Поява - сажа - Велика Енциклопедія Нафти та Газа
Поява - сажа
Поява сажі при звичайному горінні вуглеводнів може бути пояснено нині в такий спосіб. При окисленні вуглеводнів утворюються перекиси, які потім розпадаються вільні радикали. За наявності надлишку молекул пального ці радикали ініціюють процеси ланцюгової полімеризації, у яких утворюються вищі вуглеводні. В результаті їх термічного розкладання (крекінгу) і з'являються твердий вуглець та водень. [1]
Прикладом останньої реакції є поява сажі при горінні вуглеводнів. [2]
Слід врахувати, що поява сажі на стінках котла при спалюванні газоподібного палива є результатом невмілого чи недбалого відношення персоналу до регулювання горіння палива та подачі повітря в топку. [3]
Критична витрата повітря, що відповідає моменту появи сажі в полум'ї парафінових вуглеводнів, зростає зі збільшенням їхньої молекулярної ваги. Передбачається, що з бічних ланцюгів ароматичних вуглеводнів при термічному розкладанні утворюються активні радикали, що ведуть до полімеризації. Моноциклічні нафтенові вуглеводні поводяться подібно до парафінових і олефінових вуглеводнів. [4]
Перші досліди показали, що моменту появи сажі в реакційному обсязі відповідає певна мінімальна концентрація вуглеводню у вихідній суміші. Для вимірювання цієї критичної чи порогової концентрації було застосовано таку методику. [5]
Спалювання мазуту в певних умовах може супроводжуватися появою сажі, що добре видно з фарбування диму. Положення посилюється під час роботи з малим навантаженням, коли температури топки недостатні для допалювання дрібнодисперсних частинок вуглецю. Особливо небезпечні в цьому плані пусковіперіоди. Сажа, що утворюється, накопичується по газоходах і особливо у вузьких пазах набивання регенеративного повітропідігрівача. При подальшому підвищенні навантаження, а отже, температури відбувається самозаймання сажі або запалювання її від випадкових вогнищ. У рекуперативних трубчастих підігрівачах пожежі, як правило, бувають після зупинки котла, оскільки при роботі димові гази бідні киснем і процес горіння не розвивається. У регенеративних повітропідігрівачах кисень надходить при проходженні набивання через повітряний канал, і почавшись, пожежа швидко прогресує. Після прогріву до 800 - 1000 С горіння включається сталь, що має теплоту згоряння близько 1 000 ккал / кг. Температура швидко підвищується, ротор деформується і заклинюється, набивка розм'якшується, спікається у шматки або у вигляді рідких струменів витікає в короб. Пожежі розвиваються з великою швидкістю і завдають величезної шкоди. Першою ознакою пожежі є швидке зростання температури газів, що йдуть, і гарячого повітря. [6]
Як буде показано рис. 3 - 15, поява сажі передує хімічній неповноті горіння. Пояснюється це тим, що газоподібні продукти піролізу СО та Н2 можуть догоряти за значно менших температур, ніж вуглець. [7]
При горінні ацетилено-повітряної суміші, що містить понад 17 - 18% С2Н2, спостерігається поява сажі у помітних кількостях. У міру збагачення суміші вихід сажі збільшується. [9]
Слід зазначити, що це не поєднується з висновками Гебекера і Кузнєцова, які в цьому інтервалі температур не відзначали появи сажі. [11]
Під впливом високих температур топки при нестачі повітря відбувається не тільки випаровування вуглеводнів, але і їх термічне розкладання з утворенням як легких вуглеводнів і водню,швидко згоряють за наявності кисню, і важких високомолекулярних вуглеводнів. Поява сажі в полум'ї є результатом утворення тяжких високомолекулярних вуглеводнів. Вона або виноситься з топки, або утворює в топці нарости. Якщо процес нагрівання протікає швидко і в присутності кисню, то створюються більш сприятливі умови для повного згоряння вуглеводнів без утворення часток, що важко спалюються. [12]
Експлуатація такої сушарки показала, що за правильної організації процесу спалювання природного газу утворення сажі не відбувається. Для запобігання можливості появи сажі у разі порушення режиму горіння передбачено автоматичні пристрої, що регулюють режим спалювання газу. Щоб уникнути попадання пилу в сушильну камеру, продукти згоряння пропускають через фільтр. Легкозаймисті та вибухонебезпечні пари розчинника фарб безперервно відводяться з сушарки, і цим забезпечується безпека її роботи. Сушарка має автоматичне регулювання та автоблокування. [14]
Насправді в двигунах наприкінці процесу розширення (початку випуску) температура газів значно зменшується і у разі затяжного горіння останні стадії процесів згоряння обриваються, не доходячи до свого теоретичного кінця. Часто саме цим слід пояснити появу сажі у відпрацьованих газах дизеля в кількості тим більшій, чим розтягнуті з тієї чи іншої причини процес згоряння. [15]