Tema 15. Čvrsta i tekuće gorivo i paljenje

15.1. Sagorijevanje čvrstog i tečnog goriva

Za izračunavanje procesa sagorijevanja čvrstih i tečnih goriva, čine materijalnu ravnotežu procesa izgaranja.

Materijalna ravnoteža procesa sagorijevanja izražava kvantitativne odnose između početnih materijala (goriva, zraka) i završnih proizvoda (dimnih plinova, jasenja, šljake) i termička ravnoteža jednakost je između dolaska i potrošnje topline. Za kruta i tečna goriva, materijalni i toplinski saldi su 1 kg goriva, za gasovit fazu - za 1 m 3 suvog plina u normalnim uvjetima (0,1013 MPa, oko ° C). Proizvodi za zrak i gasovit izražavaju se i na metrima kubnog, dane u normalnim uvjetima.

Prilikom paljenja čvrstog i tečnog goriva, zapaljive tvari mogu oksiditirati s formiranjem oksida različitih stupnjeva oksidacije. Stoichiometrijske jednadžbe reakcija ugljičnog monoksida, vodonika i sumpora mogu se napisati na sljedeći način:

Prilikom izračunavanja količina proizvoda za izgaranje i sagorijevanje, uvjetno se pretpostavlja da su sve zapaljive tvari u potpunosti oksidiraju kako bi se formirali samo oksidi s najvišim stupnjem oksidacije (reakcija A, B, G).

Iz jednadžbe (a) slijedi da se za kompletnu oksidaciju 1 kkronol konzumira 1 kmina, tj. 22,4 m 3, kisik i 1 kmina (22,4 m 3) ugljeni oksid formiran je. Prema tome, za 1 kg ugljika, 22.4 / 12 \u003d 1.866 m 3 kisika bit će potrebno i formira se 1,866 m 3 CO 2. U 1 kg goriva, sadržane sa p / 100 kg ugljika. Za njegovo izgaranje potrebno je 1.866 · sa P / 100 m 3 kiseonika i 1.866 s P / 100 m 3 CO 2 formiran je tokom izgaranja.

Slično tome, iz jednadžbi (b) i (d) o oksidaciji zapaljivog sumpora (μ S \u003d 32), sadržane u 1 kg goriva, potrebno će (22,4 / 32) SPL / 100 m 3 kiseonika i istog volumena Tako da se formira.. A o oksidaciji vodika () sadržane u 1 kg goriva, trebat će 0,5 · (22,4 / 2,02) h p / 100 m 3 kisika i formirana (22,4 / 2,02) n p / 100 m 3 vodene pare.

Skupite dobijene izraze i razmatrajući kisik u gorivu (
), nakon jednostavnih transformacija dobivamo formulu za određivanje količine kisika, teoretski potrebnog za potpuno sagorijevanje od 1 kg čvrstog ili tečnog goriva, m 3 / kg:

U procesu kompletnog sagorijevanja sa teoretski potrebnom količinom zraka formiraju se gasoviti proizvodi koji se sastoje od CO 2, tako da 2, n 2 i h 2 o - ugljični i sumpor suhih tihatskih plinova. Prihvaćeni su za kombinaciju i označavanje RO 2 \u003d CO 2 + SO 2.

Prilikom spaljenja čvrstih i tečnih goriva, teorijske količine izgazbijanja, M 3 / kg izračunavaju se jednadžbama (15.1), uzimajući u obzir sadržaj odgovarajućih komponenti u gorivu i zraku.

TheatoMic plinovi u skladu s jednadžbama (15.1, A i B)

Teorijska količina vodene pare , m 3 / kg, nabora iz jačine zvuka dobivenog tokom hidrogen izgaranja jednakog (22,4 / 2,02) · (H P / 100), jačinu pribavljena tijekom isparavanja vlage goriva jednako , a jačina zvuka uvedena sa zrakom:
,
- Specifična količina vodene pare, m 3 / kg; ρ B \u003d 1,293 kg / m 3 - Gustoća zraka, D \u003d 0,01 - Sadržaj vlage u zraku KG / kg. Nakon transformacije, dobivamo:

Stvarni volumen zraka V može biti veći ili manji teoretski potrebni, izračunati jednadžbama za sagorijevanje. Odnos stvarne količine zraka V do teoretski potrebnog V 0 naziva se brzinom protoka zraka α \u003d v / v 0. Na α\u003e 1 protok zraka obično se naziva koeficijent višak zraka.

Za svaku vrstu goriva, optimalna vrijednost koeficijenta viška zraka u peći ovisi o tehničkim karakteristikama, metodi sagorijevanja, dizajnu peći, metodom formiranja zapaljive smjese itd.

Stvarni obim proizvodnih proizvoda bit će teorijskiji zbog azota, kisika i vodene pare, koji se nalazi u viškom zraku. Budući da zrak ne sadrži trupatome plinove, onda njihov svezak ne ovisi o koeficijentu viška zraka i ostaje konstantna jednaka teorijskoj, I.E.
.

Zapremina diatomičkih gasova i vodene pare (m 3 / kg ili m 3 / m 3) određuje se formulama:

Prilikom spaljenja krutih goriva koncentracija pepela u dimnim plinovima (g / m 3) određena je formulom

gde - Udio pepela koji nose gorivo (njena vrijednost ovisi o vrsti čvrstog goriva i načinu izgaranja i uzima se iz tehničkih karakteristika peći).

Skupne nijanse suvih tritheat gasova i vodene pare jednake njihovim djelomičnim pritiskom na općim tlak od 0,1 MPa izračunavaju se formulama

Sve formule za izračunavanje jačine zvuka primjenjivo kada se dogodi izgaranje goriva. Iste formule su dovoljne za izračunavanje tačnosti i nepotpune sagorijevanja goriva, ako normativne vrijednosti ne budu prekoračene u tehničkim karakteristikama peći.

15.2. Faze izgaranja krutog goriva

Izgaranje čvrstog goriva ima niz faza: zagrejana, kruška goriva, razara i koksa, zaduživanje šišmiša i koksa. Od svih ovih faza, faza sagorijevanja ostataka koksa je određuje, I.E., faza sagorijevanja ugljika, čiji intenzitet određuje intenzitet spaljivanje goriva i gasifikacije u cjelini. Određivanje uloga sagorijevanja ugljika objašnjeno je na sljedeći način.

Prvo, čvrsti ugljen koji se nalazi u gorivu glavni je izgaranje sastojaka gotovo svih prirodnih kruta goriva. Na primjer, toplina izgaranja ostataka antracita za koka iznosi 95% vrućine sagorijevanja zapaljive mase. Povećanjem izlaza iz isparljiv, udio toplinske sagorijevanja ostataka koksa i u slučaju treseta iznosi 40,5% topline izgaranja zapaljive mase.

Drugo, faza sagorijevanja ostataka koka pokazuje se najduže od svih faza i može potrajati i do 90% ukupnog vremena potrebnog za izgaranje.

I treće, proces izgaranja koka je presudan u stvaranju toplotnih uvjeta za protok drugih faza. Otuda, osnova Ispravan izgradnja tehnološke metode paljenja krutih goriva je stvaranje optimalnih uvjeta za proces izgaranja ugljika.

U nekim slučajevima manja pripremna faza mogu odrediti proces izgaranja. Na primjer, prilikom paljenja visokog mokrog goriva može biti birna faza kruške. U ovom slučaju, na primjer, povećanje preliminarne pripreme goriva u sagorijevanje, na primjer, koristeći tehnološku metodu paljenja sa gorivnim tresetom sa plinovima snimljenim iz peći.

U moćnim generatorima pare konzumiraju se velike količine goriva i zraka. Na primjer, za generator goriva od 300 MW - Antracit BTYBA iznosi 32 kg, a zraka od 246 m 3 / s i u blok parnog parnog od 800 MW, 128 kg breze i 555 m 3 zraka se konzumiraju svake sekunde. U nekim se slučajevima tečna ili plinska goriva koriste u graničnim generatorima za prašinu.

Proces sagorijevanja goriva nalik prašini vrši se u količini komore zavojnice u potocima velike mase goriva i zraka, na koji se proizvodi izgaranja miješaju.

Osnova izgaranja prašnjavih goriva je hemijski odgovor zapaljivih komponenti zračnog kisika. Međutim, reakcije kemijske sagorijevanja u komori za peći nastavljaju snažnim prašnjavim tokovima za izuzetno kratko vrijeme (1-2 c) goriva i oksidansa u komori za toplinu. Te se reakcije vrše pod uvjetima snažnog međusobnog utjecaja sa istovremeno postupanjem sa fizičkim procesima. Ovi procesi su:

Proces zapaljive mješavine plina i čvrstih displejanih tvari koje se isporučuju na zapaljivu mješavinu plinskih i čvrstih displejanih tvari u sistemu prevrtanja komore s razvojem vrtloga, zajedno sa komponentama složene strukture vjetrovnih stakla;

Turbulentna i molekularna difuzija i konvektivni prijenos početnih materijala i reakcijskih proizvoda u plinskom toku, kao i prijenos gadnih reagensa na raspršene čestice;

Toplinska razmjena u plinskim tokovima izgaranja i izvorne smjese i između plinskih potoka i čestica goriva koji se nalaze u njima, kao i prijenos topline, tijekom hemijske transformacije u medijumu realizacije;

Zračenje toplotne razmjene čestica s plinskim medijem i smjesom u širokoj prašini sa površinama ekrana u plovskoj komori;

Grijanje čestica, razara, prenošenje i spaljivanje u glasnoću plina itd.

Stoga je sagorijevanje ugljene prašine složen fizikalni proces koji se sastoji od kemijskih reakcija i fizičkih procesa koji se javljaju u uvjetima međusobne komunikacije i međusobnog utjecaja.

15.3.Sloe, flare i ciklonsko izgaranje čvrstog goriva

Loodbori kotlova mogu biti slojevi - za paljenje goriva i komore velikog štapa - za paljenje plinovitih, tečnih i čvrste gorivo nalik prašinu.

Neke mogućnosti za organiziranje procesa peći prikazane su na slici15.1.

Furnese sloj su gusti i ključali sloj, komora su podijeljena u flare i ciklonu.

Sl. 15.1. Sheme za organizaciju procesa peći

Prilikom paljenja u gustom sloju, zrak za izgaranje prolazi kroz sloj bez ometanja stabilnosti, I.E. Snaga gravitacije čestica goriva veća je od dinamičkog tlaka zraka.

Prilikom paljenja u ključali sloj zbog povećane brzine zraka, otpornost čestica u sloju je poremećen, oni idu u stanje "ključanja", i.e. Premještaj u ponderirano stanje. U ovom slučaju, postoji intenzivno miješanje goriva i oksidansa, što doprinosi intenziviranju procesa izgaranja.

U paljenju baklje, gorivo se kombinira u glasnoću komore peći, za koje čestice čvrstog goriva treba biti do 100 μm.

Sa ciklonom paljenjem čestica goriva pod utjecajem centrifugalnih sila, odbacuju se na zidove hladnije komore i, dok su u uvijenom potoku u zoni visoke temperature, potpuno izgore. Veličina čestica dopuštena je veća nego sa paljenjem plamena. Mineralna komponenta goriva u obliku tečne šljake neprekidno se uklanja iz ciklonskog ložišta.

15.4. Miris paljenja tečnog goriva

Svako tekuće gorivo, kao i svaka tečna supstanca, na ovoj temperaturi ima određenu elastičnost pare iznad njene površine, koja se povećava sa povećanjem temperature.

Kada ignorišete tekuće gorivo sa slobodne površine, parovi su se osvjetljavaju, koji se nalaze u prostoru iznad površine, čineći paljenju. Zbog toplote koje emitira baklja, isparavanje dramatično se povećava. Uz stalni način razmjene topline između baklje i tekućeg ogledala, količinu isparavanja, pa stoga, i zapaljivo gorivo dostiže maksimalnu vrijednost, a zatim ostaje konstantna na vrijeme.

Eksperimenti pokazuju da prilikom spaljenja tekućih goriva sa slobodnom površinom, gorući teče u fazi pare; Baklja je instalirana na određenoj udaljenosti od površine tečnosti i tamna traka je jasno vidljiva, razdvajajući baklje iz rezanja mrvice sa tekućim zapaljivim. Intenzitet zračenja u ogledalu isparavanja na ogledalo isparavanja ne ovisi o njegovom obliku i vrijednosti, a ovisi samo o fizikalnojmijskim svojstvima goriva i karakteristična je konstanta za svako tečno gorivo.

Temperatura tečnog goriva, u kojoj se parovi iznad njene površine formiraju smjesu sa zrakom koji mogu paljenje kada se uzrokuje izvor paljenja, naziva se temperatura plamena.

Budući da se tečno zapaljive opekotine spaljuju u fazu pare, tada se stopa izgaranja određuje brzinom isparavanja tečnosti iz svog ogledala.

Proces izgaranja tekućih zapaljivih sa slobodnom površinom javlja se na sljedeći način. Sa stalnim režimom izgaranja zbog topline koje emitira baklja, tečno gorivo isparava. U uzvodnoj gorivu u fazi pare, zrak iz okolnog prostora prodire kroz difuziju. Tako dobivena smjese formira paljevu baklje u obliku konusa, odvajajući od ogledala isparavanja za 0,5-1 mm. Održivi paljenje teče na površini, gdje smjesa dostiže udio koji odgovara kamenimetrijskom omjeru goriva i zraka. Ova pretpostavka slijedi iz istih razmatranja kao u slučaju izgaranja difuzije plina. Hemijska reakcija se nastavlja u vrlo tankom sloju prednjeg baklja, čija debljina ne prelazi nekoliko više od milimetra. Jačina zauzeta bakljom, zona sagorijevanja podijeljena je u dva dijela: unutar baklje nalaze se par zapaljivih proizvoda za tečnost i sagorijevanje, a izvan zone sagorevanja - mješavina izgaranja proizvoda sa zrakom.

Izgaranje rastuće vodene goriva za rastuće gorivo može se predstavljati sastoji se od dvije faze: difuzijski protok kisika u zonu sagorijevanja i hemijskoj reakciji koja teče na prednjem dijelu plamena. Brzina ove dvije faze nisu iste; Hemijska reakcija visokih temperatura javlja se vrlo brzo, dok je difuzijska opskrba kisikom spor proces koji ograničava cjelokupnu stopu izgaranja. Slijedom toga, u ovom slučaju, gorući tokovi u difuzijskoj regiji, a stopa izgaranja određuje se brzinom difuzije kisika u zoni sagorijevanja.

Budući da su uvjeti za opskrbu kisikom u zoni izgaranja prilikom spaljenja različitih za zapaljive površine, otprilike su iste, treba očekivati \u200b\u200bda je brzina njihovog izgaranja, na kojem se nalazi na prednjoj strani plamena, tj. Na bočnu površinu baklje, tj. Na bočnu površinu baklje, tj. To bi trebalo biti i isto. Dužina baklje bit će veća što je veća brzina isparavanja.

Specifična karakteristika paljenja tekućine zapaljive sa slobodne površine je velika hemijska glupost. Svako gorivo, koji je karbonizirani spoj prilikom izgaranja sa slobodne površine, ima hemijsku nedostatak karakteristike za to, što je%:

za alkohol ......... 5,3

za kerozine ........ 17.7

za benzin ........ 12.7

za benzene ......... 18.5.

Slika pojave hemijskog nedostatka može se predstavljati na sljedeći način.

Pare ugljikovodika pri kretanju unutar baklje u obliku konusa do prednjeg dijela plamena, dok su u regiji visokih temperatura u nedostatku kisika, podvrgnuti se termičkom razgradnjom do stvaranja slobodnog ugljika i vodika.

Sjaj plamena određuje se pronalaskom besplatnih čestica ugljika u njemu. Potonji, mahajući na štetu topline dodijeljen prilikom paljenja, emitiraju manje ili manje jarko svjetlo.

Dio slobodnog ugljenika nema vremena za izgaranje i u obliku čađe prevoze proizvodi izgaranja, čine baklje za kopanje.

Pored toga, ugljik uzrokuje obrazovanje CO.

Visoka temperatura i smanjeni djelomični pritisak CO i CO 2 u proizvodima za izgaranje favorizira se formiranjem CO.

Oni su prisutni u proizvodima izgaranja u količini ugljika i CI uzrokuju veličinu hemijskog nedostatka isporuke. Što je veći sadržaj ugljika u tečnom gorivu i manje je zasićen vodonik, veće je stvaranje čistog ugljika, svjetlije od baklje, više hemijskih gluposti.

Dakle, studija izgaranja tekućine zapaljive sa slobodnom površinom pokazala je da:

1) Izgaranje tečnih goriva događa se nakon isparavanja u fazi pare. Stopa izgaranja tekućih goriva sa slobodne površine određuje se brzinom njihove isparavanja zbog topline koje se emitira sa zapaljenim područjem, uz stalni način izmjene topline između baklje i ogledala isparavanja;

2) Stopa sagorijevanja zapaljive sa slobodne površine povećava se s porastom temperature grijanja, a prelazak na zapaljivu s većim intenzitetom zračenja zone sagorevanja, manje topline i toplinske kapaciteta i toplina ne ovise o veličini i obliku ogledala isparavanja;

3) intenzitet zračenja u zrncu za sagorijevanje na retrovizoru isparavanju sa besplatne površine tečnog goriva ovisi o njenim fizikohemijskim svojstvima i karakteristična je konstanta za svako tečno gorivo;

4) mijenjanje topline prednje strane difuzijske baklje iznad površine isparavanja tečnog goriva praktično je neovisno o promjeru premještanja i vrste goriva;

5) Izgaranje tekućeg zapaljivo sa slobodne površine je svojstveno povećanim hemijskim glupostima, čija je veličina karakteristična za svako gorivo.

Imajući u vidu da se izgaranje tečnih goriva pojavljuje u fazi pare, proces paljenja pad tečnog goriva može se zapisati na sljedeći način.

Kap tekućeg goriva okružen je atmosferom zasićenom parovima ovog goriva. U blizini sferne površine, zapaljena zona se postavlja na sfernu površinu. Hemijski odgovor mješavine pare tečnog goriva s oksidima koji se pojavljuje vrlo brzo, pa je i sagorijevanje prostora vrlo tanak. Stopa izgaranja određuje se najsporijom fazom - brzinom isparavanja goriva.

U razmaku između pada i paljenja postoje parovi tekućih proizvoda za gorivo i izgaranje. U prostoru izvan zone sagorijevanja - proizvodi za zrak i sagorijevanje.

U zoni sagorijevanja, parovi goriva difunsura i izvan kisika. Ovdje se ove komponente smjese vode u hemijsku reakciju, koja je praćena izdanju topline. Iz zona izgaranja, toplina se prenosi na vanjsku i na pad, a proizvodi za sagorijevanje difundiraju se u okolni prostor i u prostor između gorućeg područja i pad. Međutim, mehanizam prijenosa topline još nije jasan.

Brojni istraživači smatraju da isparavanje palećeg pada događa zbog molekularnog prijenosa topline kroz kongestivni granični film na površini pada.

Kako padovi izgaraju zbog smanjenja površine, ukupna isparavanja smanjuje se, zona sagorijevanja je sužena i nestaje punim izgaranjem pada.

To teče proces izgaranja padajućeg isparavanja tečnih goriva, smještenih u miru u okolišu ili se kreće zajedno s tim istim brzinom.

Količina širenja kisika na površinu lopte bila bi jednaka proporciji s kvadratom promjera, tako da uspostavljanje zone sagorevanja na određenoj udaljenosti od pada uzrokuje veću brzinu izgaranja u odnosu na istu česticu čvrstog goriva , sa sagorevanjem čije se hemijska reakcija praktično nastavlja na samoj površini.

Budući da se stopa papila za paljenje tekućeg goriva određuje brzinom isparavanja, vrijeme njegovog izgaranja može se izračunati na osnovu jednadžbe ravnoteže toplote njenog isparavanja zbog topline dobivene iz područja za gori.

Budući da se sagorijevanje tečnih goriva događa nakon njihovog isparavanja u fazi pare, njegova intenziviranje povezana je s intenziviranjem isparavanja i miješanja formacije. To se postiže povećanjem površine isparavanja prskanjem tekućeg goriva na najmanje kapljice i dobro mešanje formiranih pare zraka sa ujednačenom raspodjelom finog goriva u njemu. Ova dva zadatka se izvode primjenom plamenika mlaznicama koji tekućih goriva raspršuju u zračnim tokovima koji se isporučuju do komorne peći kroz uređaje koji sadrže zračne uređaje.

Zrak potreban za paljenje isporučuje se na ušću mlaznice, snima sitno prskaju tečna goriva i formira nerotični poplavljeni mlaz u komori peći. Širi se mlaz, grijan zbog strasti proizvoda sa izgaranjem visokih temperatura. Najmanja kapljica tečnog goriva, grijanje od konvektivne izmjene topline u mlazu, isparavaju. Grijanje raspršenog goriva takođe se događa zbog apsorpcije topline koje emitiraju dimne gasove i vruće krijumčarenje.

U početnom odjeljku, a posebno u mlazu graničnog sloja, intenzivno grijanje baklja uzrokuje brzo isparavanje kapi. Parovi za gorivo, miješanje sa zrakom, stvorite smjesu na plin gorivo, koja, zapaljenje, formira baklju.

Stoga se proces izgaranja tekućeg goriva može podijeliti u sljedeće faze: prskanje tekućeg goriva, isparavanja i formiranja smjese plinskog zraka, paljenje zapaljive smjese i spaljivanje.

Temperatura i koncentracija smjese plinskog zraka variraju u presjeku mlaznice. Kako mlaz prilazi vanjskoj granici, temperatura se povećava i koncentracija komponenti zapaljive smjese padne. Brzina širenja plamena u smjesi na pari, ovisi o sastavu, koncentraciji i temperaturi i dostiže maksimalnu vrijednost u vanjskim slojevima mlaznice, gdje je temperatura blizu temperature okolnog plina uprkos tome Smjesa izgaranja ovdje se vrlo razblažena proizvodima za izgaranje. Stoga se paljenje u baklji za gorivo počinje u korijenu iz periferije, a zatim se širi duboko u mlaz u cijeli dio, dostižući svoju osovinu na znatnoj udaljenosti od mlaznice jednako pokretanju središnjih mlaznica tokom širenja plamen iz periferije do osi. Zona paljenja zauzima oblik izduženog konusa, od kojih se baza nalazi na maloj udaljenosti od izlaznog dijela zagrljaja.

Položaj zone paljenja ovisi o brzini smjese; Zona zauzima takav položaj u kojem se ravnoteža između brzine širenja plamena i brzine kretanja uspostavlja u svim njegovim tačkama. Centralni mlazovi koji imaju najveću brzinu jebena su kao u pokretnom prostoru, određujući duljinu zone paljenja po mjestu gdje se brzina padne na apsolutnu vrijednost brzine širenja plamena.

Izgaranje glavnog dijela hidrokondokruga pare događa se u zoni paljenja koja zauzima vanjski sloj baklje male debljine. Sagorijevanje visokokonokonija visoke molekularne težine, čađe, besplatni ugljik i nesretne kapljice tečnog goriva nastavljaju se za zon paljenja i zahtijeva određeni prostor, uzrokovani ukupnom dužinom baklje.

Zona paljenja dijeli prostor zauzet baklje u dva područja: unutarnji i vanjski. U unutrašnjoj regiji nastavi proces isparavanja i formiranja zapaljive smjese.

U unutrašnjoj regiji se grijani ugljikovodi u paru, koji su praćeni oksidacijom i dijeljenjem njih. Postupak oksidacije započinje na relativno niskim temperaturama - oko 200-300 ° C. Na temperaturama od 350-400 ° C i proces termičkog dijeljenja pojavljuje se iznad.

Proces oksidacije ugljikovodika favokratornim procesom izgaranja, jer razlikuje određenu količinu topline i povećanja temperature, a prisustvo kisika u sastavu ugljikovodika doprinosi daljnjoj oksidaciji. Suprotno tome, proces toplotnog cijepanja je nepoželjan, jer su se istovremeno formirani visokim molekularnim težinim ugljikovodicima u isto vrijeme.

Od uljanih goriva u energetskom sektoru samo loživo ulje. Mazut je ostatak od destilacije ulja na temperaturi od oko 300 ° C, ali zbog činjenice da postupak destilacije nije u potpunosti, gorivo ulje na temperaturama ispod 300 ° C takođe ističe brojne pare. Stoga je na ulazu prskanog mlaza lož ulja u peć i postepeno grijanje, dio se pretvara u par, a dio može biti u tečnom stanju čak i na temperaturi od oko 400 ° C.

Stoga, prilikom češljanja lož ulja, potrebno je doprinijeti protoku oksidativnih reakcija i na svaki način za sprečavanje toplotne raspadanje na visokim temperaturama. Za to bi se u korijenu baklje trebali isporučiti sav zrak potreban za paljenje. U ovom slučaju, prisustvo velike količine kisika u unutrašnjoj oblasti će, s jedne strane, povoljno pogoditi oksidativnim procesima, a s druge strane, da se smanji temperatura, što uzrokuje da se cijepanje molekula ugljikovodika više ne izbjegavaju bezmetrijski Formiranje značajne količine teških ugljovočara visokog molekularne težine.

Smjesa dobivena tijekom sagorijevanja na ložoj ulje sadrži pare i plinovito-ugljikovodike, tekuće teže epaulete, kao i čvrste jedinjenje koje su rezultat cijepanja ugljikovodika (I.E. sve tri faze su gasovitne, tečne i solidne). Paro- i plinovi ugljikovodici, miješajući se sa zrak, formiraju smjesu za gorivo, čija sagorijevanje može postupiti na svim mogućim načinima spaljivanje gasova. Slično spaljivanje sa CO, formirane prilikom spaljenja kapljica tečnosti i koka.

U baklji, paljenje kapi se vrši zbog konvektivnog grijanja; Zona sagorijevanja instalirana je oko svake kap. Izgaranje kapi praćeno je hemijskim nosom u obliku čađe i co. Kapi visokog molekularnih ugljikovodika sa gorim sa paljenjem daju čvrstu ostatku - koks.

Čvrsti spojevi formirani u baklji - čađe i koka sagorevaju na isti način kao i heterogeno spaljivanje čestica čvrstog goriva. Prisutnost valjanih čestica čađe određuje sjaj baklje.

Slobodni ugljikovodika i čađa u srednjem temperaturnom mediju u prisustvu dovoljnog zraka može izgarati. U slučaju lokalnog nedostatka zraka ili nedovoljno visoke temperature, spaljuju ne u potpunosti s određenom hemijskom nepotpunom izgaranjem, farbanje proizvodi za izgaranje u crnu - kopaju baklje.

Zona sagorijevanja gasovitih proizvoda nepotpunog izgaranja i čvrstih čestica, nakon izgarne zone, povećava ukupnu dužinu baklje.

Hemikalija Neiname, karakteristična za sagorijevanje tečnih goriva sa slobodne površine prilikom paljenja u baklji, odgovarajuće modifikacije mogu i trebaju biti smanjene na gotovo nulu.

Dakle, da se intenzivira izgaranje lož ulja, potrebno je za dobro prskanje. Preliminarno zagrijavanje zraka i lož ulja doprinosi gasifikaciji goriva, tako da će biti favorizirano paljenjem i paljenjem. Svi zrak potrebni za paljenje treba dostaviti u korijen baklje. U ovom se slučaju racionalni dizajn uređaja koji sadrži zračni uređaj, pravilan ugradnja mlaznice i odgovarajuća konfiguracija vezenja gorionika, potrebno je osigurati dobro miješanje prskanog goriva zrakom, kao i miješanje u paljenju a posebno u završnom delu toga. Temperatura u baklji treba održavati na dovoljno visokom nivou i osigurati intenzivni završetak procesa izgaranja na kraju baklje ne bi trebao biti manji od 1000-1050 ° C.

Baklja mora biti dostavljena dovoljno prostora za razvoj procesa sagorijevanja, jer je u slučaju kontakta procesa izgaranja (sve dok se proces izgaranja ne završi) sa hladnim površinama generatora pare, temperatura se može tako smanjiti Gasovi koji se nalaze u plinovima nisu izgorele čestice čađe i slobodnog ugljenika, kao i visoko-molekularni ugljikovodi u težini ne gori.

Proces sagorijevanja ulje baklje u upletenom mlazu nastavlja isti slučaj u vremenskom razdoblju. Sa iskrivljenim kretanjom na osi mlaza kreira se vakuumsko područje, što uzrokuje priliv proizvoda vrućeg sagorevanja u korijen baklje. Pruža stalno paljenje.

Upotreba centrifugalnog efekta u mehaničkim i rotirajućim mlaznicama dovodi do pupljene pupljene struje. Tečnost unutar izlaza mlaznice zauzima oblik šupljeg cilindra napunjen parovima i gasovima. Emulzija izlazi iz mlaznice, formirajući tekući film u obliku padajućeg hiperboloida. U smjeru kretanja, presjek hiperboloida povećava se, a film tečnosti je razrjeđen, počinje pulsirati i, na kraju, raspadati se na brzo življenim kapljicama, što se u potoku podliježu daljnjem brusnoj strani.

U paru mlaznicama, primarno drobljenje izrađuje se zbog kinetičke energije pare isteka iz mlaznice mlaznice. Kapi primarnog drobljenja steknu brzinu parenog mlaza, obično odgovarajuću kritičnu brzinu.

15.5. Zaštita goriva i okoliša

15.5.1. Crna metalurgija kao izvor zagađenja okoliša

Metalurška biljka koja proizvodi milion tona godišnje, dnevno Ejaches 350 tona prašine, 400 tona ugljičnog monoksida i 200 tona. Sumpor dioksid. Od ukupnog iznosa emisije u udio metalurških biljaka čini 20% emisije prašine, 43% ugljičnog oksida, 16% sumpornog anhidrida i 23% dušičnih oksida. Većina svih emisija u Aglofabrika i CHP. Iz ukupne količine emisija metalurškog postrojenja, aglofabrika daje 34% prašine, 82% sulfnog anhidrida, 23% dušičnih oksida. Tec ubacuje 36% prašine. Dakle, aglofabrik i CHPS zajedno emituju oko 70% javnih emisija prašine u atmosferu.

Pročišćavanje gasova od suspendiranih čvrstih čestica (prašina) i hvatanje štetnih gasovitih tvari hemijskim metodama čišćenja plina. Trenutno se pročišćavanje gasova bače u atmosferu od štetnih gasovitih tvari, gotovo da se ne primjenjuje (i ne samo ovdje) s izuzetkom koks-hemijske proizvodnje, gdje je takvo čišćenje rašireno zbog potrebe za hvatanjem niza vrijednih tvari .

U biljkama crne metalurgije uglavnom provode mehaničko čišćenje gasova od prašine. Prema principu rada, primijenjene metode pročišćavanja podijeljene su na suvo i vlažne. Mokri sakupljači prašine istovremeno omogućuju istovremeno s hvatanjem prašine do djelomično pročišćavanja gasova sa sumpornog dioksida (tako 3). Međutim, ove kolektore prašine povećavaju potrošnju vode i zahtijevaju upotrebu uređaja za čišćenje.

15.5.2.Apperticle za suho mehaničko čišćenje gasova

Podijeljeni su u sakupljače prašine i filtere. Zauzvrat, sakupljači prašine podijeljeni su na gravitacijsko i inercijalno. Gravitacijski sakupljači prašine imaju komore za prašinu različitih dizajna. U ovim sakupljačima prašine, taloženje prašine javlja se uglavnom pod djelovanjem gravitacije. Evo inerske snage imaju blagi učinak na proces izvlačenja prašine iz protoka plina.

Slika 15.2 prikazuje dijagram radijalnog kolektora prašine. Punjeni plin ulazi kroz središnji kanal za plin, koji u bunkeru smanjuje brzinu svog pokreta i mijenja smjer kretanja za 180 0. Prašina koja se nalazi u plinu pod utjecajem gravitacije i inercije podmiri se u bunkeru, a plin se uklanja u pročišćenim.

Gravitacijski sakupljači prašine su efikasni pri uklanjanju čestica prašine veličine velikih 100 mikrona, I.E. Prilično velike čestice.

U inercijalnim (centrifugalnim) sakupljačima prašine (Sl. 15.3), inercionalna sila javlja se na česticama prašine, koje se događaju kada se plinski fluks rotira ili rotira. Budući da ova sila značajno prelazi gravitacijsku, čestica je manja od protoka plina nego gravitacijskom pročišćavanju.

Primjer takvog sakupljača prašine je ciklon koji uklanja česticu prašine iz plinskog potoka veličine velikih 20 mikrona. Prašnjav plinski tok uvodi se u gornji dio ciklonskog kućišta kroz cijev koji se nalazi u rođaku u odnosu na kućište. Trak je nabavio rotacijski pokret, teške čestice prašine inercije odbacuju se na ciklonske zidove i pod djelovanjem gravitacije spuštaju se u bunker, a pročišćeni plin se uklanja iz ciklona.

Filteri (Sl.15.4) su uređaji koji pružaju fino pročišćavanje plina. Vrsta filtarskog elementa podijeljena je na filtere sa vlaknastim elementom za filtriranje, sa tkaninom, žitom, metalnom keramikom, keramikom. Tipičan primjer su filtri sa tkanim elementom filtriranja: od prirodnih i sintetičkih tkiva ili metala, sadrže temperature do 600 0 C.

Regeneracija filtera tkiva vrši se na obrnutom čišćenju komprimiranog zraka.

Prašina za plin prolazi kroz tkaninu rukava, ostavljajući čestice prašine na njemu i očišćeno je uklonjeno iz filtra. Prašina se smješta u bunkeru dok se nakupi na tkanini. Kada se otpor tkanine značajno poveća, rukava tkiva se obrnula od prašine zrakom.

15.5.3.elektrofilteri

Elektrofilteri (Sl.15.5) - uređaji za pročišćavanje finog plina. Princip rada ovih filtera temelji se na interakciji sile nabijenih čestica između sebe i metalnim elektrodama. Znate da se ista nabijene čestice odbijaju, a varljivo naplaćuje - privlače. U električnom filtru, čestice prašine, koji padaju u električno polje, punjenje, a zatim pod djelovanjem sila interakcije s precipitativnim elektrodama, depozit su na njih i gube njihov naboj. Kao primjer, razmislite o radu cijevnog elektrostatičkog potoka. Filter se sastoji od kućišta i centralne elektrode, čiji dizajn nije otkriven u dijagramu. Kućište filtra je uzemljeno. Središnja elektroda sastoji se od tanjira, od kojih su neki povezani na kućište, a drugi dio je izoliran iz nje.

Izolirani i povezani sa stambenim elektrodama zamjenjuju se. Između njih razlika u potencijalima je oko 25-100 četvornih metara. Veličina potencijalne razlike određuje se geometrijom elektroda i veća je veća udaljenost između njih. To je zbog činjenice da elektrostatički pogon radi ako postoji krunski pražnjenje između elektroda.

Gas koji prolazi između elektroda, joniziranih. Čestice prašine komuniciraju s Yonamima, stječu negativan naboj i privlače se u precipitaciranje elektroda. Čestice prašine gube punjenje elektrodama prašine i djelomično se zgužvale u bunker.

Periodično čišćenje filtra s tresenjem ili ispiranjem. U vrijeme čišćenja filter je isključen.

Kada radite na plinu domene, filter se pere svakih 8 sati 15 minuta. Maksimalna temperatura očišćenog plina ne smije prelaziti 300 0 C. Radna temperatura pročišćenog plina 250 0 C. Visina elektroda do 12 m.

Elektrostilitar čisti plin od čestica prašine dimenzijama manjih 1 μm.

15.5.4.Mokray za čišćenje plina

U mokrim uređajima za čišćenje prašina je isprana vodom, koja omogućava odvajanje značajnog dijela prašine.

Najveća upotreba u crnom metalurgiji pronađena je ribari različitih dizajna i turbulentnih plinskih mjesta.

Scribbers (Sl.15.6) su agregati u kojima se prašina gori da ispuni navodnjavajuću vodu. Da bi se zaštitilo od korozije, unutrašnje površine čišćenja subene su keramičke pločice. Maksimalna temperatura plina u scrobber 300 0 C. Dimenzije obrtaja: promjer - 6-8 m, visina - 20-30 m. Potrošnja vode - 1,5-2 kg / m 3 plina. U pilinkovima se vrši pročišćavanje poluvremena od prašine.

Sl. 15.6. Shema scribber

Specijalna plinska malter (Sl. 15.7) efikasan je uređaj finog čišćenja, koristi se i samostalno i za pripremu plina ispred elektrodilitara. Sastoji se od prskalice cijevi i ciklona kapaljka. Uzrokuje čestice prašine dimenzijama do 0,1 mikrona. Kapacitet plina je 40.000 m 3 / h ili više. Specifična potrošnja vode za navodnjavanje 0,15-0,5 kg / m 3. Brzina plina u vratu prskalice cijevi 40-150 m / s.

Načelo djelovanja visokog benzinskog gasparmenera zasnovan je na brtvljenju malih čestica prašine ponderirane vlaženje u ciklonu. Čestice za vlaženje vrši se u cijevi za raspršivanje.

Zaključno, treba napomenuti da je prašina sa česticama veća od 10-20 μm u većini uređaja za čišćenje plina. Samo fini uređaji za čišćenje pogodni su za pročišćavanje od prašine sa česticama: porozni filteri, elektrostatički filteri, velike brzine plina.

Značajke spaljivanje krutih goriva

Zapaljivi parovi i smole (takozvani isparljivi), pušteni tokom termičkog raspada prirodnog krutog goriva u procesu grijanja, miješajući se oksidantom (zrak), na visokim temperaturama, sagorijevaju dovoljno intenzivno kao obično plinovito gorivo. Iz tog razloga, gorivo sa velikim izlazom hlapljine (ogrevnog drveta, treseta, škriljevca) ne uzrokuje poteškoće, osim ako, naravno, sadržaj balasta u njima (vlažnost plus ashost) nije toliko sjajna da bi postala prepreka Nabavite temperaturu na temperaturi.

Vrijeme sagorijevanja goriva sa srednjim (smeđim i kamenim ugljem) i malim (mršavim ugljem i antracitima) Izlazni isparljivi praktično se određuje reakcijskom stopom na površini ostataka koksa koji se stvara nakon isparljive odvajanja. Sagorijevanje ovog ostatka pruža i glavnu količinu topline.

Reakcija curi na površini dijela dvije faze(U ovom slučaju na površini koksa) pozvanheterogena. Sastoji se od najmanje dva uzastopna procesa: difuzija kisika na površinu i njenu hemijsku reakciju s gorivom (gotovo čisti ugljik preostali nakon izlaska isparljivih) na površini. Povećavajući se prema Zakonu o Arreniju, brzina hemijske reakcije na visokim temperaturama postaje tako velika da sav kisik koji se isporučuje na površinu odmah reagira. Kao rezultat toga, stopa izgaranja ovisi o intenzitetu isporuke kisika do površine sagorijevanja česticama masovnim prijenosom i difuzijom. Praktično je prestaje utjecati na temperaturu procesa i reakcionarnim svojstvima ostataka koksa. Ovaj način heterogene reakcije naziva se difuzija. Intenziviranje sagorevanja u ovom režimu može se intenzivirati samo opskrbe reagensom na površinu čestice za gorivo. U različitim pećima to se postiže različitim metodama.

Furnece sloj.Čvrsto gorivo učitava slojem određene debljine na distributivnu mrežu postavlja se i pročišćava (često na dnu dna) zraka (Sl. 28, a). Filtriranje između komada goriva, gubi kisik i obogaćen oksidima (CO 2, CO) ugljikom zbog sagorijevanja uglja, vodene pare i ugljenog uglja ugljičnog dioksida.

Sl. 28. Sheme organizacije procesa peći:

ali - u gustom sloju; b - u stanju u obliku prašine; _in - u ciklonom ložištu;

g - u ključali sloj; U- zrak; T, in - Gorivo, zrak; Zh Tečna šljaka

Zona, unutar kojeg kisik gotovo u potpunosti nestaje, naziva se kisikom; Njegova visina je dva ili tri promjera komada goriva. U ishodima gasova se sadrže ne samo sa 2, h 2 o i n 2, već i zapaljivim plinovima CO i H 2, nastale i zbog oporavka CO 2 i H 2 na ugljenu i od isparljivih Ugljen. Ako je visina sloja veća od zone kisika, a kisik slijedi smanjujuću zonu u kojoj se slijede samo reakcije C 2 + C \u003d 2 O + C \u003d CO + H 2. Kao rezultat toga, koncentracija zapaljivog plinskog izlaska na plin povećava se kako se povećava njena visina.

U slojnim pećima visina sloja pokušava zadržati visinu kisikonskog zone ili veće. Za prijevoz proizvoda nepotpunog sagorevanja (H 2, CO), izlazeći iz sloja, kao i za poslije nakon pušenja obdareno iz njega, dodatni zrak se isporučuje u zapremina peći iznad sloja.

Iznos spaljenog goriva proporcionalan je količini zračnog zraka, međutim, povećanje brzine zraka preko ograničenja definicije poremećuje stabilnost gustog sloja, jer se zrak pokvari kroz sloj u odvojenim mjestima. Budući da se polidisperi gorivo učitava u sloj, zadužbina se povećava. Veće čestice, s većom brzinom možete puhati zrak kroz sloj bez ometanja stabilnosti. Ako preuzmemo grube procjene vrućine ''shorany' '' 1 m 3 zraka u normalnim uvjetima za α B \u003d 1 jednak 3,8 mj i razumije w N.brzina protoka zraka po jedinici površine rešetke (m / s), tada će biti promjena topline ogledalo izgaranja (MW / M 2)

q r \u003d 3,8W n / α u(105)

Uređaji peći za paljenje sloja klasificiraju se na temelju načina hranjenja, kretanja i goriva goriva gorivo gorivo gorivo. U ne-mehaniziranim pećima u kojima se tri operacije provodi ručno, možete sagorjeti ne više od 300 - 400 kg / h uglja. Potpuno mehanizirani slojevi sa pneumomehaničkim pretvaračima i lančanim obrnutom potezom (Sl. 29) bili su najčešći u industriji. Njihova značajka je sagorijevanje goriva na neprekidno kreće brzinom od 1 -15 m / h sa rešetkom, dizajnirana kao traka za transportna traka koji ima, vozite sa električnih motora. Šipke rešetke sastoje se od zasebnih rešetkinih elemenata fiksirane na beskrajnim lancima šarke, prilikom vožnje u pokretu '. Zrak potreban za paljenje isporučuje se ispod rešetke kroz praznine između elemenata rešetke.

Sl. 29. Shema ložišta sa pneumomehaničkim pretvorbom i lančanom referse rešetkom:

1 - krpa rešetke; 2 - Vožnja ''svestrachnik' '' '' '' '' ''; 3 - sloj goriva i šljake; 4 – 5 - Rotor preseljenja; 6 - Dovodnik vrpce; 7 - Spremnik za gorivo; 8 - Volumen mašine; 9 - Cijevi na ekranu; 10 - 11 - namještaj peći; 12 - stražnja brtva; 13 - Prozori za dovod zraka ispod sloja

Poljoprivrednici. U prošlom stoljeću za paljenje u slojnim pećima (i nije bilo drugog) koristili samo ugljen, ne sadrži triviju (obično frakcija 6 - 25 mm). FRAKCIJSKI Okvir 6 mm - Shtyb (iz njemačkog stajanja - prašine) bio je otpad. Početkom ovog vijeka razvijena je metoda nalik prašinu za paljenje, u kojem su ugljena srušena na 0,1 mm, a teški antraciti bili su još manji. Takve prašine vole protok plina, relativna brzina između njih je vrlo mala. Ali vrijeme njihovog izgaranja izuzetno je malo - sekundi i udio sekundi. Iz tog razloga, na vertikalnoj brzini plina i dovoljna visina peći (deseci metara u modernim kotlovima) prašina ima vremena da u potpunosti izgaraju u procesu kretanja zajedno sa plinom iz plamenik prije izlaska iz peći.

Ovaj se princip temelji na osnovi (komorne) peći, u koje fino prevrtanje zapaljive prašine duva kroz gorionike zajedno sa zrak potrebnim za paljenje (vidi Sl. 28, B ) slično tome, gasovita ili tečna goriva se spaljuju. ᴀᴋᴎᴍᴀᴋᴎᴍ ᴏϭᴩᴀᴈᴏᴍ, komorne peći pogodne su za spaljivanje bilo koje gorivo, što je velika prednost ispred sloja. Druga prednost je mogućnost stvaranja ložišta bilo kojem praktično koliko snage. Iz tog razloga, komorne lopove sada su u energiji dominantnog položaja. Istovremeno, prašina ne može biti stabilna za izgaranje u malim pećima, posebno sa varijabilnim režimima rada, u vezi s tim, prašina za hlače termičkom snagom manje od 20 MW ne.

Gorivo se srušeno u glodajućim uređajima i puše u dimnu komoru kroz prašine. Prevoz zraka, razmišljajući sa prašinom, uobičajeno je nazvati se primarnim.

U komoru je izgaranje krutih goriva u obliku prašine, isparljive tvari, izlaže u procesu zagrevanja, izgaranje u baklji kao gasovito gorivo, što doprinosi zagrijavanju čvrstih čestica i olakšavanja stabilizacija baklje. Količina primarnog zraka treba biti dovoljan za spaljivanje nestabilnih. Računalo se od 15 - 25% ukupne zračne snage za ugljen s malim isparljivim izlazom (na primjer, antracit) do 20 - 55% za goriva s velikim izlazom (smeđi ugljen). Ostalo neophodno za zrak sa izgaranjem (koji se naziva sekundarno) uvuče se u peć odvojeno i miješa se s prašinom već tijekom postupka izgaranja.

Da bi se zaustavila prašina, prvo se mora zagrejati na dovoljno visoku temperaturu. Zajedno s njom, naravno, potrebno ga je zagrejati i prevoziti (I.E., primarni zrak). Uspijeva učiniti samo miješanjem na protok prašine s vrućim izgaranjem.

Dobra organizacija sagorijevanja krutog goriva (posebno teški priliv, sa malim isparljivim izlazom) pruža upotrebu takozvanih netočnih gorionika (Sl. 30).

Sl. 30. Starjerenje i niskonaponski plamenik za čvrsto prašnjavo gorivo: U- zrak; T, in -gorivo, zrak

Ugaljna prašina sa primarnim zrakom dovodi im se kroz središnju cijev i zbog prisustva razdjelnika prelazi u peć kao tanka ručna mlaza. Sekundarni zrak se hrani kroz ''ulitka' '', snažno je uvijena u njemu i ostavljajući u peć, stvara snažno turbulentna upletena baklja, koja pruža usisavanje velikih količina vrućih plinova iz baklje kernela u usta gorionika. Ubrzava zagrijavanje mješavine goriva sa primarnim zrakom i njenim paljenjem, i.e. stvara dobru stabilizaciju baklje. Sekundarni zrak dobro se pomiješa sa već zapaljene prašinom zbog jake turbulizacije. Najveća posvećenost prašinom u procesu leta u toku gasova unutar zapremine dima.

U baklje gorim goriva ugljena u svakom trenutku u peći postoji beznačajna ponuda goriva - ne više od nekoliko desetina kilograma. To čini proces baklje vrlo osjetljiv na promjene u troškovima goriva i zraka i omogućava vam da skoro odmah promijenite produktivnost peći, kao i za čekanje ulje ili plina. Istovremeno, povećava uslove za pouzdanost opskrbe peći u prašini, za i najmanju (za nekoliko sekundi!) Pauza će dovesti do preispitivanja baklje, koja je povezana sa opasnošću od eksplozije tokom nastavak prašine. Iz tog razloga obično postoji nekoliko plamenika u osovinama prašine.

Sa gorivom poput prašine u bakljskom jezgri, koja se nalazi u blizini ušća plamenika, visoke temperature se razvijaju (do 1400-1500 ° C) u kojem pepeo postaje tečan ili težak. Zalijepljenje ovog pepela na zidovima peći može dovesti do njihovog overkloka. Iz tog razloga, gorivo nalik prašinu češće se koristi u kotlovima, gdje su zidovi peći zatvoreni cijevima za hlađene vode (ekrani), o kojima se plin hladi i čestice pepela ponderiraju u njemu da se očvrsne kontaktirajte zid. Izgaranje nalik prašinu može se koristiti i u tečnim usacićnim pećima u kojima su zidovi prekriveni tankim filmom tečnih šljaka i rastane čestice pepela u ovom filmu.

Promjena topline zapremine u osovinama prašine obično je 150-175 kW / m 3, povećavajući se u malim pećima do 250 kW / m 3. Uz dobro miješanje zrak sa gorivom je prihvaćen α B. \u003d 1,2 ÷ 1,25; q krzno \u003d 0,5 ÷ 6% (veliki brojevi - prilikom sagorijevanja antracita u malim pećima); q hemikalija \u003d 0 ÷ 1%.

U komorskim pećima moguće je spaliti ugljeni otpad nakon dodatnog brušenja, koji se formiraju kada obogaćuju kok-hemijske biljke (Prom-proizvod), skrining koka, pa čak i manji mulj koksa.

Cyclone Firexos.Konkretna metoda sagorijevanja vrši se u ciklonskim pećima. Oni koriste dovoljno male čestice ugljena (obično manjim od 5 mm), a zrak potreban za izgaranjem nahrani se ogromnim brzinama (do 100 m / s) duž tangenta ciklona formiranja. U peći je stvoren snažni vrtložni vrtlog, koji uključuju čestice u kretanje cirkulacije u kojem su intenzivno puhali protokom. Kao rezultat intenzivnog sagorevanja u peći, temperature u blizini adiabatskog (do 2000 ° C) se razvijaju. Ugljen se rastopi, tečna šljaka teče kroz zidove. Iz više razloga korištenja takvih peći u energetskom sektoru, oni su odbili, a sada se koriste kao tehnološki - za spaljivanje sumpora kako bi se dobio tako 2 u proizvodnji H 2 SO 4, pečenje rude itd. Ponekad u ciklonskim pećima, I.E., spaljivanje u njima štetno zbog opskrbe dodatnim (obično gasovitim ili tečnim) gorivom.

Slojevi ključanja.Održivo paljenje prašine korone baklje moguće je samo na visokim temperaturama u njenoj jezgri - ne niže od 1300-1500 ° C. Na ovim temperaturama, azotni azot u reakciji N 2 + O 2 \u003d 2NO počne primjetno. Definicija ne formira se iz azota koji se nalazi u gorivu. Dušik oksid otvoren zajedno sa dimnim plinovima u atmosferu primjenjuje se na visokotehnološku ne 2 dioksida. U SSSR-u maksimalno dopuštena koncentracija br. 2 (MPC), sigurna za zdravlje ljudi, u zraku populacije je 0,085 mg / m 3. Da biste ga osigurali, na velikim termoelektranama, morate izgraditi visoke dimnjake, širenje dimnih gasova na moguće veliko područje. Istovremeno, kada fokusirate veliki broj stanica blizu jedni drugima i ne štedi.

MPC ne reguliše brojne zemlje, već je broj štetnih emisija po jedinici topline za vrijeme sagorijevanja goriva. Na primjer, u Sjedinjenim Državama za velika preduzeća dozvoljena je 28 mg dušičnih oksida po 1 MJ vrućine izgaranja. U SSSR standardima emisije su za različita goriva od 125 do 480 mg / m 3.

Prilikom paljenja goriva koji sadrže sumpor, toksično, tako da se dogodilo, akcija od osobe su i po osobi sažeti i s akcijom br. 2.

Te emisije su uzrok formiranja fotohemijskog smoga i kiseline kiše, štetne ne samo na ljude i životinje, već i na vegetaciji. Na primjer, u zapadnoj Europi, značajan dio četinarskih šuma umiru od takvih kiša.

Ako oksidi kalcijuma i magnezijuma nisu dovoljni za vezivanje društva, tako da je obično potrebno dvo- ili trokračno višak svog viška u odnosu na reakcijsku stoichiometriju), gorivo je pomiješalo vapnenac Sasi 3. Vapnenac na temperaturama od 850-950 ° C intenzivno se razgrađuje na CAO i CO 2, a CASO 4 Gipsum nije razgrađen, odnosno reakcija na desno. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϭᴩᴀᴈᴏᴍ, toksično, tako da se ne bezumno praktično netopljivim gips u vodi, koji se uklanja zajedno s pepelom.

S druge strane, u procesu ljudske aktivnosti formira se veliki broj zapaljivog otpada, koji se ne smatraju gorivom u općenito prihvaćenom smislu: "Hvosti" "" "" Loga se diže, deponije za vrijeme rudarstva uglja, Brojni otpad industrije pulpe i papira i drugih sektora nacionalne ekonomije. Paradoksalno je, na primjer, to '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' ', koji je umetnut u blizini rudnika uglja u ogromne površine, često zagađuju i za zagađenje prostora za dim i prašinu, ali Ne može se spaliti u slojevima, ili u komorskim pećima, ne može se izgorjeti zbog velikog sadržaja pepela. U slojnim pećima pepela, isključujući se kada izgaranje, sprečava prodor kisika čestica goriva, u komori se ne može dobiti visokom temperaturom za održivo izgaranje.

Pojava ispred čovječanstva je hitno, neophodno je da je razvoj tehnologija bez otpada pokrenuo pitanje stvaranja dimnih uređaja za paljenje takvih materijala. Postali su vjetrenici sa slojem ključanja.

Tečnosti (ili ključanje) je uobičajeno zvan sloj finozračenog materijala, koji se puše s odozdo prema gore brzinom veći od granice stabilnosti gustog sloja, ali nedovoljan za odvajanje čestica iz sloja.Intenzivna cirkulacija čestica u ograničenom iznosu Doma stvara dojam u brzo kuhanoj tekućini, što objašnjava porijeklo imena.

Gusti sloj čestica je fizički procvjetao odozgo, jer otpor plina za filtriranje postaje jednak težini materijala po jedinici postrojenja za potporu. Budući da je aerodinamična otpornost sila s kojom plin djeluje na česticama (i, prema tome, prema trećem zakonu Newton - čestica na plinu), zatim s jednakošću otpora i težine sloja čestica (ako razmotrimo Idealan slučaj), ne zasniva se na rešetki, već na plin.

Prosječna veličina čestica u slojevima ključanja obično je 2-3 mm. Odgovara radnoj brzini tekućine (potrebno je 2-3 puta više od w K.) 1,5 ÷ 4 m / s. Ovo određuje prema području rešetke za distribuciju plina na određenoj termičkoj snazi \u200b\u200bpeći. Zapremina toplotnog bloka q V.uzmite otprilike isto kao i za slojne peći.

Najjednostavnija peća s ključalom slojem (Sl. 31) u velikoj mjeri podsjeća na sloj i ima mnogo zajedničkih strukturnih elemenata s njim. Temeljna razlika između njih je da intenzivno miješanje čestica osigurava postojanost temperature duž cijele zapremine ključalog sloja.

Sl. 31. Shema ložišta sa slojem ključanja: 1 - istovar pepela; 2 - dovod zraka ispod sloja; 3 - ključajući sloj pepela i goriva; 4 - Dovod zraka za preseljenje; 5 - Rotor preseljenja; 6 - Dovodnik vrpce; 7 - Spremnik za gorivo; 8 - Volumen mašine; 9 - Cijevi na ekranu; 10 - akutno puhanje i otplata optužbe; 11- Namještaj peći; 12 - Cijevi za toplinu u pilingu; U - voda; P - Par.

Održavanje temperature ključalog sloja na potrebnim granicama (850 - 950 ° C) pruža se na dva različita načina. U malim industrijskim pećima, sagorevajući otpad ili jeftino gorivo, u sloju su u skladu sa znatno više zraka nego što je izuzetno važno za potpuno izgaranje, uspostavljanje α u ≥ 2.

Sa istim količinom puštene topline, temperatura gasova je smanjena kao sve veća α unutra, Za istu toplinu troše se na grijanju velike količine gasova.

U velikim energetskim jedinicama, ova metoda smanjenja temperature izgaranja je neekonomična, za "lakat" zrak, napuštajući agregat "uzima i toplo troše na njeno grijanje (sve veće gubitke sa izlaznim gasovima - vidi dolje). Iz tog razloga, u peći s ključnim slojem velikih kotlova postavljenih cijevi 9 i 12 scirkulacija u njima radna tekućina (voda ili trajekt), smatrajući izuzetno važnim, količinom topline. Intenzivne 'of "ove cijevi po česticama pruža visok koeficijent prijenosa topline od sloja do cijevi, koji u nekim slučajevima smanjuje metal-kapacitet kotla u odnosu na tradicionalnu. Gorivo je stabilno kada se čuva u sloju ključanja, što čini 1% ili manje; Preostalih 99% odČak - pepeo. Čak i s takvim štetnim uvjetima, intenzivno miješanje ne dopušta čestice pepela da blokiraju zapaljivi kisik od pristupa (za razliku od gustog sloja). Koncentracija zapaljivosti je ista u cjelokupnom zapreminu ključalog sloja. Za uklanjanje pepela koji se daju gorivo, deo slojnog materijala iz nje se kontinuirano izlazi iz nje u obliku fine zrnate šljake - često je sve jednostavno "usisana kroz rupe u zastoju, jer je sloj ključanja sposobnim da se sloj ključanja može teći kao tečnost.

Požare sa cirkulirajućim slojem ključanja. Nedavno su se pojavile peći za druge generacije sa takozvanim cirkulacijskim slojem ključanja. Ciklon je instaliran iza ovih ložičastih kutija, u kojima se čestice donje rublje snimaju i vraćaju se natrag u peć. ᴀᴋᴎᴍᴀᴋᴎᴍ ᴏϭᴩᴀᴈᴏᴍ, čestice se ispostave da bi bili "u sustavu peći - ciklona, \u200b\u200bdok se potpuno ne izgore. Ove peći imaju visoku efikasnost, a ne inferiornu Domu izgaranja, zadržavajući sve ekološke prednosti.

Pahuljice sa ključalim slojem široko se koriste ne samo u energetskom sektoru, već i u drugim industrijama, na primjer, za sagorijevanje Cchedanaca kako bi se dobilo Dakle, 2,ispaljivanje raznih ruda i njihovih koncentrata (cink, bakar, nikl-krilo, zlato), itd. (Sa stanovišta teorije paljenja paljenja, na primjer, cink ruda reakcijom 2zns + 3o 2 \u003d 2zno + 2so je sagorijevanje ovog specifičnog '' Topulus '' t, što teče kao reakcija izgaranja, sa velikom količinom topline.) Velika distribucija, posebno u inostranstvu, vatrogasac vatre (tj. Izgaranje) od Različiti štetni otpad za proizvodnju (čvrsta, tečna i gasovana) - police za razjašnjenje kanalizacije, smeće itd.

Tema 12. Peći hemijske industrije. Šematski dijagram peći za gorivo. Klasifikacija peći hemijske industrije. Glavne vrste peći, imaju svoj dizajn. Peći za ravnotežu topline

Peći hemijske industrije. Šema peći za gorivo

Industrijska peć je energetska tehnološka jedinica namijenjena toplinskoj obradi materijala kako bi se prebacila potrebna svojstva. Izvor topline u gorivom (vatrene) peći služe raznim vrstama ugljičnog goriva (plinsko, lož ulje itd.). Moderne peći često su zastupljene iz mehaniziranih i automatiziranih agregata visokih performansi.

Optimalna temperatura postupka, koja određuje termodinamički i rod -ometrijski proračuni procesa, najveća je vrijednost za odabir procesa procesa. Optimalni režim temperature postupka naziva se temperaturni uvjeti pod kojima se osigurava maksimalna performansa za kombinirani proizvod u ovoj peći.

Obično je radna temperatura u peći malo niža od optimalnog, to ovisi o uvjetima izgaranja goriva, uvjetima izmjene topline, izolacijskom svojstvima i otpornosti obloge peći, obrađena termofizička svojstva materijala koji se obrađuju , itd.
Objavljeno na Ref.RF
faktori. Na primjer, za vatrene peći, radna temperatura je u intervalu između temperature aktivnog protoka oksidativnih procesa i temperature sinterovanja proizvoda od pucanja. Pod toplinskim režimom peći razumije kombinaciju procesa umetanja topline, toplina masovnog prijenosa i mehaničara medija koji osiguravaju raspodjelu topline u procesu tehnološkog procesa. Toplinski režim procesne zone određuje toplinski način peći.

Sastav peći ima veliki utjecaj sastava plinske atmosfere u peć potrebnu za pravilan protok tehnološkog procesa. Za oksidativne procese, plinski medij u peći treba sadržavati kisik, čiji iznos fluktuira sa3 do 15% i više. Smanjivanje medija karakteriše nizak sadržaj kisika (do 1-2%) i prisustvo smanjenja gasova (CO, H 2 itd.) Je 10-20% i više. Sastav plinske faze određuje uvjete za paljenje goriva u peći i ovisi o količini zraka koji ulazi u izgaranje.

Kretanje gasova u peći ima značajan utjecaj na tehnološki proces, paljenje i prijenos topline, a u pećima "" Kinning slojdžija ili vrtlog pećnica kretanje plinova glavni su faktor održivog rada. Prisilno kretanje gasova vrši dim i navijači.

Na brzinu postupka utječe kretanje materijala za toplinsku obradu.

Shema instalacije peći uključuje sljedeće stavke: uređaj za sagorijevanje goriva i organizacija razmjene topline; Radni prostor peći za obavljanje kompletnog tehnološkog režima; uređaji za razmjenu topline za regeneraciju topline dimnih gasova (grijani plin, zrak); Instalacije za odlaganje (pečeni kotlovi - korisnik) za upotrebu topline odlaznih gasova; vučni i pušački uređaj (pušači, ventilatori) za uklanjanje sagorijevanja goriva i gasovitih proizvoda termičke obrade materijala i zraka do gorionika, brizgalice za rešetke; Uređaji za čišćenje (filteri itd.).

Značajke izgaranja krutih goriva - koncept i vrste. Klasifikacija i karakteristike kategorije "Značajke gorivnih goriva" 2017, 2018.

Čvrsto gorivo uključuje drvo, treset i kameni ugljen. Proces izgaranja svih vrsta čvrstog goriva ima slične karakteristike.

Gorivo treba postaviti na rešetke rešetke rešetke, promatrajući cikluse sagorijevanja - kao što su utovar, sušenje, grijani sloj, paljenje sa isparljivim tvarima, rezanja ostataka i uklanjanja šljake.

Svaka faza sagorijevanja goriva karakterizira određeni pokazatelji koji utječu na toplinski način peći.

Na samom početku drožbe i zagrijavanja sloja, toplina se ne dodjeljuje, već se naprotiv, apsorbuje iz grijanih zidova goriva i neplaćenih ostataka. Dok se gorivo zagrijava, gasoviti zapaljive komponente izgaraju u zapremini plina peći. Postepeno, toplina se ističe sve više i više, a ovaj proces dostiže svoj maksimum prilikom sagorijevanja baze koksa goriva.

Proces paljenja goriva određuje se svojim osobinama: pepeo, vlaga, kao i sadržaj ugljika i isparljivih zapaljivih supstanci. Pored toga, važan je pravi izbor dizajna peći i modus za izgaranje goriva. Stoga se prilikom paljenja mokro goriva, značajna količina topline troši na njeno isparavanje, zbog kojeg se kasni proces sagorijevanja, temperatura u gorivu može se povećavati vrlo sporo ili čak smanjuje (na početku sagorijevanja). Povećani sadržaj pepela takođe doprinosi usporavanju procesa sagorijevanja. Zbog činjenice da je masa pepela obuhvata zapaljive komponente, ograničava prilaz kisika u zonu sagorijevanja i, kao rezultat, gorivo se ne može u potpunosti izgorjeti, tako da se stvaranje mehaničkog nedostatka isporuke povećava.

Ciklus intenzivnog sagorijevanja goriva ovisi o njenom hemijskom sastavu, odnosno omjeri između isparljivih plinovitih komponenti i čvrstih ugljika. Prvo, isparljive komponente, raspodjelu i paljenje od kojih se javljaju po relativno niskim temperaturama (150-200 ° C). Ovaj se proces može nastaviti već dugo vremena, jer su isparljive supstance, razne u svom kemijskom sastavu i temperaturu paljenja, vrlo mnogo. Svi sagorijevaju u glasnoću supermaritarne pline goriva.

Najveće temperature sagorevanja imaju čvrste gorivne komponente nakon odvajanja isparljivih supstanci. U pravilu im je fondacija ugljik. Temperatura njihovog sagorijevanja je 650-700 ° C. Čvrste komponente komponente se kombiniraju u tankom sloju koji se nalazi iznad rešetke za rešetke. Ovaj proces je popraćen oslobađanjem velike količine topline.

Sve vrste krutih goriva, ogrjev je najpopularnije. Sadrže veliki broj isparljivih supstanci. Sa stanovišta prenosa toplote, breza i aperšije se razmatraju. Nakon sagorijevanja breze drveta, razlikuje se puno topline i formira se minimalna količina ugljičnog monoksida. Ogrevno drvo od ariša također ističu puno topline; Svojim izgaranjem, niz peći se jako brzo zagrijava, a samim tim, oni se troše ekonomičnije od breze. Ali u isto vrijeme, nakon izgaranja ogrjevnog drveta od ariša, razlikuje se velika količina ugljičnog monoksida, pa je potrebno usko tretirati manipulacije zračnog zaklopke. Mnoga vrućina takođe razlikuju hrastovu i bukovu ogrevno drvo. Općenito, upotreba jedne ili druge ogrjev za ogrjev ovisi o prisutnosti šumskog niza u blizini. Glavna stvar je da je ogrjev suha, a Clocks su imali iste veličine.

Kakve su karakteristike sagorijevanja ogrjevnog drveta? Na početku procesa, temperatura u gorivu i skloništu se brzo povećava. Maksimalna vrijednost se postiže pod intenzivnim paljenjem. Prilikom vožnje pojavljuje se oštro smanjenje temperature. Za održavanje procesa izgaranja potreban je stalni pristup peći određene količine zraka. Dizajn domaćinstava ne predviđa prisustvo posebne opreme koja reguliše protok zraka u zonu sagorijevanja. U tu svrhu se koriste nakupina vrata. Ako je otvorena, stalna količina zraka dolazi u peć.

U peći sa periodičnim opterećenjem, potreba za promjenama zraka ovisno o splaci za spaljivanje. Kada se pojave intenzivno odvajanje isparljivih tvari, obično nedostaje kisik, pa su im to moguće takozvane hemijske gluposti za gorivo i zapaljive plinove. Ovaj fenomen prati gubitak topline koji može dostići 3-5%.

Na ostatku nakon ostataka, postoji obrnuta slika. Zbog prekomjerne zraka u peći povećava razmjenu plina, što dovodi do značajnog povećanja gubitka topline. Prema studijama, zajedno sa odlaznim gasovima, do 25-30% vrućine se gubi u periodu nakon prijevoza. Pored toga, zbog hemijskog nostroga u unutrašnjim zidovima kanala goriva i plina deponuju se isparljive tvari. Imaju nisku toplotnu provodljivost, tako da je koristan prijenos topline peći smanjuje se. Velika količina kadulja dovodi do suženja dimnjaka i pogoršanja potiska. Prekomjerna akumulacija čađe mogu uzrokovati i vatru.

Pjenat je sličan hemijskom sastavu, što predstavlja ostatke pumpanje biljnih tvari. Ovisno o načinu proizvodnje, treset se može izrezati, narezati, prešani (u briketima) i glodanje (tresetna mrvica). Vlažnost ove vrste čvrstog goriva je 25-40%.

Uz drva i treset, peći peći i kamine često koriste ugljen, koji je u njenom kemijskom sastavu spoj ugljika i vodika i ima visoku kaloričnu vrijednost. Međutim, nije uvijek moguće steći stvarno kvalitetan ugljen. U većini slučajeva, kvaliteta ove vrste goriva mnogo ostavlja za željenu. Povećani sadržaj u uglu malih frakcija dovodi do brtvljenja gorivnog sloja, kao rezultat toga što započinje takozvano sagorijevanje kratera, što je neujednačeno. Prilikom izgaranja velikih komada ugljen također izgore neravnomjerno, a s prekomjernom vlagom goriva, specifična toplina izgaranja značajno je smanjena. Pored toga, takav ugalj u zimi teško je skladištiti, jer pod utjecajem minuti temperatura, ugljen je fatalan. Da bi se izbjegli slične i druge nevolje, optimalna vlaga uglja trebala bi biti više od 8%.

Treba imati na umu da se upotreba kućnih peći na kruto gorivo za peć - slučaj je prilično problematičan, posebno ako je kuća velika i grijana s nekoliko peći. Pored obratka, na radnom mestu odvija se puno snage i materijalnih resursa, a velika količina vremena utrošena je na strah od ogrjevnog drveta i ugljen, na primjer, oko 2 kg uglja, na primjer, izlijeva se u zbunjeno , iz kojeg se uklanja i izbacuje zajedno s pepelom koji se tamo nakuplja.

Da bi se proces paljenja čvrstog goriva u kućnim pećima, s najvećom efikasnošću, preporučuje se djelovati na sljedeći način. Preuzimanjem drva za ogrjev u peto, morate ga odvojiti, a zatim poplaviti velike kriške uglja.

Nakon hlađenja uglja, treba ga ispuniti manjim dijelom s navlaženim šljakom, a nakon nekog vremena, na vrhu, da stave navlaženu mješavinu pepela i finog uglja, koji je prošao kroz rešetku u mahunu. Istovremeno, vatra ne bi trebala biti vidljiva. Poplavljen na ovaj način, pećnica je u stanju da se zagrijava u sobu cijeli dan, tako da vlasnici mogu biti mirno uključeni u poslove, bez brige o stalnom održavanju vatre. Bočni zidovi peći bit će vrući zbog postepenog sagorijevanja uglja, ravnomjerno daje njenu toplotnu energiju. Gornji sloj koji se sastoji od finog uglja bit će potpuno odmotač. Zabrinutost ugljena može se posipati i odozgo iznad sloja unaprijed navlaženog otpada uglja.

Nakon FOREBS-a, morate uzeti kantu sa poklopcem, bolje ako je pravougaonog oblika (prikladnije je odabrati ugljen od njega sa lopaticom). Prvo, potrebno je ukloniti sloj šljake iz gumba za gorivo i baciti ga, a zatim ukidaju mješavinu sitnog uglja sa pepelom u kantu, kao i okrenut i pepeo i sve ovo je navlaženo bez miješanja. Na vrhu rezultirajuće smjese, stavite oko 1,5 kg finog uglja, na njemu - 3-5 kg \u200b\u200bveće. Tako se vrši istovremeno priprema peći i gorivo do sljedećeg podsticanja. Opisani postupak mora se stalno ponavljati. Koristeći takvu metodu peći za peć, ne morate ići u dvorište svaki put da biste siftirali pepeo i okrenute se.

Sagorijevanje krutih goriva (ugljena prašina) uključuje dva perioda: toplotni trening i sama sagorije (Sl. 4.5).

U procesu termičke pripreme (Sl. 4.5, zona I), čestica se zagrijava, sušena, a na temperaturama iznad 110 ° C započinje toplotno raspadanje izvora goriva sa puštanjem gasovitih isparljivih tvari. Trajanje ovog razdoblja uglavnom ovisi o vlažnosti goriva, veličini njegovih čestica, uvjetima razmjene topline i obično su desetine drugog. Protok procesa tokom perioda za pripremu topljenja povezan je s apsorpcijom topline, uglavnom za grijanje, sušenje goriva i toplotnog raspada složenih molekularnih spojeva, tako da se grijanje čestica u to vrijeme polako.

Zapravo, sagorijevanje započinje paljenjem isparljivih tvari (Sl. 4.5, zona II) na temperaturi od 400 ... 600 ° C, a toplota koja se oslobađa tokom njihovog sagorijevanja pruža ubrzano grijanje i paljenje ostataka čvrstog koksa. Izgaranje isparljivih supstanci traje 0,2 ... 0,5 s. Sa velikim izlazom od isparljivih (smeđih i mladih umova, treseta, treseta) od isticane topline njihovog izgaranja dovoljno je da zapali čestice koksa, a s malim izlazom od hlapljivog, potreba za dodatnim česticama koksa iz okolnih vrućih plinova (zona III).

Koks gori (Sl. 4.5, zona IV) započinje na temperaturi od oko 1000 ° C i najduži je proces. To se određuje činjenicom da se dio kisika u zoni na površini čestica konzumira na sagorijevanju zapaljivih isparljivih tvari i preostala koncentracija smanjena, osim toga, heterogene reakcije su uvijek inferiorne u brzini homogene za homogene u hemijskoj aktivnosti tvari.

Kao rezultat toga, ukupno trajanje sagorijevanja čvrste čestice (1,0 ... 2,5 s) uglavnom se određuje sagorijevanjem ostataka koksa (oko 2/3 ukupnog vremena sagorijevanja). Za goriva koji imaju veliki izlazak isparljivih tvari, ostatak koka je manji od polovine početne mase čestica, tako da njihovo sagorijevanje u različitim početnim veličinama događa se prilično brzo i mogućnost povećanja povećanja. Old gorivo u dobi imaju gustu česticu koksa, čija sagorijevanje zauzima gotovo cijelo vrijeme boravka u komori za peć.

Ostatak koka većine krutijih goriva je uglavnom, a za niz čvrsta goriva sastoji se od ugljika (od 60 do 97% mase čestica). S obzirom da ugljik pruža glavnu rasipanje topline prilikom paljenja goriva, razmotrite dinamiku sagorijevanja čestice ugljika sa površine. Kiseonik se isporučuje iz čestice ugljika zbog turbulentnog difuzije - turbulentnog prenosa mase, ima dovoljno visoke intenziteta, ali direktno na površini čestica sačuvano je tanki plinski sloj (granični sloj), prenos oksidansa kroz koji provodi se prema zakonima molekularne difuzije (Sl. 4.6). Ovaj sloj je u velikoj mjeri inhibiran opskrbom kisikom na površinu. Izgaranje zapaljivih komponenti plina koji se razlikuju od čestica tokom termičkog raspadanja. Količina kisika zbog jedinice vremena do jedinice površine čestica pomoću turbulentne difuzije određuje se formulom

U (4,16) i (4.17) sa znojem - koncentracijom kisika u okolini čestica potoka; C SL - Isti je na vanjskoj granici graničnog sloja; Sa istim na površini goriva; Δ - debljina graničnog sloja; D - koeficijent molekularne difuzije kroz granični sloj; A je koeficijent turbulentnog prenosa mase.

Zajedničko rješenje jednadžbi (4.16) i (4.17) dovodi do izražavanja

4.18a.

4.18b

u kojem

4.19

Generalizirana tečaja difuzije Konstantna.

Od formule (4.18) slijedi da se opskrba kisikom na reakcijsku površinu čvrstog goriva određena konstantnom tečajem difuzijom i razliku u koncentracijama kisika u potoku i na reakcijskoj površini.

U uspostavljenom procesu izgaranja, količina kisika uložena difuzijom na površinu odgovora jednaka je iznosu koji je reagirao na površini kao rezultat hemijske reakcije. Stoga je stopa reakcije ugljičnog sagorijevanja iz površine do s izjednačavanja masovnih brzina dva procesa - difuzijska ponuda i potrošnja kisika na površini kao rezultat kemijske reakcije

U skladu sa Zakonom Arrhenija, određivanje parametra brzine kemijske reakcije je temperatura procesa. Konstant difuzijske brzine K D slabo se mijenja s povećanjem temperature (vidi Sl. 4.1, a), dok konstantna reakcija KS ima eksponencijalnu ovisnost o temperaturi.

Sa relativno niskom temperaturom (800 ... 1000 ° C), uprkos viškom kiseonika u blizini čvrstog površine, jer je K D\u003e K R. u ovom slučaju, gorući nastavljamo kinetiku Hemijska reakcija, tako da se ova temperaturna zona naziva područje kinetičkog sagorijevanja.

Naprotiv, na visokim temperaturama za sagorijevanje (iznad 1500 ° C) i sagorijevanjem ugljene prašine, vrijednost K P \u003e\u003e KD i proces sagorijevanja su inhibirani uvjetima opskrbe (difuzije) kisika na površini čestice . Ovi uvjeti odgovaraju području izgaranja difuzije. Stvaranje dodatnih uvjeta u ovoj zoni tvornica za miješanje sagorijevanja mješavine (povećanje vrijednosti K D) doprinosi ubrzanju i produblju za izgaranje goriva.

Sličan učinak u pogledu intenziviranja izgaranja postiže se smanjenjem veličine prašnjavih čestica goriva. Male čestice imaju napredniju razmjenu topline sa okolinom i, na taj način, veća vrijednost K D. povećanja temperature dovodi do pomaka oksidacijskog postupka u regiju za izgaranje difuzije.

Regija čisto difuzijskog sagorijevanja prašnjavog goriva karakteristična je za baklja, koju karakteriše najvišom temperaturom izgaranja i zona za rezanje, gdje su koncentracije reaktivanata već male i njihova interakcija utvrđuje se zakonima difuzije. Paljenje bilo kojeg goriva počinje na relativno niskim temperaturama, pod uvjetima dovoljnog kisika, I.E. U kinetičkom području. U ovom području izgaranja, stopa kemijske reakcije igra presudnu ulogu, ovisno o takvim faktorima kao i reaktivnosti goriva i nivoa temperature. Učinak aerodinamičkih faktora u ovom području paljenja je neznatan.

Izgaranje čvrstog goriva odvija se u dvije faze: termička priprema; Sagorijevati.

U prvoj fazi gorivo se zagrijava, usisava. Na 100 ° C, pirogenetska raspadanje komponente goriva započinje puštanjem gasovitih isparljivih tvari. (Zona I). Trajanje ovog procesa ovisi o vlažnosti goriva, veličini čestica, uvjetima izmjene topline između čestica goriva i medija peći.

Gorivo gorivo počinje sa isparljivim paljenjem (zona II). T u ovoj zoni 400-600 C. Prigorku se ističe topline, K-E pruža ubrzano grijanje i paljenje ostataka koksa. (Dva potrebna stanja tako da gorivo izgorelo: temperaturu i dovoljna količina oksidiranog sredstva. U svim pećima postoje 2 ulaza: jedan po jedan postoji gorivo, a na drugom - oksidansu)

Ovaj se postupak javlja preko desetina sekundi. Šišmiši saliraju od 0,2 do 0,5 sekundi. P je dodijeljen kada započinje T 800-1000 - zona III. Koks goruće počinje na 1000 S temperaturi i javlja se u trećem području. Ovaj proces je dug. 1 – T. Plinski medij oko čestica. 2 -T. Sama zabava . I. - Zona za toplinsku obuku,II. - paljenje šišmiša u B,III - Izgaranje čestica koksa.

III - heterogeni proces. SK ovisi o fokusu opskrbe kisikom. Vrijeme sagorijevanja čestica koksa iz ½ do 2/3 ukupnog paljenja (od 1 do 2,5 s) - ovisi o vrsti i veličini goriva. U mladim gorivima, proces ugljika nije završen velikim izlazom od nestabilnih. COKE ostatak< ½ начальной массы частицы. Горение идет быстро, возможность недожога низкая. У стар. топ. большой коксовый остаток, ближе к начальн размерам частиц. Время горения 1 мм ~ 1-2,5 с. Кокс остаток С = 60-97% массы топлива органического. 1 - da postavite česticu koksa, 2 - uski laminarni sloj s debljinom Δ, 3 - zonu turbulentnog toka.

Kiseonik se isporučuje iz čestice ugljika zbog turbulentne difuzije koja ima visoki intenzitet, ali tanki plinski sloj (2) nalazi se u blizini površine čestica, gdje je oksidirajuće sredstvo za molekularno difuziju (lam sl ) - Inhibira opskrbu kisikom na površinu čestica. U ovom sloju postoji sagorevanje zapaljivih plinskih komponenti koje se razlikuju od ugljičnog površine tokom hemijskih reakcija.

Količina kisika koja teče u jedinici vremena do jedinice površine čestice pomoću turbulentne difuzije je:

SK \u003d A (Spot - Sil) (1) , A - kT turbulentni transfer mase. Isti kisik koji ima kisik difuzuje CH / S pogonski sloj zbog molekularne difuzije:

SK \u003d. D.δ (SPO) (2) D - KT, trgovački centar diff-and c / s pograto sloj Δ. Sil \u003d G.uredu* δ D. + SPOV, SK \u003d A (Spot - G.uredu* δ D. - SPOV), SK \u003d Ali * ( C PO - SPOV ) 1+ AΔ.D. = ( C PO - SPOV ) 1 Ali + δ D. \u003d αd * (Spot - SPOV), 1 Ali + δ D. \u003d αd je generalizirana konstanta teške difuzije.

Iznos T-LA ovisi o αdu i razliku u koncentracijama protoka i poza. Opskrba kisikom na reakcijsku površinu goriva određena je brzinom difuzije i koncentracijom kisika u potoku i na reakcijskoj površini.

U uspostavljenom režimu sagorevanja, količina kisika koja teče na površinu difuzijske odgovore jednaka je količini kisika koji je reagirao s ovom površinom.

Ωr \u003d αd (Spot - SPO). Istovremeno, izgaranje je istovremeno: ωg \u003d k * mjesto, ako su jednaki, tada može odrediti: ωg \u003d 1 1 K. + 1 α D.* OdZnoj \u003d Kg * Spot. K.G. = 1 1 K. + 1 α D. = K. * α D. α D. + K. (*) - Smanjeno spaljivanje konstanta. 1 k = 1 K. + 1 α D. - Generalizirani otpor na proces paljenja. 1 / K - kinetički otpor, određeni intenzitetom protoka Himp i sagorijevanja; 1 / αd - fizička (difuzijska) otpornost - ovisi o intenzitetu oksidansnog opskrbe.

Ovisno o otpornosti, razlikuje se kinetička i difuzijska regija heterogenog paljenja.

I - Kinetičko područje (ωG \u003d k * spot), II - srednja regija, III - difuzijska regija (ωG \u003d αd * spot)

U skladu sa Zakonom Arrheniusa, stopa hemijske reakcije ovisi o temperaturi. αd (Const SK-DIF-I) loše reagira na temperaturu. Na temperaturama manjim od 800-1000 s, hemijska reakcija pristupa polako, uprkos suvišnom O2 u blizini čvrste površine. U ovom su slučaju 1 / K od velike važnosti - gorući je inhibira kinetika R-I (T Mala) i tog područja naziva se Kinetička regija paljenja. (1 / K \u003e\u003e 1 / αd). K.<<αД, kГ ~k (*) - T. K. R-I je spor, kiseonik, rezultirajuća difuzija se ne konzumira i njegova koncentracija u površini odgovora je približno jednaka koncentraciji u protoku ωg \u003d k * mjesto je plakati u kinetičkom području.

Stopa izgaranja u kinetičkom području neće se mijenjati s poboljšanom opskrbom kisikom, poboljšanjem aerodinamičkih procesa (regijaI.), a ovisi o kinetičkom faktoru, naime temperature. Pristup OK-LA\u003e Potrošnja - koncentracija na pozi gotovo se ne mijenja. Kao što se T diže, stopa reakcije raste, a koncentracija O2 i C kapi. Daljnje T vodi do povećanja stope izgaranja i njena vrijednost je ograničena na nedostatak opskrbe O2 na površinu, nedovoljna difuzija. Koncentracija kisika na površini → 0.

Naziva se goruća površina u kojoj se brzina procesa ovisi o difuzijskim faktorima Difuzijska regijaIII. Ovdje k \u200b\u200b\u003e\u003e αd ( Od * ): kg ~ αd. Difuzija sagorijevanja OGR-Xia isporuke O2 na Pose i njenu koncentraciju u potoku.

Difuzijska i kinetička regija odvojena su intermedijarnom zonom II, gdje je protok kisik i brzina kemijske reakcije približno jednakim jednakim jednakim. Što je manja veličina čvrstog goriva, veće je područje prijenosa topline i mase.

Na regionalnom nivou II i III Gorod moguće je ojačati opskrbu OK-LA-e. Na velikim brzinama, OK-LA otpornost i debljina laminarne sloja, uma i prilaz OK-LA povećavaju se. Što je veća brzina, što je intenzivnije gorivo iz O2 miješati i više t je prijelaz iz kinetičkog na maturu, a zatim u diop-uh. Kada se veličina čestica opada, površina kinetičkog izgaranja povećava se jer čestice malih veličina imaju razvijena razmjena topline s okolinom.

D1\u003e D2\u003e D3, V1\u003e V2\u003e V3

D - Veličina čestica goriva nalik prašinu, V - SK-Mješanje za miješanje goriva sa zrakom - SK-TA

Paljenje bilo kojeg goriva počinje na relativno nisko t sa količinom OLK-LA (I). Čista diff sagorevanje III - Ograničena jezgra baklje. Rast temperature dovodi do pomaka u područje za izgaranje difuzije. Zona sagorevanja difuzije nalazi se na bakljivi kernelu i na zoni reza, gdje je koncentracija reagiranja tvari mala i njihova interakcija utvrđuje se zakonima difuzije.

Dakle, ako gorući teče u difuziji ili srednjim regijama, tada s smanjenjem veličine čestica goriva nalik prašinu, proces se pomakne prema kinetičkom sagorijevanju. Područje čistog izgaranja difuzije je ograničeno. To se promatra u jezgri baklje s maksimalnom temperaturom izgaranja. Izvan jezgre, izgaranje se javlja u kinetičkom ili srednjem regionu, koje karakterizira jaka ovisnost stope izgaranja na temperaturi.

Kinetička i srednja područja paljenja protoka u zoni paljenja protoka zraka za prašinu i izgaranje goriva svih vrsta sa pre-miješanjem tokova u difuziji ili srednjim regijama.