Выгорание активных частиц

В ходе химической реакции непрерывно убывает число активных молекул, превращающихся в продукты реакции. Если скорость реакции значительно меньше скорости молекулярнокинетической активации, относительное число активных молекул будет сохраняться постоянным и максвелл-больцмановское распределение не будет искажено. Если же реакция протекает достаточно быстро и скорость ее сравнима со скоростью активации, относительное число активных частиц будет убывать, т. е. будет происходить так называемое выгорание активных частиц. Это явление имеет большое значение для интерпретации быстрых процессов — взрывных и разветвленных цепных. [c.130]

Из уравнения (14—13) следуют два весьма важных вывода. Во-первых, нужно отметить поразительный факт, что, согласно расчету, безразмерная концентрация активных частиц — атомов водорода — достигает десятков процентов от общего количества водорода в смеси. Во-вторых, концентрация активных частиц, равная нулю в начале процесса, снова обращается в нуль не при полном выгорании смеси (т = 1) и не при давлении гремучей смеси, равном [c.98]

Чем ближе первоначальное давление смеси р к нижнему пределу, тем выше то остаточное давление, при котором реакция прекращается из-за отсутствия активных частиц чем р выше по сравнению с р , тем ниже остаточное дав ление несгоревшей гремучей смеси. Явление выгорания ниже предела бы.чо известно давно (см. 8), однако объяснение его стало возможным лишь после излагаемого здесь [c.98]

Это представляет некоторое затруднение даже для описания начальной части кинетических кривых (когда можно считать постоянными концентрации исходных веществ) и делает практически невозможным расчет хода реакции с учетом выгорания. К счастью, для большого числа случаев одна из активных частиц реагирует намного быстрее, чем другие, и систему уравне- [c.460]

Следующей задачей является доказательство того, что сама реакция способна генерировать большие концентрации активных частиц. Интересным, но несколько косвенным доказательством такого рода являются результаты опытов по измерению зависимости остаточного выгорания при цепном воспламенении от давления. Оказывается, что при воспла- [c.48]

Для увеличения активности антрацита его подвергают нагреву для удаления летучих веществ, в результате чего получаются микро-поры. Установлено, что при активировании антрацита в кипящем слое наилучшая пористость получается при невысокой скорости выгорания углерода в среде водяного пара наиболее эффективным методом снижения скорости выгорания углерода является уменьшение размера частиц перерабатываемого антрацита до 0,3—0,6 мм при соответствующем сокращении расхода реакционного газа и удлинении процесса активации до 5 ч. Структура активированного антрацита, полученного в кипящем слое, довольно однородна с преобладающим количеством микропор. [c.241]

Учитывая высокую интенсивность этих процессов в условиях слоевого горения, можно считать, что они протекают и заканчиваются в очень узкой зоне на поверхности слоя, не превышающей по высоте размера средней частицы. Воспламенение и горение летучих и интенсивный тепло- и массообмен частицы с потоком приводят к быстрому нарастанию температуры поверхности коксового остатка, углерод которого по мере прекращения выхода летучих начинает все более активно вступать во взаимодействие с кислородом. Начинается стадия выгорания коксового остатка. Зона выгорания углерода кокса занимает по существу весь остальной участок высоты слоя. [c.225]

Главной особенностью выгорания капли водоугольной суспензии является то, что в процессе горения она не распадается на исходные твердые частицы, а сохраняет свою структуру до полного выгорания углерода топлива. В этих условиях вода, заключенная в капле суспензии, на стадии воспламенения и в начальный период горения активизирует углеродную поверхность частиц, а затем активно реагирует с углеродом топлива, увеличивая скорость выгорания углерода. [c.59]

ПЫЛЬ практически еще не вступает в реагирование до д =0,48 м. Далее на этом луче мелкая пыль интенсивно сгорает параллельно с крупной и выгорает полностью при х=1,28 м, после того как активно вступив-щие в процесс горения частицы второй фракции повысили температуру газов и практически одинаковую с ней температуру мелких частиц до-уровня, достаточного для интенсивного выгорания. [c.366]

