Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Температура горения кислорода
Температура сгорания элементов в кислороде
| Рис. ХУ-40. Температуры сгорания элементов в кислороде (°К 103). |  |
Теплота сгорания топлива. Важнейшей характеристикой топлива является теплота сгорания. Теплотой сгорания вещества называют тепловой эффект реакции окисления кислородом элементов, входящих в состав этого вещества до образования высших оксидов. Теплоту сгорания обычно относят к стандартному состоянию (давление 101 кПа), одному молю топлива и температуре 298,15 К и назначают стандартной теплотой сгорания. [c.381]
Продуктами сгорания называются газообраз- ые, жидкие и твердые вещества, образующиеся в результате процесса горения. Состав их зависит от состава горящего вещества и условий его горения. Органические и неорганические горючие вещества состоят главным образом из углерода, водорода, кислорода, серы, фосфора и азота. Из них углерод, водород, сера и фосфор способны окисляться при горе-иии и образовывать продукты СО2, СО, Н2О, ЗОг и РгОа. Азот при температуре горения не способен окисляться и выделяется в свободном состоянии, а кислород расходуется на окисление горючих элементов вещества. [c.27]
Несколько иной механизм действия органических растворителей в случае комбинированных горелок-распылителей з . Здесь увеличение интенсивности излучения для некоторых металлов доходит до 10-кратного, а увеличение поглощения света (для линии никеля с длиной волны 341,5 ммк) до 36-кратного . При введении в пламя органического растворителя значительно увеличивается объем пламени . Температура пламени снижается на 90—250° С при введении в пламя водных растворов (в отдельных случаях отмечалось снижение до 2600° С для пламени дициан-кислород и до 900° С для кислородно-водородного пламени з). При введении органических растворителей температура пламени снижается меньше. Таким образом, температура пламени при использовании органических растворителей выше, чем при использовании водных растворов (для кислородно-водородного пламени она составляет 2810° С с первыми и 2700° С со вторыми). К этому следует добавить более эффективное использование вещества в капельках аэрозоля за счет теплового эффекта сгорания орх анического растворителя. Все эти факторы следует рассматривать как дополнительно увеличивающие концентрацию атомов определяемого элемента в пламени и их свечение. При введении в пламя смесей водород — кислород или ацетилен — кислород растворов солей и элементов в органических [c.88]
Детектор по теплоте сгорания (термохимический). Основан на измерении теплового эффекта при сгорании компонентов анализируемой пробы в присутствии катализатора. Катализатором служит платиновое проволочное сопротивление, являющееся одновременно и чувствительным элементом детектора. По конструкции этот детектор во многом аналогичен детектору по теплопроводности. В качестве газа-носителя используются только воздух или кислород, обеспечивающие горение газов. Температура нагревательных элементов достигает 800—900° С. Оба нагревательных элемента являются плечевыми сопротивлениями схемы моста Уитстона. За счет большого выделения тепла происходит большое изменение температуры нити. Отсюда чувствительность этого детектора выше в десятки раз, чем у катарометра. [c.247]
К однокомпонентным топливам относятся вещества, молекула которых содержит в своем составе горючие элементы и необходимый для горения кислород, а также устойчивые смеси (растворы) горючих и окислителей, не вступающих в химическое взаимодействие друг с другом при обычных температурах. Такие топлива при сгорании не нуждаются в подаче окислителя в камеру сгорания. [c.676]
Так как парциальные давления вводимых в пламя соединений определяемых элементов пренебрежимо малы, можно считать, что газовая смесь пламени состоит в основном из соединений, образующихся в ходе реакции горения, и продуктов диссоциации воды. Примерный состав газов пламен наиболее часто употребляемых горючих смесей представлен в табл. 2.2. Как это видно из таблицы, помимо продуктов полного сгорания, т. е. СОг и НгО, в газовой смеси присутствуют СО и продукты диссоциации воды свободный гидроксил ОН, Ог, Нг, О, Н, а также N2, молекулы которого при температуре пламени практически не диссоциируют. Из всех соединений, образуемых ме таллами, при этих температурах наиболее устойчивы молекулы монооксидов типа МеО, а иногда и молекулы типа МеОН. Поэтому в условиях относительно высокой концентрации свободного кислорода и гидроксила образованием молекул других соединений можно пренебречь. [c.64]
