Температура поверхности прп газификации

При нормальном температурном режиме в зоне газификации, т. е. при температуре выше 1000 °С, скорость химических реакций велика, и процесс идет в диффузионной области. Поэтому так же, как в ряде других случаев взаимодействия газа с твердым материалом, скорость газификации зависит в основном от поверхности газификации, диффузии активного газового компонента (кислорода, водяного пара) к углероду топлива и от интенсивности перемешивания фаз. [c.138]

В работе [364] приведены результаты исследования влияния термической обработки топлива в диапазоне от 550 до 1700°К на удельную поверхность коксового остатка. Показано, что при повышении температуры термической обработки до 800 до 1300°К удельная поверхность коксовых остатков промышленных углей сначала растет, затем проходит через максимум и вслед за ним падает после обработки топлива при температуре 1300°К. Впервые была изучена зависимость изменения удельной поверхности некоторых топлив от температуры их газификации. [c.230]

Горение полиэтилена и ПММА фосфор в основном ингибирует в газовой фазе [31]. С увеличением количества красного фосфора в ПММА уменьшаются максимальная температура пламени и температура поверхности полимера, а КИ растет, что объясняется выделением оксида фосфора (V) и гибелью в связи с этим активных центров в газовой фазе, приводящей к уменьшению тепловыделения [105]. При горении ПММА с фосфорсодержащими антипиренами происходит полная газификация полимера, т. е. весь фосфор переходит в газовую фазу, а горючесть при этом снижается. Присутствие фосфорсодержащих добавок, особенно нелетучих, увеличивает выход кокса при пиролизе ПММА [106]. Вероятно, в этом случае имеет место и твердофазное ингибирование. Об этом же свидетельствует и тот факт, что летучий ингибитор триметилфосфин-оксид (СНз)зРО в гораздо меньшей степени ингибирует горение ПММА, чем фосфорная кислота - типичный катализатор коксования и карбонизации в К-фазе. [c.68]

Далее, на протяжении газовой зоны температура газовой фазы держится выше температуры поверхности раздела фаз Изменение температуры газовой фазы по сечению канала газификации зависит в основном от турбулентности потока газа и направления теплопередачи [c.46]

Для нас важно отметить то, что коксы, получаемые в промышленных условиях при температуре 900—1100° С, для которых используют пламенный или тощий угли, имеют микропористость, поверхность которой достигает нескольких сотен квадратных метров [a 1 г что эта пористость полностью доступна газу в процессе сгорания или газификации, но что она может быть при температуре окружающей среды труднодоступной для воды и полностью недоступной для жидкостей с более крупными молекулами, таких как толуол. Такая трудная доступность может обусловить явление захвата , которое происходит одновременно. Таким образом, во время тушения водяной пар проникает в эти мелкие поры и не может оттуда больше выйти при сушке до температуры около 100° С. Эта вода удаляется только при более высокой температуре и может быть, следовательно, принята за летучие вещества . [c.129]

При низкой температуре скорость химической реакции достаточно медленна и СО2 постоянно обновляется диффузией в поры кокса. Вся поверхность, включая тонкие поры, находится в контакте с газовой фазой примерно постоянного состава. Говорят, что реакция протекает в кинетической области, потому что скорость газификации зависит исключительно от скорости химической реакции. [c.194]

Если поднять температуру, скорость химической реакции быстро возрастает, тогда как скорость обновления газов в порах (скорость диффузии) растет значительно медленнее. Менее доступные поры закупориваются получающимся СО и их поверхность принимает все меньшее участие в реакции. Весь СО2, попадающий в поры, поглощается, и скорость газификации ограничена количеством газа, диф- [c.194]

Интенсивность уноса сажи должна определяться соотношением сил, удерживающих частицы сажи у поверхности, и сил трения в потоке газа. В процессах переноса частиц значительную роль может играть явление термофореза, вызванное наличием большого градиента температуры вблизи степки котла. В работе [34] найдена зависи>гость коэффициента загрязнения е от массовой скорости 17 (данные получены па опытно-промышленной установке газификации сернистого мазута) при содержании сажи в газе 3,5 г/м (рис. 68). Для другой концентрации сажи в газе г, г/м ) вводят поправочный коэффициент К . Зависимость поправочного коэффициента от концентрации сажи в газе дана на рис. 69. [c.168]

Из 9.1 следует, что скорость реакции (в) тормозится десорбцией водорода с поверхности угля, значит процесс газификации протекает в переходной области (глава VI) и может быть интенсифицирован факторами, ускоряющими как химическую реакцию (повышение температуры и давления), так и диффузию (увеличение скорости дутья и использование реакторов, конструкция которых обеспечивает максимальное развитие поверхности контакта фаз и их перемешивание). [c.211]

Конкретная область применения того или иного углеродного материала в конечном итоге определяется его свойствами, на которые определяющее влияние оказывают условия осуществления процесса термолиза. В связи с этим бьш проведен активный планируемый эксперимент, в котором независимыми входными переменными служили технологические параметры процесса начальная температура греющей поверхности печи со стороны, обращенной к засыпи перерабатываемого материала, скорость подъема температуры, конечная температура нагрева, время выдерживания при конечной температуре. Объектами исследования служили бурый уголь разреза Константиновский (Днепровский бассейн), и длиннопламенные угли концентрат шахты им. Челюскинцев (Центральный Донбасс) и шахты Благодатная (Западный Донбасс). В результате реализации на каждом из типов сырья матрицы планирования 2 и обработки полученных экспериментальных данных были построены адекватно описывающие опытные данные уравнения регрессии, которые могут служить для определения рациональных технологических параметров, необходимых для получения углеродного материала с заданными свойствами, исходя из направления его дальнейшего использования. В частности, для газификации, где требуется выход летучих веществ не более 10 % и реакционная способность не менее 2 см /(г с), начальная температура греющей поверхности не должна превышать 600 °С, скорость подъема температуры - не более I °С/мин, конечная температура - 6(Ю-700 °С. Полученные результаты использованы при предпроектных проработках для опытной установки термолиза производительностью 10 тыс т сырья в год. [c.210]

В зоне горения и газификации температурный уровень очень высок и превышает температуру плавления золы большинства видов твердого топлива. Зола расплавляется и сдувается с поверхности кусков в виде мелких капель, практически не препятствуя горению. Таким образом, для топлива с умеренной зольностью можно говорить [c.228]

Среднеактивные и активные сажи (типа ПМ-50, ПМ-75 и ПМ-100), вырабатываемые из жидкого сырья, требуют иных условий для формирования частиц с удельной геометрической поверхностью 5г = 50—100 м /г. В этом случае необходимо создать лучшие условия контакта поверхности сажи с продуктами сгорания и охлаждающим агентом (водой), т. е. повысить степень газификации поверхности углерода. Такие условия обеспечивают тонким распылом сырья перед подачей в зону реакции (подогрев продуктов, подаваемых в реактор, совершенствование конструкции распылителей и т. д.), повышением степени турбулизации потока сырья (скорости потоков достигают 50—100 м/с). Сажи с повышенной активностью в микродиффузионном турбулентном пламени получаются при большем удельном расходе воздуха (3— 6 м кг) и высоких температурах процесса (1350—1500°С). [c.239]

Рис. 2. Зависимости массовой скорости уноса а), температуры разрушающейся поверхности (6) и степень газификации материала (й) в зависимости от (аСр/.

Итак, приведенная схема убеждает нас в том, что даже такое простое твердое топливо, как чистый углер-од, прежде чем окончательно сгореть, проходит предварительные стадии газификации, превращаЮ Ш,ей его в топливо газообразное. Как уже под-че рки валось, при достаточно -высоких температурах газифика-ци-О нные процессы, требующие затраты тепла, начинают протекать с весьма большой скоростью. Вьгсокая температура поверхности углерода, несмотря на протекание на ней (восстановительных те-п-лопотребляющих реакций, объясняется тем, что общий итог такого процесса со -всеми его промежуточными стадиями всегда остается положительным в смысле обильного тепловыделения, достато чного для накала углеродной поверх)НОсти. [c.71]

Определим возникающий на горящей поверхности перепад давления, используя законы сохранения массы и импульса. Для простоты рассмотрим случай одномерного горения сплошнога (непористого) ВВ. Будем характеризовать состояние газа непосредственно вблизи поверхности давлением р, плотностью р, скоростью у, температурой Т и — скорость выделяющегося с по-верхности газа, в общем случае у =/= 0 Г — температура поверхности). Газ в данном сечении содержит продукты газификации (испарения) конденсированной фазы. Соответствующие параметры для конечных продуктов после зоны горения обозначим через Р1 Рп 1- Полагаем, что при горении конденсированные частицы отсутствуют. [c.53]

По теории, развитой Зельдовичем [43] (без учета реакции в конденсированной фазе), воспламенение пороха включает 1) создание в конденсированной фазе достаточно глубокого прогретого слоя 2) прогрев до температуры поверхности Т, при которой начинается интенсивная газификация пороха 3) воспламенение-продуктов газификации. Зельдович показал, что тепло, потребное для воспламенения продуктов газификации, значительно меньше тепла, идущего на прогрев пороха. [c.72]

Таким образом, исследование основных закойомерностей изменения параметров волны горения смесевых топлив на основе перхлората аммония показало, что структура поверхности горения характеризуется резко выраженной неоднородностью, обусловленной различием физико-химических свойств компонентов смеси. Средняя температура поверхности горения смесевого топлива значительно выше, чем у баллиститного пороха, и зависит от физикохимических свойств горючего, со отношения его с окислителем и повышается с ростом давления. Тепловыделение в реакционном слое конденсированной фазы и температура пламени возрастают с давлением. Взаимодействие продуктов газификации смесевых топлив происходит в непосредственной близости от поверхности горения. [c.306]

Теория де Риса имеет существенный недостаток — она игнорирует влияние кинетики химических реакций, которое может быть весьма существенно вблизи от ведущей кромки пламени. В этой области приближение горения к модели диффузионного пламени может быть ие вполне верным. Ряд исследователей пытались обобщить модель де Риса с учетом газификации полимера в предпламенной зоне и его взаимодействия с окислителем. Примером такого исследования может служить работа Ластрина и др. [46, с. 935]. Авторы постулировали, что Vp определяется процессами, происходящими в зоне воспламенения, смежной с поверхностью. В этой области температура поверхности возрастает от Tq до Tg за счет химической реакции в газовой фазе. Другие предположения тепловой поток, параллельный поверхности топлива, ничтожен по сравнению с потоком, перпендикулярным поверхности скорость химической реакции зависит от локальной концентрации реагентов и температуры, [c.26]

Сравнение скорости реакции в вакууме и прн атмосферном давленпп. Полученные результаты позволяют количественно оценить наблюдаемое расхождение между скоростью горения и газификации углерода в опытах в вакууме и при атмосферном давлении. Как это высказывалось многими авторами, скорость реакции в вакууме меньше, чем скорость горения нри атмосферном давлении, в связи с тем, что в опытах в вакууме на углеродную поверхность попадают холодные молекулы газа, тогда как нри атмосферном давлении температура прилегающего к поверхности слоя газа н температура поверхности одинаковы. [c.12]