Таким образом, применение обычных схем [6] для получения эндогаза не позволяет работать при а < с. что не дает возможности получить в генераторе газовую среду с высоким углеродным потенциалом. Это возможно при использовании двухступенчатой схемы с кипящим слоем. Поскольку в поле вторичного дутья происходит выгорание сажи, то поверхность шамотных (в данном случае) частиц блокируется не полностью. Степень блокировки поверхности зависит от а, от числа псевдоожижения и соотношения геометрических размеров рабочей камеры и насыпного слоя. На установке, выполненной по двухступенчатой схеме, были проведены опыты по сжиганию природного газа при а = 0,25 0,20 и 0,15. Во всех случаях не было обнаружено тенденции к падению активности до нуля. [c.252]

К сожалению, такого рода опыты нельзя поставить при высоких давлениях, даже в тех случаях, когда воспламенение имеет цепной характер. В этих условиях скорость цепной реакции столь велика, что вызываемый ею саморазогрев всегда приводит к полному выгоранию смеси. Доказательство существования больших концентраций активных нестабильных частиц было проведено кинетическим приемом, называемым закалкой [45]. Если в конце периода индукции (15—20 сек.) вынуть реакционный сосуд из печи, подержать минуту на воздухе и после этого обратно поместить в печь, то период индукции практически полностью восстанавливается. Если бы воспламенение определялось только образованием стабильных веществ, то прекращение нагревания прервало бы реакцию, а повторное введение в печь привело бы к взрыву через [c.49]

Для увеличения активности АА снижают скорость выгорания углерода, уменьшая размер частиц исходного сырья (до 0,3— 0,6 мм) и расход реакционной парогазовой смеси и увеличивая одновременно время активации до 5 ч. Нормальный обгар АА составляет 50—55% с учетом отходов при дроблении, рассеве и транспорте общий расход угольного сырья для производства [c.13]

Что касается гидродинамических условий сгорания сферических углеродных частиц, то заслуживают внимания опытные данные Цухановой и Колодкиной [Л. 59 и 27], показавшие, что при неподвижно закрепленных крупных частицах выгорание остается равномерным лишь при сравнительно умеренных скоростях обтекания. В этом случае на всей поверхности углеродного шарика наблюдается наличие тонкой светящейся пленки горящей СО, При увеличении скорости обтекания (> 0,3 -ь0,4 м1сек), как и следовало ожидать, возникает срыв пограничного слоя и догорание в турбулентном следе СО, смытой потоком с лобовой поверхности шарика. Такая обстановка процесса приводит к затормаживанию выгорания частицы в ее кормовой области, практически занятой инертной ПО отношению к углеродной поверхности СО. Таким образом, в случаях значительных скоростей обтекания углеродной частицы активная зона выгорания распространяется лишь на часть ее поверхности, что соответствующим образом снижает среднюю (на всю поверхность) скорость выгорания по сравнению с действительной скоростью в активной зоне горения. На фиг. 19-9 дается синоптическое изображение последовательного выгорания сферических частиц при большой скорости обтекания. [c.204]

К тому моменту, когда давление гремучей смеси за счет выгорания падает до величины и саморазгон реакции прекращается, в смеси присутствует весьма большое количество активных частиц (рис. 25). Реагируя с исходными веществами, они приводят к выгоранию заметных количеств гремучей смеси. Нетрудно убедиться, что максимум концентраций атомов соответствует как раз выгоранию до нижнего предела. Приравнивая нулю выражение [c.99]

