ผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาการเผาไหม้ของสารอินทรีย์ เมื่อเขียนสมการปฏิกิริยาการเผาไหม้และการสลายตัวของสารอินทรีย์ควรใช้ค่าเฉลี่ยกับ

การเผาไหม้– กระบวนการทางเคมีของการรวมเชื้อเพลิงเข้ากับตัวออกซิไดเซอร์ พร้อมด้วยการปล่อยความร้อนที่รุนแรงและอุณหภูมิของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว

การเผาไหม้จะมาพร้อมกับการก่อตัวของส่วนผสม การแพร่กระจาย การจุดระเบิด การแลกเปลี่ยนความร้อน และกระบวนการอื่น ๆ ที่เกิดขึ้นในสภาวะของการเชื่อมต่อโครงข่ายอย่างใกล้ชิด

มีการเผาไหม้ที่เป็นเนื้อเดียวกันและต่างกัน เมื่อการเผาไหม้เป็นเนื้อเดียวกัน การถ่ายเทความร้อนและมวลจะเกิดขึ้นระหว่างสารที่อยู่ในสถานะการรวมตัวเดียวกัน (โดยปกติจะเป็นก๊าซ)

การเผาไหม้ที่แตกต่างกันเป็นลักษณะของเชื้อเพลิงเหลวและของแข็ง

ความเร็ว ปฏิกิริยาเคมีขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของสารตั้งต้น อุณหภูมิ และความดัน และถูกกำหนดโดยผลคูณของความเข้มข้นของสารตั้งต้น

ที่ไหน เค 0 เป็นค่าคงที่เชิงประจักษ์

พลังงานกระตุ้น อี- นี่คือพลังงานต่ำสุด (สำหรับก๊าซผสม 85–170 MJ/kmol) ที่โมเลกุลต้องมีในขณะที่เกิดการชนกันเพื่อให้สามารถทำปฏิกิริยาทางเคมีได้ ความแตกต่างระหว่างพลังงานกระตุ้นของปฏิกิริยาไปข้างหน้าและปฏิกิริยาย้อนกลับก่อให้เกิดผลกระทบทางความร้อนของปฏิกิริยาเคมี

ปฏิกิริยามีลักษณะเป็นปฏิกิริยาคายความร้อนที่รุนแรง ส่งผลให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้น ผลกระทบของอุณหภูมิต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาจะรุนแรงกว่าผลของความเข้มข้นของสารตั้งต้นมาก ดังนั้นแม้ว่าความเข้มข้นของสารตั้งต้นจะลดลงในระหว่างการเผาไหม้ แต่อัตราของปฏิกิริยาการเผาไหม้ก็เพิ่มขึ้นและถึงระดับสูงสุดหลังจาก 80–90% ของสารที่ติดไฟได้ไหม้หมด ปฏิกิริยาการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงก๊าซเกิดขึ้นเกือบจะในทันทีซึ่งไม่เพียงอธิบายจากอิทธิพลของอุณหภูมิที่รุนแรงเท่านั้น แต่ยังรวมถึงลักษณะของสายโซ่ของการเกิดขึ้นด้วย

อัตราการเกิดปฏิกิริยายังขึ้นอยู่กับความดันด้วย
(n– ลำดับปฏิกิริยา)

กระบวนการเผาไหม้เชื้อเพลิงมีสองส่วน ได้แก่ จลนศาสตร์ ซึ่งอัตราการเผาไหม้เชื้อเพลิงถูกกำหนดโดยอัตราของปฏิกิริยาเคมี และการแพร่กระจาย ซึ่งอัตราการเผาไหม้จะถูกควบคุมโดยอัตราการก่อตัวของส่วนผสม ตัวอย่างของบริเวณการเผาไหม้จลน์คือการเผาไหม้ของส่วนผสมของก๊าซและอากาศที่เป็นเนื้อเดียวกัน เชื้อเพลิงที่เป็นก๊าซซึ่งถูกนำเข้าไปในห้องปฏิกิริยาโดยแยกจากตัวออกซิไดเซอร์ จะเผาไหม้โดยการแพร่กระจาย

ช่วงจลน์ของผลกระทบทางเคมีต่ออัตราการเผาไหม้จะรุนแรงที่สุดที่ความเข้มข้น อุณหภูมิ และความดันในส่วนผสมต่ำ ภายใต้สภาวะเหล่านี้ ปฏิกิริยาเคมีสามารถช้าลงมากจนตัวมันเองเริ่มยับยั้งการเผาไหม้ พื้นที่การแพร่กระจายที่มีอิทธิพลต่ออัตราการเผาไหม้เชื้อเพลิงจะปรากฏที่ความเข้มข้นและอุณหภูมิสูง ปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว และความล่าช้าในการเผาไหม้อาจเกิดจากอัตราการก่อตัวของส่วนผสมที่สูงไม่เพียงพอ

กระบวนการสร้างส่วนผสมนั้นแทบไม่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ

การเผาไหม้จลน์ของส่วนผสมที่ติดไฟได้เสร็จแล้วภายใต้การเคลื่อนที่แบบปั่นป่วนนั้นไม่เสถียรมาก ดังนั้นในอุปกรณ์การเผาไหม้ทางอุตสาหกรรมที่มีประสิทธิภาพสูงภายใต้สภาวะปั่นป่วนของการไหลของก๊าซและอากาศ การเผาไหม้ส่วนใหญ่จะแพร่กระจาย

กระบวนการเผาไหม้ของสารผสมที่ติดไฟได้สามารถเริ่มต้นได้ด้วยการจุดไฟด้วยตนเองหรือการบังคับจุดไฟ (ประกายไฟไฟฟ้า คบเพลิง ฯลฯ) อุณหภูมิที่ลุกติดไฟได้เองถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างการเผาไหม้และปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อมภายนอก ปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างการเผาไหม้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและการเปลี่ยนแปลงแบบทวีคูณ 1 (รูปที่ 1.1)

โดยที่ α คือสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน ก- พื้นที่ผิว; ต c คืออุณหภูมิของผนังระบายความร้อน

ด้วยการขจัดความร้อนเพียงเล็กน้อย (โดยตรง 2""" ) ปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมา ถามใน > ถามดังนั้นปฏิกิริยาจะมาพร้อมกับการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิของระบบซึ่งนำไปสู่การลุกติดไฟได้เอง

พร้อมการระบายความร้อนที่มากขึ้น (โดยตรง 2"" ) ที่จุด B ถามใน = ถามจาก. อุณหภูมิ ตณ จุดนี้เรียกว่าอุณหภูมิการจุดติดไฟของส่วนผสมที่ติดไฟได้ ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขในการกำจัดความร้อนและไม่ใช่ค่าคงที่เคมีกายภาพที่แสดงลักษณะของส่วนผสมที่ติดไฟได้ พร้อมเพิ่มการระบายความร้อน (โดยตรง 2" ) ไม่สามารถลุกติดไฟได้เอง จุด A สอดคล้องกับการเกิดออกซิเดชันที่เสถียรในบริเวณที่มีอุณหภูมิต่ำ และจุด B สอดคล้องกับความสมดุลที่ไม่เสถียรในบริเวณที่มีอุณหภูมิสูง

อุณหภูมิจุดติดไฟสามารถดูได้จากสภาวะต่างๆ

ถามใน = ถามจากและ ดีคิววี / ดีที=ดีคิวจาก / ดีที,

กำหนดโดยจุด B (ดูรูปที่ 1.1)

โดยคำนึงถึงสมการบัญชี (1.8) และ (1.9) ที่เรามี
- เราแก้สมการนี้แล้ว

.

จุดวาบไฟ ตสำหรับก๊าซบางชนิดแสดงอยู่ในตาราง 1.4.

ความเข้มข้นต่ำสุดและสูงสุดของส่วนประกอบที่ติดไฟได้ซึ่งอยู่ต่ำกว่าและสูงกว่าซึ่งไม่เกิดการลุกติดไฟของสารผสม เรียกว่าขีดจำกัดความเข้มข้นของการติดไฟ (ตารางที่ 1.4) ขึ้นอยู่กับปริมาณและองค์ประกอบของส่วนประกอบที่ไม่ติดไฟของเชื้อเพลิงก๊าซ ซึ่งจะเพิ่มขีดจำกัดการจุดระเบิดบนและล่าง

ผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ เป็นสารที่เป็นก๊าซ ของเหลว และของแข็งที่เกิดขึ้นจากการรวมกันของสารไวไฟกับออกซิเจนระหว่างการเผาไหม้ องค์ประกอบขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของสารที่เผาไหม้และสภาวะการเผาไหม้ ในสภาวะที่เกิดเพลิงไหม้ สารอินทรีย์มักลุกไหม้ (ไม้ สิ่งทอ น้ำมันเบนซิน น้ำมันก๊าด ยาง ฯลฯ) ซึ่งประกอบด้วยคาร์บอน ไฮโดรเจน ออกซิเจน และไนโตรเจนเป็นส่วนใหญ่ เมื่อเผาไหม้ในอากาศในปริมาณที่เพียงพอและที่อุณหภูมิสูงจะเกิดผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ที่สมบูรณ์: CO 2, H 2 O, N 2 เมื่อเผาไหม้ในปริมาณอากาศไม่เพียงพอหรือที่อุณหภูมิต่ำนอกเหนือจากผลิตภัณฑ์ที่เผาไหม้สมบูรณ์แล้วยังมีการสร้างผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์: CO, C (เขม่า)