Процесс дина-крекинг (фирма Хайдрокарбон рисёрч ) позволяет перерабатывать разнообразное остаточное сырье с высокой коксуемостью и большим содержанием металлов, азота н серы. В этом процессе (испытан на пилотной установке, строится полупромышленная установка мощностью 250 тыс. т/год) горячее сырье вводят в верхнюю часть вертикального трубчатого реактора, где оно крекируется в кипящем слое инертного теплоносителя (товарный адсорбент) в присутствии водородсодержащего газа. Образующиеся дистиллятные продукты частично или полностью могут быть направлены на рециркуляцию (табл. V. 13). Выделяющийся кокс осаждается на частичках носителя, которые непрерывно опускаются вниз, и, пройдя отпарную зону, поступают в нижнюю часть реактора. В ней происходит газификация кокса парокислородной смесью с образованием водородсодержащего газа, поток которого поднимается вверх. При этом, двигаясь через- отпарную зону, газ отпаривает с поверхности носителя адсорбированные углеводороды, а затем поступает в верхнюю часть реактора, поставляя необходимый для реакции водород. Частички носителя после выжига кокса в зоне газификации через транспортную трубу, расположенную в центре реактора, пневмотранспортом (паром или топливным газом, образующимся в процессе) подают в зону реакции. Состав продуктов процесса дина-крекинг зависит от количества рисайкла (табл. V. 14) и температуры в зонах гидрокрекинга (табл. V. 15) и газификации. В зависимости от набора продуктов температуру в зоне гидрокрекинга изменяют от 496 (почти полностью жидкие продукты) до 760 °С (преимущественно газ ), а в зоне газификации — от 927 до 1038 С. [c.123]

Всегда возможно точно определить реакционную способность кокса для данной реакции с известным механизмом и при строго определенных условиях его проведения это то, что делают, например, при определении реакционной способности по отношению к углекислому газу одним из методов, о которых мы будем говорить ниже. При этом удается классифицировать различные коксы в порядке возрастания их реакционной способности, и с этой классификацией все в основном согласны. Но этим проблема определения реакционной способности не решается, так как точно неизвестло, какие соотношения существуют между определенной таким образом ре-акционной-способностью и поведением кокса в промышленном агрегате, в котором он используется. Например, почти установлено, что в вагранках куски кокса реагируют исключительно по внешней поверхности и что количество кокса, подвергшегося газификации, зависит главным образом от механического дробления кусков кокса по мере опускания их в вагранке, при котором величина внешней поверхности для легко дробящегося кокса значительно увеличивается. При доменной плавке не очень важно констатировать, что кокс А в два раза более реакционноспособен, чем кокс В, если кокс А таков, что температура равновесия в зоне газификации доменной печи устанавливается на 30 или 40° С ниже температуры, которая была бы достигнута с коксом В, что приводит почти к той же самой скорости газификации в обоих случаях. [c.191]

Влияние температуры на процесс газификации при различных степенях смешения сырья и образующейся сажи с воздухом и продуктами сгорания неодинаково. На рис. 41 [35] приведена зависимость удельной геометрической поверхности частиц сажи от средней температуры процесса горения сырья в макродиффузионном пламени (при низких коэффициентах смешения сырья с воздухом). Из рисунка видно, что в этих условиях удельная поверхность частиц сажи достигает предельного значения при относительно низких температурах (1600 К). При высоких коэффициентах смешения (в микродиффузионном пламени) такое предельное значение удельной поверхности не достигается даже при более высоких температурах (2100 К), так как создаьэтся условия для интенсивной газификации. [c.147]

Процессы в расплаве являются вариантом газификации угля в режиме уноса. В них уголь и газифицирующий агент подаются на поверхность расплавов металлов, шлаков или солей, которые играют роль теплоносителей. Наиболее перспективен процесс с расплавом железа, поскольку можно использовать имеющиеся в ряде стран свободные мощности кислородных конвертеров в черной металлургии [97]. В данном процессе газогенератором служит полый, футерованный огнеупорным материалом аппарат-конвертер с ванной расплавленного (температура 1400—1600°С) железа. Угольная пыль в смеси с кислородом и водяным паром подается с верха аппарата перпендикулярно поверхности расплава с высокой скоростью. Этот поток как бы сдувает образовавшийся на поверхности расплава шлам и перемешивает расплав, увеличивая поверхность его контакта с углем. Благодаря высокой температуре газификация проходит очень быстро. Степень конверсии углерода достигает 98%, а термический к. п. д. составляет 75— 80%. Предполагается, что железо играет также роль катализатора газификации. При добавлении в расплав извести последняя взаимодействует с серой угля, образуя сульфид кальция, который непрерывно выводится вместе со шлаком. В результате удается освободить синтез-газ от серы, содержащейся в угле, на 95%. Синтез-газ, полученный в процессе с расплавом, содержит 677о (об.) СО и 28% (об.) Нг. Потери железа, которые должны восполняться, составляют 5—15 г/м газа. [c.97]

Процесс осуществляется при высокой температуре 480-560°С, давлении 0,1-0,2 МПа и в присутствии порошкообразного коксового теплоносителя. В реакторе сырье коксуется на поверхности теплоносителя, нагретого до 600°С. Образующиеся при этом пары охлаждаются в парциальном конденсаторе (скруббере), и сконденсировавшаяся их часть вместе с коксовой пылью возвращается в реактор, а пары более легких фракций поступают на ректификацию. Полученный кокс направляют из реактора в коксонафеватель, откуда мелкие частицы вновь возвращаются в реактор, а крупные выводятся из процесса. Порошкообразный кокс может быть реализован как товарный продукт (выход на сырье при переработке гудрона около 20% мае.) или подвергнут парокислородной газификации с образованием низкокалорийного топливного газа. При двухступенчатой газификации на первой ступени осуществляется паровая газификация и образуется сннтез-газ, используемый для дальнейших синтезов. [c.187]

В случае диффузионного горения пластины полимера рост давления, по-видимому, может заметно увеличивать скорость газификации (каким образом при этом меняется температура новерхности пластины, не было исследовано). Помимо косвенных данных (увеличение с ростом давления скорости выгорания жидкостей со свободной поверхности (см. 3, Б) и скорости горения капель (см. 4, Б)), об этом свидетельствует результат, полученный в работе [124] для пластины винилнласта, контактирую-ш ей со слоем КСЮ4 (см. 18). В интервале 10—40 атм для линейной скорости газификации [ш) было найдено ги— [c.77]

Введем каталитическую добавку, которая, нанример, ускоряет горение окислителя (пе меняя ни температуру, пи состав полупродуктов). Это немедленно должно изменить форму поверхности заряда и форму диффузионного пламени. Пусть, например, первоначально газификация горючего и окислителя завершалась в одной и той же плоскости. После введения добавки, которая активирует разложение окислителя, но не влияет па газификацию горючего, частицы окислителя будут образовывать впадины, а частицы горючего — выступы. Соответственно изменится форма диффузионного пламени. Изменится и скорость горепия, так как нет никакого условия, сог.11асно которому она оставалась бы постоянной при двух различных конфигурациях зоны горения. [c.113]

Значение величины Т в квазистационарном приближении зависит от характеристик процесса газификации на поверхности. Вполне вероятно, что процесс на поверхности является процессом, протекающим с конечной скоростью тогда для определения Г г необходимо проведение анализа, аналогичного анализу, выполненному в 5 Дополнения Б, который показывает, что величина Г в атом случае явно зависит от т. Однако, за исключением некоторых систем с поверхностными химическими реакциями, скорости, с которыми молекулы горючего приходят на поверхность жидкости и покидают ее, обычно достаточно велики для поддержания на поверхности равновесных условий при тех низких значениях т, которые обычно наблюдаются при горении капель. Поэтому температура ТI определяется из термодинамического условия равновесия фаз, заключающегося в том, что парциальное давление горючего на поверхности капли должно быть равно равновесному давлению паров горЪчего ). Применение этих условий равновесия дает возможность установить связь между распределениями концентраций горючего и окислителя (например, из решения уравнения для функции Рр = ар — ао). Однако если теплота реакции не слишком мала или горючее не слишком нелетучее, то тепловой поток к поверхности капли может оказаться достаточно большим, чтобы обеспечить равновесную температуру на поверхности капли, лишь незначительно отличающуюся от температуры кипения жидкого горючего (см., например, работу ]). Поэтому условие = = Ть (Ть — точка кипения горючего) дает хорошее приближение. Более полный анализ условий на поверхности выполнен в пунктах б и в 2 главы 9. [c.85]

