Fizikai és kémiai jelenségek az égési folyamatban a szilárd tüzelőanyag-részecskék - studopediya
Combustion szilárd tüzelőanyagok több szakaszból áll: előmelegítése, nedvesség elpárolgását (tüzelőanyag előszárító), kiemelve (illékonyság) illékony anyagok, a koksz képződését, gyújtás, és égési illékony anyagok és a koksz. Égési illékony - homogén eljárás előforduló térfogatának az égéstér és a koksz elégetésével szén - heterogén áramló felületén a koksz részecskék. A fő komponense az éghető szilárd tüzelőanyagként koksz szén. Részaránya a teljes hőelvezetés 70-95% - a bitumenes szén és antracit, és 50-70% - barnaszén és a tőzeg. A időtartama égő koksz szén körülbelül 90% -a az összes részecskék tartózkodási idejét a kemencében. Ezért a szénleégető lépést meghatározzuk a szilárd tüzelőanyag égési folyamat.
Amikor égő szilárd tüzelőanyag a kémiai reakció folyamatot megelőzi az oxigén szolgáltató a reakciós felület. Ezért a folyamatot égés a szilárd tüzelőanyagok egy komplex heterogén fizikai-kémiai folyamat két szakaszból áll: az oxigénellátás az üzemanyag felülete turbulens és a molekuláris diffúzió és kémiai reakció rajta.
Carbon koksz, valamint a grafit, a szerkezet amorf álló véletlenszerűen elrendezett kristályok. Felülete heterogén, durva, egyenetlen pórusok és repedések, kotoryeobrazuyut a belső felületén. Ha az oxigén behatol a pórusokba koksz szemcsés, a kémiai folyamatok játszódnak nem csak a külső felületén, hanem a belsejében.
Között szén és a szén-maradékot oxigénnel lehet két elsődleges heterogén oxidációs reakció:
2C + O2 = 2CO + 2 # 8729; 123,3 kJ / mól.
Növekvő hőmérséklettel a kimeneti CO növekvő. Megállapítást nyert, hogy a szén-dioxid-égő koksz hamu nincs jelentős hatása.
Emellett a szén oxidációs reakciók koksz lehetséges másodlagos reakciók termékei közötti primer reakciók, feleslegben szén és oxigén az égési termékek. A kapott szén-monoxid feleslegével reagáltatjuk oxigén (a reakciót homogén):
és szén-dioxid magas hőmérsékleten reakcióba léphetnek koksz szén:
CO2 + C = 2CO - 162,5 kJ / mól.
Ez endoterm (hőelnyelő) egy reakció oxidáló szén és csökkenti a CO2.
A folyamat során az égés, és a hőmérséklet-változást részecskéket a gáznemű közeg, a részecskék hőmérséklete jóval meghaladhatja a környezeti hőmérséklet. Abban az esetben, a nagy részecskék alacsony áramlási sebességet és az illékony szén-monoxid keletkezik a primer válasz, éget a felszínen, és a nagy sebességgel áramához, és égett a hátsó a részecskék, amely egy gázégő. Abban az esetben, finom por miatt az intenzív anyagátadási és éget illékony magával ragadja a gáznemű közeg. Ezért feltételezhető, hogy az égés az illékony és koksz történik egymást követő szakaszban.
Megkülönböztetése kinetikai és diffúziós égési mód heterogén tüzelőanyag-részecskéket. A kinetikus üzemmódban, az égési sebessége a kémiai reakciók a felszínen szénrészecskék lényegesen kisebb áramlási sebessége diffúziós anyagátadási oxigén a reakciós felület. Ez a heterogén mód égés általában akkor fordul elő viszonylag alacsony hőmérsékleten (kevesebb, mint 1000 ° C), vagy nagyon nagy sebességű levegő áramlását fúj részecskék.
Amikor a diffúziója szénrészecskék heterogén égési módban a sebességet a kémiai reakciók a részecske felszínén lényegében sebessége meghaladja a diffúziós anyagátadási. Ez a szemcsés szén égés történik magas hőmérsékleten (1300 ° C) és alacsony értékeket a részecske sebességének fúj levegőt.