เรียกว่าผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ เปียก หากคำนึงถึงปริมาณไอน้ำเมื่อคำนวณองค์ประกอบและ แห้ง หากไม่รวมปริมาณไอน้ำในสูตรการคำนวณ

โดยทั่วไปแล้วสารอนินทรีย์จะไหม้ในระหว่างเกิดเพลิงไหม้ เช่น ซัลเฟอร์ ฟอสฟอรัส โซเดียม โพแทสเซียม แคลเซียม อลูมิเนียม ไทเทเนียม แมกนีเซียม เป็นต้น ผลิตภัณฑ์ที่เผาไหม้ในกรณีส่วนใหญ่เป็นสารที่เป็นของแข็ง เช่น P 2 O 5, Na 2 O 2, CaO , MgO พวกมันก่อตัวขึ้นในสภาพกระจัดกระจาย ดังนั้นพวกมันจึงลอยขึ้นไปในอากาศในรูปของควันหนาทึบ ผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ของอลูมิเนียม ไทเทเนียม และโลหะอื่นๆ จะอยู่ในสถานะหลอมเหลวในระหว่างกระบวนการเผาไหม้

ควันเป็นระบบกระจายตัวที่ประกอบด้วยอนุภาคของแข็งขนาดเล็กที่แขวนลอยอยู่ในส่วนผสมของผลิตภัณฑ์ที่เผาไหม้กับอากาศ เส้นผ่านศูนย์กลางของอนุภาคควันอยู่ระหว่าง 1 ถึง 0.01 ไมครอน ปริมาณควันที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้ต่อหน่วยมวล (กก.)

หรือปริมาตร (m3) ของสารไวไฟในปริมาตรอากาศที่ต้องการตามทฤษฎี (L=1) แสดงไว้ในตาราง 1.2.

ตารางที่ 1.2

ปริมาณควันเมื่อเผาสารไวไฟ

ชื่อ สารไวไฟ	ปริมาณควัน m3 /กก	ชื่อ ก๊าซไวไฟ	ปริมาณควัน, ลบ.ม./ลบ.ม
		อะเซทิลีน
ไม้ (สน) ( ว = 20 %)
		ก๊าซธรรมชาติ

ในองค์ประกอบของควันที่เกิดจากไฟระหว่างการเผาไหม้ อินทรียฺวัตถุนอกเหนือจากผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ที่สมบูรณ์และไม่สมบูรณ์แล้ว ยังมีผลิตภัณฑ์จากการสลายตัวด้วยความร้อนออกซิเดชันของสารไวไฟ เกิดขึ้นเมื่อให้ความร้อนกับสารไวไฟที่ยังไม่เผาไหม้และอยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีอากาศหรือควันที่มีออกซิเจน ซึ่งมักเกิดขึ้นที่หน้าเปลวไฟหรือในส่วนบนของห้องซึ่งมีผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ที่ให้ความร้อนอยู่

องค์ประกอบของผลิตภัณฑ์จากการสลายตัวด้วยความร้อนออกซิเดชันขึ้นอยู่กับลักษณะของสารไวไฟ อุณหภูมิ และสภาวะของการสัมผัสกับสารออกซิไดซ์ ดังนั้นการศึกษาแสดงให้เห็นว่าในระหว่างการสลายตัวด้วยความร้อนออกซิเดชั่นของสารไวไฟซึ่งโมเลกุลที่มีกลุ่มไฮดรอกซิลน้ำจะถูกสร้างขึ้นเสมอ หากสารไวไฟประกอบด้วยคาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจน ผลิตภัณฑ์จากการสลายตัวด้วยความร้อนออกซิเดชันส่วนใหญ่มักเป็นไฮโดรคาร์บอน แอลกอฮอล์ อัลดีไฮด์ คีโตน และกรดอินทรีย์ หากองค์ประกอบของสารไวไฟนอกเหนือจากองค์ประกอบที่ระบุไว้ประกอบด้วยคลอรีนหรือไนโตรเจน ควันก็ประกอบด้วยไฮโดรเจนคลอไรด์และไซยาไนด์ ไนโตรเจนออกไซด์ และสารประกอบอื่น ๆ ดังนั้นควันเมื่อเผาไนลอนจึงมีไฮโดรเจนไซยาไนด์เมื่อเผาเสื่อน้ำมัน Relin - ไฮโดรเจนซัลไฟด์, ซัลเฟอร์ไดออกไซด์, เมื่อเผาแก้วอินทรีย์ - ไนโตรเจนออกไซด์ ผลิตภัณฑ์ของการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์และการสลายตัวด้วยความร้อนออกซิเดชันในกรณีส่วนใหญ่เป็นสารพิษ ดังนั้น การดับไฟในสถานที่จะดำเนินการเฉพาะในหน้ากากป้องกันแก๊สพิษออกซิเจนเท่านั้น

ประเภทของสูตรคำนวณปริมาตรของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ที่สมบูรณ์ทางทฤษฎี ปริมาณที่ต้องการอากาศขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของสารที่ติดไฟได้

สารไวไฟคือสารประกอบทางเคมีแต่ละชนิดในกรณีนี้การคำนวณจะดำเนินการตามสมการปฏิกิริยาการเผาไหม้ ปริมาตรของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้แบบเปียกต่อหน่วยมวล (กก.) ของสารที่ติดไฟได้ภายใต้สภาวะปกติคำนวณโดยใช้สูตร

ปริมาตรของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้แบบเปียกอยู่ที่ไหน m 3 /กก. , , , คือจำนวนกิโลโมลของคาร์บอนไดออกไซด์ ไอน้ำ ไนโตรเจน และสารที่ติดไฟได้ในสมการปฏิกิริยาการเผาไหม้ ม– มวลของสารไวไฟ มีค่าเท่ากัน น้ำหนักโมเลกุล, กิโลกรัม.

ตัวอย่างที่ 1.2 กำหนดปริมาตรของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้แบบแห้งของอะซิโตน 1 กิโลกรัมภายใต้สภาวะปกติ เราเขียนสมการสำหรับปฏิกิริยาการเผาไหม้ของอะซิโตนในอากาศ

การกำหนดปริมาตรของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้แบบแห้งของอะซิโตน

ปริมาตรของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้แบบเปียก 1 m 3 ของสารติดไฟ (ก๊าซ) สามารถคำนวณได้โดยใช้สูตร

, (1.10)

โดยที่ปริมาตรของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้แบบเปียกคือ 1 m 3 ของก๊าซที่ติดไฟได้, m 3 / m 3; , , , — จำนวนโมลของคาร์บอนไดออกไซด์, ไอน้ำ, ไนโตรเจน และสารที่ติดไฟได้ (ก๊าซ)

สารไวไฟคือส่วนผสมที่ซับซ้อนของสารประกอบเคมีหากทราบองค์ประกอบองค์ประกอบของสารที่ติดไฟได้เชิงซ้อนสามารถกำหนดองค์ประกอบและปริมาณของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ของสาร 1 กิโลกรัมได้จากสมการของปฏิกิริยาการเผาไหม้ของแต่ละองค์ประกอบ ในการทำเช่นนี้จะมีการสร้างสมการสำหรับปฏิกิริยาการเผาไหม้ของคาร์บอนไฮโดรเจนซัลเฟอร์และปริมาตรของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ต่อสารที่ติดไฟได้ 1 กิโลกรัม สมการปฏิกิริยาการเผาไหม้มีรูปแบบ

C + O 2 + 3.76N 2 = CO 2 + 3.76N 2

เมื่อเผาคาร์บอน 1 กิโลกรัม จะได้ 22.4/12 = 1.86 m 3 CO 2 และ 22.4 × 3.76/12 = 7.0 m 3 N 2

ปริมาตร (เป็น m3) ของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ของกำมะถันและไฮโดรเจน 1 กิโลกรัมถูกกำหนดในลักษณะเดียวกัน ข้อมูลที่ได้รับแสดงไว้ด้านล่าง:

คาร์บอน………..
ไฮโดรเจน………..
เซระ……

เมื่อคาร์บอน ไฮโดรเจน และซัลเฟอร์เผาไหม้ ออกซิเจนจะมาจากอากาศ อย่างไรก็ตามสารที่ติดไฟได้อาจมีออกซิเจนซึ่งมีส่วนในการเผาไหม้ด้วย ในกรณีนี้ การเผาไหม้ของสารจะใช้อากาศน้อยลงตามลำดับ

สารที่ติดไฟได้อาจมีไนโตรเจนและความชื้นซึ่งในระหว่างกระบวนการเผาไหม้จะกลายเป็นผลิตภัณฑ์ที่เผาไหม้ จำเป็นต้องทราบปริมาตรของไนโตรเจนและไอน้ำ 1 กิโลกรัมภายใต้สภาวะปกติ

ปริมาตรไนโตรเจน 1 กิโลกรัมคือ 0.8 ลบ.ม. และปริมาตรไอน้ำคือ 1.24 ลบ.ม. ในอากาศที่อุณหภูมิ 0 0 C และความดัน 101,325 Pa ต่อออกซิเจน 1 กิโลกรัม จะมีไนโตรเจน 3.76 × 22.4/32 = 2.63 ลบ.ม.

จากข้อมูลที่ให้มาจะกำหนดองค์ประกอบและปริมาตรของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ของสารที่ติดไฟได้ 1 กิโลกรัม

ตัวอย่างที่ 1.3 กำหนดปริมาตรและองค์ประกอบของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้แบบเปียกของถ่านหิน 1 กิโลกรัมประกอบด้วย 75.8% C, 3.8% H, 2.8% O, 1.1%เอ็น, 2,5 % ส, ว = 3,8 %, ก=11,0 %.

ปริมาณของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้จะเป็นดังนี้ m 3 (ตารางที่ 1.3)

ปริมาณผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ถ่านหิน

องค์ประกอบของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้
คาร์บอน	1,86 × 0,758 = 1,4

ไฮโดรเจน		11,2 × 0,038 = 0,425
กำมะถัน
ไนโตรเจนในสารที่ติดไฟได้
ความชื้นในสารไวไฟ		1,24 × 0,03 = 0,037
ผลรวม

ความต่อเนื่องของตาราง 1.3

องค์ประกอบของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้	เอ็น 2
คาร์บอน	7 × 0,758 = 5,306
ไฮโดรเจน	21 × 0,038 = 0,798
กำมะถัน	2,63 × 0,025 = 0,658	0,7 × 0,025 = 0,017
ไนโตรเจนในสารที่ติดไฟได้	0,8 × 0,011 = 0,0088
ความชื้นในสารไวไฟ
ผลรวม	6,7708 - 0,0736 = 6,6972

จากปริมาตรรวมของไนโตรเจน ปริมาตรของไนโตรเจนที่เป็นของออกซิเจนในองค์ประกอบของถ่านหินจะถูกลบออก 0.028× 2.63 = 0.0736 ลบ.ม. สรุปตาราง 1.3 ระบุองค์ประกอบของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ถ่านหิน ปริมาตรของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้แบบเปียกต่อถ่านหิน 1 กิโลกรัมมีค่าเท่ากับ

=1.4 + 0.462 + 6.6972 + 0.017 = 8.576 ลบ.ม. /กก.

สารไวไฟคือส่วนผสมของก๊าซปริมาณและองค์ประกอบของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้สำหรับส่วนผสมของก๊าซถูกกำหนดโดยสมการของปฏิกิริยาการเผาไหม้ของส่วนประกอบที่ประกอบเป็นส่วนผสม ตัวอย่างเช่น การเผาไหม้มีเทนเกิดขึ้นตามสมการต่อไปนี้:

CH 4 + 2O 2 + 2 × 3.76N 2 = CO 2 + 2H 2 O + 7.52N 2.

ตามสมการนี้ การเผาไหม้ของมีเทน 1 m 3 ทำให้เกิดคาร์บอนไดออกไซด์ 1 m 3 ไอน้ำ 2 m 3 และไนโตรเจน 7.52 m 3 ปริมาตร (เป็น m3) ของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ 1 m3 ของก๊าซต่าง ๆ ถูกกำหนดในทำนองเดียวกัน:

ไฮโดรเจน……………….
คาร์บอนมอนอกไซด์……….
ไฮโดรเจนซัลไฟด์………….
มีเทน………
อะเซทิลีน………………
เอทิลีน…………………

จากตัวเลขที่กำหนดองค์ประกอบและปริมาณของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ของส่วนผสมของก๊าซจะถูกกำหนด

การวิเคราะห์ผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ที่นำมาจากไฟในห้องต่างๆ แสดงให้เห็นว่าผลิตภัณฑ์เหล่านี้มีออกซิเจนจำนวนมากอยู่เสมอ หากเกิดเพลิงไหม้ในห้องที่มีหน้าต่างและประตูปิด ไฟที่มีเชื้อเพลิงสามารถดำเนินต่อไปได้จนกว่าปริมาณออกซิเจนในส่วนผสมของอากาศกับผลิตภัณฑ์ที่เผาไหม้ในห้องจะลดลงเหลือ 14 - 16% (ปริมาตร) ดังนั้น ในระหว่างที่เกิดเพลิงไหม้ในพื้นที่ปิด ปริมาณออกซิเจนในผลิตภัณฑ์ที่เผาไหม้อาจอยู่ในช่วงตั้งแต่ 21 ถึง 14% (โดยปริมาตร) องค์ประกอบของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ระหว่างเกิดเพลิงไหม้ในห้องที่มีช่องเปิด (ชั้นใต้ดิน, ห้องใต้หลังคา) แสดงให้เห็นว่าปริมาณออกซิเจนในนั้นสามารถต่ำกว่า 14% (โดยปริมาตร):

ในห้องใต้ดิน………
ในห้องใต้หลังคา…….

ตัวอย่างที่ 1.4 กำหนดค่าสัมประสิทธิ์ของอากาศส่วนเกินระหว่างเกิดเพลิงไหม้ในห้อง หากควันที่นำมาวิเคราะห์มีความเข้มข้น 19% (ปริมาตร) O 2 เราค้นหาค่าสัมประสิทธิ์อากาศส่วนเกินโดยใช้สูตร (1.8)

.

หลังจากศึกษาปัญหาของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้แล้ว ให้แก้ไขปัญหาของคุณเอง

ปัญหา 1.3.กำหนดปริมาตรของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้แบบเปียก 1 m 3 ของก๊าซเตาหลอมประกอบด้วย 10.5% CO 2, 28% CO, 0.3% CH 4, 2.7% H 2 และ 58.5% N 2

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

คำตอบ: วี เอ็น ซี= 1.604 ลบ.ม./ลบ.ม.

ข้อมูลทั่วไปเกี่ยวกับการเผาไหม้

สาระสำคัญของกระบวนการเผาไหม้

ปรากฏการณ์ทางเคมีประการแรกๆ ที่มนุษยชาติคุ้นเคยเมื่อรุ่งเช้าของการดำรงอยู่คือการเผาไหม้ ในตอนแรกมันถูกใช้สำหรับการปรุงอาหารและการทำความร้อน และหลังจากผ่านไปหลายพันปีเท่านั้น ผู้คนจึงเรียนรู้ที่จะใช้มันเพื่อแปลงพลังงานของปฏิกิริยาเคมีให้เป็นพลังงานกล ไฟฟ้า และพลังงานประเภทอื่น ๆ

การเผาไหม้เป็นปฏิกิริยาออกซิเดชันทางเคมีพร้อมกับการปล่อยความร้อนและแสงจำนวนมาก ในเตาเผา เครื่องยนต์สันดาปภายใน และระหว่างเกิดเพลิงไหม้ จะสังเกตกระบวนการเผาไหม้อยู่เสมอ โดยมีสารไวไฟและออกซิเจนในอากาศบางชนิดเข้าร่วม ปฏิกิริยาสารประกอบเกิดขึ้นระหว่างพวกมัน ซึ่งเป็นผลมาจากการที่ความร้อนถูกปล่อยออกมาและผลิตภัณฑ์ที่ทำปฏิกิริยาได้รับความร้อนจนเรืองแสง นี่คือวิธีที่ผลิตภัณฑ์น้ำมัน ไม้ พีท และสารอื่นๆ เผาไหม้

อย่างไรก็ตาม กระบวนการเผาไหม้สามารถเกิดขึ้นได้ไม่เพียงแต่ปฏิกิริยาของการรวมสารที่ติดไฟได้เข้ากับออกซิเจนในบรรยากาศเท่านั้น แต่ยังรวมถึงปฏิกิริยาทางเคมีอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการปล่อยความร้อนที่สำคัญด้วย ไฮโดรเจน ฟอสฟอรัส อะเซทิลีน และสารอื่นๆ ที่ถูกเผาไหม้ เช่น ในคลอรีน ทองแดง - ในไอกำมะถัน, แมกนีเซียม - ในคาร์บอนไดออกไซด์ อะเซทิลีนที่ถูกบีบอัด ไนโตรเจนคลอไรด์ และสารอื่นๆ อีกจำนวนหนึ่งสามารถระเบิดได้ ในระหว่างการระเบิด สารจะสลายตัวเมื่อได้รับความร้อนและเกิดเปลวไฟ ดังนั้นกระบวนการเผาไหม้จึงเป็นผลมาจากปฏิกิริยาการรวมตัวและการสลายตัวของสาร

สภาวะที่เอื้อต่อการเผาไหม้

เพื่อให้เกิดการเผาไหม้จึงจำเป็น เงื่อนไขบางประการ: การมีอยู่ของตัวกลางไวไฟ (สารที่ติดไฟได้ + ตัวออกซิไดเซอร์) และแหล่งกำเนิดประกายไฟ อากาศและสารที่ติดไฟได้ก่อให้เกิดระบบที่สามารถเผาไหม้ได้และ สภาพอุณหภูมิกำหนดความเป็นไปได้ของการจุดระเบิดและการเผาไหม้ของระบบนี้

ดังที่ทราบกันดีว่าองค์ประกอบหลักที่ติดไฟได้ในธรรมชาติคือคาร์บอนและไฮโดรเจน พวกมันเป็นส่วนหนึ่งของสารที่เป็นของแข็ง ของเหลว และก๊าซเกือบทั้งหมด เช่น ไม้ ถ่านหินฟอสซิล พีท ฝ้าย ผ้า กระดาษ ฯลฯ

การจุดระเบิดและการเผาไหม้ของสารไวไฟส่วนใหญ่เกิดขึ้นในสถานะก๊าซหรือไอ การก่อตัวของไอระเหยและก๊าซในสารไวไฟที่เป็นของแข็งและของเหลวเกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากการให้ความร้อน สารไวไฟที่เป็นของแข็ง เช่น ซัลเฟอร์ สเตียริน ฟอสฟอรัส และพลาสติกบางชนิดจะละลายและระเหยเมื่อถูกความร้อน ไม้ พีท และถ่านหินจะสลายตัวเมื่อถูกความร้อนจนกลายเป็นไอ ก๊าซ และกากที่เป็นของแข็ง ซึ่งได้แก่ ถ่านหิน

ลองดูกระบวนการนี้โดยละเอียดโดยใช้ไม้เป็นตัวอย่าง เมื่อถูกความร้อนถึง 110°C ไม้จะแห้งและเรซินจะระเหยเล็กน้อย การสลายตัวแบบอ่อนเริ่มต้นที่ 130°C ไม้เน่าเปื่อยที่เห็นได้ชัดเจนมากขึ้น (การเปลี่ยนสี) เกิดขึ้นที่อุณหภูมิ 150°C ขึ้นไป ผลิตภัณฑ์จากการสลายตัวที่เกิดขึ้นที่อุณหภูมิ 150-200°C ส่วนใหญ่เป็นน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ จึงไม่สามารถเผาไหม้ได้

ที่อุณหภูมิสูงกว่า 200°C ส่วนประกอบหลักของไม้และไฟเบอร์จะเริ่มสลายตัว ก๊าซที่เกิดขึ้นที่อุณหภูมิเหล่านี้ติดไฟได้เนื่องจากมีคาร์บอนมอนอกไซด์ ไฮโดรเจน ไฮโดรคาร์บอน และไอระเหยของสารอินทรีย์อื่นๆ ในปริมาณมาก เมื่อความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์เหล่านี้ในอากาศเพียงพอ ผลิตภัณฑ์เหล่านี้จะติดไฟภายใต้เงื่อนไขบางประการ

ของเหลวไวไฟทุกชนิดสามารถระเหยได้และการเผาไหม้เกิดขึ้นในช่วงก๊าซ ดังนั้นเมื่อพูดถึงการเผาไหม้หรือการจุดไฟของของเหลวก็หมายถึงการเผาไหม้หรือการจุดไฟของไอระเหย

การเผาไหม้ของสารทั้งหมดเริ่มต้นด้วยการจุดระเบิด สำหรับสารไวไฟส่วนใหญ่ ช่วงเวลาของการจุดระเบิดจะมีลักษณะเป็นเปลวไฟ และสำหรับสารที่ไม่เผาไหม้ด้วยเปลวไฟ จะมีลักษณะเป็นแสง (การโจมตี)

องค์ประกอบเริ่มต้นของการเผาไหม้ซึ่งเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของแหล่งกำเนิดที่มีอุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิที่ติดไฟได้เองของสารเรียกว่าการจุดระเบิด

สารบางชนิดสามารถปล่อยความร้อนและความร้อนได้เองโดยไม่ต้องได้รับอิทธิพลจากแหล่งความร้อนภายนอก กระบวนการทำความร้อนในตัวเองซึ่งสิ้นสุดด้วยการเผาไหม้มักเรียกว่าการเผาไหม้ที่เกิดขึ้นเอง

การเผาไหม้ที่เกิดขึ้นเองคือความสามารถของสารที่จะจุดติดไฟได้ไม่เพียงแต่เมื่อถูกความร้อนเท่านั้น แต่ยังรวมถึงเมื่อ อุณหภูมิห้องภายใต้อิทธิพลของกระบวนการทางเคมี จุลชีววิทยา และเคมีกายภาพ

อุณหภูมิที่ต้องให้ความร้อนแก่สารไวไฟเพื่อที่จะจุดติดไฟได้โดยไม่ต้องนำแหล่งกำเนิดประกายไฟมาใกล้สารนั้น เรียกว่า อุณหภูมิที่จุดติดไฟได้เอง

กระบวนการลุกติดไฟได้เองของสารเกิดขึ้นดังนี้ เมื่อให้ความร้อนแก่สารไวไฟ เช่น ส่วนผสมของไอน้ำมันเบนซินและอากาศ อาจถึงอุณหภูมิที่ปฏิกิริยาออกซิเดชันช้าๆ เริ่มเกิดขึ้นในส่วนผสม ปฏิกิริยาออกซิเดชั่นจะมาพร้อมกับการปล่อยความร้อน และส่วนผสมเริ่มร้อนขึ้นเหนืออุณหภูมิที่ถูกให้ความร้อน

อย่างไรก็ตาม พร้อมกับการปล่อยความร้อนและอุณหภูมิของส่วนผสมที่เพิ่มขึ้น การถ่ายเทความร้อนก็เกิดขึ้นจากส่วนผสมที่ทำปฏิกิริยาเข้าไปด้วย สิ่งแวดล้อม- ที่อัตราการออกซิเดชันต่ำ ปริมาณของการถ่ายเทความร้อนจะเกินความร้อนที่ปล่อยออกมาเสมอ ดังนั้นอุณหภูมิของส่วนผสมจึงเริ่มลดลงหลังจากเพิ่มขึ้นบ้างและไม่เกิดการลุกติดไฟในตัวเอง หากส่วนผสมได้รับความร้อนจากภายนอกจนถึงอุณหภูมิที่สูงขึ้น อัตราการเกิดปฏิกิริยาที่เพิ่มขึ้น ปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาต่อหน่วยเวลาก็จะเพิ่มขึ้น

เมื่อถึงอุณหภูมิที่กำหนด การปล่อยความร้อนจะเริ่มเกินการถ่ายเทความร้อน และปฏิกิริยาจะได้สภาวะสำหรับการเร่งความเร็วที่รุนแรง ในขณะนี้เกิดการเผาไหม้ของสารที่เกิดขึ้นเอง อุณหภูมิที่ติดไฟได้เองของสารไวไฟจะแตกต่างกัน

กระบวนการลุกติดไฟได้เองที่กล่าวถึงข้างต้นคือ ปรากฏการณ์ลักษณะเฉพาะมีอยู่ในสารไวไฟทุกชนิดไม่ว่าจะอยู่ในสถานะการรวมกลุ่มใดก็ตาม อย่างไรก็ตาม ในด้านเทคโนโลยีและชีวิตประจำวัน การเผาไหม้ของสารเกิดขึ้นเนื่องจากการสัมผัสกับเปลวไฟ ประกายไฟ หรือวัตถุที่เรืองแสง

อุณหภูมิของแหล่งกำเนิดประกายไฟเหล่านี้จะสูงกว่าอุณหภูมิที่จุดติดไฟได้เองของสารที่ติดไฟได้เสมอ ดังนั้นการเผาไหม้จึงเกิดขึ้นเร็วมาก สารที่สามารถเผาไหม้ได้เองแบ่งออกเป็นสามกลุ่ม ประเภทแรกประกอบด้วยสารที่สามารถติดไฟได้เองเมื่อสัมผัสกับอากาศ ส่วนประเภทที่สองคือวัตถุที่มีความร้อนน้อย กลุ่มที่สามประกอบด้วยสารที่ติดไฟได้เองเมื่อสัมผัสกับน้ำ

ตัวอย่างเช่น ผลิตภัณฑ์จากพืช ถ่าน เหล็กซัลเฟต ถ่านหินสีน้ำตาล ไขมันและน้ำมัน อาจมีแนวโน้มที่จะเกิดการเผาไหม้ได้เอง สารเคมีและส่วนผสม

ในบรรดาผลิตภัณฑ์จากพืช หญ้าแห้ง ฟาง โคลเวอร์ ใบไม้ มอลต์ และฮอปส์ มีแนวโน้มที่จะเกิดการเผาไหม้ตามธรรมชาติ โดยเฉพาะอย่างยิ่งความไวต่อการเผาไหม้ที่เกิดขึ้นเองคือผลิตภัณฑ์จากพืชที่ยังไม่แห้ง ซึ่งกิจกรรมที่สำคัญของเซลล์พืชยังคงดำเนินต่อไป

ตามทฤษฎีของแบคทีเรีย การมีอยู่ของความชื้นและอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากกิจกรรมที่สำคัญของเซลล์พืชมีส่วนทำให้เกิดการแพร่กระจายของจุลินทรีย์ที่มีอยู่ในผลิตภัณฑ์จากพืช เนื่องจากการนำความร้อนของผลิตภัณฑ์จากพืชไม่ดี ความร้อนที่ปล่อยออกมาจึงค่อย ๆ สะสมและอุณหภูมิก็สูงขึ้น

ที่อุณหภูมิสูง จุลินทรีย์จะตายและกลายเป็นคาร์บอนที่มีรูพรุน ซึ่งมีคุณสมบัติให้ความร้อนเพิ่มขึ้นเนื่องจากการเกิดออกซิเดชันที่รุนแรง ดังนั้นจึงเป็นแหล่งสร้างความร้อนลำดับต่อไปรองจากจุลินทรีย์ อุณหภูมิในผลิตภัณฑ์จากพืชสูงถึง 300°C และพวกมันจะติดไฟได้เอง

ถ่าน ถ่านหินสีน้ำตาลและถ่านหินแข็ง พีทยังติดไฟได้เองตามธรรมชาติเนื่องจากการออกซิเดชันที่รุนแรงโดยออกซิเจนในบรรยากาศ

ไขมันพืชและสัตว์หากนำไปใช้กับวัสดุบดหรือเส้นใย (ผ้าขี้ริ้ว, เชือก, พ่วง, เครื่องปู, ขนสัตว์, ขี้เลื่อย, เขม่า ฯลฯ ) มีความสามารถในการจุดไฟได้เอง

เมื่อวัสดุที่ถูกบดหรือเป็นเส้นใยเปียกด้วยน้ำมัน น้ำมันจะกระจายไปทั่วพื้นผิว และเมื่อสัมผัสกับอากาศ ก็จะเริ่มออกซิไดซ์ ในขณะเดียวกันกับการเกิดออกซิเดชัน กระบวนการโพลิเมอไรเซชัน (การรวมโมเลกุลหลาย ๆ เข้าด้วยกันเป็นหนึ่งเดียว) เกิดขึ้นในน้ำมัน ทั้งกระบวนการที่หนึ่งและที่สองจะมาพร้อมกับการระบายความร้อนอย่างมีนัยสำคัญ หากความร้อนที่เกิดขึ้นไม่กระจายออกไป อุณหภูมิในวัสดุที่ทาน้ำมันจะสูงขึ้นและอาจถึงอุณหภูมิที่จุดติดไฟได้เอง

สารเคมีบางชนิดสามารถติดไฟได้เองเมื่อสัมผัสกับอากาศ เหล่านี้รวมถึงฟอสฟอรัส (สีขาว, สีเหลือง), ไฮโดรเจนฟอสไฟด์, ฝุ่นสังกะสี, ผงอลูมิเนียม, โลหะ: รูบิเดียม, ซีเซียม ฯลฯ สารทั้งหมดเหล่านี้สามารถออกซิไดซ์ในอากาศได้โดยการปล่อยความร้อนเนื่องจากปฏิกิริยาถูกเร่งสู่ตัวเอง -การจุดระเบิด

โพแทสเซียม, โซเดียม, รูบิเดียม, ซีเซียม, แคลเซียมคาร์ไบด์, คาร์ไบด์ของโลหะอัลคาไลและอัลคาไลน์เอิร์ทรวมกันอย่างแรงกับน้ำและเมื่อมีปฏิสัมพันธ์จะปล่อยก๊าซไวไฟซึ่งเมื่อได้รับความร้อนเนื่องจากความร้อนของปฏิกิริยาจะติดไฟได้เอง

เมื่อสารออกซิไดซ์เช่นออกซิเจนอัด, คลอรีน, โบรมีน, ฟลูออรีน, กรดไนตริก, โซเดียมและแบเรียมเปอร์ออกไซด์, โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต, ไนเตรต ฯลฯ ผสมกับสารอินทรีย์ กระบวนการของการเผาไหม้ที่เกิดขึ้นเองของสารผสมเหล่านี้จะเกิดขึ้น

อันตรายจากไฟไหม้ของสารและวัสดุถูกกำหนดไม่เพียงแต่จากความสามารถในการติดไฟเท่านั้น แต่ยังรวมถึงปัจจัยอื่นๆ มากมายด้วย: ความเข้มข้นของกระบวนการเผาไหม้และปรากฏการณ์ที่มาพร้อมกับการเผาไหม้ (การก่อตัวของควัน ไอพิษ ฯลฯ) ความเป็นไปได้ที่จะหยุดกระบวนการนี้ ตัวบ่งชี้ทั่วไปของอันตรายจากไฟไหม้คือการติดไฟ

ตามตัวบ่งชี้นี้สารและวัสดุทั้งหมดจะถูกแบ่งออกเป็นสามกลุ่มตามอัตภาพ: ไม่ติดไฟ, เผาไหม้ช้า, ไวไฟ

สารและวัสดุที่ไม่สามารถเผาไหม้ในอากาศได้ (ออกซิเจนประมาณ 21%) ถือว่าไม่ติดไฟ ได้แก่ เหล็ก อิฐ หินแกรนิต ฯลฯ อย่างไรก็ตาม อาจเป็นความผิดพลาดในการจำแนกประเภทวัสดุที่ไม่ติดไฟว่าปลอดภัยจากไฟ สารออกซิไดซ์ที่แรง (ไนโตรเจนและ กรดซัลฟูริก, โบรมีน, ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์, เปอร์แมงกาเนต ฯลฯ ); สารที่ปล่อยก๊าซไวไฟเมื่อถูกความร้อนเมื่อทำปฏิกิริยากับน้ำ สารที่ทำปฏิกิริยากับน้ำจะปล่อยความร้อนปริมาณมาก เช่น ปูนขาว

สารและวัสดุที่มีความไวไฟต่ำสามารถเผาไหม้ในอากาศจากแหล่งกำเนิดประกายไฟ แต่ไม่สามารถเผาไหม้ได้อย่างอิสระหลังจากนำออกแล้ว

สารที่ติดไฟได้คือสารและวัสดุที่สามารถลุกไหม้ได้เอง โดยจุดติดไฟจากแหล่งกำเนิดประกายไฟและลุกไหม้หลังจากการดึงออก

ไม้ที่ถูกเผาไหม้คือการเกิดออกซิเดชัน ส่วนประกอบให้เป็นคาร์บอนไดออกไซด์ CO 2 และน้ำ H 2 O

จำเป็นต้องดำเนินการตามกระบวนการนี้ ปริมาณที่เพียงพอสารออกซิไดซ์ (ออกซิเจน) และให้ความร้อนแก่ไม้จนถึงอุณหภูมิที่กำหนด

เมื่อได้รับความร้อนโดยไม่มีออกซิเจน จะเกิดการสลายตัวด้วยความร้อนของไม้ (ไพโรไลซิส) ส่งผลให้เกิดถ่านหิน ก๊าซ น้ำ และสารอินทรีย์ระเหยง่าย

ตามทฤษฎีที่พัฒนาโดย G.F. Knorre และนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ การเผาไหม้ของไม้สามารถแสดงได้ดังต่อไปนี้

เมื่อเริ่มให้ความร้อน ความชื้นจะระเหยออกจากไม้ ต่อจากนั้นจะเกิดการสลายตัวเนื่องจากความร้อนของชิ้นส่วนที่เป็นส่วนประกอบ ส่วนประกอบของไม้ส่วนใหญ่จะถูกออกซิไดซ์ จึงสลายตัวที่อุณหภูมิต่ำ การก่อตัวของสารระเหยถึงระดับสูงสุด (มากถึง 85% โดยน้ำหนักเริ่มต้นที่ประมาณ 160° และไม้แห้ง) ที่ 300°

ผลิตภัณฑ์จากการสลายตัวเบื้องต้นของไม้อันเป็นผลมาจากกระบวนการออกซิเดชั่นและการรีดิวซ์ที่ซับซ้อนผ่านเข้าไป สถานะก๊าซโดยสามารถผสมกับโมเลกุลออกซิเจนได้ง่ายทำให้เกิดเป็นส่วนผสมที่ติดไฟได้ซึ่งติดไฟได้ภายใต้สภาวะบางประการ (ออกซิเจนส่วนเกินเพียงพอ ความร้อน- ขึ้นอยู่กับคุณภาพของไม้ มันจะติดไฟที่ 250-350°

ผลิตภัณฑ์ที่แปรสภาพเป็นแก๊สจะไหม้ที่ขอบด้านนอกของเปลวไฟ ในขณะที่ภายในเปลวไฟผลิตภัณฑ์ที่ระเหยได้จากไพโรไลซิสไม้จะกลายเป็นสถานะก๊าซ

การเรืองแสงของเปลวไฟเกิดจากอนุภาคคาร์บอนร้อนที่เผาไหม้ใน CO 2 ที่ขอบด้านนอกโดยมีออกซิเจนส่วนเกิน ในทางตรงกันข้าม หากไม่มีออกซิเจน เมื่ออุณหภูมิค่อนข้างต่ำ เปลวไฟจะมีสีแดง และเขม่าจำนวนมากจะถูกปล่อยออกมาเนื่องจากอนุภาคคาร์บอนที่ไม่เผาไหม้

ยิ่งปริมาณออกซิเจนมาก อุณหภูมิก็จะยิ่งสูงขึ้น เปลวไฟก็จะใหญ่ขึ้นและสว่างขึ้น

ลักษณะของเปลวไฟยังขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของไม้และขึ้นอยู่กับปริมาณไฮโดรคาร์บอนและเรซินเป็นหลัก เรซินส่วนใหญ่พบได้ในต้นสนและต้นเบิร์ช ซึ่งเมื่อถูกเผาจะทำให้เกิดเปลวไฟที่หนาและสว่าง เปลวไฟของแอสเพนซึ่งมีสารระเหยประกอบด้วยคาร์บอนมอนอกไซด์มากกว่าและมีไฮโดรคาร์บอนน้อยกว่า มีขนาดเล็ก โปร่งใส และมีโทนสีน้ำเงิน เมื่อเผาออลเดอร์ซึ่งมีเรซินน้อย ก็จะได้เปลวไฟที่สั้นและโปร่งใสมากขึ้นด้วย

ลำดับการสลายตัวด้วยความร้อนของขี้เลื่อยระหว่างการก่อตัวของควันสามารถแสดงได้คร่าว ๆ ด้วยขั้นตอนต่อไปนี้

ในระยะแรก อนุภาคขี้เลื่อย "สด" ถัดไปภายใต้อิทธิพลของส่วนผสมที่ร้อนของไอระเหยและก๊าซและการแผ่รังสีความร้อนจากอนุภาคการเผาไหม้ที่อยู่ใกล้เคียงจะอุ่นขึ้นถึง 150-160° ในช่วงเวลานี้ ความชื้นจะระเหยเป็นส่วนใหญ่ โดยไม่พบว่าปริมาตรของอนุภาคลดลงอย่างเห็นได้ชัด

ในขั้นตอนต่อ ๆ ไป อุณหภูมิของอนุภาคก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน ซึ่งเป็นผลมาจากการสลายตัวทางความร้อนของมวลอินทรีย์ของอนุภาคไม้เกิดขึ้นและการจุดระเบิดของส่วนหนึ่งของผลิตภัณฑ์ไพโรไลซิสที่ถูกทำให้เป็นแก๊สด้วยการปล่อยความร้อน สารระเหยบางชนิดพร้อมกับคาร์บอนที่ยังไม่เผาไหม้ (เขม่า) จำนวนหนึ่งจะถูกกระแสการพาความร้อนพัดพาขึ้นด้านบนจนกลายเป็นควัน เมื่อสิ้นสุดกระบวนการสลายตัวของไม้และการปล่อยสารประกอบระเหย ขนาดอนุภาคจะลดลงอย่างเห็นได้ชัด

ถ่านหิน (คาร์บอนแข็ง) ซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการสลายตัวด้วยความร้อนของขี้เลื่อยได้รับความร้อนจากความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างการเกิดออกซิเดชันของสารประกอบระเหยบางชนิดและเริ่มทำปฏิกิริยากับคาร์บอนไดออกไซด์และออกซิเจน:

C + CO 2 → 2CO

2CO + O 2 → 2CO 2

สิ่งนี้ทำให้เกิดเปลวไฟสีฟ้าขนาดเล็กโปร่งแสงของการเผาไหม้ของคาร์บอนมอนอกไซด์

ปริมาตรของอนุภาคยังคงหดตัวต่อไป บน ขั้นตอนสุดท้ายขี้เถ้าเกิดขึ้น ภายใต้อิทธิพลของความร้อนที่เกิดขึ้น อนุภาคขี้เลื่อย "สด" ถัดไปจะเริ่มอุ่นขึ้น

กลไกและเคมีของการเผาไหม้ไม้ในรูปของฟืน เศษไม้ หรือกองขี้เลื่อยจะเหมือนกัน มีความแตกต่างในด้านปริมาณและคุณภาพของกระบวนการเผาไหม้นั่นเอง เช่น ออกซิเดชัน สารประกอบอินทรีย์ออกซิเจนเมื่อใช้ฟืนหรือขี้เลื่อย

ที่นี่เรากำลังเผชิญกับแนวคิดที่เรียกว่าการเผาไหม้ที่สมบูรณ์และไม่สมบูรณ์ เมื่อการเผาไหม้สมบูรณ์ สารระเหย ไอ และก๊าซจะถูกออกซิไดซ์ (หรือเผาไหม้) อย่างสมบูรณ์เป็นคาร์บอนไดออกไซด์และไอน้ำ

ตัวอย่างของการเผาไหม้ที่สมบูรณ์คือปฏิกิริยาออกซิเดชั่นขององค์ประกอบหนึ่งของควันควัน - เมทิลแอลกอฮอล์ CH 3 OH:

CH 3 OH + O 2 → CO 2 + 2H 2 O

ปฏิกิริยาและออกซิเดชันของสารประกอบอินทรีย์อื่นๆ ที่เกิดขึ้นระหว่างการสลายตัวด้วยความร้อนของไม้สามารถเกิดขึ้นได้เช่นเดียวกัน

จากการเผาไหม้ที่สมบูรณ์ จะเกิดส่วนผสมของไอ-ก๊าซซึ่งประกอบด้วยคาร์บอนไดออกไซด์และไอน้ำ ไม่มีส่วนประกอบของการสูบบุหรี่ และไม่มีคุณค่าสำหรับการสูบบุหรี่

เพื่อให้ได้ควันที่เหมาะสมสำหรับการผลิตควันจำเป็นต้องสร้างเงื่อนไขสำหรับการเผาไหม้ไม้ที่ไม่สมบูรณ์ ตัวอย่างเช่นในการทำเช่นนี้จะมีการวางชั้นขี้เลื่อยชุบน้ำไว้บนฟืนซึ่งส่งผลให้เขตการเผาไหม้และความรุนแรงลดลงอย่างมาก เมื่อการเผาไหม้ไม่สมบูรณ์ สารอินทรีย์ระเหยง่ายจะถูกออกซิไดซ์เพียงบางส่วนเท่านั้น และควันจะอิ่มตัวด้วยส่วนประกอบของการสูบบุหรี่

ความลึกของการเกิดออกซิเดชันของผลิตภัณฑ์ไพโรไลซิสในไม้ขึ้นอยู่กับปริมาณออกซิเจน ตลอดจนอุณหภูมิการเผาไหม้ และอัตราการกำจัดสารระเหยออกจากบริเวณการเผาไหม้

เมื่อขาดออกซิเจน ปฏิกิริยาออกซิเดชันของสารระเหย เช่น เมทิลแอลกอฮอล์ จะเกิดขึ้นตามปฏิกิริยาต่อไปนี้:

2CH 3 โอ้ + โอ 2 → 2C + 4H 2 โอ

อนุภาคคาร์บอนที่ไม่เผาไหม้จะออกจากโซนเปลวไฟ เย็นลงอย่างรวดเร็วและก่อตัวเป็นควัน ร่วมกับผลิตภัณฑ์จากการสลายตัวของไม้อื่นๆ ที่ไม่ถูกออกซิไดซ์อย่างสมบูรณ์ บางส่วนเกาะอยู่บนผนังห้องสูบบุหรี่ในรูปของเขม่า (เขม่า) หากฉนวนของห้องสูบบุหรี่ไม่ดีพอ สารควันระเหยที่ควบแน่น (เรซิน, น้ำมันดิน) ก็เกาะอยู่บนผนังเช่นกัน

ด้วยการเกิดออกซิเดชันที่ลึกกว่า แต่ยังไม่สมบูรณ์ของสารที่ติดไฟได้ทำให้เกิดคาร์บอนมอนอกไซด์:

CH 3 OH + O 2 → CO + 2H 2 O

ดังนั้นปริมาณออกซิเจนจึงเป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งที่มีอิทธิพล องค์ประกอบทางเคมีโดยเฉพาะอย่างยิ่งจากการเปลี่ยนแปลงปริมาณเมทิลแอลกอฮอล์ ฟอร์มาลดีไฮด์ และกรดฟอร์มิกในนั้น ดังนั้นด้วยการเข้าถึงอากาศที่ จำกัด ไปยังเขตการเผาไหม้จึงเกิดฟอร์มิกอัลดีไฮด์จากเมทิลแอลกอฮอล์:

CH 3 OH + O 2 → CH 2 O + 4H 2 O

เมื่อมีอากาศเข้ามามากขึ้น และส่งผลให้มีออกซิเจน ฟอร์มาลดีไฮด์ที่เกิดขึ้นจะถูกออกซิไดซ์เป็นกรดฟอร์มิก:

2CH 2 O + O 2 → 2CHOOH

เมื่ออากาศส่วนเกิน กรดฟอร์มิกจะถูกออกซิไดซ์อย่างสมบูรณ์เป็นคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ:

2СНOOH + O 2 → 2CO 2 + 2H 2 O

เมื่อเผาผลิตภัณฑ์ไพโรไลซิสอื่นๆ สารอินทรีย์จะก่อตัวขึ้นในทำนองเดียวกันซึ่งส่งผลต่อองค์ประกอบของควัน ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับระดับของการเกิดออกซิเดชัน

อุณหภูมิการเผาไหม้ยังขึ้นอยู่กับปริมาณออกซิเจนที่เข้าสู่ชั้นการเผาไหม้ด้วย ภายใต้สภาวะปกติ ไม้ในรูปแบบของท่อนไม้ไม่สามารถเผาไหม้ได้หากไม่มีเปลวไฟ ดังนั้นจึงไม่ปล่อยความร้อนออกมา ในกรณีนี้ สารที่เกิดจากมวลอินทรีย์ของไม้จะถูกออกซิไดซ์ในปริมาณที่มากขึ้นอย่างมีนัยสำคัญมากกว่าในระหว่างการเผาไหม้ (การรมควัน) ของขี้เลื่อย ดังนั้นส่วนสำคัญของสารระเหยเมื่อเผาไม้จึงไม่ได้ใช้สำหรับการสูบบุหรี่และควันควันมีองค์ประกอบด้อยกว่าควันที่ได้จากการเผาไหม้ขี้เลื่อยช้า เมื่อการเผาฟืนเต็มไปด้วยขี้เลื่อยเปียก ปริมาณควันจะเพิ่มขึ้น แต่ถึงแม้ในกรณีนี้ฟืนก็ถูกใช้ไปอย่างไม่ประหยัด

ระบอบอุณหภูมิของการเผาไหม้ตามธรรมชาติ (การรมควัน) ของขี้เลื่อยนั้นรุนแรงกว่ามากเมื่อเทียบกับการเผาไหม้ของฟืน เมื่อเผาถ่านหินที่เหลือหลังจากปล่อยสารระเหยจะเกิดเปลวไฟขนาดเล็ก ความร้อนที่เกิดขึ้นส่วนใหญ่ใช้ไปกับการให้ความร้อนแก่ชั้นขี้เลื่อยที่อยู่ติดกัน ซึ่งเกิดการสลายตัวด้วยความร้อนโดยไม่ต้องเข้าถึงออกซิเจน เนื่องจากอากาศถูกผลักออกไปโดยไอระเหยและก๊าซของชั้นที่เผาไหม้

การเผาไหม้ช้า ส่วนสำคัญของผลิตภัณฑ์จากการสลายตัวด้วยความร้อนจะไม่ถูกออกซิไดซ์ในเปลวไฟ ดังนั้นสารระเหยจำนวนมากจึงถูกกำจัดออกไปโดยกระแสการพาความร้อน

ตัวอย่างของการเผาไหม้ขี้เลื่อยที่ไม่สมบูรณ์คือการเผาขี้เลื่อยโดยใช้แหล่งจ่ายอากาศด้านล่างที่ไม่มีการบังคับ ในกรณีนี้เฉพาะชั้นล่างสุดของขี้เลื่อยเท่านั้นที่จะไหม้ได้อย่างสมบูรณ์ ก๊าซและไอร้อนจะแทนที่อากาศและทำให้ขี้เลื่อยชั้นบนสุดร้อนขึ้น ส่งผลให้เกิดการกลั่นไม้แบบแห้ง ส่งผลให้เกิดการก่อตัวของถ่านหิน ก๊าซ น้ำ และสารประกอบอินทรีย์ ด้วยการจัดหาขี้เลื่อยสดที่สม่ำเสมอจากด้านบนมีเพียงชั้นล่างของถ่านหินซึ่งเกิดขึ้นจากการกลั่นแบบแห้งของชั้นที่อยู่ด้านบนเท่านั้นที่ทำให้เกิดการเผาไหม้ ทำให้เกิดควันที่อิ่มตัวมากขึ้นด้วยสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย

วิธีที่ดีที่สุดในการผลิตควันที่มีส่วนประกอบของการสูบบุหรี่คือการผลิตในเครื่องกำเนิดควันที่ทำงานด้วยขี้เลื่อยโดยให้ความร้อนแก่ตัวกลางในการสูบบุหรี่โดยใช้แก๊ส ไอน้ำตายหรือไฟฟ้า และในเครื่องกำเนิดควันแบบเสียดทาน ในกรณีนี้ ผลลัพธ์ที่ได้คือควันที่มีสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่ายในปริมาณสูง ซึ่งเกิดจากอุณหภูมิที่ต่ำของการก่อตัวของควันและการเกิดออกซิเดชันเล็กน้อยของผลิตภัณฑ์ที่ผุพังขั้นต้นของไม้

หากคุณพบข้อผิดพลาด โปรดเน้นข้อความและคลิก Ctrl+ป้อน.

บรรยาย

ในกรณีส่วนใหญ่การเผาไหม้ถือเป็นกระบวนการทางเคมีที่ซับซ้อน ประกอบด้วยปฏิกิริยาเคมีเบื้องต้นประเภทรีดอกซ์ ซึ่งนำไปสู่การกระจายเวเลนซ์อิเล็กตรอนระหว่างอะตอมของโมเลกุลที่ทำปฏิกิริยากัน สารออกซิไดซ์ได้มากที่สุด สารต่างๆ: คลอรีน โบรมีน ซัลเฟอร์ ออกซิเจน สารที่มีออกซิเจน ฯลฯ อย่างไรก็ตาม บ่อยครั้งที่เราต้องจัดการกับการเผาไหม้ในบรรยากาศของอากาศ โดยมีออกซิเจนเป็นตัวออกซิไดซ์ เป็นที่ทราบกันว่าอากาศเป็นส่วนผสมของก๊าซซึ่งมีส่วนประกอบหลักคือไนโตรเจน (78%) ออกซิเจน (21%) และอาร์กอน (0.9%) อาร์กอนที่มีอยู่ในอากาศเป็นก๊าซเฉื่อยและไม่มีส่วนร่วมในกระบวนการเผาไหม้ ไนโตรเจนไม่ได้มีส่วนร่วมในกระบวนการเผาไหม้ของสารอินทรีย์ในทางปฏิบัติ

สำหรับการคำนวณหลายอย่าง (การกำหนดปริมาตรอากาศที่จำเป็นสำหรับการเผาไหม้ของมวลหรือหน่วยปริมาตรของสารการค้นหาปริมาตรของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้อุณหภูมิการเผาไหม้ ฯลฯ ) จำเป็นต้องสร้างสมการสำหรับปฏิกิริยาการเผาไหม้ของสาร ในอากาศ. เมื่อเขียนสมการเหล่านี้ ให้ดำเนินการดังนี้: สารที่ติดไฟได้และอากาศที่เกี่ยวข้องกับการเผาไหม้จะถูกเขียนไว้ทางด้านซ้าย หลังจากเครื่องหมายเท่ากับ ผลิตภัณฑ์ที่เกิดปฏิกิริยาจะถูกเขียน เช่น จำเป็นต้องสร้างสมการปฏิกิริยาการเผาไหม้ของมีเทนในอากาศ ขั้นแรก ให้เขียนด้านซ้ายของสมการปฏิกิริยา: สูตรทางเคมีของมีเทนบวก สูตรเคมีสารที่ประกอบเป็นอากาศ เพื่อความง่ายในการคำนวณ สันนิษฐานว่าอากาศประกอบด้วยออกซิเจน 21% และไนโตรเจน 79% กล่าวคือ ออกซิเจนในอากาศ 1 ปริมาตรจะมีไนโตรเจน 79/21 = 3.76 ปริมาตร หรือออกซิเจนแต่ละโมเลกุลจะมี 3.76 โมเลกุล ของไนโตรเจน ดังนั้นจึงสามารถนำเสนอองค์ประกอบของอากาศได้ดังนี้ O 2 + 3.76 N 2 จากนั้นด้านซ้ายของสมการจะมีลักษณะดังนี้ CH 4 + O 2 + 3.76N 2 =

จะได้รับผลิตภัณฑ์อะไรบ้าง? คุณต้องให้ความสำคัญกับองค์ประกอบของเชื้อเพลิง

สาร คาร์บอนในเชื้อเพลิงจะเปลี่ยนเป็นคาร์บอนไดออกไซด์เสมอเมื่อการเผาไหม้สมบูรณ์

(CO 2) ไฮโดรเจน-ลงน้ำ (H 2 O) เนื่องจากสารไวไฟนี้ไม่มีสารอื่นใด

องค์ประกอบต่างๆ แล้วผลิตภัณฑ์ที่เผาไหม้จะมีก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ ไนโตรเจนในอากาศ (3.76 N 2) นิ้ว

ไม่มีส่วนร่วมในกระบวนการเผาไหม้ แต่จะผ่านเข้าสู่ผลิตภัณฑ์ที่เผาไหม้โดยสมบูรณ์ ดังนั้น

ดังนั้นด้านขวาของสมการปฏิกิริยาการเผาไหม้มีเทนจะเป็นดังนี้:

CO 2 + H 2 O + 3.76N 2

เมื่อเขียนด้านซ้ายและขวาแล้ว คุณต้องหาค่าสัมประสิทธิ์ที่อยู่หน้าสูตร เป็นที่ทราบกันว่ามวลรวมของสารที่เกิดปฏิกิริยาจะต้องเท่ากับมวลของสารทั้งหมดที่เกิดจากปฏิกิริยา ซึ่งหมายความว่าจำนวนอะตอมของธาตุชนิดเดียวกันทางด้านขวาและด้านซ้ายของสมการจะต้องเท่ากัน ไม่ว่าธาตุนี้จะเป็นส่วนหนึ่งของสสารใดก็ตาม ขั้นแรก จำนวนอะตอมของคาร์บอนจะเท่ากัน จากนั้นไฮโดรเจน และออกซิเจน ตัวคูณที่อยู่หน้าค่าสัมประสิทธิ์ (3.76) ที่กำหนดให้กับโมเลกุลไนโตรเจนจะเท่ากับค่าสัมประสิทธิ์หน้าออกซิเจนเสมอ จะได้สมการปฏิกิริยาเป็น

CH 4 + 2O 2 + 2-3.76N 2 = CO 2 + 2H 2 O + 2-3.76N 2

เมื่อพิจารณาว่าโดยปกติการคำนวณจะดำเนินการต่อสารไวไฟ 1 โมลหรือ 1 ม. 3 จึงไม่มีค่าสัมประสิทธิ์อยู่หน้าสารติดไฟในสมการปฏิกิริยา ดังนั้นในบางสมการของปฏิกิริยาการเผาไหม้ ค่าสัมประสิทธิ์เศษส่วนอาจปรากฏก่อนออกซิเจนหรือสารอื่นๆ เช่นสมการปฏิกิริยาการเผาไหม้ของอะเซทิลีนในอากาศจะเป็นดังนี้

C 2 H 2 + 2.5O 2 +2.5-3.76N 2 = 2CO 2 + H 2 O + 2.5-3.76N 2

หากองค์ประกอบของสารที่ติดไฟได้นอกเหนือจากคาร์บอนและไฮโดรเจนรวมถึงไนโตรเจนด้วยก็จะถูกปล่อยออกมาในระหว่างการเผาไหม้ในรูปแบบอิสระของ N2 เช่นในระหว่างการเผาไหม้ของไพริดีน

C 2 H 6 N + 6.25O 2 + 6.25 - 3.76N 2 = 5CO 2 + 2.5H 2 O + 6.25-3.76N 2 + 0.5N 2-

หากสารไวไฟมีคลอรีนก็มักจะถูกปล่อยออกมาในรูปของไฮโดรเจนคลอไรด์ในระหว่างการเผาไหม้ เช่น เมื่อเผาไวนิลคลอไรด์

CH2 = CH1 + 2.5O 2 + 2.5-3.76N 2 = 2CO 2 + H 2 O + 2.5-3.76N 2 + HC1

ซัลเฟอร์ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของสารที่ติดไฟได้จะถูกปล่อยออกมาในรูปของ SO 2

ออกซิเจนที่มีอยู่ในสารที่ติดไฟได้จะถูกปล่อยออกมาในรูปของสารประกอบพร้อมกับองค์ประกอบอื่น ๆ ของเชื้อเพลิง เช่น CO 2 หรือ H 2 O จะไม่ถูกปล่อยออกมาในรูปแบบอิสระ การเผาไหม้ของสารที่มีออกซิเจนมากมักต้องใช้อากาศน้อยลง การเผาไหม้ของสารอาจเกิดขึ้นได้เนื่องจากออกซิเจนที่มีอยู่ในสารอื่นที่สามารถปล่อยออกมาได้ง่าย สารดังกล่าว ได้แก่ กรดไนตริก HNO 3, เกลือเบอร์ทอลเล็ต KSyu 3, ดินประสิว KNO 3, NaNO 3, NH4NO 3, โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต KMnO 4, แบเรียมเปอร์ออกไซด์ BaO 2 เป็นต้น ของผสมของออกซิไดเซอร์ข้างต้นกับสารไวไฟจะทำปฏิกิริยากันที่ความเร็วสูงซึ่งมักเกิดขึ้นกับ การระเบิด . ตัวอย่างของสารผสมดังกล่าว ได้แก่ ผงสีดำ สารประกอบไฟสัญญาณ ฯลฯ

เพื่อให้การเผาไหม้เกิดขึ้นจำเป็นต้องมีเงื่อนไขบางประการ: การมีอยู่ของสารไวไฟ ตัวออกซิไดเซอร์ (ออกซิเจน) และแหล่งกำเนิดประกายไฟ สารที่ติดไฟได้และตัวออกซิไดเซอร์จะต้องได้รับความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่กำหนดโดยแหล่งความร้อน (แหล่งกำเนิดประกายไฟ): เปลวไฟ ประกายไฟ ตัวร้อน หรือความร้อนที่เกิดจากปฏิกิริยาทางเคมีหรืองานทางกลบางอย่าง ในกระบวนการเผาไหม้อย่างต่อเนื่อง แหล่งกำเนิดประกายไฟคงที่คือโซนการเผาไหม้ กล่าวคือ พื้นที่ที่เกิดปฏิกิริยาและปล่อยความร้อนและแสงออกมา เพื่อให้กระบวนการเผาไหม้เกิดขึ้นและดำเนินต่อไป สารที่ติดไฟได้และตัวออกซิไดเซอร์จะต้องมีอัตราส่วนเชิงปริมาณที่แน่นอน

การเผาไหม้ของสารอาจสมบูรณ์หรือไม่สมบูรณ์ก็ได้ เมื่อการเผาไหม้สมบูรณ์จะเกิดผลิตภัณฑ์ที่ไม่สามารถเผาไหม้ต่อไปได้ (CO 2, H 2 O, HC1) หากไม่สมบูรณ์ผลิตภัณฑ์ที่ได้จะสามารถเผาไหม้ต่อไปได้ (CO, H 2 S, HCN, NH 3, อัลดีไฮด์ ฯลฯ ) ในสภาวะที่เกิดเพลิงไหม้ เมื่อสารอินทรีย์เผาไหม้ในอากาศ การเผาไหม้โดยสมบูรณ์ส่วนใหญ่มักไม่เกิดขึ้น สัญญาณของการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์คือการมีควันที่มีอนุภาคคาร์บอนที่ไม่เผาไหม้

อย่างไรก็ตามไม่ว่ากระบวนการเผาไหม้จะเกิดขึ้นอย่างไร ขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างสารที่ติดไฟได้กับตัวออกซิไดเซอร์

ทฤษฎีสมัยใหม่ของการเกิดออกซิเดชัน - รีดักชันมีพื้นฐานอยู่บนหลักการดังต่อไปนี้ สาระสำคัญของการเกิดออกซิเดชันคือสารออกซิไดซ์ (ตัวรีดิวซ์) บริจาคเวเลนซ์อิเล็กตรอนให้กับตัวออกซิไดซ์ ซึ่งเมื่อรับอิเล็กตรอนจะลดลง สาระสำคัญของการรีดิวซ์คือสารรีดิวซ์ (ตัวออกซิไดซ์) จะยึดอิเล็กตรอนเข้ากับตัวรีดิวซ์ ซึ่งโดยการบริจาคอิเล็กตรอนจะถูกออกซิไดซ์ ผลจากการถ่ายโอนอิเล็กตรอนทำให้โครงสร้างของระดับอิเล็กทรอนิกส์ด้านนอก (วาเลนซ์) ของอะตอมเปลี่ยนไป จากนั้นแต่ละอะตอมจะผ่านเข้าสู่สถานะที่เสถียรที่สุดภายใต้เงื่อนไขที่กำหนด

ในกระบวนการทางเคมี อิเล็กตรอนสามารถถ่ายโอนจากเปลือกอิเล็กตรอนของอะตอมประเภทหนึ่งไปยังเปลือกของอะตอมอีกประเภทหนึ่งได้อย่างสมบูรณ์ ดังนั้น เมื่อโลหะโซเดียมเผาไหม้ในคลอรีน อะตอมของโซเดียมจะปล่อยอิเล็กตรอนหนึ่งตัวให้กับอะตอมของคลอรีนอย่างละหนึ่งตัว ในเวลาเดียวกันกับภายนอก ระดับอิเล็กทรอนิกส์อะตอมโซเดียมมีอิเล็กตรอน 8 ตัว (โครงสร้างเสถียร) และอะตอมที่สูญเสียอิเล็กตรอนไป 1 ตัวจะกลายเป็นไอออนที่มีประจุบวก อะตอมของคลอรีนที่ได้รับอิเล็กตรอน 1 ตัวจะเติมอิเล็กตรอน 8 ตัวลงไปที่ระดับภายนอก แต่อะตอมจะกลายเป็นไอออนที่มีประจุลบ อันเป็นผลมาจากการกระทำของแรงไฟฟ้าสถิตของคูลอมบ์ ไอออนที่มีประจุตรงข้ามกันจะรวมตัวกันและเกิดโมเลกุลโซเดียมคลอไรด์ ( พันธะไอออนิก)

นา + + Cl - à + นา+Cl

ในกระบวนการอื่น ดูเหมือนว่าอิเล็กตรอนจากเปลือกนอกของอะตอมที่ต่างกันสองอะตอมจะถูกใช้ร่วมกัน ดังนั้นจึงดึงอะตอมเข้าด้วยกันเป็นโมเลกุล ( พันธะโควาเลนต์)

เอ็น + . С1 ถึง Н: С1:

และในที่สุด อะตอมหนึ่งก็สามารถสละคู่อิเล็กตรอนเพื่อการใช้งานทั่วไปได้

:O: + :ซา อา โอ:ซา

แต่ในทุกกรณี อะตอมมุ่งมั่นที่จะได้รับโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ภายนอกที่มีความเสถียร

กระบวนการเผาไหม้เป็นอย่างมาก กระบวนการที่ใช้งานอยู่ซึ่งเกิดขึ้นพร้อมกับการปล่อยพลังงานจำนวนมาก (ในรูปของความร้อนและแสง) ดังนั้นในกระบวนการนี้ การเปลี่ยนแปลงของสารจึงเกิดขึ้นโดยได้สารที่มีความเสถียรมากกว่าจากสารที่มีความเสถียรน้อยกว่า