Теоретические основы теплотехники - 164 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Газ
Химиче-
ская
формула
Пределы концен-
траций, нижний –
верхний, %
Темпера-
тура вос-
пламене-
ния
Водород
H
2
4,0 ...
9,5
65 ... 75 580 ... 590
Окись угле-
рода
CO
12 ...
15,6
71 ... 75 644 ... 658
Метан
CH
4
4,9 ...
6,3
12 ...
15,4
650 ... 750
Этан C
2
H
6
3,1 12,5
Пропан C
3
H
6
2,4 9,5
Бутан C
4
H
10
1,9 8,4
Этилен C
2
H
4
3,0 28,6 542 ... 547
Ацетилен C
2
H
2
2,5 80,0 406 ... 440
Природный
газ
–
5,1 ...
5,8
12,1 ...
13,9
Процесс сжигания жидкого топлива состоит из распылива-
ния его при помощи форсунок, испарения и термического
разложения топлива, смешения полученных газообразных продуктов с воздухом, зажигания и собст-
венно горения. Распыливание позволяет во много тысяч раз увеличить поверхность соприкосновения
жидкости с газом. Образующийся при горении факел включает в себя все три фазы: жидкую, твердую
(дисперсный углерод от разложения жидких углеводородов, зола) и газообразную (продукты разложе-
ния). Скорость горения зависит от условий сжигания: смесеобразования, степени аэрации, степени
турбулизации факела, температуры камеры сгорания. Светится факел за счет раскаленного дисперсно-
го углерода, который (при недожоге) может выпадать в виде сажи. На рис. 3.3 приведено схематично
распределение отдельных зон внутри факела при сжигании мазута в топке.
Сжигание твердого топлива имеет также свои особенности. Обычно сжигание проводят в слое.
Кокс сгорает на колосниковой решетке, а летучие – в топочном пространстве. Основные стадии процес-
са приведены на рис. 3.4. На рис. 3.5 приведена схематическая картина сжигания твердого топлива в по-
токе окислителя. Скорость гетерогенной реакции зависит от температуры, давления и концентрации
реагирующих веществ, определяемой скоростью диффузии окислителя к углероду. В пограничном ла-
минарном слое окислитель передается к горючим элементам только диффузией. Толщина пограничного
слоя δ зависит от скорости потока и с увеличением ее уменьшается. Скорость реакции определяется
тем, какой процесс диффузия или собственно реакция горения является лимитирующим.
Горение технического твердого топлива зависит также от способа шлакоудаления, так как по мере
выгорания углерода на поверхности частиц топлива образуется золовая корка, затрудняющая доступ
окислителя. Под действием высокой температуры зола может размягчаться и даже расплавиться. Топ-
ливо как бы сваривается (зашлаковывается). Зашлаковывание затрудняет доступ окислителя даже к вы-
деляющимся горючим летучим. О склонности топлива к зашлаковыванию слоя судят по характеристи-
кам его золы: температуре начала деформации, температуре размягчения, температуре плавления.
При сжигании топлива на колосниковых решетках выделяют зону окисления и зону восстановле-
ния, где практически весь кислород воздуха оказывается израсходованным под влиянием высокой тем-
пературы СО
2
восстанавливается до СО:
СО
2
+ С → 2СО.
Там же протекают и другие реакции газификации, в результате которых над слоем топлива будет
иметься смесь горючих газов. Чтобы дать возможность им сгореть, в топочное пространство необхо-
м
аз
у
подогрев, испарение влаги,
сухая перегонка
горение и
газификация
кокса
горение
летучих
газообразные продукт
ы
сгорания
топливо во
з
дух
летучие
кокс
CO+H
2
шлак
Рис. 3.4 Этапы сгорания
Рис 3 5 Схема выгорания тве
р

Страницы