакции. [c.52]

Бертло в 1862 г. получил ацетилен действием электрической искры на метан. В 1866 г. Маклеод обнаружил ацетилен при горении метана в струе кислорода, а в 1867 г. Рейт показал, что ацетилен образуется при проскоке пламени в бунзеновскую горелку. В 1880 г. Юнгфляйш осуществил неполное сгорание газа, содержащего метан. Пропустив газообразные продукты сгорания через медноаммиачный раствор и обработав кислотой выпавший осадок ацетиленида меди, он смог выделить ацетилен. Некоторые исследователи обнаружили ацетилен среди продуктов, образуюпщхся при высокотемпературном пиролизе, и других углеводородов. К 1920 г. в нескольких странах имелось дешевое углеводородное сырье в виде природного, заводского и коксового газа. Возможность использования этого сырья для получения ацетилена стимулировала большое количество исследований в разных странах [76]. [c.40]

Эффект дегидратации и карбонизации обнаружен при изучении высокотемпературного пиролиза древесины в присутствии 7% фосфорной кислоты [87]. Исследователи нашли определенную последовательность в выделении продуктов сначала из материала выделяется вода, затем в газовой фазе обнаруживаются аммиак и двуокись углерода, причем содержание последней значительно меньше содержания остальных летучих продуктов. Это свидетельствует, как считают авторы, о карбонизации материала. В предпламенной зоне фосфорные частицы взаимодействуют с активными радикалами ОН , О , Н. При использовании в качестве ингибиторов горения три-фенилфосфиноксида в предпламенной зоне и в зоне пламени находят частицы Рг, РО, POj, в меньшей степени Р, НРО [83]. Возможны следующие реакции указанных частиц с активными частицами пламени [c.69]

Действительно, близки значения констант скоростей деструкции ПМБФ при 150-200 °С в инертной среде инавоздухе энергии активации термодеструкции в этом температурном интервале (62 и 58 кДж/моль соответственно) температуры поверхности при пиролизе в присутствии 6 % О2 отличаются от соответствующих Т5 при пиролизе в инертной среде не более, чем на 1-2 ° С, а энергии активации - на 9-10 %. Кроме того, измерение температурных профилей при горении позволило установить, что температура горящей поверхности (400 °С) практически адекватна Ts при Го =830 950 °С, а элементный состав зольного остатка горения и коксовых остатков высокотемпературного пиролиза мало различаются. Безусловно, все эти явления обусловлены спецификой развития деструкциоиного процесса для таких полимеров, о чем будет сказано ниже, и показывают малую подверженность К-фазы этих полимеров высокотемпературному окислению. [c.19]

В результате нанесения трудновоспламеняемых покрытий на поверхность защищаемых объектов предотвращение или замедление возгорания и торможение скорости горения последних, равно как и самих органических покрытий, может быть обусловлено следующими факторами разбавлением горючих летучих соединений, образующихся при высокотемпературном пиролизе полимерного материала, негорючими газами, выделяющимися при термодеструкции огнезамедляющих компонентов пленок обрывом цепных радикальных реакций процесса горения ингибиторами, возникающими при термическом разложении специальных добавок и некоторых полимерных фрагментов появлением [c.121]

Большинство полимеров и полимерных материалов являются более или менее легко сгорающими продуктами и при температурах вьпие 300 °С устойчиво горят на воздухе. Несмотря на сходство горения газовых смесей и полимеров, дин последних характерна и своя специфика. Она проявляется в основном в двух аспектах. Во-первых, топливом здесь являются продукты термической и термоокислительной деструкции полимера, происходящей при воздействии на него высокотемпературных тепловых потоков. От состава и количества продуктов пиролиза, предшествующего воспламенению и горению всех полимеров, во многом зависят характеристики и закономерности самого горения. Однако кинетика и механизм деструкции многих природных и синтетических полимеров даже при отноштельно невысоких температурах и скоростях термического воздействия изучены недостаточно [1, с. 12]. Во-вторых, горение большинства полимеров лимитируется процессами массо- и теплопередачи и определяется условиями диффузии горючих продуктов разложения и кислорода воздуха и их смешения. Поэтому горение большинства полимерных материалов является диффузионным, а пламена относят к диффузионным пламенам в отличие от газовых, которые образуются в процессе горения, лимитируемом скоростями химических реакций топлива и окислителя и, таким образом, протекающем в кинетическим режиме. Газовые пламена часто называют предварительно перемешанными. [c.7]

