Летучие в процессе горения частицы

Главная особенность горения реального топлива по сравнению с горением чистого углерода состоит в том, что топливо в процессе нагревания его до температуры воспламенения (600—1000 С) подвергается термическому разложению. При этом выделяются летучие вещества, содержащие много горючих компонентов. Такие компоненты, поступая в нагретую кислородсодержащую газовую среду, сгорают в ней. Выделяется теплота, которая способствует ускоренному прогреванию частиц нелетучего (коксового) остатка топлива и быстрейшему их воспламенению. По химическому составу коксовый остаток — это почти чистый углерод, поэтому ход дальнейшего процесса горения частиц соответствует описанному ранее горению углерода. [c.170]

Влияние летучих на интенсивность протекания процесса горения проявляется в повышении реакционной способности коксового остатка (по сравнению с реакционной способностью чистого углерода), что объясняется наличием в коксе остаточных летучих и изменением структуры частиц топлива в период интенсивного выделения летучих. [c.187]

Пз сравнения (1.25) и (1.26) ясно, что горение летучих уменьшает удельную скорость горения частицы угля. По мере выгорания летучих это торможение скорости горения угля уменьшается. Влияние выхода летучих на процесс горения угольной частицы наблюдалось в опытах Кацнельсона [134] по исследованию горения под давлением 1, 3 и 5 ата угольной пыли и отдельных частиц печорского каменного угля и его кокса, а также электродного угля. Процесс горения частиц и пыли изучался методом непосредственного взвешивания недожога за определенный промежуток времени. Из опытов было установлено, что удельная скорость горения кокса, а также электродного угля возрастает с увеличением давления (при одинаковом диаметре частиц и одинаковой температуре), а для угля, наоборот, уменьшается (см. рис. 25). [c.244]

Рассмотрим процесс горения частицы твердого топлива при переменных температурах. Горением летучих и протеканием вторичных реакций пренебрежем. [c.189]

Глава 15 является подготовительной для изучения сложных процессов горения частицы твердого топлива и угольной пыли в факеле. В ней изложены основные особенности реакций взаимодействия углерода с газами, особенности горения углеродных частиц с рассмотрением отдельных стадий горения (выход и горение летучих, внутреннее реагирование, взаимосвязь и влияние диффузионных и кинетических процессов, вторичные реакции), а также общая теория гетерогенного процесса. Этот материал использован в гл. 16, в которой дана теория горения пылевидных топлив с последовательным рассмотрением горения частицы, монофракционной и полифракционной пыли. [c.6]

Эксперименты подтвердили принятую модель процесса горения крупных частиц сланца. Изменение температуры центра и выхода летучих из частицы диаметром 12 мм во времени при температуре печи 910 и 1010° К в потоке азота, которое характерно для частиц, представлено на рис. 1, с другим диаметром. Графики показывают, что выход летучих веществ заканчивается раньше завершения прогрева частицы до температуры печи. Это свидетельствует о том, что скорость процесса лимитируется интенсивностью поступления тепла к фронту разложения керогена. В другом случае, если скорость процесса определялась бы кинетикой реакции разложения керогена, время прогрева частицы до температуры печи оказалось бы меньше времени выхода летучих. В сложном теплообмене между греющей средой и частицей в условиях опытов преобладающее значение имеет лучистый тепло-перенос. Вследствие этого время выхода летучих находится в зависимости от температуры среды. Увеличение диаметра частицы и исходного количества органического вещества в сланце приводит к увеличению времени процесса, поскольку возрастает термическое сопротивление доставке тепла к фронту разложения и затраты тепла на разложение керогена во фронте. Эмпирическая обработка зависимости времени выхода летучих веществ от указанных факторов представлена на рис. 2 и описывается следующей формулой [c.89]

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]

Аналогичные результаты по выходу летучих были получены в исследованиях горения частиц натуральных топлив. Опыты показывают, что процесс горения частицы угля можно представить следующим образом. [c.341]

