Výrobky reakce spalování organických látek. Při psaní rovnic spalovacích reakcí a rozkladu organických látek je lepší použít průměrnou hodnotu

Spalování- Chemický proces smíchací palivo s oxidačním činidlem, doprovázeným intenzivním generací tepla a prudkým nárůstem teploty spalovacích produktů.

Spalování je doprovázeno tvorbou směsi, difuzí, zapálením, přenosem tepla a dalšími způsoby, které se vyskytují v úzkém vztahu.

Rozlišovat homogenní a heterogenní spalování. V homogenním spalování, teplo a hmoty přenosu mezi látkami, které jsou ve stejném souhrnném stavu (obvykle plynné).

Heterogenní spalování je charakteristické pro kapalné a tuhá paliva.

Rychlost chemické reakce závisí na koncentraci reakcí látek, teploty a tlaku a je určena výrobou koncentrací reakčních látek

kde k. 0 - Empirická konstanta.

Aktivační energie E.- To je nejmenší energie (pro směsi plynů 85-170 MJ / KMOL), která musí mít molekuly v době kolize, aby mohla být schopná chemickou interakcí. Rozdíl v aktivačních energiích přímé a reverzní reakce je tepelný účinek chemické reakce.

Reakce se vyznačují silným exotermickým obsahem způsobeným růstem teploty. Účinek teploty na reakční rychlosti je mnohem silnější než účinek koncentrace reaktantních látek. Proto navzdory poklesu koncentrace reakcí látek při spalování se rychlost spalovací reakce zvyšuje a dosáhne maximu po 80-90% hořlavých látek vyhořetu. Spalovací reakce plynných paliv postupují téměř okamžitě, což je vysvětleno nejen silným vlivem teploty, ale také řetězovým charakterem jejich průtoku.

Reakční rychlost závisí také na tlaku
(n.- Reakce na reakci).

Proces hořícího paliva má dvě oblasti: kinetic, ve kterém rychlost spalování paliva je stanovena rychlostí chemické reakce a difúzí, ve kterém regulátor rychlosti je rychlost míchání. Příkladem kinetické spalovací oblasti je spalování homogenní směsi plynově vzduchu. Diffionly spaluje plynné palivo zavedené do reakční komory odděleně od oxidačního činidla.

Kinetická oblast chemických účinků na rychlost spalování je nejvíce účinek při nízkých koncentracích, teplotách a tlacích ve směsi. Za těchto podmínek může chemická reakce zpomalit tolik, že sama bude brzdit hořící. Difúzní oblast expozice rychlosti vyhoření paliva se projevuje při vysokých koncentracích a teplotách. Chemická reakce probíhá velmi rychle a zpoždění při spalování může být způsobeno nedostatečně vysokou rychlostí tvorby směsi.

Proces míchání je prakticky nezávislý na teplotě.

Kinetické spalování hotové hořlavé směsi během režimu turbulentního pohybu je velmi nestabilní. Proto ve vysoce výkonných průmyslových pecích, s turbulentními způsoby pohybu proudění plynu, spalování je hlavně difúze.

Proces spalování hořlavé směsi může začít samo-zapálením nebo nuceným zapálením (elektrická jiskra, pochodeň atd.). Teplota samo-vznícení je stanovena poměrem množství tepla uvolněného během spalování a vnějšího prostředí. Množství tepla uvolněného během spalování závisí na teplotě a liší se pro vystavovatele 1 (Obr. 1.1)

kde α je koeficient přenosu tepla; A.- povrchová plocha; T. C - Teplota chlazené stěny.

S malým tepelným kohoutkem (rovně 2""" ) Počet uvolněných teplů q. v\u003e q. Z, proto je reakce doprovázena zvýšením teploty systému vedoucího k samosvstanému.

S větším tepelným kohoutkem (rovně 2"" ) V místě v q. v \u003d. q. z. Teplota T. V tomto bodě se nazývá teplota hořlavé směsi. Záleží na podmínkách odstranění tepla a není fyzikálně-chemickou konstantou charakterizující tuto hořlavou směs. S rostoucím odstraněním tepla (rovně 2" ) Samozáčení je nemožné. Bod A odpovídá stabilizované oxidaci v oblasti nízkých teplot a bod B je nestabilní rovnováha v oblasti vysokých teplot.

Hlamentová teplota lze nalézt z podmínek

q. v \u003d. q. z I. dQ. v / dT.=dQ. z / dT.,

definovaný bod (viz obr. 1.1).

S přihlédnutím k rovnicím (1.8) a (1.9) máme
. Rozhodování této rovnice, dostaneme

Teplota flamentu T. U některých plynů je ukázáno v tabulce. 1.4.

Minimální a maximální koncentrace hořlavé složky, pod a nad tím, která nevyskytuje se povinné zapálení směsi, se nazývají koncentrační limity vznícení (tabulka 1.4); Závisí na množství a složení nehořlavých složek plynných paliv, které zvyšují nižší a sníží horní hranice vznícení.

Produkty spalování Zavolej plynné, kapalné a pevné látky vyplývající ze spalovací sloučeniny s kyslíkem ve spalovacím procesu. Jejich prostředek závisí na složení spalovací látky a podmínkám jeho spalování. V ohni, organické látky (dřevo, textilie, benzín, petrolej, pryž atd.) Nejčastěji spalují, což zahrnuje zejména uhlík, vodík, kyslík a dusík. Když je spálí v dostatečném vzduchu a při vysokých teplotách jsou tvořeny kompletní spalovací produkty: CO 2, H20, N2. Při spalování, v nedostatečném vzduchu nebo při nízkých teplotách, neúplné spalovací produkty jsou tvořeny kromě spalovacích produktů: CO, C (Saze).

Produkty spalování se nazývají vlhký Pokud výpočet jejich kompozice zohledňuje obsah vodní páry a suchý Pokud není obsah vodní par zařazen do vypočtených vzorců.

Méně často, anorganické látky hoří, jako je síra, fosfor, sodík, draslík, vápník, hliník, titan, hořčík a další spalovací produkty ve většině případů jsou pevné látky, například., MgO. Jsou tvořeny v rozptýleném stavu, takže se zvednou do vzduchu ve formě hustého kouře. Hliník, titan a další kovy jsou spalovací produkty ve spalovacím procesu jsou v roztaveném stavu.

Kouř je disperzní systém sestávající z nejmenších pevných částic suspendovaných ve směsi spalovacích produktů se vzduchem. Průměr kouřových částic se pohybuje od 1 do 0,01 mikronů. Objem kouře tvořeného spalováním jednotky hmotnosti (kg)

nebo objem (m3) hořlavé látky v teoreticky nezbytném množství vzduchu (l \u003d 1) je uveden v tabulce. 1.2.

Tabulka 1.2.

Objem kouře při spalování hořlavých látek

název palivová látka	Objem kouře, M 3 / kg	název palivo Gaza.	Objem kouře, m 3 / m 3
		Acetylén


Dřevo (borovice) ( W. = 20 %)

		Zemní plyn

Jako součást kouře vytvořeného v požárech během spalování organických látek, s výjimkou produktů kompletního a neúplného spalování, obsahuje produkty termo oxidačního rozkladu hořlavých látek. Jsou tvořeny, když se zahřívají jinými ne-dostupnými hořlavými látkami, které jsou v kyslíkovém médiu nebo kouře obsahující kyslík. To se obvykle děje před plamenem nebo v horních částech areálu, kde jsou umístěny vyhřívané spalovací produkty.

Složení produktů tepelně-oxidačního rozkladu závisí na povaze hořlavých látek, teplotních a kontaktních podmínek s oxidačním činidlem. Studie tak ukazují, že s termo-oxidačním rozkladem hořlavých látek, ve kterých jsou obsaženy hydroxylové skupiny, vždy je tvořena voda. Pokud je složení hořlavých látek uhlík, vodík a kyslík, produkty tepelně oxidačního rozkladu jsou nejčastěji uhlovodíky, alkoholy, aldehydy, ketony a organické kyseliny. Pokud je v kompozici hořlavých látek kromě prvků uvedených prvků, je zde chlorový nebo dusík, chloridový a kyanidový vodík, oxidy dusíku a další spoje jsou také v kouři. Tak, v kouři s hořením capron, vodík je obsahován, když spalování linoleum "relin" - sulfid vodíku, oxid siřičitý, s organickým spalováním skla - oxidy dusíku. Produkty neúplného rozkladu spalování a termo kyseliny jsou ve většině případů toxické látky, takže hašení požárů v prostorách se provádí pouze v maskách izolačních plynů kyslíku.

Vzorec vzorec pro výpočet objemu kompletních spalovacích produktů s teoreticky nezbytným množstvím vzduchu závisí na kompozici hořlavé látky.

Palivová látka je individuální chemická sloučenina.V tomto případě je výpočet založen na rovnici spalovací reakce. Objem mokrých spalovacích produktů jednotky hmotnosti (kg) hořlavé látky za normálních podmínek se vypočítá vzorec

kde je objem mokrých spalovacích produktů, m 3 / kg; ,, - počet kilometrů oxidu uhličitého, vodní páry, dusík a palivo ve vyrovnání spalovací reakce; M. - Hmotnost hořlavé látky, numericky rovnající se molekulové hmotnosti, kg.

Příklad 1.2. Určete objem suchých produktů spalování 1 kg acetonu za normálních podmínek. Kompilujeme rovnici reakce spalování acetonu ve vzduchu

Určete objem suchých produktů spalování acetonu

Objem mokrých spalovacích produktů 1 m 3 hořlavá látka (plyn) může být vypočítána vzorcem

, (1.10)

kde - objem mokrých spalovacích produktů 1 m 3 hořlavého plynu, m3 / m 3; ,,, - počet oxidu uhličitého moly, vodní páry, dusík a palivo (plyn).

Palivová látka je komplexní směs chemických sloučenin.Je-li známa elementární složení komplexní hořlavé látky, pak může být kompozice a počet spalovacích produktů 1 kg hmoty určeny rovnicí reakce spalování jednotlivých prvků. K tomu jsou určeny rovnice soudržnosti oxidu uhelnatého, vodíku, síry a stanovení objemu spalovacích produktů na 1 kg hořlavé látky. Rovnice spalovací reakce má formu

C + O 2 + 3,76N 2 \u003d CO 2 + 3,76N 2.

Při spalování se získá 1 kg uhlíku 22.4 / 12 \u003d 1,86 m3 с 2 a 22,4 × 3.76 / 12 \u003d 7,0 m 3 n2.

Podobně stanoví objem (v m 3) spalovacích produktů 1 kg síry a vodíku. Získaná data jsou uvedena níže:


Uhlík ......... ..
Vodík ......... ..
Síra ...............

Při spalování uhlíku, vodíku a síry kyslík pochází ze vzduchu. Složení hořlavé látky však může zahrnovat kyslík, který se také podílí na hořícím. V tomto případě je spalování látky spotřebováno odpovídajícím způsobem.

Ve složení hořlavé látky může být dusík a vlhkost, která v procesu spalování jdou do spalovacích produktů. Pro jejich účetnictví je nutné znát objem 1 kg dusíku a vodní páry za normálních podmínek.

Objem 1 kg dusíku je 0,8 m3 a vodní pára 1,24 m3. Ve vzduchu při teplotě 0 ° C a tlak 101 325 Pa na 1 kg kyslíku na 3,76 × 22.4 / 32 \u003d 2,63 m3 dusík.

Na základě daných údajů se stanoví složení a objem spalovacích produktů 1 kg hořlavé látky.

Příklad 1.3. Určete objem a složení vlhkých spalovacích produktů 1 kg uhlí sestávajícího z 75,8% C, 3,8% N, 2,8% O 1,1%N., 2,5 % S., W. = 3,8 %, A.=11,0 %.

Objem spalovacích produktů bude následující, m 3 (tabulka 1.3).

Stone Coal Spalování

Složení spalovacích produktů
Uhlík	1,86 × 0,758 = 1,4

Vodík		11,2 × 0,038 = 0,425
Síra
Dusík v hořlavé látce
Vlhkost v hořlavé látce		1,24 × 0,03 = 0,037
Součet

Pokračování tabulky. 1.3.

Složení spalovacích produktů	N. 2
Uhlík	7 × 0,758 = 5,306
Vodík	21 × 0,038 = 0,798
Síra	2,63 × 0,025 = 0,658	0,7 × 0,025 = 0,017
Dusík v hořlavé látce	0,8 × 0,011 = 0,0088
Vlhkost v hořlavé látce
Součet	6,7708 - 0,0736 = 6,6972

Z celkového objemu dusíku, objem dusíku přicházejícího na kyslík v kompozici uhlí odečte 0,028× 2,63 \u003d 0,0736 m 3. Tab. 1.3 označuje složení produktů spalování uhlí. Objem mokrých spalovacích produktů 1 kg kamenných uhlí je stejný

\u003d 1,4 + 0,462 + 6,6972 + 0,017 \u003d 8,576 m 3 / kg.

Palivová látka - směs plynů.Číslo a složení spalovacích produktů pro směs plynů je stanoveno spalovací rovnicí složek složek tvořící směsi. Například spalování metanu dochází podle následující rovnice:

CH 4 + 2O 2 + 2 × 3,76n 2 \u003d CO 2 + 2N 2 O + 7,52N 2.

Podle této rovnice se získá 1 m3 methanu, 1 m3 oxidu uhličitého, 2 m 3 vodní páry a 7,52 m3 dusíku. Podobně stanoví objem (v m 3) spalovacích produktů 1 m 3 různých plynů:


Vodík ..................
Kysličník uhelnatý ..........
Sulfid vodíku ............
Metan .....................
Acetylen ..................
Ethylen .....................

Na základě obrázků určuje složení a počet spalovacích produktů směsi plynů.

Analýza spalovacích produktů přijatých na požáry v různých prostorách ukazuje, že vždy obsahují značné množství kyslíku. Pokud se oheň vyskytuje v místnosti se zavřeným oknem a vchodem, požáru v přítomnosti paliva může pokračovat, dokud obsah kyslíku ve vzduchové směsi se spalovacími produkty se nesnižuje na 14-6% (asi.). V důsledku toho, na požárech v uzavřených pokojích může obsah kyslíku ve spalovacích výrobcích mezi 21 a 14% (přibližně). Složení spalovacích produktů během požárů v místnostech s otevřenými otvory (suterénu, podkroví) ukazuje, že obsah kyslíku může být nižší než 14% (přibližně.):


V suterénu .........
V podkroví .......

Příklad 1.4. Určete přebytečný koeficient vzduchu v místnosti v místnosti, pokud byl kouř převzat na analýzu 19% (asi.) O 2. Zbytkový koeficient faktoru za použití vzorce (1,8).

Po studiu problému spalovacích produktů vyřešit nezávislý úkol.

Úloha 1.3. Určete objem vlhkých spalovacích produktů 1 m 3 plynu domény, který se skládá z 10,5% C02, 28% CO, 0,3% CH4, 2,7% H2 a 58,5% N2.

______________________________________________________________________

Odpovědět: V n.c. \u003d 1,604 m 3 / m 3.

Běžné spalování

Podstatu spalování

Jeden z prvních chemických jevů, s nimiž se humanita setkala při úsvitu jeho existence. Zpočátku bylo použito k přípravě potravin a topení, a pouze přes tisíciletí, se člověk naučila použít k převodu energie chemické reakce na mechanické, elektrické a jiné typy energie.

Hořící je chemická oxidační reakce, doprovázená uvolňováním velkého množství tepla a záři. V pecích, spalovacích motorů existuje vždy spalovací proces v požárech, ve kterém jsou zapojeny jakékoli hořlavé látky a kyslík. Mezi nimi probíhá reakci sloučeniny, v důsledku které jsou teplo a reakční produkty zahřáté na záři. Takže ropné produkty, dřevo, rašeliny a mnoho dalších látek spalují.

Proces spalování však může doprovázet nejen reakci hořlavé palivové sloučeniny vzduchem kyslíkem, ale také dalšími chemickými reakcemi spojenými s významným uvolňováním tepla. Vodík, fosfor, acetylen a další látky se spalují, například v chloru; Měď - ve dvojicích síry, hořčík - v oxidu uhličitém. Stlačený acetylenový dusík chlorid a řada dalších látek může explodovat. V procesu výbuchu je rozložení látek s uvolňováním tepla a tvorbou plamene. Proces spalování je tedy výsledkem reakcí sloučeniny a rozkladu látek.

Podmínky přispívající k spalování

Pro spalování jsou nezbytné určité podmínky: přítomnost hořlavého média (palivo + oxidační činidlo) a zdroj vznícení. Vzduch a palivo tvoří systém schopný hořící a teplotní podmínky určují možnost zapalování a vypalování tohoto systému.

Jak víte, hlavní hořlavé prvky v přírodě jsou uhlík a vodík. Jsou součástí téměř všech pevných, kapalných a plynných látek, jako jsou dřevo, fosilní uhlí, rašelina, bavlna, tkanina, papír atd.

Zapalování a spalování většiny hořlavých látek se vyskytuje v plynné nebo parní fázi. Tvorba par a plynů v pevných a kapalných hořlavých látkách se vyskytuje v důsledku jejich zahřívání. Pravidelné hořlavé látky, jako je síra, stearin, fosfor, některé plasty, když se zahřejí roztavené a odpaří. Strom, rašelina, kamenné uhlí, když se zahřeje rozkládají s tvorbou par, plynů a pevným zbytkem - uhlí.

Zvažte tento proces více na příkladu dřeva. Při zahřátí na 110 ° C nastane vyschnutí dřeva a menší odpařování pryskyřice. Slabý rozklad začíná při 130 ° C. Výraznější rozklad dřeva (změna barvy) se vyskytuje při 150 ° C a vyšší. Produkty rozkladu vytvořené při 150-200 ° C jsou převážně vodou a oxid uhličitý, takže nemohou hořet.

Při teplotách nad 200 ° C začíná hlavní část dřeva vlákna rozkládat. Plyny tvořené v těchto teplotách jsou hořlavé, protože obsahují značné množství oxidu uhelnatého, vodíku, uhlovodíků a páry jiných organických látek. Když se koncentrace těchto výrobků ve vzduchu dostane dostatečná, za určitých podmínek se objeví jejich zapálení.

Všechny hořlavé tekutiny se mohou odpařit a jejich spalování se vyskytuje v plynné fázi. Proto, když mluví o hořícím nebo tekutým zapálením, pak napjaté spalování nebo zapálení jeho výparů.

Vypálení všech látek začíná jejich zapálením. Ve většině hořlavých látek je okamžik vznícení charakterizován vzhledem plamene a v těchto látkách, které nejsou páleny plameny - vzhled záře (napadeno).

Počáteční spalovací prvek vyplývající ze zdrojů s vyšší teplotou než teplota samo-vznícení látky se nazývá zapalování.

Některé látky jsou schopny vystavovat externímu zdroje tepla, aby zvýraznily teplo a samo-únik. Proces odběru vzorků, končící spalováním, je obvyklý být nazýván self-hořící.

Self-hořící je schopnost látky zapálit nejen při zahřátí, ale také při pokojové teplotě pod vlivem chemických, mikrobiologických a fyzikálně-fyzikálně-fyzikálně-fyzikálně.

Teplota tepla paliva tak, aby plameny bez přivedení zdroje zapalování, se nazývá samosptová teplota.

Proces samo-zapalovací látky prochází následujícím způsobem. Když se zahřívá hořlavá látka, například směs benzínové páry se vzduchem, lze dosáhnout takové teploty, při které se spojí pomalá oxidační reakce do směsi. Oxidační reakce je doprovázena uvolňováním tepla a směs se zahřeje nad tím, která teplota, na kterou se zahřívá.

Spolu s uvolňováním tepla a zvýšení teploty směsi, derivátů přenosu tepla z reaktivní směsi do životního prostředí. Při nízké rychlosti oxidace, velikost přenosu tepla vždy překračuje uvolňování tepla, takže teplota směsi po určité zvyšování začne klesat a samo-vznícení nedochází. Pokud se směs zahřívá z vnějšku na vyšší teplotu, spolu se zvýšením reakční rychlosti se zvyšuje množství tepla uvolněného na jednotku času zvyšuje.

Když je dosaženo určité teploty, odvod tepla začíná překročit přenos tepla, a reakce získává podmínky pro intenzivní zrychlení. V tomto okamžiku se vyskytuje samo-vznícení látky. Teplota samo-vznícení v hořlavých látkách je odlišná.

Proces sebe-vznícení, který je považován za výše, je charakteristickým fenoménem spojeným ve všech hořlavých látkách, ve kterém agregační stav nejsou. V technice a každodenní život však vyvstává spalovací látky v důsledku dopadu na ně plamen, jiskry nebo válcované předměty.

Teplota indikovaných zdrojů vznícení je vždy vyšší než teplota samo-zapalovacího hořlavých látek, takže spalování dochází velmi rychle. Látky schopné self-tah jsou rozděleny do tří skupin. První zahrnuje látky, které mohou být samo-tah při kontaktu se vzduchem do druhé se slabě vyhřívanými předměty. Třetí skupina zahrnuje látky, které jsou samo-otáčky, když jsou v kontaktu s vodou.

Například rostlinné výrobky, dřevěné uhlí, železné sulfáty, hnědé uhlí, tuky a oleje, chemikálie a směsi mohou být náchylné k self-hořícímu.

Ze zeleninových výrobků mají tendenci k self-hoří seno, slámy, jetel, listy, slad, chmel. Zvláště náchylné k self-hořícímu podstoupené rostlinné produkty, ve kterých životně důležitá aktivita rostlinných buněk pokračuje.

Podle bakteriální teorie, přítomnost vlhkosti a zvýšení teploty v důsledku životně důležité aktivity rostlinných buněk přispívá k reprodukci mikroorganismů dostupných v rostlinných výrobcích. Vzhledem ke špatné tepelné vodivosti rostlinných výrobků se zvýrazněné teplo postupně hromadí a teplota stoupá.

Při zvýšené teplotě, mikroorganismy umírají a přeměňují na porézní uhlí, což má vlastnost pro zahřátí v důsledku intenzivní oxidace, a je proto následujícím, po mikroorganismech, zdroj uvolňování tepla. Teplota v rostlinných výrobcích se zvýší na 300 ° C a jsou samo-otáčky.

Dřevo, hnědé a kamenné uhlí, rašelina self-tah také kvůli intenzivní oxidaci vzduchu kyslíku.

Zeleninové a živočišné tuky, pokud jsou aplikovány na drcené nebo vláknité materiály (hadry, lana, házení, rohozh, vlna, piliny, saze atd.) Mají schopnost být samo-otáčky.

Při smáčení nasekaných nebo vláknitých materiálů je distribuován na povrchu a při kontaktu se vzduchem, začíná oxidem. Současně s oxidací v oleji dochází k polymeračním procesu (sloučeniny několika molekul v jednom). Jak první i druhé procesy jsou doprovázeny významným uvolňováním tepla. Pokud se zvýrazněná teplo nerozptýlí, potom se teplota v pračce stoupá, a může dosáhnout teploty samo-vznícení.

Některé chemikálie jsou schopny při kontaktování vzduchu. Patří mezi ně fosfor (bílý, žlutý), fosforný vodík, zinkový prach, hliník prášek, kovy: rubidium, cesium atd. Všechny tyto látky jsou schopny oxidování ve vzduchu s uvolňováním tepla, díky které je reakce urychlena až do samosvstaného .

Draslík, sodík, rubidium, cesium, karbid vápníku, karbidy kovů alkalických a alkalických zemin jsou intenzivně spojeny s vodou a v interakci se izolují hořlavé plyny, které jsou ohřívány v důsledku tepla reakce, jsou samotřídit .

Při míchání takových oxidačních činidel, jako je stlačený kyslík, chlor, brom, fluor, kyselina dusičná, peroxid sodný, peroxid sodný a barnatý, manganově oxidační draslík, plivat atd., S organickými látkami dochází k procesu self-howning těchto směsí.

Nebezpečí požáru látek a materiálů se stanoví nejen jejich schopností vznítit, ale také hmotnost ostatních faktorů: intenzita procesu spalování a doprovázející spalování jevů (tvorba kouře, toxické páry atd.) , možnost ukončení tohoto procesu. Celková míra ohně nebezpečí je hořlavost.

Podle tohoto ukazatele jsou všechny látky a materiály běžně rozděleny do tří skupin: nehořlavé, hořlavý, hořlavý.

Jsou zváženy nehořlavé látky a materiály, které nejsou schopny spalování ve vzduchu (přibližně 21% kyslíku). Mezi ně patří ocel, cihla, žula atd. Bylo by však chybou přičítat nehořlavé materiály pro bezpečné v ohni. Nehořlavé, ale nebezpečné požáru jsou silná oxidační činidla (kyselina dusík a kyselina sírová, brom, peroxid vodíku, mananganát atd.); Látky, které přihlašují hořlavé plyny během ohřevu, s vodou reakcí, látky reagující s vodou s zvýrazněním velkého množství tepla, například přesčas vápno.

Promyšlenost je látky a materiály, které mohou spálit ve vzduchu ze zdroje zapalování, ale nedokázejte spálit samostatně po jeho odstranění.

Hořlavé - Jedná se o látky a materiály, které mohou být samo-otáčky, vznítit se ze zdroje zapalování a popálen po jeho odstranění.

Spalování dřeva představuje oxidaci složek do oxidu uhličitého CO2 a voda H20.

Pro provedení tohoto procesu je zapotřebí dostatečné množství oxidačního činidla (kyslík) a vytápění dřeva na určitou teplotu.

Při zahřátí bez přístupu kyslíku dochází k tepelnému rozkladu dřeva (pyrolýza), v důsledku toho, které uhlí, plyny, voda a těkavé organické látky jsou vytvořeny.

V souladu s teorií vyvinutý G. F. Knoře a další vědci, spalování dřeva může být reprezentován následovně.

Na začátku vytápění se odpařuje vlhkost dřeva. V budoucnu probíhá tepelný rozklad složek. Kompozitní části dřeva jsou z velké části oxidovány, takže se rozpadají při nízkých teplotách. Tvorba těkavých látek, dosahuje maxima (asi 160 ° a suché dřevo začíná hmotností) při 300 °.

Produkty primárního rozpadu dřeva v důsledku komplexních oxidačních a redukčních procesů procházejí do plynného stavu, ve kterém mohou snadno promíchat s molekulami kyslíku, tvořící palivovou směs hořlavé za určitých podmínek (přebytek kyslíku, dostatečně vysokou teplotu). V závislosti na kvalitativním stavu je dřevo hořlavé při 250-350 °.

Zplynifikované potraviny svítí na vnějším okraji plamene, těkavá pyrolýza dřeva pyrolýza je převedena na plynný stav.

Plamenová záře je způsobena částicemi horkých uhlíku spalujícími v CO2 ve svém vnějším okraji během přebytku kyslíku. Naopak, s nedostatkem kyslíku, když je teplota relativně malá, má plamen načervenalou barvu a významné množství sazí se odlišuje od nezákonných uhlíkových částic.

Čím větší je přívod kyslíku, tím vyšší je teplota, více a jasnější plamen.

Vzhled plamene také závisí na kompozici dřeva a především na obsahu uhlovodíků a pryskyřic. Nejvíce pryskyřic v borovic a bříza, s jejichž hořící je silný, jasný plamen. Aspenův plamen, jehož těkavé látky obsahují více oxidu uhelnatého a méně uhlovodíků, je malé, transparentně, má modravý stín. Při spalování olše obsahujících malou pryskyřicí je také vytvořen kratší a průhledný plamen.

Sekvence tepelného rozkladu pilin v tvorbě kouře kouře může být běžně přítomna v následujících stupních.

V první fázi se další "čerstvá" částice ze dřeva piliny pod vlivem horké směsi par a plynů a tepelného záření sousedních hořkových částic zahřívá na 150-160 °. Během této doby, vlhkost se odpařuje, znatelný pokles objemu částic není pozorován.

V následujících krocích se teplota částice také zvyšuje, v důsledku toho tepelného rozkladu organické hmoty dřevní částice a zapálení části zplyněné pyrolýzy výrobků s tepelným izolací; Část těkavých látek spolu s určitým počtem nespáleného uhlíku (saze) se těší konvekčními proudy nahoru, tvořící kouř. Na konci procesu rozkladu dřeva a separace těkavých sloučenin jsou velikost částic znatelně sníženy.

Uhlí (pevný uhlík), který vytvořený v procesu tepelného rozkladu dřeva piliny, se zahřívá teplem přiděleným během oxidace části těkavých sloučenin a začne reagovat s oxidem uhličitým a kyslíkem:

C + CO 2 → 2CO

2CO + O 2 → 2CO 2

Ve stejné době, malý, průsvitný modravý plamen hořící oxid uhelnatý je vytvořen.

Objem částic se stále zmenšuje; V konečné fázi je popel vytvořen. Pod působením uvolněného tepla začne ohřívat následující "čerstvé" částice dřeva piliny.

Mechanismus a chemie spalování dřeva ve formě palivového dříví, špetky nebo hromady pilin. Existují rozdíly v kvantitativních a vysoce kvalitních stranách procesu spalování, tj. Oxidace organických sloučenin s kyslíkem při použití dřeva nebo piliny.

Zde čelíme pojmy tzv. Kompletní a neúplné spalování. S plným spalováním, těkavým, pára a plynnými látkami jsou zcela oxidovány (nebo spálené) na oxid uhličitý a vodní páru.

Příkladem úplného spalování může být oxidační reakce jednoho ze složek kouřového kouře - methylalkohol CH3:

CH3 IT + O 2 → CO 2 + 2H 2 O

Podobně mohou nastat reakce, oxidace a další organické sloučeniny vznikající z tepelného rozkladu dřeva.

V důsledku úplného spalování se vytvoří směs páry plynu, která se skládá z oxidu uhličitého a vodní páry, neobsahuje kouření komponenty a nepředstavuje hodnotu pro kouření.

Získat kouř vhodné pro výrobu kouře, je nutné vytvořit podmínky pro neúplné spalování dřeva. Pro to je například vrstva zvlhčeného piliny umístěna na horní část palivového dříví, v důsledku jejich zóny a intenzita spalování významně sníží. V případě neúplných spalování se těkavé organické látky oxidují pouze částečně a kouř je nasycený kouřovými komponenty.

Hloubka oxidace pyrolýzy dřeva závisí na množství kyslíku, jakož i na spalovací teplotě a rychlosti těkavých látek ze spalovací zóny.

S nedostatkem kyslíku, oxidace těkavých látek, například methylalkoholu, postupuje z následujícího reakce:

2SH 3 IT + O 2 → 2C + 4H 2 O

Neobváděné uhlíkové částice, vycházející z plamene zóny, rychle ochlazené a tvoří společně s jinými, neoxidovanými produkty dřeva dekompozičního kouře. Část z nich je usazena na stěnách kuřáckých komor ve formě sazí (saze). S dostatečnou dobrou izolací kuřáckých komor na stěnách jsou také vidět kondenzované páry (pryskyřice, dehet).

S hlubším, ale také neúplná oxidace hořlavých látek je vytvořen oxid uhelnatý:

CH3 na + O 2 → CO + 2H 2 o

Množství kyslíku je tedy jedním z nejdůležitějších faktorů ovlivňujících chemickou složení kouře, zejména pro změnu obsahu methylalkoholu, formaldehydu a kyseliny mravenčí. S omezeným přístupem vzduchu do spalovací zóny z methylalkoholu se tvoří mravenec aldehyd:

CH3 IT + O 2 → CH20 + 4H 2 O

S přijmou více vzduchu, a v důsledku toho je formaldehyd vytvořený kyslík oxidován na kyselinu mravenčí:

2SH 2O + O 2 → 2COOH

S přebytkem vzduchu je kyselina mravenčí zcela oxidována na oxid uhličitý a vodu:

2CNOOH + O 2 → 2CO 2 + 2H 2 O

Se spalováním jiných produktů pyrolýzy v závislosti na stupni oxidace, organické látky ovlivňují kompozici kouře jsou podobné.

Na množství kyslíku přichází do spalovací vrstvy, závisí také teplota spalování. Za normálních podmínek, dřevo ve formě pruhu nemůže spálit bez plamene, a proto bez zahřívání izolace. V tomto případě se podstatně větší množství látek generovaných z organické hmoty dřeva oxiduje než při spalování pilin. Proto významná část těkavých látek při hořícím palivovém dávkovači není používána pro kouření, a kouřový kouř je horší pro kouř získaný při pomalém spalování pilin. Při jízdě po spalování pálenku se množství kouře zvyšuje s mokrým pilinem, ale v tomto případě je palivové dřevo konzumovány neochvějně.

Teplotní režim přirozeného spalování (myšlenek) piliny je významně měkčí ve srovnání se spalováním palivového dříví. Při spalování uhlí, které zůstalo po oddělení těkavých látek, je vytvořen malý plamen. Výsledné teplo je spotřebováno především na ohřev sousedních vrstev pilin, které jsou podrobeny tepelnému rozkladu bez přístupu kyslíku, protože vzduch je zatlačen dvojicemi a plyny spalovací vrstvy.

Spalování probíhá pomalu. Významnou část tepelného rozkladu produktů není oxidována v plamenech, takže konvektivní mnoho těkavých látek dostane konvekční toky.

Příklad neúplného spalování pilin může být spalování s neofamovaným nižším přívodem vzduchu. V tomto případě se kombinuje pouze spodní vrstva pilin. Horké plyny a páry vytlačují vzduch a zahřívají horní vrstvy pilin, což vede k suchému destilaci dřeva, v důsledku které jsou vytvořeny uhlí, plyny, voda a organické sloučeniny. S jednotným příchodem čerstvého piliny nahoře se rozsvítí pouze spodní uhelná vrstva tvořená suchým destilací překrývající vrstvy. Současně se vypne kouř nasyceným těkavým organickým sloučeninám.

Nejlepším způsobem, jak vyrábět kouř bohaté na kouření komponenty, je tvorba IT v kouřových generátorech pracujících na pilinách s ohřev kouřového domu s plynem, neslyšící trajekty nebo elektřiny a generátory třecího kouře. V tomto případě se ukáže, že je kouř s vysokým obsahem těkavých organických sloučenin, což je způsobeno nízkým teplotami tvorby kouře a menší oxidace primárních produktů dřeva.

Pokud jste našli chybu, vyberte textový fragment a klepněte na tlačítko Ctrl + Enter..

Přednáška

Vypálení je ve většině případů složitý chemický proces. Skládá se z elementárních chemických reakcí typu oxidačního snižování, což vede k redistribuci valenčních elektronů mezi atomy interakčního molekul. Oxidizéry mohou být nejrůznějšími látkami: chlor, brom, síra, kyslík, látka obsahující kyslík atd. Je však nejčastěji řešen spálením v atmosféře vzduchu, zatímco oxidační činidlo je kyslík. Je známo, že vzduch je směs plynů, jejichž hlavní složky jsou dusík (78%), kyslíku (21%) a argon (0,9%). Argon obsažený ve vzduchu je inertní plyn a v procesu spalování nepřijímá účast. Prakticky se účastní dusík v procesu hořící organických látek.

Pro mnoho výpočtů (stanovení objemu vzduchu nezbytného pro spalování jediné hmotnostní nebo objemové jednotky látky, nalezení objemu spalovacích produktů, teplota spalování atd.) Je nutné provést rovnice spalovací reakce látek v vzduch. Při přípravě těchto rovnic jsou následovány následovně: Palivo a vzduch-účastní vzduch je napsán v levé straně, po znamení rovnosti, výsledné reakční produkty jsou napsány. Například je nutné vypracovat rovnici reakce spalování metanu ve vzduchu. Za prvé, zaznamenává levá část reakční rovnice: chemický vzorec metanu plus chemické vzorce, které jsou součástí vzduchu. Pro snadnější výpočty se vzduch skládá z 21% kyslíku a 79% dusíku, tj. Jeden objem kyslíku ve vzduchu účtuje 79/21 \u003d 3,76 objem dusíku nebo kyslík na molekulu představuje 3,76 molekuly dusíku. Proto může být složení vzduchu předloženo následujícím způsobem: asi 2 + S, 76 n2. Levá část rovnice bude mít tvar CH 4 + O 2 + 3,76N 2 \u003d

Jaké produkty budou získány? Zaměřit se, že je třeba udělat palivo

látky. Palivový uhlík vždy v plném spalování se změní na oxid uhličitý

(CO 2), vodík - ve vodě (H20). Stejně jako v této věci není jiná látka

prvky, pak ve spalovacích produktech bude oxid uhličitý a voda. Vzduchový dusík (3,76 n2) v

proces spalování účasti nepřijímá, bude plně přesunout do spalovacích produktů. Tím pádem

horní část metanového spalovacího reakce rovnice bude následující:

CO 2 + H 2O + 3,76N 2

Po zapisování levých a pravých částí je nutné najít koeficienty před vzorce. Je známo, že celková hmotnost látek vložených do reakce by měla být rovna hmotnosti všech látek vyplývajících z reakce. To znamená, že počet atomů stejného prvku v pravém a levém části rovnice by měl být stejný, bez ohledu na to, který složení, jejíž látka tento prvek vstupuje. Zpočátku je počet atomů uhlíku stejný, pak vodík, potom kyslík. Faktor před koeficientem (3.76), který je dodáván v molekule dusíku, bude vždy roven součiniteli před kyslíkem. Reakční rovnice bude zobrazena

CH4 + 2O 2 + 2-3,76N 2 \u003d CO 2 + 2N 2 O + 2-3,76N 2

Vzhledem k tomu, že výpočet se obvykle provádí o 1 mol nebo 1 m3 hořlavé látky, v reakční rovnici, koeficient před hořlavou látkou neuvádí. Proto se v některých rovnicích mohou spalovací reakce objevit před kyslíkem nebo jinými látkami frakční koeficienty; Například rovnice reakce spalování acetylenu ve vzduchu bude

C 2H2 + 2,5O 2 + 2,5-3,76N 2 \u003d 2CO 2 + H20 + 2,5-3,76N 2

Je-li složení hořlavé látky kromě uhlíku a vodíku, zahrnuje dusík, pak se vyznačuje spalováním ve volné formě N2, například při spalování pyridinu

C 2H6N + 6,25O 2 + 6,25 - 3,76N 2 \u003d 5 \u003d 5 + 2,5N20 + 6,25-3,76N 2 + 0,5N 2-

Pokud je chlor zařazen do složení hořlavé látky, pak se obvykle uvolňuje ve formě chlorovodíku, například při spalování vinylchloridu

CH A \u003d SNS1 + 2,5O 2 + 2,5-3,76N 2 \u003d 2 \u003d 2 + H20 + 2,5-3,76N 2 + HC1

Část síry hořlavé látky je zvýrazněna ve formě S02.

Kyslík obsažený v hořlavé látce se izoluje jako sloučeniny s jinými hořlavými prvky, například od 2 nebo H20, není zvýrazněn ve volné formě. Se spalováním látek bohatých na kyslík, zpravidla je vyžadován méně vzduchu. Spalování látek může také dojít v důsledku kyslíku v kompozici jiných látek, které jej mohou snadno dávat. Takové látky jsou kyseliny dusičné HNO 3, Bertoletová sůl KSU 3, SELITRA KNO 3, Nano 3, NH4NO 3, peroxidát draselný KMPO 4, peroxid barnatý 2, et al. Směsi výše uvedených oxidačních činidel s hořlavými látkami interagují při vysoké rychlosti, často s výbuchem. Příkladem takových směsí může sloužit černým práškám, formulacím signalizačního osvětlení atd.

Za účelem spalování jsou nezbytné určité podmínky: přítomnost paliva, oxidačního činidla (kyslík) a zdroj vznícení. Palivový a oxidační činidlo by mělo být zahříváno na určitou teplotu s zdrojem tepla (zdroj vznícení): plamenem, jisker, válcované těleso nebo teplo přidělené v jakékoliv chemické reakci nebo mechanické práci. V procesu stálého spalování je trvalý zdroj vznícení spalovací zóna, tj. Oblast, kde se reakce dojde, teplo a světlo vyniká. Pro výskyt a tok procesu spalování musí být palivo a oxidační prostředek v určitém kvantitativním poměru.

Spalování látek může být úplné a neúplné. S plným spalováním jsou produkty vytvořeny, které nejsou schopny další spalování (C02, H20, NS1); V případě neúplného - výsledné produkty jsou schopny další spalování (CO, H2S, HCN, NH3, aldehydes atd.). Za podmínek požáru, když spalování organických látek ve vzduchu nedochází nejčastěji v plném spalování. Znak neúplného spalování je přítomnost kouře obsahujícího nespálené částice uhlíku.

Bez ohledu na to, jak proces spalování, je založen na chemické interakci mezi hořlavou látkou a oxidačním činidlem.

Moderní teorie oxidace - obnova je založena na následujících pozicích. Podstatou oxidace spočívá v návratu oxidačního činidla (redukčního činidla) valenčních elektronů oxidačním činidlem, které se provádí elektrony, je obnovena. Podstata zotavení spočívá v propojení regenerační látky (oxidační činidlo) elektronu redukčního činidla, které poskytuje elektrony, oxiduje se. V důsledku přenosu elektronů, struktury vnějšího (valence) úrovně elektronů změn atomu. Každý čas přejde do nejdrsnějšího stavu v těchto podmínkách.

V chemických procesech se elektrony mohou zcela přesunout z elektronické skořepiny atomů jednoho druhu do skořepiny atomů jiného druhu. Tak, když spalování kovové sodíku v chloru, atomy sodíku jsou uvedeny jedním elektronem atomů chloru. Zároveň osm elektronů (stabilní konstrukce) a atom, který ztratil jeden elektron, se změní na pozitivně nabitý ion, se vypne na vnější úrovni elektronů atomu sodného. Na atomu chloru, který obdržel jeden elektron, vnější hladina je naplněna osmi elektrony, ale atom se změní na negativně nabitý iont. V důsledku působení coulombových elektrostatických sil se vyskytuje sblížení odlišně nabitých iontů a je vytvořena molekula chloridu sodného (iontové spojení).

Na + + Cl - à + Na + SL.

V jiných procesech se zdá, že elektrony vnějších skořepin dvou různých atomů se zdají být zahrnuty do celkového použití, čímž se stává atomy v molekulách (kovalentní vazba)

N. +. C1 à N: C1:

A konečně, jeden atom může poskytnout několik elektronů obecně.

: O: + : Sa à O: SA

Ve všech případech však Atomy snaží získat udržitelné vnější elektronické struktury.

Proces pálení je velmi aktivní proces proudící s uvolňováním značného množství energie (jako tepla a světla). Proto v tomto procesu existuje taková přeměna látek, ve kterých se získají stabilnější látky z méně stabilních látek.