Поток первичного воздуха, проходя через слой, в котором происходит активный процесс газификации, постепенно меняет свой состав за счет присоединения к нему летучих, выделяемых прогретыми слоями топлива, продуктов газификации и частичного сгорания образующейся газообразной горючей смеси. Свободный кислород воздуха исчезает в потоке на сравнительно коротком участке пути, не превышающем, как показал специально проведенный нами и Николаевым опыт [Л. 11], трех-четырех рядов частиц топлива правильной геометрической формы (т. е. трех-четырех калибров), что потом было отчетливо подтверждено в развернутых опытах КО Лодцева [Л. 27]. На фиг. 15-3 показано изменение избытка воздуха над слоем сферических частиц, расположенных в три pядa в маленькой лабораторной печи, по мере развития процесса их выгорания. При достижении высокой температуры в слое, т. е. в пернод наиболее активного состояния слоя, избыток воздуха, несмотря на тонкий трехрядный слой, не превышал теоретического даже для лишенного летучих слоя частиц электродного угля. [c.153]

Однако такая несимметричная картина выгорания может иллюстрировать лишь характер процесса слоевото типа, где частицы достаточно крупны и могут лежать неподвижно в потоке продувающего слой воздуха со значительными скоростями обтекания (в обычных слоевых процессах скорость потока, продувающего слой, не превышает 0,51,0 лг/сек в скоростных слоевых топках с зажатым слоем эти скорости могут доходить до 10- - 20 м сек). Значительные скорости обтекания достигаются также в вихревых топках, в которых сжигаются достаточно крупные частицы (дробленка, крошка). Однако вследствие значительных прадиентов скоростей несущего их потока, а также вследствие крайней несимметричности этих частиц они находятся во время полета в непрерывном вращении, в значительной мере устраняющем несимметричность их выгорания. Следует думать, что это вращательное движение совместно с пульсационным характером поступательного движения частиц, являющимся также следствием их несимметричной формы, должны в какой-то мере способствовать и увеличению доли активной поверхности [c.204]

Еще одним фактором, снижающим видимую скорость выгорания, является уменьшение концентрации угольных частиц в объеме топочных газов по мере их выгорания, а также озоление их. Это существенно сокращает поверхность реагирования, отнесенную к единице объема факела. В итоге всего этого интенсивность выгорания пылевидного топлива распределяется в объеме топочной камеры крайне неравномерно. В зоне высокотемпературного ядра факела обычно успевае выгореть 80—90% горючей массы топлива. Догорание остальных 10—20% протекает в условиях низких KOim i-траций кислорода и быстро снижающихся темпера гур. Поэтому зона догорания занимает, как правило, большую часть активного объема топочной камеры, чем существен но снижается средняя объемная плотность тепловыделения в топке qy. [c.39]

Если горвн ие углерода в высокозольном матер1иале происходит лишь на внeш нeй поверх ности зерна углерода, то поверхность активных пор частиц по мере выгорания должна быть пропорциональной содержанию углерода в материале в степени 2/3. Если же горение происходит во всем объеме углерода, то поверхность активных пор пропорциональна плотности горючих в данный момент горепия, т. е. Установленный экспериментально факт о том, что эффективная поверхность пор в частицах является пропорциональной плотности горючих в дан- [c.61]

Для -дальнейшего анализа целесообразно написать кинетическое уравнение длх выгорания потока пылевидного топлрша в иной форме, чем уравнение (5. 30), принимая активную глубину внутреннего реагирования для мелких частиц. Очевидно, общая реакционная поверхность равна (1 — т)- -3. Введя вместо б равную ей величину 5 = г(1 — 1п)Р, где — соотношение между внешней и внутренней реак-ционны.ми поверхностями, получим [c.524]

При отсутствии выгорания можно допустить, как это было установлено ранее, что п . Изменения в составе газа были незначительными во всем потоке, но если в результате продолжительной реакции происходило выгорание углерода на 30%, то изменение состава можно было рассчитать по потере веса кокса. Если газовая фаза влияет на концентрацию активных центров на поверхности твердого углерода, что подтверждается гистерезисными явлениями при изменении состава газа, то в результате перемешивания частиц твердого углерода в псевдокипящем слое этот эффект значительно уменьшается. Изменение концентрации активных центров на поверхности частиц с температурой, давлением или по мере выгорания не сказывается на виде уравнений, выведенных для изотермических условий. Интегрирование их возможно при введении граничных условий по длине колонки. [c.225]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология