При горение:

1. Окислительные (прямые) реакции:

С + О2 = > СО2 + 01!

2Н2 + О2 = > 2Н2О + 02!

2. Восстановительные (обратные) реакции:

СО2 = > со + о-0З!

Н2О = > он + ОН-04!

Различают горения:

1. Гомогенное (горючие и окислитель в одном агрегатном состоянии);

2. Гетерогенное (горючие и окислитель в разных агрегатных состояниях).

При гомогенном горении скорость реакции пропорциональна концентрации реагирующих веществ 'р = кЛтБп.

При гетерогенном горении скорость горения пропорциональна концентрации кислорода 'р =

Ш

стенки

2 .

К - константа скорость химической реакции.

К = кое 'Е/КТ

Ко характеризует максимальное число активных молекул в реакционном объеме

К0 = Ал/Т

Е - энергия активации, которую необходимо сообщить системе для разрушения старых внутримолекулярных связей и образования активных осколков, дающих начало новым реакциям.

0 = Е1-Е

С + О2 = > СО2 + 140,

Гмоль

СО + 0, 502 = СО + 60, -^3^

Гмоль

Т

Для воспламенения смеси ее необходимо нагреть для, того чтобы увеличить долю активных молекул, т. е. таких у которых энергия больше энергии активации.

Ш !

Ыобщ

/ ////// / ъ ............................................ ^ э Е

1. При Т = 0 к = 0;

2. С ростом Т растет и к;

3. При Т = го к = к°.

Скорость реакции горения зависит:

1. От Т

А/р

Л

2.

УУр А

Т

От Е

3. От концентрационных свойств смеси УУр

Температура воспламенения топливной смеси.

Это температура, при которой смесь воспламеняется и начинает устойчиво гореть. В топке происходит два процесса:

-Е

1. Тепловыделение 0Выд ~ к0 • eRT

2. Теплоотдача от факела к экрану 0 = а от' (Т _ Тст)

Для воспламенения необходимо, чтобы 0выд _> 0 от Твоспл зависит:

1. От состава топлива;

2. От условий расхолаживания топлива.

1воспл = 225 - 250 - 400 - 900, ?С

Торф БУ КУ Антр

Области горения топлива.

= т + т Хим физ

Общее время горения складывается из двух стадий: продолжительность химических реакций и продолжительности физических процессов.

1.

Если продолжительность химических реакций много больше продолжительности физических процессов, то общее время горения равно продолжительности химических реакций и горение происходит в кинетической области (зависит от температуры).

2. Если продолжительность химических реакций много меньше продолжительности физических процессов, то общее время горения равно продолжительности физических процессов и горение происходит в диффузионной области (определяется скоростью доставки окислителя).

3. Если продолжительность химических реакций равна продолжительности физических процессов - промежуточная область.

Горение твердого топлива.

Т = т + т

Общ тепл гор

1. ттепл - время тепловой подготовки топлива. Оно включает в себя нагрев, испарение влаги и выход летучих веществ.

2. Тгор включает в себя горение летучих веществ и горение коксового остатка.

_ лет. кокс

Гор

Тгор = т гор + т

Общ

СКоксгор * 0,8 - т

Механизм горения частиц.

Поверхность частицы адсорбирует кислород с образованием комплексов Сх0у, которые генерируют СО и СО2.

С + Ог = > СхОу = > гпСО + пСОг.

Соотношение СО и СО2 зависит от температуры.

1. При 1 = 1200?С

4С + 302 = 2С0 + 2С02

Из области С02макс часть С02 возвращается к частице и раскисляется С02 + С = 2С0 При малом расходе СО, О2 полностью не перехватываясь достигает поверхности частицы.

2. При І = 17007С ЗС + 2С>2 = 2СО + С02

При высоком расходе СО, 02 расходуется полностью, не достигая поверхности частицы.

Скорость горения твердого топлива.

Бш - расход окислителя,

Адиф - константа скорости диффузии.

Скорость реакции горения

-Е

Wг = к° • е^ • 02Ст

Если решить эти два уравнения относительно 02ст, то получаем скорость горения: Wг = (——^—) • О2п = кг • О2п, кг - константа горения.

— + -

К а диф

1. При низких Т имеет место низкое значение к, значит

1 много больше —[1]—, поэтому Wг « к • О2П и Wг зависит от Т.

К а диф

2. При высоких Т имеет место высокое значение к, а значит

—1— много больше -1, поэтому Wг « а диф • О 2 п и Wг зависит от скорости

А диф к

Подачи окислителя.

1

АДиф

Пути интенсификации горения. 1. Предварительное измельчение; 2. Интенсивное перемешивание в корне факела;

Где ё гв - размер частицы топлива.

3. Эффективная доставка О2 к горючим в конце факела.

Горение жидкого топлива.

Мазут в факеле сгорает в виде капель при распылении форсунками. Стадии горения:

1. Нагрев до 1Кип ;

2. Испарение топлива;

3. Образование топливной смеси;

4. Ее воспарение и сгорание.

SHAPE \* MERGEFORMAT

1. Капля;

2. Зона диффузии паров;

3. Зона диффузии кислорода;

4. Зона горения;

5. Го - начальный радиус капли;

6. Ггор - радиус горения.

Ггор = (4-10) Го

Время горения капли определяется временем ее испарения.

2

Т =т « Г0

Гор исп _ п

-*т ■ О 2

1. при снижении Го, растет удельная наружная поверхность, а значит, растет теплота сгорания и снижается время испарения;

2. с ростом ТГ, растет АТ = ТГ — Тисп, а значит, растет теплота сгорания и снижается время испарения;

3. с ростом О2п, растет скорость горения, а значит, снижается время испарения.

За счет высокой теплоты сгорания QнР, мазут горит в диффузионной области.

Особенность:

При сжигании мазута имеет место термический крекинг (последовательное отщепление Н2 с образованием частиц сажи).

Недостатки сажеобразования:

• Неполнота сгорания (0, 1-0, 3%);

• Загрязнение окружающей среды;

• Загрязнение поверхностей нагрева (снижается коэффициент теплопередачи ^ поэтому снижается QoTд, а значит растет температура уходящих газов и снижается КПД котла).

Для исключения сажеобразования проводят окислительный крекинг при активном внедрении воздуха в корень факела. При этом кислород, разрывая зону горения, проникает в зону диффузии паров для насыщения углеводородов кислородом.