Результаты исследования процесса горения нефтяного кокса на частицах размером до 10—12 мм при 700—1000 °С показали [83], что этот процесс зависит в значительной степени от скорости прогрева частиц, являющейся, в свою очередь, функцией диаметра частиц и температуры среды. С повышением диаметра частиц с 8 до 12 мм при 920°С длительность прогрева увеличивается более чем в 3 раза (с 110 до 430 с). Влага и летучие, содержащиеся в коксе, способствуют образованию транспортных каналов в его массе, облегчая доступ окислителя и интенсифицируя ироцесс горения. Из всех стадий горения кокса наиболее длительна стадия выгорания его остатка, составляющая 75—85% общей длительности процесса. [c.36]

Горение летучих и коксового остатка проходило стадийно, но с небольшим (в пределах 5 ч- 6 o ) совмещением выхода остаточной части летучих с началом горения кокса. Выход летучих при горении определя.пся по диаграмме уменьшения веса частицы во времени. На рис. 4 представлено изменение температуры центра частицы при горении ее в потоке воздуха. Кривые изменения температуры центра частицы при горении кокса, полученного при разделении стадий процесса (выход летучих в азоте и последующим горением кокса в воздухе) (рис. 5), и кокса, образующегося при выгорании летучих (см. рис. 4), имеют идентичный [c.91]

Таким образом, эксперименты показали, что горение частиц сланца существенно отличается от процесса горения других натуральных топлив с достаточно высоким выходом летучих. Отличие заключается прежде всего в том, что основная часть горючей массы сланца выгорает в период выхода летучих веществ. Время выхода летучих без доступа окислителя в зависимости от температуры составляет 65- 50 % от общего времени процесса, включающего последующее догорание кокса, и диссоциации карбонатов. Увеличение температуры снижает общее время горения и время выхода летучих и горения коксового остатка. Однако время выхода летучих уменьшается в большей степени, чем время горения коксового остатка. Вследствие этого относительное время выхода летучих уменьшается при увеличении температуры. [c.92]

Процесс воспламенения и горения частицы натурального твердого топлива протекает более сложно, чем рассмотренный выше процесс для углеродной частицы. Это обусловлено наличием в составе натурального топлива влаги и способностью его к пирогенетическому разложению с выделением горючих летучих. В этом случае при нагревании частицы топлива до ее воспламенения она проходит предварительно фазы испарения влаги и возгонки летучих. Вначале воспламеняются и сгорают летучие, ранее вступающие в контакт с окружающим частицы воздухом и имеющие более низкую [c.22]

По данным лабораторного исследования процесса горения антрацитовой пыли минимальная концентрация свободного О2, обеспечивавшая отсутствие окиси углерода в факеле (при температурах 1600°С), составила примерно 2—2,5%. При 0а<1,0—1,5% отмечалось наличие в топочных газах заметных количеств СО. Эти данные можно рассматривать как достаточно характерные для угольной пыли вообще, поскольку речь идет о горении коксового остатка угольных частиц (после завершения выхода летучих. Основываясь на них можно считать, что локальные значения содержания кислорода в факеле не должны снижаться менее 1,5—2%, чему соответствует коэффициент избытка воздуха а = 1,08- 1,10. [c.50]

Характерной особенностью горения отдельных частиц натурального топлива является значительное возрастание относительного времени воспламенения летучих и кокса с уменьшением размера частиц. Если для частиц назаровского угля размером 0,8 мм время прогрева до выхода основной массы летучих составляет 8—12%, то для частиц размером 0,15 мм оно доходит уже до 30— 40% суммарного времени выгорания [Л. 61]. Процесс горения полифракционной пыли не может протекать в строгой последовательности фаз. Поэтому такие фазы горения летучих и кокса в полифракционной системе в целом перекрываются. [c.44]

Основными факторами, от которых зависит количество горючих в образующихся золовых остатках в промышленных агрегатах, являются температура в топочной камере, время пребывания частиц топлива в топке, размеры частиц, концентрация окислителя и аэродинамика топки. Направляемая в топку смесь сланцевой пыли с воздухом быстро воспламеняется (рис. 4-10). В результате бурного горения летучих вблизи горелки образуется высокотемпературная зона, которая способствует дальнейшему развитию процесса горения. Так, например, из рис. 4-10 вытекает, что температура факела иа расстоянии 0,8— 1,0 м от устья горелки равна 1000—1200°С. Время, необходимое для воспламенения и выгорания летучих, в промышленных топках не превышает 0,10—0,15 с. При пылевидном сжигании эстонских сланцев в топке парогенератора ТП-17 время пребывания частичек топлива в топочном объеме при полной нагрузке агрегата равно примерно 4,5 с (без учета застойных и циркуляционных зон), а при нагрузке 50% от номинальной —около 6 с. Время пребывания в топочном пространстве тех частиц, которые сепарируются из основного потока и выпадают в топке, меньше. [c.79]

Изменение веса потока частиц /-й фракции пылевидного топлива в единице объема в процессе горения определяется стехиометриче-ским коэффициентом М реакции, суммарной константой скорости реакции k , поверхностью частиц в единице объема S и концентрацией кислорода с. Внутреннее реагирование и горение летучих для простоты не учитываются. [c.9]

В установках небольшой производительности целесообразно применять дополнительный источник тепла, создаваемый сжиганием некоторого количества жидкого или газообразного топлива в объеме топки или внешним обогревом стенок топочного устройства. Это позволит организовать двухступенчатый процесс с полным разделением зон подготовки топлива и горения летучих и с последующим дожиганием коксового остатка. Так как полнота сгорания топлива является одним из факторов, определяющих эффективность переработки радиоактивных отходов методом сжигания, необходимо было исследовать процесс горения мелких частиц, выносимых из слоя и транспортируемых потоком газа в объеме топочной камеры. [c.98]

Установившийся (стационарный) процесс горения характеризуется реакционной зоной, в которой распределение температур и концентраций по координатам зоны не зависит от времени. В реакционной зоне протекают разнообразные явления, в частности, сушка и прогрев топлива, выделение летучих вешеств (сухая перегонка топлива) и др. Частицы топлива в стационарном процессе непрерывно меняют размер, состав, температуру, но термодинамические параметры в данной точке реакционной зоны остаются одинаковыми и не зависят от времени. Частицы перемещаются под действием силы тяжести (гравитационное движение) и под гидродинамическим воздействием дутья. [c.38]

Топливо, поступающее в топочную камеру, вначале проходит стадию термической подготовки, которая заключается в испарении влаги и вьщелении летучих веществ. Нафев частицы топлива до температуры интенсивного выхода летучих веществ (400—600 °С) происходит за десятые доли секунды. Затем летучие вещества воспламеняются, вследствие чего температура частицы резко нарастает (рис. 2.1). Эта стадия занимает 0,2—0,5 с. Завершающая стадия процесса — горение коксового остатка частицы. Эта стадия наиболее длительная и занимает 30—50 % всего времени, необходимого для сгорания частицы. В зависимости от размера частицы и вида сжигаемого топлива полное время сгорания может составлять 1—2,5 с. [c.38]

Процесс горения угольной частицы. Роль диффузии и химических факторов. Выделение летучих и их влияние на процесс реагирования [c.232]

Летучие продукты термического разложения, выделяясь в процессе горения, сгорают совместно с окисью углерода, (оказывая такое же тормозящее действие на горение угольной частицы. [c.246]

Следует заметить отсутствие достаточного количества исследований, посвященных вопросу влияния выделения летучих па процесс горения угольной частицы [570]. [c.268]

Рассмотрение пыли и уноса антрацитового штыба под микроскопом показывает, что большинство частиц золы отделено от частиц антрацита и недожога. Ввиду малости размеров пылинки и быстрого ее прогрева интенсивный выход летучих протекает уже в процессе горения (см. гл. X). Сначала летучие вместе с окисью уг.терода частично преграждают доступ кислорода к поверхности частицы и тормозят ее горение. Но этот период, совпадающий с выходом летучих, заканчивается очень быстро, в течение малого промежутка времени по сравнению с общим временем выгорания частицы. [c.487]

При сжигании угольной пыли основная масса летучих не успевает выделиться до момента воспламенения частиц. Летучие при этом сгорают параллельно с горением кокса. Вокруг горящих частиц образуется оболочка пламепи, в которой сгорают летучие и выделяющаяся окись углерода, ири этом часть диффундирующего кислорода перехватывается и его доступ к углеродной поверхности уменьшается. В рассматриваемом случае летучие не могут играть роль активаторов процесса горения, которая им обычно приписывается. Процесс воспламенения пыли определяется пе выходом летучих, а реакционной способностью топлива, т. е. его физико-химической структурой, пористостью и т. п. [c.179]

Для камерных топок при сжигании твердых топлив 74 в основном связано с уносом несгоревших частиц топлива продуктами сгорания и находится в пределах О—5%, причем верхний предел относится к сжиганию низкореакционных топлив с малым выходом летучих, а именно к антрацитовому штыбу и полуантрацитам. При углях с большим выходом летучих механическая неполнота сгорания меньше и составляет 0,5—1,5%. Вследствие интенсификации процесса горения при сжигании топлив в топках с жидким шлакоудалением механический недожог снижается по сравнению с величиной <74 в топках с гранулированным шлакоудалением. [c.44]

В топочной камере сжигаются мелкие частицы с ограниченным количеством воздуха в пределах величины коэффициента избытка воздуха от 0,2 до 1,2 при наличии в реагирующей смеси продуктов сгорания. Частицы реагируют с кислородом с образованием первичных продуктов сгорания СО2 и СО, а также с СО2 с образованием СО. Выходящие из частицы летучие и образовавшаяся в процессе горения окись углерода 338 [c.338]

Данных по составу летучих в динамике нет. В дальнейшем, когда это будет известно, процесс горения летучих можно рассчитывать как процесс параллельного реагирования газообразных составляющих (со своими кинетическими константами). В данной модели горение угольных частиц рассматриваем как горение коксовых частиц с суммарным тепловым угля данной марки) эффектом, т.е. твердое топливо + окислитель - продукты горения (газообразные). [c.465]

Все перечисленные характеристики частиц, в свою очередь, зависят в какой-то мере от петрографического состава и стадии метаморфизма угля. Такая строгая индивидуальность приводит к тому, что каждая группа частиц угля или кокса в навеске имеет свои, присущие только ей, параметры процесса горения. Это касается скорости прогрева частицы, времени выделения летучих веществ, времени и температуры ее воспламенения, времени пребывания в камере сгорания, скорости горения и т. д. В результате каждая группа частиц после камеры сгорания имеет свою, присущую только ей, степень выгорания. [c.120]

Выход летучих продолжается и заканчивается в процессе горения кокса. В промежуточный момент процесса горения частица состоит из кокса и невыделившейся части летучих. Поэтому плотность горящей частицы в промежуточный момент [c.351]

Приведены результаты экспериментального исследования процесса горения крупных частиц сланца-кукерсита. Применен метод непрерывного взвешивания в широком диапазоне температур и геометрических размеров частиц. Показано, что время выделения летучих веществ при горении ли.читируется интенсивностью кондуктивного теплопереноса к фронту разложения керогена в частице. Исследовано влияние температуры, геометрических размеров и содержания керогена в сланце на время выделения летучих веществ. Установлена стадийность горения летучих веществ и коксового остатка. Время видимого горения летучих веществ практически не зависит от температуры печи. Диссоциация карбонатов минеральной массы оказывает сильное отрицательное влияние на процесс горения коксового остатка. [c.156]

В статье обсуждаются вопросы механизма выделения летучих веществ из крупнозернистого угля при скоростном нагреве в процессе горения. Показано, что процесс пиролиза зерен угля протекает с градиентом температур на поверхности и в центре частицы с образованием поверхностней коиссвсй пленки в случае спекающегося угля, создающей диффузионное торможение тыделевию летучих веществ и обусловливающей псевдонулевой порядок скорости газовыделения. Образование такой пленки приводит к последовательному сгорагшю летучих веществ и коксового остатка, а прорыв ее газами и парами смолы при высоких температурах является одной из причин сажеобразования и неравномерности пылеугольного факела. [c.158]

Теория кинетики реакций и в частности теория активации освещают вопрос об определении скорости реакции. Важнейшим фактором, характеризующим скорость реакции, является температура факела. Однако для определения времени горения в действительных условиях необходим также учет степени завершения реакции, т. е. учет потерь тепла от недогорания, содержания летучих, золы и влаги в топливе, способа сжигания, крупности и веса частиц коксового остатка, скорости и турбулентности движения газа в топочном пространстве, давления в топке, избытка воздуха в процессе горения и равномерности распределения частиц топлива. [c.55]

Рассмотрим процесс воспламенения и горения твердого топлива, лишенного летучих, т. е. физически однородного. Химическим содержанием процесса горения в этом случае является соединение углерода с кислородом воздуха. Опытами установлено, что в результате взаимодействия кислорода с раскаленной углеродной поверхностью одновременно образуются оба окисла углерода СО2 и СО. В объяснение этого предложена гипотеза об образовании первоначально сложного комплекса тнпа СхОу, расщепляющегося затем на СО2 и СО. Этим первичным реакциям сопутствуют вторичные реакции восстановления СО2 на поверхности углерода по уравнению С02 + С = 2С0 и догорания СО по уравнению 2С0-Ь +0г = 2С02 в объеме газов, окружающих угольную частицу. [c.8]

Процесс горения натурального топлива усложняется еще влиянием золы (гл. VI) и горения летучих. Горение углерода коксового остатка и в этом случае является основным процессом, потому что содержание углерода и относительная тенлопроизводительность преобладают в коксовом остатке, а основное время выгорания составляет горение кокса. В частности, период предварительной тепловой подготовки (сушки, подогрева и выделения летучих) частицы подмосковного угля составляет от периода собственно горения —Ю /р. Тем не менее, этот процесс, накладываясь на процесс горения, усложняет его из-за догорания летучих продуктов термического разложения. [c.241]

Исследопание процесса горения слоя топлива на цепной решетке, проведенное Кнорре [И], показывает, что можно разделить этот про-п,есс на следующие зоны свежего (поступающего на решетку) топлива выделения летучих горенпя кокса восстановительных реакций выжигания шлака. Как видно из рис. 4 (5), зоны этп разграничиваются косыми наклонными линиями, в соответствии с более медленной подготовкой нижележаишх частиц тонлива. Подогрев воздуха, а также [c.355]

При сжигании крупнокускового угля летучие в основной своей массе могут выделиться еще до воспламенения коксового остатка. Процесс горения куска может начаться с воспламенения летучих, которые, сгорая в непосредственной близости от частицы, нагревают и активизируют кокс, а раскаленный кокс в свою очередь благоприятствует горению летучих. Таким образом, летучие при горении круннокускового топлива играют двоякую роль с одной стороны, активатора процесса горения, ускоряя воспламенение, а с другой—фактора, препятствующего доставке кислорода к углеродной поверхности, в результате чего горение кокса может начаться только после выгорания основной массы летучих. [c.179]

Несмотря на многочисленность проведенных работ, покайет единого мнения в понимании сущности целого ряда физических и химических явлений, слагающих сложный процесс горения пылеугольного факела, в частности а) о величине реагирующей поверхности и глубине аоиы реагирования угольных частиц разных размеров, горящих в факеле (с этим непосредственно связан вопрос о режимной области процесса и роли температуры и факторов переноса окислителя на различных стадиях горения факела) б) о взаимосвязи и стадийности выделения и горения летучей и коксовой частей мелких угольных частиц в факеле, а также наложении этих процессов при горении поли-фракционного топлива в) о величине кинетических констант выделения и горения летучих и коксового остатка мелких частиц натуральных углей в факеле г) об изменениях физического строения и размеров воспламеняющихся мелких частиц разных марок углей в результате теплового удара в топке или камере сгорания д) о первичных и вторичных реакциях горения летучих и кокса с окислителем е) о последовательности элементарных актов, составляющих реакцию горения и т. д. [c.119]