Onvolledige verbranding van aardgas. Combusticatieproducten en huishoudelijke goederen

Aardgas is vandaag de meest voorkomende brandstof. Aardgas wordt natuurlijk genoemd, omdat het van het allereerste begin van de aarde wordt gedolven.

Het gasverbrandingsproces is een chemische reactie waarbij interactie optreedt natuurlijk gas Met zuurstof, die in de lucht is opgenomen.

In de gasvormige brandstof is er een brandbaar deel en niet-brandbaar.

De hoofdbrandbare component van aardgas is methaan - CH4. De inhoud van het aardgas bereikt 98%. Methaan ruikt niet, smaakt niet en is niet-toxisch. De limiet van zijn ontvlambaarheid is van 5 tot 15%. Het zijn deze kwaliteiten die het mogelijk maakten om aardgas te gebruiken, als een van de belangrijkste soorten brandstof. De concentratie van methaan is levensbedreigend meer dan 10%, dus kan zijn volstaan, vanwege het gebrek aan zuurstof.

Om gaslekkage te detecteren, wordt gas onderworpen aan geurisatie, met andere woorden, een gevaarlijke stof wordt toegevoegd (ethylmercaptan). Tegelijkertijd kan het gas worden gedetecteerd in een concentratie van 1%.

Naast methaan in aardgas kunnen brandbare gassen aanwezig zijn - propaan, butaan en ethaan.

Om te zorgen voor een hoogwaardige verbranding van gas is nodig in voldoende hoeveelheid Breng de lucht in de brandende zone en bereik een goed gasmengsel met lucht. Het optimale wordt beschouwd als de verhouding van 1: 10. Dat wil zeggen, een deel van de gasaccounts voor tien delen van de lucht. Bovendien is het noodzakelijk om het nodige te creëren temperatuurmodus. Om het gas te negeren, is het noodzakelijk om het te verwarmen tot de temperatuur van zijn ontsteking en in de toekomst mag de temperatuur niet onder de ontstekingstemperatuur vallen.

Het is noodzakelijk om de verwijdering van verbrandingsproducten in de atmosfeer te organiseren.

Volledig branden wordt bereikt als er geen brandbare stoffen in de verbrandingsproducten van de uitgang naar de atmosfeer zijn. Tegelijkertijd worden koolstof en waterstof samen gecombineerd en kooldioxide en waterpaar vormen.

Visueel als volledige verbranding Vlam licht blauw of blauwachtig paars.

Naast deze gassen komt stikstof en resterende zuurstof naar een brandbaar gas. N 2 + O 2

Als de verbranding van het gas niet volledig optreedt, worden brandbare stoffen uitgezonden in de atmosfeer - koolmonoxide, waterstof, roet.

Onvolledige gasverbranding vindt plaats door onvoldoende lucht. Tegelijkertijd lijken de scoottalen visueel in de vlam.

Het risico op onvolledige verbranding van gas is dat koolmonoxide vergiftigingsketelkamer kan veroorzaken. CO in AIR 0.01-0,02% kan veroorzaken gemakkelijk vergiftiging. Hogere concentratie kan leiden tot ernstige vergiftiging en dood.

De resulterende roet vestigt zich op de muren van ketels verslechtering van de warmteoverdracht aan de warmtedrager vermindert de efficiëntie van de ketelruimte. Roet voert hartelijk goed uit dan methaan.

Theoretisch gezien is de verbranding van 1m3 gas nodig met 9m3 lucht. In echte luchtomstandigheden kost het meer.

Dat wil zeggen, een overmatige hoeveelheid lucht is noodzakelijk. Deze magnitude aangegeven alpha laat zien hoe vaak de lucht meer dan theoretisch wordt besteed, theoretisch.

De alfa-coëfficiënt hangt af van het type van de specifieke brander en wordt meestal voorgeschreven in het kanaalpaspoort of in overeenstemming met de aanbevelingen van de geproduceerde inbedrijfstelling.

Met toenemende hoeveelheid overtollige lucht boven de aanbevolen, groeien warmteverliezen. Met een aanzienlijke toename van de hoeveelheid lucht, kan de vlam optreden, het creëren noodsituatie. Als de hoeveelheid lucht minder is dan aanbevolen, zal de branden onvolledig zijn, waardoor een bedreiging is om de ketelruimte te vergiftigen.

Voor een nauwkeurige controle van de kwaliteit van de verbranding van brandstof, zijn er gasanalysatoren, die de inhoud van bepaalde stoffen in de samenstelling van de uitgaande gassen meten.

Gasanalysatoren kunnen worden opgenomen met ketels. In het geval dat er geen is, bevatten de bijbehorende metingen een inbedrijfstellingorganisatie met draagbare gasanalysatoren. Gecompileerd gewone kaart waarin de benodigde controleparameters worden voorgeschreven. Door aan hen te hechten, is het mogelijk om een \u200b\u200bnormale volledige verbranding van brandstof te garanderen.

De hoofdparameters voor het reguleren van brandstofverbranding zijn:

• de verhouding van gas en lucht geserveerd op de brander.

• camerage van een overtollige lucht.

• diffix in de oven.

• Cummy nuttige actie boiler.

Tegelijkertijd wordt onder de coëfficiënt van het bruikbare effect van de ketel de verhouding van nuttige warmte tot de waarde van alle verbruikte warmte geïmpliceerd.

De samenstelling van de lucht

Naar categoriariteit: Gas vooraad

Gaas proces gas

De hoofdvoorwaarde voor gasverbranding is de aanwezigheid van zuurstof (en daarom lucht). Zonder lucht is de verbranding van het gas onmogelijk. Tijdens het verbranding van het gas vindt een chemische reactie van luchtzuurstofverbinding met koolstof- en brandstofwaterstof. De reactie treedt op bij de afgifte van warmte, licht, evenals koolstofdioxide en waterdamp.

Afhankelijk van de hoeveelheid lucht, die deelneemt aan het verbrandingsproces, is er een complete of onvolledige verbranding.

Met voldoende luchtinlaat, treedt volledige gasverbranding op, waardoor zijn verbrandingsproducten niet-ontvlambare gassen bevatten: kooldioxide C02, stikstof N2, H20-waterparen. Meest (op volume) in stikstofverbrandingsproducten - 69,3-74%.

Voor volledige verbranding van gas is het ook noodzakelijk dat deze in bepaalde (voor elk gas) hoeveelheden wordt gemengd. Hoe hoger het calorische gehalte van gas, de vereiste grote hoeveelheid lucht. Dus, voor verbranding van 1 m3 van aardgas, ongeveer 10 m3 lucht, kunstmatig - ongeveer 5 m3, is gemengd - ongeveer 8,5 m3 vereist.

In het geval van onvoldoende luchtinlaat, onvolledige verbranding van gas of chemisch dichtbij ontvlambaar onderdelen; Bij verbrandingsproducten verschijnen brandbare gassen van koolmonoxide CO, methaan CH4 en Waterstof H2

In geval van onvolledige verbranding van gas, een lang, roken, gloeiend, ondoorzichtig, gele kleur fakkel.

Aldus leidt het gebrek aan lucht tot onvolledige verbranding van gas, en overmaat tegen overmatige koeling van de vlamtemperatuur. Ontvlamingstemperatuur van aardgas 530 ° C, cokes - 640 ° C, gemengd - 600 ° C. Bovendien vindt er ook een onvolledige verbranding van het gas plaats met een significante overmaat aan lucht. Tegelijkertijd wordt het einde van de geelachtige kleur waargenomen, niet helemaal transparant, met een vage blauwgroene kern; De vlam is onstabiel en breekt zich weg van de brander.

Fig. 1. Vlak van gas Ik ben zonder voorafgaande menggas met lucht; BS gedeeltelijk eerder Verivaal gasmengsel met lucht; B - met een voorlopige complete menging van gas met lucht; 1 - interne donkere zone; 2 - versnellende gloeiende kegel; 3 - Brandende laag; 4 - Verbrandingsproducten

In het eerste geval (Fig. 1, A) heeft de toorts een grotere lengte en bestaat uit drie zones. IN atmosferische lucht Puur gas brandt. In de eerste interne donkere zone brandt het gas niet: het wordt niet gemengd met luchtzuurstof en niet verwarmd tot ontstekingstemperatuur. In de tweede zone betreedt de lucht onvoldoende nummer: het wordt vertraagd door een brandende laag en daarom kan het niet goed worden gemengd met gas. Dit wordt bewezen door fel gloeiende, lichtgele schreeuwende kleur van de vlam. In een derde zone komt de lucht in voldoende hoeveelheden, de zuurstof wiens wordt gemengd met het gas, het gas brandt blauwachtig.

In dit geval worden het gas en de lucht afzonderlijk aan de oven geleverd. In de oven, niet alleen het verbranden van het gasluchtmengsel, maar ook het proces van bereiding van het mengsel. Een dergelijke gasverbrandingsmethode wordt veel gebruikt in industriële installaties.

In het tweede geval (fig. 1.6) is gasverbranding aanzienlijk beter. Als gevolg van een gedeeltelijk pre-menging van gas met lucht in de verbrandingszone, komt een gekookt gas-luchtmengsel binnen. De vlam wordt korter, niet kloppend, heeft twee zones - binnen en buiten.

Het gasluchtmengsel in de binnenzone brandt niet, omdat het niet is verwarmd tot de ontstekingstemperatuur. De buitenzone verbrandt het gas-hoge mengsel, terwijl in het bovenste deel van de zone de temperatuur sterk stijgt.

Met gedeeltelijke mixing van gas met lucht in dit geval, vindt de totale verbranding van het gas alleen voor met een extra luchttoevoer naar de fakkel. In het proces van de verbranding van gas wordt de lucht twee keer toegevoegd: de eerste keer - voordat u de oven (primaire lucht) betreedt, de tweede keer - rechtstreeks in de oven (secundaire lucht). Deze methode van het verbranden van gas is gebaseerd op een gasbranderinrichting voor huishoudelijke apparaten en verwarmingsketelruimtes.

In het derde geval is de fakkel aanzienlijk ingekort en brandt het gas volledig, omdat het gasluchtmengsel vooraf was gekookt. Een korte transparante fakkel is bewijs van de volledigheid van de verbranding van gas. blauwe kleur (Flare Burning), die wordt gebruikt in infraroodstralingsinrichtingen tijdens gasverwarming.

Producten van de verbranding van aardgas zijn koolstofdioxide, waterdampen, een hoeveelheid overtollige zuurstof en stikstof. Volledige verbrandingsproducten van gas kunnen koolstofoxide zijn, onverbrande waterstof en methaan, zware koolwaterstoffen, roet.

Hoe groter in de verbranding van de verbranding van kooldioxide CO 2, hoe kleiner het koolstofoxide van CO en de betere zal verbranding zijn. Het concept van "Maximum CO 2 -gehalte in verbrandingsproducten" werd in de praktijk geïntroduceerd. De hoeveelheid koolstofdioxide in de verbrandingsproducten van sommige gassen wordt weergegeven in de onderstaande tabel.

De hoeveelheid koolstofdioxide in gasverbrandingsproducten

Profiteren van de gegevens van de tabel en het kennen van het percentage CO 2 bij verbrandingsproducten, is het eenvoudig om de kwaliteit van de verbranding van het gas en de overtollige luchtcoëfficiënt a te bepalen. Om dit te doen, met de gasanalysator, moet de hoeveelheid CO 2 in gasverbrandingsproducten worden bepaald en verdeeld en verdeeld is de waarde van CO 2max tot de resulterende waarde die uit de tabel is gehaald. Als bijvoorbeeld, indien, bij het verbranden van gas in zijn verbrandingsproducten, 10,2% koolstofdioxide is ingeperkt, dan de lucht overtollige coëfficiënt in de oven

α \u003d CO 2MAX / CO 2-analyse \u003d 11.8 / 10.2 \u003d 1,15.

De meest perfecte manier om de luchtinlaat in de oven te regelen en de volledigheid van de verbranding is de analyse van verbrandingsproducten met behulp van automatische gasanalysatoren. Gasanalysatoren selecteren periodiek de uitlaatgassen en bepalen het gehalte aan kooldioxide in hen, evenals de hoeveelheid koolstofoxide en niet-verhoogde waterstof (CO + H2) in bulkpercentage.

Als het getuigenis van de pijl van de gasanalysator op de schaal (CO 2 + H2) nul is, betekent dit dat de verbranding volledig is en er geen koolstofoxide is in verbranding en onverbrande waterstof. Als de pijl van nul naar rechts afwees, dan zijn er in producten van de verbranding koolmonoxide en onwettig waterstof, dat wil zeggen, onvolledige verbranding optreedt. Op een andere schaal moet de pijl voor gasanalysator de maximale inhoud van CO 2MAS in verbrandingsproducten tonen. Volledige verbranding vindt plaats bij het maximale percentage koolstofdioxide, wanneer de pijl van de C + H2-schaalpointer nul is.

Aardgas is vandaag de meest voorkomende brandstof. Aardgas wordt natuurlijk genoemd, omdat het van het allereerste begin van de aarde wordt gedolven.

Het gasverbrandingsproces is een chemische reactie waarbij aardgas interageert met zuurstof, die in de lucht is opgenomen.

In de gasvormige brandstof is er een brandbaar deel en niet-brandbaar.

De hoofdbrandbare component van aardgas is methaan - CH4. De inhoud van het aardgas bereikt 98%. Methaan ruikt niet, smaakt niet en is niet-toxisch. De limiet van zijn ontvlambaarheid is van 5 tot 15%. Het zijn deze kwaliteiten die het mogelijk maakten om aardgas te gebruiken, als een van de belangrijkste soorten brandstof. De concentratie van methaan is levensbedreigend meer dan 10%, dus kan zijn volstaan, vanwege het gebrek aan zuurstof.

Om gaslekkage te detecteren, wordt gas onderworpen aan geurisatie, met andere woorden, een gevaarlijke stof wordt toegevoegd (ethylmercaptan). Tegelijkertijd kan het gas worden gedetecteerd in een concentratie van 1%.

Naast methaan in aardgas kunnen brandbare gassen aanwezig zijn - propaan, butaan en ethaan.

Om te zorgen voor een hoogwaardige verbranding van gas, is het in voldoende hoeveelheden nodig om lucht in de verbrandingszone te brengen en een goed gas te bereiken met lucht. Het optimale wordt beschouwd als de verhouding van 1: 10. Dat wil zeggen, een deel van de gasaccounts voor tien delen van de lucht. Bovendien is het noodzakelijk om het gewenste temperatuurregime te creëren. Om het gas te negeren, is het noodzakelijk om het te verwarmen tot de temperatuur van zijn ontsteking en in de toekomst mag de temperatuur niet onder de ontstekingstemperatuur vallen.

Het is noodzakelijk om de verwijdering van verbrandingsproducten in de atmosfeer te organiseren.

Volledig branden wordt bereikt als er geen brandbare stoffen in de verbrandingsproducten van de uitgang naar de atmosfeer zijn. Tegelijkertijd worden koolstof en waterstof samen gecombineerd en kooldioxide en waterpaar vormen.

Visueel met volledige verbranding vlammen lichtblauw of blauwachtig paars.

Volledige verbranding van gas.

methaan + zuurstof \u003d kooldioxide + water

CH 4 + 2O 2 \u003d CO 2 + 2N 2

Naast deze gassen komt stikstof en resterende zuurstof naar een brandbaar gas. N 2 + O 2

Als de verbranding van gas niet volledig is, worden de brandstofstoffen uitgeworpen in de atmosfeer - koolstofmonoxide, waterstof, roet.

Onvolledige gasverbranding vindt plaats door onvoldoende lucht. Tegelijkertijd lijken de scoottalen visueel in de vlam.

Het risico op onvolledige verbranding van gas is dat koolmonoxide vergiftigingsketelkamer kan veroorzaken. De inhoud van CO in Air 0,01-0,02% kan lichtvergiftiging veroorzaken. Hogere concentratie kan leiden tot ernstige vergiftiging en dood.

De resulterende roet vestigt zich op de muren van ketels verslechtering van de warmteoverdracht aan de warmtedrager vermindert de efficiëntie van de ketelruimte. Roet voert hartelijk goed uit dan methaan.

Theoretisch gezien is de verbranding van 1m3 gas nodig met 9m3 lucht. In echte luchtomstandigheden kost het meer.

Dat wil zeggen, een overmatige hoeveelheid lucht is noodzakelijk. Deze magnitude aangegeven alpha laat zien hoe vaak de lucht meer dan theoretisch wordt besteed, theoretisch.

De alfa-coëfficiënt hangt af van het type van de specifieke brander en wordt meestal voorgeschreven in het kanaalpaspoort of in overeenstemming met de aanbevelingen van de geproduceerde inbedrijfstelling.

Met toenemende hoeveelheid overtollige lucht boven de aanbevolen, groeien warmteverliezen. Met een significante toename van de hoeveelheid lucht kan de vlam optreden door een noodsituatie te creëren. Als de hoeveelheid lucht minder is dan aanbevolen, zal de branden onvolledig zijn, waardoor een bedreiging is om de ketelruimte te vergiftigen.

Voor een nauwkeurige controle van de kwaliteit van de verbranding van brandstof, zijn er gasanalysatoren, die de inhoud van bepaalde stoffen in de samenstelling van de uitgaande gassen meten.

Gasanalysatoren kunnen worden opgenomen met ketels. In het geval dat er geen is, geleidt de overeenkomstige metingen een inbedrijfstellingorganisatie met draagbare gasanalysatoren. Een bescheiden kaart is samengesteld waarin de vereiste controleparameters worden voorgeschreven. Door aan hen te hechten, is het mogelijk om een \u200b\u200bnormale volledige verbranding van brandstof te garanderen.

De hoofdparameters voor het reguleren van brandstofverbranding zijn:

• de verhouding van gas en lucht geserveerd op de brander.

• camerage van een overtollige lucht.

• diffix in de oven.

• Het nut van de ketel.

Tegelijkertijd wordt onder de coëfficiënt van het bruikbare effect van de ketel de verhouding van nuttige warmte tot de waarde van alle verbruikte warmte geïmpliceerd.

De samenstelling van de lucht

Brandstof voor de ketelruimte is aardgas met GDS. Aardgas met een druk van 1-2 MPa, temperatuur, stroom en druk waarvan wordt vastgelegd door commerciële meetinrichtingen, komt naar de eerste fase van de reductie. De druk na de eerste fase van de vermindering wordt geregeld door de drukregelaarklep.

Vervolgens komt brandstofgas met een druk van ongeveer 0,5 MPA de pijpruimte van de kachel binnen, waarvan het koelmiddel een paar 0,3-0,6 MP is. De temperatuur van het brandstofgas nadat de kachel wordt gewijzigd door de instelklep die is geïnstalleerd op de stoomleiding. Nadat de kachel de druk van het brandstofgas de tweede fase van de reductie tot 3-80 kPa afneemt. Nadat de tweede fase van de verlaging van gas de branders van ketels binnengaat via standaard gasapparatuurblokken (CGS). Voordat u elke ketel, druk, stroom, gastemperatuur hebt gereken, wordt gastemperatuur gemeten en geregistreerd. Gasdruk nadat de CBG van elke ketel ook is geregistreerd

5.3.2. Kenmerken van het proces van het verbranden van aardgas.

De keuze van het type en de hoeveelheid gasbranders, hun plaatsing en organisatie van het verbrandingsproces zijn afhankelijk van de kenmerken van de thermische en aerodynamische werkingsmodus van de industriële installatie. De juiste oplossing van deze taken bepaalt de intensiteit van het technologische proces en de kosteneffectiviteit van de installatie. Theoretische voorwaarden en ervaring geven aan dat bij het ontwerpen van nieuwe gasinstallaties, de belangrijkste indicatoren van hun werk, in de regel, kan worden verbeterd. Het moet hier echter worden opgemerkt dat de verkeerd gekozen methode voor het verbranden van gas en de mislukte lay-out van de brander de prestaties verminderen en naar. P. Sets.

Bij het ontwerpen van industrieel gasinstallaties De taken van de intensivering van het technologische proces en het vergroten van de efficiëntie van het brandstofgebruik moeten worden opgelost met de kleinste materiële kosten en in overeenstemming met een aantal andere omstandigheden, zoals betrouwbaarheid, veiligheid, enz.

Bij het verbranden van aardgas, in tegenstelling tot de verbranding van andere soorten brandstof, is het mogelijk om de kenmerken van de fakkel binnen brede limieten te wijzigen. Daarom kan het worden gebruikt voor bijna de instellingen van elke bestemming. Het mag hier alleen worden herinnerd dat de vereiste maximale intensivering van het technologische proces, toeneemt naar. P. D., evenals de voldoening van andere vereisten voor installatie, niet alleen kan worden verstrekt door het kiezen van de een of andere gasbrander, en zal worden bereikt wanneer goede beslissing Het gehele complex van warmte-uitwisselingsproblemen en aerodynamica, variërend van lucht- en gastoevoer en eindigend met het verwijderen van goed warme verbrandingsproducten in de atmosfeer. Van bijzonder belang is de eerste fase van het proces - de organisatie van gasverbranding.

Aardgas is gas zonder kleur. Veel eenvoudiger lucht. De aanwezigheid van gas in de lucht van gebouwen, putten, schurft meer dan 20% veroorzaakt verstikken, duizeligheid, verlies van bewustzijn en dood. Volgens sanitaire normen verwijst aardgas (methaan) naar de 4e graad van gevaar (substantie is laaggevaar). Malotoxisch, vergif is dat niet.

Samenstelling van aardgas:

Methaan 98,52%;

Ethan 0,46%;

Propaan 0,16%;

Bhutan 0,02%;

Stikstof 0,73%;

Kooldioxide 0,07%.

Als aardgas alle mate van zuivering heeft gepasseerd, verschillen de eigenschappen ervan weinig van methaaneigenschappen. Methaan - eenvoudig element Van een aantal methaanhydrocarbons. Methaaneigenschappen:

Specifieke warmteverbranding 7980 KCAL / M 3;

Vloeibaar op t ° \u003d -161 ° C, verhardt op t ° \u003d -182 ° C;

Methaandichtheid - 0.7169 kg / m 3 (lichtere lucht 2 keer);

Ontvlamingstemperatuur T ° \u003d 645 ° C;

De verbrandingstemperatuur T ° \u003d 1500 ÷ 2000 ° C

Explosiegrenzen 5 ÷ 15%.

Wanneer interactief is met lucht, worden zeer explosieve mengsels gevormd, in staat om te exploderen, om te vernietigen.

De verbranding van elke brandstof, inclusief gas, is de reactie van een chemische verbinding met zuurstof en gaat gepaard met de vrijgave van warmte. De hoeveelheid warmte verkregen met volledige verbranding van 1 m3 (of 1 kg) van het gas wordt zijn warmte van de verbranding genoemd. De warmte van de verbranding van de lagere, waarbij de verborgen warmte van de vorming van waterdamp niet in aanmerking wordt genomen in verbrandingsproducten en het hoogste wanneer deze warmte in aanmerking wordt genomen. Het verschil tussen de hoogste en lagere verbranding hangt af van de hoeveelheid waterdamp die wordt gegenereerd tijdens brandstofverbranding, en is ongeveer 2500 KJ per 1 kg of 2000 KJ per 1 m 3 waterdamp.

De warmte van de verbranding van verschillende soorten brandstoffen kan aanzienlijk variëren. Brandhout en turf hebben bijvoorbeeld een lagere warmte van verbranding tot 12500, de beste stenen kolen tot 31.000, en olie van ongeveer 40000 KJ / kg. Aardgas heeft een laag verbranding van 40-44 MJ / kg.

De totale verbrandingstijd wordt bepaald door de tijd  van mengselvorming (diffusieprocessen) en tijd  aan de stroom chemische reacties branden (kinetische processen). Rekening houdend met het feit dat het opleggen van deze stadia van het proces kan optreden, krijgen we  D +  aan.

Wanneer  k  D (verbranding gelijktijdig met mengvorming in de oven wordt genoemd diffusieAangezien deze mengselvorming de processen van turbulente (in de laatste fase - moleculaire) diffusie omvat).

Bij  d  tot  k (de verbranding van het vooraf bereid mengsel wordt vaak conventioneel genoemd kinetischHet wordt bepaald door de kinetiek van chemische reacties).

Wanneer  D en om evenredig te zijn, wordt het verbrandingsproces gemengd genoemd.

De volgende stap achter de menging is verwarming en brandstofontsteking. Bij het mengen van de straal van brandbaar gas met luchtstromen en verhoogt geleidelijk hun temperatuur op een bepaalde temperatuur, zijn er ontsteking van het mengsel. Minimale temperatuurwaarop het mengsel ontvlambaar is, de ontstekingstemperatuur genoemd.

De ontstekingstemperatuur is geen fysisch-chemische constante van de stof, omdat naast de aard van het brandbare gas afhangt van de gasconcentratie van gas en het oxidatiemiddel, evenals op de intensiteit van warmte-uitwisseling tussen het gasmengsel en het milieu.

Er zijn bovenste en onderste limieten van de gasconcentratie en het oxidatiemiddel en buiten deze limieten bij deze temperatuur van het mengsel ontbranden zich niet. Met het vergroten van de temperatuur van het gasluchtmengsel, volgens de Arrhenius-wet, is een toename van de reactiesnelheid evenredig met de E -E / RT, dezelfde omvang is evenredig met de warmtedissipatie. Als de warmte van verlies van brandende zone die aan de warmte-uitwisseling met de omgeving is geassocieerd, hoger is dan de warmtedissipatie, is ontsteking en verbranding onmogelijk. Meestal vindt de verwarming gelijktijdig plaats met de formatie van het mengsel.

Het gasluchtmengsel, waarin het gasgehalte tussen de lagere en de bovenste limieten van ontsteking is, is explosief. De bredere het bereik van ontstekingsgrenzen (ook wel explosiegrenzen genoemd), des te meer explosiegevergelijk gas. Door de chemische entiteit is de explosie van gaslucht (gaszuur) mengsel een proces van zeer snelle (bijna onmiddellijke) verbranding, wat leidt tot de vorming van verbrandingsproducten met een hoge temperatuur, en een sterke toename van hun druk. Geschatte overdruk in de explosie van aardgas 0,75, propaan en butaan - 0,86, waterstof-0,74, acetyleen-1.03 MPa. IN praktische omstandigheden De explosietemperatuur bereikt geen maximale waarden en de onderstaande resulterende druk aangegeven, maar ze zijn echter vrij voldoende om niet alleen het snijden van boilers, gebouwen, maar ook metalen containers te vernietigen, als er een explosie in hen optreedt.

Als gevolg van ontsteking en verbranding treedt een vlam op, wat een externe manifestatie is van intensieve reacties van de oxidantsubstantie. De vlambeweging op het gasmengsel wordt de verspreiding van de vlam genoemd. Tegelijkertijd wordt het gasmengsel verdeeld in twee deel-in-vrije gas, waardoor de vlam al is verstreken, en het onwettige gas, dat binnenkort naar het vlamgebied zal gaan. De grens tussen deze twee delen van het brandende gasmengsel wordt de voorkant van de vlam genoemd.

De toorts wordt een stroom genoemd met een mengsel van lucht, brandende gassen, brandstofdeeltjes en verbrandingsproducten, waarin verwarming, ontsteking en verbranding van gasvormige brandstof optreedt.

Bij gewone temperaturen in de ovens (1000-1500 ° C), koolwaterstoffen, waaronder methaan, zelfs op zeer lage tijdsperioden als gevolg van thermische ontbinding, geven merkbare hoeveelheden elementaire koolstof. Als gevolg van het uiterlijk van elementaire koolstof in de fakkel, verwerft het verbrandingsproces tot een zekere mate elementen van heterogene, d.w.z. stroomt op het oppervlak van vaste deeltjes. De aanwezigheid van katalysatoren (ijzer, nikkeloxiden) versnelt het proces van ontbinding van methaan en andere koolwaterstoffen aanzienlijk.

Dus, in de oven of werkruimte van de oven tussen het moment van input van het gas en de lucht en de bereiding van eindige verbrandingsproducten, als gevolg van overlapping van de warmtedissipatie van koolwaterstoffen en de oxidatiereactie van de keten, een zeer complexe afbeelding wordt waargenomen, gekenmerkt door de aanwezigheid van de oxidatieproducten van CO 2 en H20 en CO, H2, elementaire koolstof- en deeloxidatieproducten (formaldehyde is van het laatste belangrijk belang van de laatste). De verhouding tussen de opgegeven componenten is afhankelijk van de voorwaarden en duur van de verwarming van het gas voorafgaand aan de oxidatiereacties.

Wanneer brandstof optreden chemische processen De oxidatie van zijn brandbare componenten, vergezeld van intensieve warmtegeneratie en de snelle stijging van de temperatuur van verbrandingsproducten.

Onderscheid maken van homogene branden die stromen in volume wanneer brandstof en oxidatie in hetzelfde zijn geaggregeerde staat, en heterogene branden op het oppervlak van de fase-sectie wanneer een brandstof en oxidatie in verschillende geaggregeerde staten zijn.

De verbranding van gasvormige brandstof is een homogeen proces. Wanneer de verbranding is, is de snelheid van het directe proces onmiskenbaar meer dan de rate van omgekeerde, zodat de omgekeerde reactie kan worden verwaarloosd. Herinner eraan dat voor een homogene verbrandingsreactie de uitdrukking van de snelheid van directe reactie wordt bekeken:

waar -tijd; T-absolute temperatuur; NAAR-universele gasconstante; k.- reactiesnelheidsconstante afhankelijk van de aard van de reagerende stoffen, de acties van de katalysatoren, temperatuur; k. 0 - empirische constante; E-activeringsenergie die de kleinste overtollige energie wenst waaraan botlijnde deeltjes moeten hebben, zodat de reactie heeft plaatsgevonden.

Uit uitdrukkingen (de seconde van hen wordt de Arrhenius-vergelijking genoemd) hieruit volgt dat de reactiesnelheid toeneemt met toenemende concentraties (druk in het systeem) en de temperatuur en met een daling van de activeringsenergie. Experimentele metingen krijgen een aanzienlijk kleinere waarde voor de activeringsenergie dan de wetten van de chemische kinetiek. Dit komt door het feit dat de verbrandingsprocessen van gassen betrekking hebben op kettingreacties en stromen door middel van tussenliggende stadia met de continue vorming van actieve centra (atomen of radicalen).

Bijvoorbeeld, met waterstofverbranding (Fig. 3), met behulp van vrije zuurstofatomen en hydroxylradicalen, worden drie actieve waterstofatomen gevormd in plaats van één, die verscheen aan het begin van de reactiefase. Zo'n triple vindt in elke fase plaats en het aantal actieve centra verhoogt de lawine-achtige dalingen. Bovendien is de interactie tussen onstabiele tussenproducten veel sneller dan tussen moleculen.

Fig. 3. Schema van de kettingreactie van waterstofverbranding

De totale snelheid van waterstofverbrandingsreactie wordt bepaald door de snelheid van de langzaamste reactie (uitgedrukt door de H + O 2-vergelijking. + H2)  \u003d KC N met O, waar met H, met de concentratie van atomaire waterstof en moleculaire zuurstof .

De oxidatieprocessen van koolwaterstoffen die het organische deel van natuurlijke en passerende gassen vormen, zijn het meest complex. Tot nu toe zijn er geen duidelijke ideeën over het kinetische mechanisme van reactievloer, hoewel het veilig is om te zeggen dat de verbranding een kettingkarakter heeft in de aanwezigheid van de inductieperiode en verder gaat met de vorming van talrijke intermediaire producten van gedeeltelijke oxidatie en ontbinding .

Het geschatte schema van het stadion-verbranding van methaan kan worden vertegenwoordigd door een reeks volgende reacties:

Hoewel de initiële en eindproducten van de verbrandingsreactie - gassen, in tussenproducten, naast gassen, elementaire koolstof kunnen zijn in de vorm van een kleinste sage suspensie.

De snelheid van de verbranding van koolmonoxide is afhankelijk van de concentraties in de koolmonoxide-reactiezone en de snelheid van ketenverbranding van methaan en andere koolwaterstoffen - uit de concentraties van atomaire waterstof, zuurstof en waterdamp.

De verbranding van gasbrandstof is een combinatie van complexe aerodynamische, thermische en chemische processen. Het verbrandingsproces van gasvormige brandstof bestaat uit verschillende fasen: een gasmengsel met lucht, het verwarmen van het mengsel van het mengsel naar de ontstekingstemperatuur, ontsteking en verbranding.