Все эти факторы получают особенное развитие в период выгорания коксовой основы топлива (повышенная температура реагирующей поверхности коксовых частиц достаточно длительная поверхностная газификация, увеличивающаяся концентрация минеральных примесей вследствие исчезновения летучих и выгорания коксового углерода полувосстановитель-ная среда, возникающая вокруг частицы, вследствие выделения смеси СО2 и СО). В связи с этим наиболее существенными для борьбы с зашлаковкой топки становятся именно те мероприятия, которые направлены на регулировку зоны выгорания кокса и выжига шлака, а если шлак уже достиг жидкаплавкого состояния,— на регулировку по температуре и составу Среды зоны грануляции шлака при твердом его удалении и зоны шлакоперегрева при жидком шлакоудалении. [c.279]

Наличие таких холодных стен у пылеугольных камер не проходит безнаказанно для развития факельного процесса. Оно приводит к крайне неравномерному распределению температур по сечению камеры, которые оказываются очень высокими в центральных частях потока, удаленных от настенного холода, и сильно заниженными вблизи холодных стен, отнимающих у газа и частиц значительные количества тепла на прямую отдачу толки, т. е. на интенсивное лучевосприятие холодных экранных поверхностей нагрева. Та часть нылевоздушного потока, которая проходит через центральные, высокотемпературные зоны топки, вступает в раннее и быстрое газообразование сильно разогреваемых частиц. Остальные, краевые участки пылевоздушного потока, проходя через переохлажденные зоны, вяло участвуют в процессе газификации топлива, а иногда, при неудачных очертаниях топочной- камеры и нерациональном сочетании ее с пылеугольными горелками, эта часть ныли даже не успевает вступить в газификационный процесс и выносится в неиспользованном виде в газоходы. [c.186]

Степень необходимости усиления такого мероприятия зависит от того, насколько легко поддается газификации данный сорт твердого топлива. Первыми в этих условиях вступают в газификационный и смесеобразрвательный процесс летучие топлива. Чем легче разлагаются молекулы топлива под воздействием повышенной температуры и отчасти кислорода первичного воздуха, тем скорее образуется необходимая по составу газообразная горючая смесь, тем скорее она воспламеняется, создавая первичный фронт пламени, начинаюший всякий поточный процесс. По этой причине легче всего воспламеняются факелы пыли молодых топлив, богатых летучими и легко их выдающими еще на самых ранних стадиях прогрева первичного потока. Труднее всего поддается такому прогреву пылевоздушная смесь тощих топлив (антрацитовая пыль). Небольшое количество летучих в этих случаях начинает выходить только при достаточно высоких температурах, для достижения которых требуется больше времени. Этим и объясняется отрыв фронта воспламенения от устья горелок, доходящий при антрацитовой пыли и плохо организованном притоке тепла до 1—-1,5 м. Рассчитывать только на помощь излучения топочной камеры неправильно, так как не следует забывать, что пылинки, освещаемые падающими на них лучами лишь частично и с той стороны, которой они в данный момент повернуты к источнику излучения, практически мгновенно охлаждаются окружающей их теплоемкой газовоздушной средой . Среда эта, отнимающая у твердых пылинок тепло, подобно тому как атмосферный воздух, окружающий землю, будучи теплопрозрачным, отнимает у поверхности земли тепло, излученное на нее солнцем . Она требует на себя большого количества тепла, и пока вся пылевоздушная смесь не прогрета, повышение температуры самих пылинок практически невозможно, что крайне задерживает их вступление в газификационный и смесеобразовательный процесс. [c.188]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология