Izdelki odziva izgorevanja organskih snovi. Pri pisanju enačb reakcij zgorevanja in razgradnje organskih snovi je bolje uporabiti povprečno vrednost od

Zgorevanje- kemijski proces mešanja goriva z oksidacijskim sredstvom, ki ga spremlja intenzivna proizvodnja toplote in močno povečanje temperature produktov izgorevanja.

Zgorevanje spremlja nastajanje mešanice, difuzija, vžig, prenos toplote in druge postopke, ki se pojavljajo v tesnem odnosu.

Razlikovati homogeno in heterogeno gorenje. V homogeni sežigalni, toplotni in množični prenos nadaljevati med snovmi, ki so v istem agregatnem stanju (običajno plinasto).

Heterogeno gorenje je značilno za tekoče in trdna goriva.

Hitrost kemijske reakcije je odvisna od koncentracije reakcijskih snovi, temperature in tlaka in se določi s proizvodnjo koncentracij reakcijskih snovi

kje k. 0 - Empirična konstanta.

Aktiviranje Energy. E.- To je najmanjša energija (za plinskih mešanic 85-170 MJ / KMOL), ki mora imeti molekule v času trka, da bi lahko lahko kemične interakcije. Razlika v aktivacijskih energijah neposrednega in obratnega reakcije je toplotni učinek kemične reakcije.

Za reakcije je značilna močna eksotermna vsebnost, ki jo povzroča rast temperature. Učinek temperature na reakcijsko hitrost je veliko močnejši od učinka koncentracije reakcijskih snovi. Zato, kljub zmanjšanju koncentracije reakcijskih snovi med izgorevanjem, se stopnja reakcije izgorevanja poveča in doseže največje po 80-90% gorljivih snovi, ki izgorejo. Reakcije izgorevanja plinastih goriv potekajo skoraj takoj, kar je pojasnjeno ne le z močnim vplivom temperature, temveč tudi verižni značaj njihovega pretoka.

Reakcijska stopnja je odvisna tudi od tlaka
(n.- Reakcijski nalog).

Postopek gorenja goriva ima dve področji: kinetika, v kateri se stopnja zgorevanja goriva določi s hitrostjo kemijske reakcije, in difuzijo, v kateri je regulator hitrosti hitrost mešanje. Primer kinetičnega prostora za izgorevanje je zgorevanje homogenega mešanice plinskega zraka. Razpršeno gorijo plinasto gorivo v reakcijsko komoro ločeno od oksidacijskega sredstva.

Kinetična regija kemijskih učinkov na stopnjo zgorevanja je najbolj vpliva na nizke koncentracije, temperature in tlake v mešanici. Pod temi pogoji se lahko kemijska reakcija upočasni toliko, da se bo sama zavirala gorenje. Difuzijska regija izpostavljenosti hitrosti izgorevanja goriva se kaže pri visokih koncentracijah in temperaturah. Kemijska reakcija se zelo hitro nadaljuje, zamuda pri sežiganju pa lahko povzroči nezadostno hitrost nastanka visoke zmesi.

Postopek mešanja je praktično neodvisen od temperature.

Kinetično sežiganje končne gorljive zmesi med načinom turbulentnega gibanja je zelo nestabilno. Zato je v visokozmogljivih industrijskih peči, z burnim načinom gibanja pretoka zraka na plin, se zgorevanje večinoma difuzija.

Proces zgorevanja vnetljive zmesi se lahko začne s samoigradnjo ali prisilnim vžigom (električna iskra, svetilka itd.). Temperatura samo-vžiga se določi z razmerjem količine toplote, ki se sprošča med izgorevanjem in zunanjemu okolju. Količina toplote, ki se sprosti med sežiganjem, je odvisna od temperature in se spreminja na razstavljavcu 1 (Sl. 1.1)

kjer je α koeficient prenosa toplote; A.- površina; T. C - temperatura ohlajene stene.

Z majhno toplotno pipo (naravnost 2""" ) Število sproščenih toplote q. V\u003e q. Od torej reakcijo spremlja povečanje temperature sistema, ki vodi do samo-vžiga.

Z večjo toplotno pipo (naravnost 2"" ) Na točki q. v \u003d. q. od. Temperatura T. V tej točki se imenuje temperatura vnetljive mešanice. To je odvisno od pogojev odstranjevanja topline in ni fizikalno-kemijska konstanta, ki označuje to gorljivo zmes. S povečanjem odstranjevanja toplote (naravnost 2" ) Samo-vžig je nemogoče. Točka A ustreza stabiliziran oksidaciji na področju nizkih temperatur, točka B pa je nestabilno ravnovesje na področju visokih temperatur.

Temperaturo vgrajenosti je mogoče najti iz pogojev

q. v \u003d. q. od I. dQ. V / dT.=dQ. iz / dT.,

določena točka v (glej sliko 1.1).

Upoštevanje enačb (1.8) in (1.9) imamo
. Odločanje te enačbe, dobimo

Temperatura vgrajevanja T. Za nekaj plinov je prikazan v tabeli. 1.4.

Najmanjša in maksimalna koncentracija gorljivega komponenta, pod in nad katerim se ne pojavi obvezni vžig zmesi, se imenujejo meje koncentracije vžiga (tabela 1.4); Odvisne so od količine in sestave ne-vnetljivih komponent plinastih goriv, \u200b\u200bki povečujejo spodnje in zniževanje zgornjih mej vžiga.

Izdelki iz zgorevanja Pokličite plinaste, tekoče in trdne snovi, ki so posledica zgorevalne spojine s kisikom v procesu zgorevanja. Njihova sestava je odvisna od sestave goreče snovi in \u200b\u200bpogojev njegovega izgorevanja. V požaru, organske snovi (les, tkanina, bencin, kerozin, guma, itd), najpogosteje sežigajo, ki vključuje predvsem ogljik, vodik, kisik in dušik. Ko jih zažgejo dovolj zraka in pri visokih temperaturah, se oblikujejo popolni produkti izgorevanja: CO 2, H 2 O, N 2. Pri zgorevanju, v nezadostnem zraku ali pri nizkih temperaturah, se poleg polna produktov izgorevanja oblikujejo nepopolne produkte izgorevanja: CO, C (SOOT).

Izdelki izgorevanja se imenujejo vlažen Če izračun njihove sestave upošteva vsebnost vodne pare, in suha Če vsebnost vodne pare ni vključena v izračunane formule.

Manj pogosto, anorganske snovi, kot so žveplo, fosfor, natrijev, kalij, kalcij, aluminij, titana, magnezij in drugi. Proizvodi izgorevanja v večini primerov so trdni, na primer P 2 O 5, na 2 O 2, Cao, Mg. Oblikovani so v razpršenem stanju, zato se dvigajo v zrak v obliki gostega dima. Aluminij, titana in druge kovine so produkti izgorevanja v procesu izgorevanja, so v staljenem stanju.

Dim je disperzijski sistem, ki je sestavljen iz najmanjših trdnih delcev, suspendiranih v mešanici produktov izgorevanja z zrakom. Premer dimnih delcev se giblje od 1 do 0,01 mikronov. Obseg dima, ki je nastal z izgorevanjem enote mase (kg)

ali volumen (M 3) vnetljive snovi v teoretično potrebni količini zraka (L \u003d 1) je podan v tabeli. 1.2.

Tabela 1.2.

Obseg dima pri sežiganju gorljivih snovi

Ime snov	Glasnost dima, m 3 / kg	Ime gorivo Gaza.	Obseg dima, M 3 / M 3
		Acetilen


Les (bor) ( W. = 20 %)

		Zemeljski plin

Kot del dima, ki je nastal v požarih med sežiganjem organskih snovi, razen za izdelke popolnega in nepopolnega izgorevanja, vsebuje izdelke termoksidativne razgradnje gorljivih snovi. Oblikovani so, ko se ogrevajo z drugimi nepoštenimi gorljivimi snovmi, ki so v kisikovim mediju ali dimu, ki vsebuje kisik. To se ponavadi zgodi pred plamenskim baklo ali v zgornjih delih prostorov, kjer se nahajajo ogrevani produkti izgorevanja.

Sestava proizvodov termoksidativne razgradnje je odvisna od narave gorljivih snovi, temperaturnih in kontaktnih pogojev z oksidacijskim sredstvom. Študije zato kažejo, da se s termo-oksidacijsko razgradnjo gorljivih snovi, v katerih so vsebovane hidroksilne skupine, vedno oblikovana voda. Če je sestava vnetljivih snovi ogljik, vodik in kisik, toplotno oksidativni razkrojni produkti so najpogosteje ogljikovodiki, alkoholi, aldehidi, ketoni in organske kisline. Če je v sestavi gorljivih snovi, poleg naštetih elementov, je klor ali dušik, klorid in cianidni vodik, dušikovi oksidi in drugi priključki, prav tako v dimu. Tako, v dimu s sežiganjem kaprona, je vodik vsebovan, ko sežiganje linolej "Renuin" - vodikov sulfid, žveplov dioksid, z organskim steklom gorenje - dušikovi oksidi. Proizvodi nepopolne zgorevalne in termo-kislinske razgradnje so v večini primerov strupenih snovi, zato se gašenje požarov v prostorih izvede le v izolacijskih plinskih mask s kisikom.

Formula formule za izračun prostornine popolne produkte izgorevanja s teoretično potrebno količino zraka je odvisna od sestave vnetljive snovi.

Snov goriva je posamezna kemična spojina.V tem primeru izračun temelji na reakcijski enačbi zgorevanja. Obseg mokrega izgorevalnih proizvodov enote mase (kg) vnetljive snovi v normalnih pogojih se izračuna s formulo

kje je količina proizvodov iz zgorevanja z mokrimi izgorevanjem, M 3 / kg; , - število kilometrov ogljikovega dioksida, vodne pare, dušika in goriva v izenačitvi reakcije izgorevanja; M. - masa gorljive snovi, številčno enaka molekulski masi, kg.

Primer 1.2. Določite obseg suhih proizvodov izgorevanja 1 kg acetona v normalnih pogojih. Zbiranje reakcije pekočega acetona v zraku

Določite obseg suhih izdelkov iz zgorevanja acetona

Obseg izdelkov iz zgorevanja z mokrimi izgorevanjem 1 M 3 Gorljiva snov (plin) se lahko izračuna s formulo

, (1.10)

kjer - obseg produktov izgorevanja mokrih zgorevanja 1 m 3 gorljivega plina, m 3 / m 3; ,,, - število molov ogljikovega dioksida, vodne pare, dušik in goriva (plin).

Snov goriva je kompleksna mešanica kemičnih spojin.Če je znana elementarna sestava kompleksne gorljive snovi, se sestavek in število produktov izgorevanja iz 1 kg snovi lahko določi z enačbo reakcije izgorevanja posameznih elementov. To storiti, enačbe skladnosti ogljikovega monoksida, vodika, žvepla se določijo in določajo količino produktov izgorevanja na 1 kg gorljive snovi. Enačba reakcije izgorevanja ima obrazec

C + O 2 + 3.76N 2 \u003d CO 2 + 3.76N 2.

Pri izgorevanju, 1 kg ogljika dobimo 22.4 / 12 \u003d 1,86 m 3 С 2 in 22,4 × 3.76 / 12 \u003d 7,0 m 3 N 2.

Podobno določite glasnost (v m 3) produktov izgorevanja 1 kg žvepla in vodika. Pridobljeni podatki so prikazani spodaj:


Carbon ......... ..
Vodik ......... ..
Žveplo ...............

Pri sežiganju ogljika, vodika in žveplovega kisika prihaja iz zraka. Vendar pa lahko sestava vnetljive snovi vključuje kisik, ki sodeluje tudi pri sežiganju. V tem primeru se zrak izgorevanje snovi ustrezno porabi manj.

V sestavi gorljive snovi je lahko dušik in vlaga, ki v procesu zgorevanja gredo v produkte izgorevanja. Za svoje računovodstvo je potrebno vedeti prostornino 1 kg dušika in vodne pare pri normalnih pogojih.

Volumen 1 kg dušika je 0,8 m 3, vodna para 1.24 m 3. V zraku pri 0 ° C in tlaku 101 325 PA na 1 kg kisika predstavlja 3,76 × 22.4 / 32 \u003d 2,63 m 3 dušik.

Na podlagi danih podatkov sta določena sestava in obseg produktov izgorevanja iz 1 kg gorljivne snovi.

Primer 1.3. Določite obseg in sestavo proizvodov iz zgorevanja mokrih izgorevanja 1 kg premoga, sestavljenega iz 75,8% C, 3,8% N, 2,8% O, 1,1%N., 2,5 % S., W. = 3,8 %, A.=11,0 %.

Obseg produktov izgorevanja bo naslednji, M 3 (tabela 1.3).

Izgorevanje iz kamna premoga

Sestava produktov izgorevanja
Carbon.	1,86 × 0,758 = 1,4

Vodik		11,2 × 0,038 = 0,425
Žveplo
Dušik v gorljivi snovi
Vlaga v gorljivi snovi		1,24 × 0,03 = 0,037
Vsota

Nadaljevanje tabele. 1.3.

Sestava produktov izgorevanja	N. 2
Carbon.	7 × 0,758 = 5,306
Vodik	21 × 0,038 = 0,798
Žveplo	2,63 × 0,025 = 0,658	0,7 × 0,025 = 0,017
Dušik v gorljivi snovi	0,8 × 0,011 = 0,0088
Vlaga v gorljivi snovi
Vsota	6,7708 - 0,0736 = 6,6972

Od skupnega volumna dušika, količina dušika, ki prihaja na kisik v sestavi premoga, se odšteje 0,028× 2.63 \u003d 0,0736 m 3. Tab. 1.3 Označuje sestavo proizvodov izgorevanja premoga. Obseg izdelkov iz zgorevanja z mokrimi izgorevanjem 1 kg premogovanja kamna je enak

\u003d 1,4 + 0,462 + 6,6972 + 0,017 \u003d 8.576 m 3 / kg.

Snov goriva - mešanica plinov.Število in sestavo produktov izgorevanja za mešanico plinov se določi z enačbo komponent sestavin komponent, ki sestavljajo zmes. Na primer, gorenje metana se pojavi po naslednji enačbi:

CH 4 + 2O 2 + 2 × 3.76N 2 \u003d CO 2 + 2N 2 O + 7.52N 2.

Po tej enačbi, z 1 m 3 metana, 1 m 3 ogljikovega dioksida, 2 m 3 vodne pare in 7,52 m 3 dušika. Podobno določite glasnost (v m 3) produktov izgorevanja 1 m 3 različnih plinov:


Vodik ..................
Ogljikov monoksid ..........
Vodikov sulfid ............
Metan .....................
Acetilen ..................
Etilen .....................

Na podlagi številk, sestava in število produktov zgorevanja mešanice plinov določa.

Analiza produktov zgorevanja, posnetih na požarih v različnih prostorih, kaže, da vedno vsebujejo veliko količino kisika. Če se ogenj pojavi v prostoru z zaprtim oknom in vrati, se lahko požar v prisotnosti goriva nadaljuje, dokler se vsebnost kisika v zraku mešanica z izgorevanjem ne bo zmanjšala na 14-6% (približno.). Posledično je lahko na požarih v zaprtih prostorih vsebnost kisika v produktih izgorevanja med 21 in 14% (približno.). Sestava produktov izgorevanja v požarih v prostorih z odprtimi odprtinami (klet, podstrešja) kaže, da je vsebina kisika lahko pod 14% (približno.):


V kleti .........
Na podstrešju .......

Primer 1.4. Določite koeficient prekomernega zraka v prostoru v prostoru, če je bil dim posnel na analizi 19% (približno.) O 2. Koeficient prehodnega zraka faktorja, s formulo (1.8).

Po preučevanju vprašanja produktov izgorevanja rešiti samostojno nalogo.

Naloga 1.3. Določite obseg proizvodov iz zgorevanja z mokrimi izgorevanjem 1 m 3 domenskega plina, ki je sestavljen iz 10,5% CO 2, 28% CO, 0,3% CH4, 2,7% H 2 in 58,5% N 2.

______________________________________________________________________

Odgovor: V n.c. \u003d 1.604 m 3 / m 3.

Pogosti sežiganje

Bistvo procesa gorenja

Eden od prvih kemičnih pojavov, s katerimi se je človeštvo srečalo na zori svojega obstoja. Sprva je bila uporabljena za pripravo hrane in ogrevanja, in šele skozi tisočletje, se je oseba naučila uporabiti za pretvorbo energije kemične reakcije na mehanske, električne in druge vrste energije.

Burnn je kemična oksidacijska reakcija, ki jo spremlja sproščanje velike količine toplote in sijaja. V pečeh, motorjih z notranjim izgorevanjem je v požarih vedno proces zgorevanja, v katerem so vpletene vse gorljive snovi in \u200b\u200bkisik. Med njimi nadaljuje z reakcijo spojine, zaradi katere se toplota in reakcijski izdelki segrejejo na sijaj. Naftne derivati, les, šota in številne druge snovi se perejo.

Vendar pa lahko proces izgorevanja spremlja ne le reakcijo gorljivega goriva spojine z zračnim kisikom, temveč tudi druge kemijske reakcije, povezane s pomembnim sproščanjem toplote. Vodik, fosfor, acetilen in druge snovi se kurijo, na primer v kloru; Baker - v parih žvepla, magnezij - v ogljikovem dioksidu. Stisnjen acetilen dušikov klorid in več drugih snovi lahko eksplodira. V procesu eksplozije je razgradnja snovi s sproščanjem toplote in tvorbo plamena. Tako je proces zgorevanja posledica reakcij spojine in razgradnje snovi.

Pogoji, ki prispevajo k sežiganju

Za sežiganje so potrebni določeni pogoji: prisotnost gorljivega medija (gorivo + oksidacijsko sredstvo) in vir vžiga. Zrak in gorivo sestavljajo sistem, ki je sposoben goreti, temperaturni pogoji pa določajo možnost vžiga in sežiganja tega sistema.

Kot veste, so glavni gorljivi elementi v naravi ogljik in vodik. So del skoraj vseh trdnih, tekočih in plinastih snovi, kot so les, fosilni premog, šota, bombaž, tkanina, papir itd.

Vžiganje in izgorevanje večine gorljivih snovi se pojavita v fazi plina ali pare. Nastajanje hlapov in plinov v trdnih in tekočih gorljivih snovi se pojavi kot posledica ogrevanja. Trdne vnetljive snovi, kot so žveplo, stearin, fosfor, nekatere plastike pri segretem stopljenju in izhlapevanju. Drevo, šota, premogovnik kamna pri segrevanju z nastankom hlapov, plinov in trdnega ostanka - premog.

Razmislite o tem procesu na primer lesa. Pri segrevanju na 110 ° C se pojavi sušenje lesa in manjše izhlapevanje smole. Šibaka razgradnja se začne pri 130 ° C. Bolj opazna razgradnja lesa (sprememba barve) se pojavi pri 150 ° C in višjem. Proizvodi razkroja, ki so nastali pri 150-200 ° C, so predvsem voda in ogljikov dioksid, zato ne morejo zapisati.

Pri temperaturah nad 200 ° C se začne glavni del lesnega vlakna, ki se začne razgraditi. Plini, ki nastanejo pri teh temperaturah, so vnetljivi, saj vsebujejo pomembno količino ogljikovega monoksida, vodika, ogljikovodikov in hlapov drugih organskih snovi. Ko bo koncentracija teh izdelkov v zraku zadostna, bo v določenih pogojih nastala njihov vžig.

Vse vnetljive tekočine lahko izhlapijo, in njihova sežiganje se pojavi v plinski fazi. Torej, ko govorijo o vžigu gorenja ali tekočine, se pereča ali vžiga njegovih hlapov pomeni.

Opeklina vseh snovi se začne z vžigom. V večini gorljivih snovi je trenutek vžiga značilen po videzu plamena in v teh snoveh, ki ne sežigajo s plameni - videz sijaja (napadenega).

Začetni zgorevalni element, ki izhaja iz virov, ki imajo višjo temperaturo, kot je temperatura samo-vžiga snovi, se imenuje vžig.

Nekatere snovi so sposobne izpostavljati zunanjemu viru toploti, da bi poudarili toploto in samozaposlene. Postopek vzorčenja, ki se konča s sežiganjem, je običajno, da se imenuje samoustanovit.

Samookrajšanje je sposobnost snovi, da se ne vžge le pri segrevanju, temveč tudi pri sobni temperaturi pod vplivom kemičnih, mikrobioloških in fizikalno-kemijskih procesov.

Temperatura za ogrevanje goriva, tako da se plamen, ne da bi prinaša vir vžiga, se imenuje temperatura samo-vžiga.

Postopek snovi za samo-vžiga prehaja, kot sledi. Ko se vnetljiva snov segreje, na primer zmes bencinske pare z zrakom, lahko dosežemo takšno temperaturo, pri kateri se počasna oksidacijska reakcija začne pretokati v zmes. Oksidacijsko reakcijo spremlja sproščanje toplote, zmes pa se začne segrevati nad to temperaturo, na katero se segreje.

Vendar pa skupaj z sprostitvijo toplote in povečanjem temperature zmesi, derivati \u200b\u200bprenosa toplote iz reaktivne zmesi v okolje. Pri nizki oksidacijski stopnji, obseg prenosa toplote vedno presega sproščanje toplote, tako da se temperatura zmesi po nekaj povečanju začne zmanjševati, in samostojno vžig ne pride. Če se zmes segreva od zunaj na višjo temperaturo, skupaj s povečanjem reakcijske hitrosti, količina toplote, sproščene na enoto časa poveča.

Ko je dosežena določena temperatura, se odvajanje toplote začne preseči prenos toplote, reakcija pa pridobi pogoje za intenzivno pospeševanje. Na tej točki se pojavi samo-vžig snovi. Temperatura samoigradnje v gorljivih snoveh je drugačna.

Proces samo-vžiga, ki se šteje za zgoraj, je značilen pojav, ki je neločljivo povezan z vsemi gorljivimi snovmi, v katerih agregatno stanje niso. Vendar pa se v tehniki in vsakdanjem življenju pojavi goreče snovi zaradi vpliva na njih plamen, iskre ali valjane predmete.

Temperatura označenih virov vžiga je vedno višja od temperature gorljivih snovi za samostojno vžiga, zato se gorenje pojavlja zelo hitro. Snovi, ki so sposobne samozavest, so razdeljene na tri skupine. Prvi vključuje snovi, ki se lahko obrnejo na stik z zrakom do drugega, s šibko segretami predmeti. Tretja skupina vključuje snovi, ki so samozavestni, ko se v stiku z vodo.

Na primer, zelenjavni proizvodi, oglje, železov sulfate, rjavi premog, maščobe in olja, kemikalije in zmesi so lahko nagnjeni k samozaporen.

Od rastlinskih proizvodov se ponavadi samourni seno, slama, detelja, listi, slad, hmelja. Posebej dovzetni za samo-gorenje, ki so bili podvrženi rastlinskim proizvodom, v katerih se nadaljuje ključna dejavnost rastlinskih celic.

Po podatkih bakterijske teorije, prisotnost vlage in povečanje temperature zaradi ključne aktivnosti rastlinskih celic prispeva k reprodukciji mikroorganizmov, ki so na voljo v rastlinskih proizvodih. Zaradi slabe toplotne prevodnosti rastlinskih proizvodov se označena toplota postopoma kopiči, temperatura pa se dvigne.

Pri povišani temperaturi, mikroorganizmi umre in pretvori v porozni premog, ki ima lastnost za segrevanje zaradi intenzivne oksidacije in je torej naslednje, po mikroorganizmih, vir toplote sproščanja. Temperatura v rastlinskih proizvodih se dviga na 300 ° C, in so samozavestni.

Les, rjavi in \u200b\u200bkamniti premog, šotni self-turn tudi zaradi intenzivne oksidacije zračnega kisika.

Rastlinske in živalske maščobe, če se uporabljajo za zdrobljene ali vlaknene materiale (krpe, vrvi, ulični, rohozh, volna, žaganje, saje itd.) Imajo sposobnost samozavest.

Pri zagovarjanju sesekljanih ali vlaknastih materialov je razdeljen na površino in pri stiku z zrakom, se začne oksid. Istočasno z oksidacijo v olju, postopek polimerizacije (spojine več molekul v enem) se pojavi. Prvi kot drugi procesi spremljata pomembna sprostitev toplote. Če se toplota generira, se ne razprši, se temperatura v izlešenem materialu dvigne in lahko doseže temperaturo samoigradnje.

Nekatere kemikalije so sposobne samozavest, ko se obrnete na zrak. Med njimi so fosfor (bela, rumena), fosfurni vodik, cinkov prah, aluminij prah, kovine: rubidij, cezij, itd Vse te snovi so sposobne oksidacije v zraku s sproščanjem toplote, zaradi česar je reakcija pospešena do samoigradnje .

Kalij, natrij, rubidij, cezij, kalcijev karbid, karbidi alkalne in alkalne zemeljske kovine so močno priključeni na vodo, v interakciji pa se izolirajo gorljivi plini, ki se izolirajo zaradi toplote reakcije, so samozavest .

Pri mešanju takšnih oksidantov, kot stisnjen kisik, klor, brom, fluor, dušikova kislina, natrijev peroksid in barijev, manganov-oksidant kalij, pljuvanje itd., Z organskimi snovmi se pojavi proces samooksidanja teh mešanic.

Nevarnost požara snovi in \u200b\u200bmaterialov se določi ne le z njihovo sposobnostjo, da se vnamejo, ampak tudi maso drugih dejavnikov: intenzivnost procesa gorenja in spremljanja izgorevanja pojavov (tvorba dima, toksičnih hlapov itd.) , možnost odpovedi tega procesa. Skupna stopnja požarne nevarnosti je za gorljivost.

V skladu s tem kazalnikom so vse snovi in \u200b\u200bmateriali konvencionalno razdeljeni na tri skupine: negorljive, trde goreče, gorljive.

Upoštevajo se nevnetljive snovi in \u200b\u200bmateriali, ki ne morejo goreti v zraku (približno 21% kisika). Ti vključujejo jeklo, opeko, granit itd. Vendar pa bi bila napaka, da bi varno pripisali negorljivi materiali. Nevnetljiv, vendar požar nevarni so močni oksidanti (dušik in žveplova kislina, brom, vodikov peroksid, permanganat itd.); Snovi, ki med segrevanjem dodelijo gorljive pline z vodo, snovi, ki reagirajo z vodo z označevanjem velike količine toplote, na primer, nadure apna.

Premišljenost je snovi in \u200b\u200bmateriali, ki lahko gorijo v zraku iz vira vžiga, vendar ne morejo zažgati neodvisno po odstranitvi.

Gorljive - to so snovi in \u200b\u200bmateriali, ki so lahko samozavestni, vnamejo iz vira vžiga in opekline po odstranitvi.

Zgorevanje lesa predstavlja oksidacijo komponent za ogljikov dioksid CO 2 in vode H 2 O.

Za izvedbo tega procesa je potrebna zadostna količina oksidacijskega sredstva (kisika) in segrevanje lesa na določeno temperaturo.

Pri segrevanju brez dostopa kisika je toplotna razgradnja lesa (piroliza), zaradi česar se oblikujejo premog, plini, vodo in hlapne organske snovi.

V skladu s teorijo, razvitim G. F. Knorrejem in drugimi znanstveniki, se lahko zgorevanje lesa predstavljajo na naslednji način.

Na začetku segrevanja iz lesa vlage izhlapi. V prihodnosti se dogaja toplotna razgradnja komponent. Kompozitni deli lesa so večinoma oksidirani, zato se razpadajo pri nizkih temperaturah. Nastajanje hlapnih snovi, doseže največ (približno 160 ° in suhi les se začne z maso) pri 300 °.

Proizvodi primarnega razpadanja lesa zaradi kompleksne oksidativne in redukcijske procese prehajajo v plinasto stanje, v katerem se lahko enostavno mešajo s kisikovimi molekulami, ki tvorijo mešanico goriva vnetljivo pod določenimi pogoji (odvečni kisik, dovolj visoka temperatura). Glede na kvalitativno stanje je les vnetljiv pri 250-350 °.

Uplinjena živila so osvetljena v zunanjem robu plamena, hlapna piroliza lesa pirolize se pretvori v plinasto stanje.

Plamenski sijaj je posledica vročih ogljikovih delcev, ki segajo v CO 2 v zunanjem robu med presežkom kisika. Nasprotno, s pomanjkanjem kisika, ko je temperatura relativno majhna, ima plamen rdečkasto barvo in znatna količina sa saj se razlikuje od nezakonitih ogljikovih delcev.

Večja je oskrba s kisikom, višja je temperatura, več in svetlejša plamen.

Videz plamena je odvisen tudi od sestave lesa in predvsem na vsebino ogljikovodikov in smol. Najbolj smole v borovcih, in breza, s čigar kurjenje je debel, svetel plamen. Aspen je plamen, hlapne snovi, ki vsebujejo več ogljikovega monoksida in manj ogljikovodikov, je majhna, pregledno, ima modrikalen odtenek. Pri sežiganju jelke, ki vsebuje malo smole, se oblikuje tudi krajši in pregleden plamen.

Zaporedje toplotne razgradnje žagovine pri oblikovanju dima dima je lahko običajno prisotno v naslednjih fazah.

Na prvi stopnji se naslednji "svež" delček lesnega žagovine pod vplivom vroče mešanice hlapov in plinov ter toplotno sevanje sosednjih pekočkov delcev segreva na 150-160 °. V tem obdobju vlaga izhlapi, opazno zmanjšanje prostornine delca ne opazimo.

V naslednjih korakih se temperatura delca povečuje tudi, zaradi česar je toplotna razgradnja organske mase lesnega delca in vžiga dela utripajoče pirolize izdelkov z izolacijo toplote; Del hlapnih snovi skupaj z določenim številom nezgorelim ogljika (SOOT) uživa s konvekcijskimi tokovi navzgor, ki tvorijo dim. Ob koncu procesa razgradnje lesa in ločevanje hlapnih spojin se velikost delcev opazno zmanjša.

Premog (trdni ogljik), ki je nastal v procesu toplotne razgradnje lesnega žagastega, segrevamo s toploto, dodeljeno med oksidacijo dela hlapnih spojin in se začne reagirati z ogljikovim dioksidom in kisikom:

C + CO 2 → 2CO

2CO + O 2 → 2CO 2

Hkrati se oblikuje majhna, prosojna modrikasta plamena gorenja ogljikovega monoksida.

Obseg delcev se še naprej zmanjšuje; V zaključni fazi se oblikuje pepel. V skladu z delovanjem sproščene toplote se začne ogrevati naslednjo "sveže" delce lesnega žaga.

Mehanizem in kemija izgorevanja lesa v obliki drva, ščepec ali kupi žaganja isto. Obstajajo razlike v kvantitativnih in visokokakovostnih straneh procesa zgorevanja, tj. Oksidacija organskih spojin s kisikom pri uporabi lesa ali žagovine.

Tu se soočamo s koncepti tako imenovanega popolnega in nepopolnega gorenja. S popolno izgorevanjem so hlapne, hlapi in plinaste snovi popolnoma oksidirane (ali požgane) do ogljikovega dioksida in vodne pare.

Primer popolnega gorenja je lahko oksidacijska reakcija ene od komponent dimnega dima - metil alkohola CH3 IT:

CH3 IT + O 2 → CO 2 + 2H20

Podobno se lahko pojavijo reakcije, oksidacije in druge organske spojine, ki izhajajo iz toplotne razgradnje lesa.

Zaradi popolnega izgorevanja se oblikuje mešanica parne plina, ki je sestavljena iz ogljikovega dioksida in vodne pare, ne vsebuje komponent kajenja in ne predstavlja vrednosti za kajenje.

Da bi dobili dim, ki je primeren za proizvodnjo dima, je treba ustvariti pogoje za nepopolno gorenje lesa. Za to, na primer, se plast navlaženega žagovina postavljena na vrh drva, zaradi česar se območje in intenzivnost zgorevanja bistveno zmanjšata. V primeru nepopolnega gorenja se hlapne organske snovi oksidirajo le delno, dim pa je nasičen s komponentami dima.

Globina oksidacije pirolize lesa je odvisna od količine kisika, kot tudi na temperaturi zgorevanja in hitrosti hlapnih snovi iz območja zgorevanja.

S pomanjkanjem kisika je oksidacija hlapnih snovi, za primer metilnega alkohola, izhaja iz naslednje reakcije:

2SH 3 IT + O 2 → 2C + 4H 2 O

Nezbilne ogljikove delce, ki prihajajo iz območja plamena, se hitro ohladijo in oblikujejo skupaj z drugimi, ne-oksidiranimi izdelki lesa razkroja dima. Del njih se rešujejo na stenah kajenja v obliki saje (saje). Z ni dovolj dobro izolacijo kajenje komore na stenah, so vidni tudi kondenzirani hlapi (smola, tar).

Z globlje, vendar je tudi nepopolna oksidacija vnetljivih snovi oblikovana ogljikov monoksid:

CH3 na + O 2 → CO + 2H20

Tako je količina kisika je eden od najbolj bistvenih dejavnikov, ki vplivajo na kemično sestavo dima, zlasti, da spremenijo vsebino metilnega alkohola, formaldehida in mravljinčne kisline. Torej, z omejenim dostopom do zraka do zgorevalnega območja iz metilnega alkohola, ant aldehid se oblikuje:

CH3 IT + O 2 → CH2 O + 4H 2 O

Z sprejemom več zraka, in posledično, kisik oblikovani formaldehid je oksidiran na mravljinčne kisline:

2SH 2 O + O 2 → 2COOH

Z presežkom zraka je mravljinska kislina popolnoma oksidirana na ogljikov dioksid in vodo:

2cnooh + o 2 → 2CO 2 + 2H20

Z izgorevanjem drugih izdelkov pirolize, odvisno od stopnje oksidacije, organske snovi vplivajo na sestavo dima, podobne.

Na količini kisika, ki prihaja v gorski sloj, je odvisna tudi temperatura zgorevanja. V normalnih pogojih se les v obliki voznega pasu ne more zapisati brez plamena in zato brez izolacije toplote. V tem primeru se bistveno večja količina snovi, ustvarjenih iz organske mase lesa, oksidira kot pri izgorevanju žaga. Zato je pomemben del hlapnih snovi pri sežiganju drva se ne uporablja za kajenje, dim dima pa je slabša od dima, pridobljenega med počasnim zgorevanjem žaga. Pri vožnji po pekočem drvju se količina dima poveča z mokro žagovino, vendar v tem primeru se drva porabi nerekonomsko.

Temperaturni režim naravnega zgorevanja (misli) žaganje je bistveno mehkejši v primerjavi z izgorevanjem drv. Pri sežiganju premoga, ki je ostal po ločitvi hlapnih snovi, se oblikuje majhen plamen. Nastala toplota se porabi predvsem na ogrevanju sosednjih plasti žagovine, ki so podvrženi toplotnemu razgradnji brez dostopa kisika, saj je zrak potisnjen s pari in plini gorečega sloja.

Zgorevanje poteka počasi. Pomemben del toplotnih razkrojnih produktov se ne oksidira v plamenu, zato so konvektivne hlapne snovi dane konvekcijske tokove.

Primer nepopolnega zgorevanja žagovine je lahko izgorevanje z izjemno nižjo oskrbo zraka. V tem primeru se kombinira le spodnji sloj žagovine. Vroč plini in pare izmikajo zrak in segrejejo zgornje plasti žagovine, ki vodi do suhe destilacije lesa, zaradi česar se oblikujejo premog, plini, vodne in organske spojine. Z enotnim prihodom svežega žaganja na vrhu je le spodnji sloj premoga, ki se tvori s suho destilacijo prekrivnega sloja, sveti. Hkrati se izkaže, da je dim bolj nasičen s hlapnimi organskimi spojinami.

Najboljši način za izdelavo dima, bogatega s komponentami kajenja, je tvorba v generatorjih dima, ki delujejo na žagovini s segrevanjem dimne hišice s plinom, gluhim trajektom ali električno energijo ter tornimi generatorji dima. V tem primeru se izkaže, da je dim z visoko vsebnostjo hlapnih organskih spojin, ki je posledica nizkih temperatur oblikovanja dima in manjše oksidacije primarnih izdelkov za razpadanje lesa.

Če ste našli napako, izberite fragment besedila in kliknite Ctrl + Enter..

Predavanje

Goring je v večini primerov kompleksen kemijski proces. Sestavljen je iz osnovnih kemijskih reakcij tipa oksidacije, ki vodi do prerazporeditve valenčnih elektronov med atomi interakcijskih molekul. Oksidarje so lahko najbolj različni snovi: klor, brom, žveplo, kisik, snovi, ki vsebujejo kisik, itd Vendar pa se najpogosteje obravnava s sežiganjem v zračnem atmosferi, medtem ko je oksidator kisik. Znano je, da je zrak mešanica plinov, katerih glavne sestavine so dušik (78%), kisik (21%) in argona (0,9%). Argon, ki je v zraku, je inertni plin in v procesu zgorevanja ne sprejema udeležbe. Prav tako praktično sodeluje tudi dušik v procesu gorenja organskih snovi.

Za številne izračune (določanje prostornine zraka, potrebne za izgorevanje enotne mase ali volumetrične enote snovi, iskanje prostornine produktov izgorevanja, temperature zgorevanja itd.) Potrebno je, da se enačbe pekočega reakcije snovi v zrak. Pri pripravi teh enačb so sledile: gorivo in zrak, ki sodeluje v zraku, je napisana na levi strani, po znaku enakosti, nastale reakcijske izdelke napisane. Na primer, treba je pripraviti enačbo reakcije izgorevanja metana v zraku. Prvič, levi del reakcijske enačbe se zabeleži: kemijska formula metana in kemičnih formul, ki so del zraka. Za lažje izračune je zrak sestavljen iz 21% kisika in 79% dušika, i.e., en volumen kisika v zraku predstavlja 79/21 \u003d 3,76 volumen dušika, ali kisika na molekulo predstavlja 3,76 dušikovih molekul. Tako se sestava zraka lahko predloži na naslednji način: približno 2 + S, 76 N 2. Nato bo levi del enačbe imel obrazec CH 4 + O 2 + 3.76N 2 \u003d

Kateri izdelki bodo pridobljeni? Osredotočite se treba na gorivo

snovi. Ogljik goriva vedno v polnem izgorevanju se spremeni v ogljikov dioksid

(CO 2), vodik - v vodi (H 2 O). Kot v teh stvareh ni druge snovi

elementi, nato pa v produktih izgorevanja, bo ogljikov dioksid in vodo. Zračni dušik (3,76 n 2) v

proces zgorevanja udeležbe ne sprejema, se bo v celoti preselil v produkte izgorevanja. Zato

pravi del reakcijskega enačba metana bo naslednji:

CO 2 + H 2 O + 3.76N 2

Ko je napisal levi in \u200b\u200bdesni deli, je treba najti koeficiente pred formulami. Znano je, da mora biti skupna masa snovi, vnesenih v reakcijo, enaka mase vseh snovi, ki izhajajo iz reakcije. To pomeni, da mora biti število atomov istega elementa v desnem in levem delu enačbe enako, ne glede na to, kateri sestavek, ki ga ta element vstopi. Sprva je število atomov ogljika enako, nato vodik, nato kisik. Faktor pred koeficientom (3.76), ki je na voljo na dušikovi molekuli, bo vedno enak koeficientu pred kisikom. Reakcijska enačba se bo ogledala

CH 4 + 2O 2 + 2-3,76N 2 \u003d CO 2 + 2N 2 O + 2-3.76N 2

Glede na to, da se izračun običajno izvede 1 mol ali 1 m 3 z vnetljivo snovjo, v reakcijski enačbi, koeficient pred gorljivo snov ne daje. Zato se lahko v nekaterih enačbah, zgorevalne reakcije pojavijo pred kisikom ali drugimi snovmi, delnimi koeficienti; Na primer, enačba reakcije zgorevanja acetilena v zraku

C 2 H 2 + 2.5O 2 + 2.5-3.76N 2 \u003d 2CO 2 + H 2 O + 2.5-3.76N 2

Če je sestava vnetljive snovi, poleg ogljika in vodika, vključuje dušik, nato pa ga odlikuje s sežiganjem v prosti obliki n 2, na primer, ko se pekoč piridin

C 2 H 6 N + 6,25O 2 + 6.25 - 3.76N 2 \u003d 5 \u003d 5 + 2.5N 2 O + 6.25-3.76N 2 + 0,5N 2-

Če je klor vključen v sestavo gorljive snovi, se običajno sprosti v obliki vodikovega klorida, na primer, ko se peče vinilklorid

CH A \u003d SNS1 + 2.5O 2 + 2.5-3,76N 2 \u003d 2 \u003d 2 + H 2 O + 2.5-3.76N 2 + HC1

Žveplov del gorljive snovi je označen v obliki tako 2.

Kisik, ki ga vsebuje gorljiva snov, je izolirana kot spojine z drugimi gorljivimi elementi, na primer, od 2 ali H 2 O, ni označena v prosti obliki. Z izgorevanjem snovi, bogatimi s kisikom, je praviloma potrebno manj zraka. Zgorevanje snovi se lahko pojavi tudi zaradi kisika v sestavi drugih snovi, ki jih lahko enostavno dajo. Takšne snovi so drobna kislina HNO 3, Bertolet Sol KSU 3, SELITRA KNO 3, NANO 3, NH4NO 3, kalijev permanganat kmpo 4, barijev peroksid 2, et al. Mešanice zgoraj navedenih oksidantov z vnetljivimi snovmi, ki delujejo pri visoki hitrosti, pogosto z eksplozijo. Primer takih mešanic lahko služijo črnim prahu, formulaciji signalnih razsvetljavi itd.

Za sežiganje so potrebni določeni pogoji: prisotnost goriva, oksidacijskega sredstva (kisik) in vir vžiga. Gorivo in oksidacijsko sredstvo je treba segrevati na določeno temperaturo s toplotnim virom (vir vžiga): plamen, iskra, valjano telo ali toplota, dodeljena v kateri koli kemijski reakciji ali mehanskemu delu. V procesu enakomernega zgorevanja je trajni vir vžiga goreča cona, t.j. Območje, kjer se pojavi reakcija, toplota in svetloba izstopa. Za nastanek in pretok procesa zgorevanja mora biti gorivo in oksidant v določenem količinskem razmerju.

Zgorevanje snovi je lahko popolna in nepopolna. S polnim izgorevanjem se proizvodi ne oblikujejo, ki niso sposobni nadaljnje sežiganja (CO 2, H 2 O, NS1); V primeru nepopolnih - nastali izdelki so sposobni nadaljnje sežiganja (CO, H 2 S, HCN, NH3, Aldehids itd.). Pod pogoji požara, ko se zgorevanje organskih snovi v zraku, ne zgodi najpogosteje v polnem izgorevanju. Znak nepopolnega izgorevanja je prisotnost dima, ki vsebuje nezgorele ogljikove delce.

Vendar, ne glede na to, kako je potekal proces zgorevanja, temelji na kemijski interakciji med gorljivo snovjo in oksidacijskim sredstvom.

Sodobna teorija oksidacije - okrevanje temelji na naslednjih položajih. Bistvo oksidacije je namenjeno vračanju oksidacijskega sredstva (redukcijskega sredstva) valentnega elektrona z oksidacijskim sredstvom, ki je obnovitev elektronov. Bistvo okrevanja je sestavljeno iz povezovanja regeneracijske snovi (oksidacijsko sredstvo) elektron redukcijskega sredstva, ki je, ki daje elektrono, oksidiran. Zaradi prenosa elektronov se struktura zunanjih (valentnega) elektronske stopnje atoma spremeni. Vsak hkrati je v teh razmerah najbolj trajnostno stanje.

V kemijskih procesih se lahko elektroni popolnoma premikajo iz elektronske lupine atomov ene vrste v lupino atomov druge vrste. Tako, ko se izgorevanje kovinskega natrija v kloru, natrijevi atomi daje z enim elektronom klora atomov. Hkrati je osem elektronov (stabilno strukturo) in atom, ki je izgubil en elektron, se spremeni v pozitivno napolnjen ion, izkazalo na zunanji elektronski stopnji natrijevega atoma. Na atomu klora, ki je prejel en elektron, je zunanja raven napolnjena z osmimi elektroni, vendar se atom spremeni v negativno napolnjen ion. Zaradi delovanja elektrostatičnih sil COULMB se pojavi približevanje različno napolnjenih ionov in nastane molekula natrijevega klorida (ionska povezava).

Na + + cl - à + Na + sl.

V drugih procesih se zdi, da so elektroni zunanjih lupin dveh različnih atomov vključeni v celotno uporabo, s čimer postanejo atomi v molekulah (kovalentna vez)

N. +. C1 à N: C1:

In končno, en atom lahko daje nekaj elektronov v splošni rabi.

: O: + : SA à O: SA

Toda v vseh primerih, atomi prizadevajo pridobiti trajnostne zunanje elektronske strukture.

Proces gorenja je zelo aktiven proces, ki teče z izdajo znatne količine energije (kot toplota in svetlobe). Zato je v tem procesu takšna pretvorba snovi, v katerih se pridobijo bolj stabilne snovi iz manj stabilnih snovi.