В высокотемпературных фубчатых печах каталитических процессов (риформинг, пиролиз, коксование), где температура дымовых газов после камеры конвекции составляет 400-500 °С, на пути их потока ставятся вначале котел-утилизатор для производства водяного пара под давлением 0,5-1,0 МПа, а затем -воздухоподофеватели. Это позволяет эффективно регенерировать тепло уходящих дымовых газов для производства пара, часть которого используется на распыл топлива в форсунках, и горячего воздуха, также подаваемого в форсунки на горение. [c.536]

Для непосредственного наблюдения за процессом коксообразования и визуализации тепло- и массопереноса применяли метод высокотемпературной газификации, с помощью которого стало возможным прямое исследование процесса коксообразования в процессе пиролиза полимерных материалов в атмосфере азота и в условиях внешнего нагревания, идентичных кон-калориметрическим [34, 82]. В таких условиях тепловые эффекты газофазных реакций высокотемпературного окисления не влияли на физическое состояние поверхности коксующегося нанокомпозита. Проведенные эксперименты позволили установить, что при горении нанокомпозита ПА 6 большая часть поверхности покрывалось коксом, служащим тепловым и диффузионным барьером для фронта горения материала. Дополнительные доказательства формирования специфической углерод-керами-ческой структуры — результаты исследований твердофазных продуктов сгорания полимерных нанокомпозитов методами РСА и ПЭМ [34]. Было доказано образование интеркалированной слоистой структуры [86, 87]. Так, результаты ПЭМ-анализа [87] углеродсодержащих производных, полученных после сжигания нанокомпозитов на основе ПА 6.6 (рис. 6.13), показали наличие интеркали- [c.181]

Максимальный выход Б. наблюдается при температуре пиролиза около 80 °С. При дальнейшем повышении температур выход ПАУ резко снижается вследствие деструкции сложных соединений. Образование Б. и других ПАУ начинается с температур 500—600 °С, хотя выделение смолистых веществ происходит и при значительно более низких температурах. Установлено (Дикун и др., 1975), что образование Б. происходит не в результате первичного распада древесины, а вследствие вторичных термических процессов, протекающих в первичных продуктах пиролиза, причем не всегда равномерно по всей реакционной зоне. Речь идет о локальных перегревах первичных продуктов пиролиза, если температура основного процесса ниже 800 °С, или о задержке их в местах с пониженной температурой, если основная температура превышает 800 °С. Исходя из этих положений, можно объяснить практически все кажущиеся иногда противоречивыми данные, характеризующие образование Б. при сжигании топлива. При горении и при пиролизе решающее значение для протекания процесса образования Б. имеет наличие локальных застойных зон с соответствующим температурным режимом. Однако помимо высокотемпературного свободнорадикального процесса возникновения ПАУ (область температур от 500 до 800 °С) существует и другой, низкотемпературный он протекает в интервале 250—400 С и имеет сравнительно узкий максимум при 300—350 °С. Таким образом, высокотемпературный и низкотемпературный процессы образования Б. при пиролизе древесины разделены областью температур приблизительно 400—500 °С, пиролиз древесины в которой не ведет к возникновению Б. Возникновение Б. при низких температурах происходит в результате ионных реакций. Можно [c.239]

Средствами технологической профилактики образования Б. является в первую очередь повышение качества горючей смеси до такой степени, чтобы во всей зоне горения (реакционной зоне при пиролизе) достигалась достаточная равномерность температуры сгорания и исключалась возможность появления локальных зон существенного отклонения температур и задержки первичных продуктов вследствие низкого качества подготовки горючей смеси. Целям технологической профилактики служит также усовершенствование конструкции топок, которое предотвращало бы возникновение локальных зон, благоприятствующих образованию Б,, за счет конструктивных (геометрических) факторов. На коксохимических и пекококсовых предприятиях — осуществление бездымной загрузки коксовых печей путем применения эффективно действующей системы пароинжекции, улавливания и обезвреживания газовыделений, эффективная очистка от смол и масел сточных вод, используемых для тушения кокса. На ряде производств (нефтехимии, нефтепереработки, органического синтеза) возникает задача пересмотра и изменения опасной технологии — переход от высокотемпературных пиролитических процессов к каталитическим. Изложенные положения справедливы и в отнощении работы двигателей внутреннего сгорания (автомобильных, авиационных и других), реактивных и турбинных двигателей. [c.247]

Обращаете внимание на капиллярные явления при горении карбонизующихся систем [92]. В частности, на примере коксовых остатков, полученных в результате нагревания при 500 ° С полиэпоксида, полифе-нолоформальдегида и некоторых других высокомолекулярных соединений, рассмотрены особенности прохождения жидких продуктов пиролиза полимеров через карбонизованный слой, образующийся под действием высокотемпературных потоков, а также влияние указанного процесса на горение. [c.131]