Определение углерода в черных металлах основано на следующем принципе. Пробу анализируемого металла сжигают при высокой температуре в атмосфере кислорода, а полученный при этом СОг определяют с помощью газометрических, весовых или титрометрических методов. Для этого взвешенную пробу тонких металлических стружек или порошка (предварительно очищенных органическим растворителем от возможного загрязнения маслом) помещают в специальную лодочку из высококачественного фарфора, кварца или оксида алюминия. Лодочку вводят в керамическую огнеупорную трубу электрической печи и нагревают до 1200 °С. Через трубу пропускают струю кислорода, предварительно очищенного от следов СОг, восстанавливающих примесей или твердых частиц. Для сталей с высоким содержанием легирующих элементов в лодочку добавляют (менее 0,005%) более легкоплавкие металлы, такие, как медь, свинец или олово, не содержащие углерод. Пропущенный через трубу газ очищается от увлеченных частиц оксидов железа и ЗОз, полученного при сгорании содержащейся в пробе серы. Определить СОг в газе можно различными методами. [c.474]
В расчетах методом суммирования широко используются термодинамические характеристики реакций образования веществ. Свободная энергия образования вещества в стандартных условиях, АРf, представляет собой изменение свободной энергии, происходящее при образовании этого вещества в его обычном состоянии (твердое тело, жидкость или газ) из составляющих элементов, находящихся в стандартном состоянии. За стандартное состояние элемента обычно принимается его наиболее стабильная форма при комнатной температуре. Стандартное состояние углерода — графит, водорода или кислорода — двухатомные газы. Изменение свободной энергии в стандартных условиях можно легко рассчитать, складывая стандартные свободные энергии образования индивидуальных компонентов реакции. Так, например, АР° для сгорания бутадиена (первая реакция в (УП-4) рассчитывается по выражению [c.361]
Особенно агрессивная локальная коррозия элементов печи наблюдается при сжигании серосодержащего газа. На хромоникелевых сплавах это проявляется при температуре на 100—150°С ниже предела его окалиностойкости, а для сплавов на никелевой основе такие явления наблюдаются при 650—750 °С, если при сжигании топлива создается восстановительная среда. При достаточном избытке кислорода в продуктах сгорания серосодержащего топлива образующиеся сернистые соединения не проявляют агрессивности вплоть до 850 °С. Если же создаются условия восстановительной среды в результате неполного сгорания газа в печи и при наличии в газе SO2, то скорость коррозии резко возрастает (в 6—25 раз). [c.174]
Таким образом, в конце прошлого столетия точка зрения, предполагающая, что пламенное сгорание углеводородов — это процесс непосредственного распада горючего на элементы с последующим их взаимодействием с кислородом, должна была вступить в противоречие с повседневным опытом химиков, наблюдавших внедрение кислорода в молекулу углеводорода без разрыва углеродного скелета. Первым отражением этого противоречия явились прогрессивные для того времени представления Армстронга [4], высказанные им еще в 1874 г. Он предположил, что промежуточные стадии пламенного сгорания углеводородов представляют собой преходящее образование неустойчивых гидроксилированных молекул, получающихся внедрением кислорода в исходную молекулу горючего. Такие окисленные образования способны при высокой температуре распадаться на стабильные кислородсодержащие промежуточные продукты, так что весь процесс может быть изображен как последовательное гидроксилирование углеводорода. [c.6]
Из неметаллических элементов наиболее тугоплавки углерод и бор, т. е. элементы П1—IV групп с ковалентной связью. К сожалению, не все перечисленные элементы сохраняют достаточный уровень свойств при высоких температурах. Причина тому — состав окружающей среды. Так, например, алмаз, имеющий самую высокую температуру плавления (4200° С) из всех существующих на земле элементов, при отсутствии защитной атмосферы сгорает при 850—1000° С, а в атмосфере кислорода — при 700—850° С. Пленка окисла на молибдене появляется при 250° С, а при температурах выше 700° С окисел начинает так быстро испаряться, что кусок молибдена буквально тает на глазах. Например, молибденовый стержень диаметром 13 мм при 1100° С через 6 ч будет полностью уничтожен . Среди окислов тугоплавких металлов самую меньшую температуру плавления имеет окисел рения. Он плавится при 300° С и кипит при несколько большей температуре. Кроме безвозвратных потерь (окалина и продукты сгорания или испарения), при длительном воздействии высоких температур происходит своего рода химико-термическая обработка поверхностных слоев, газонасыщение с образованием хрупких соединений. [c.215]
Сплавы на никелевой основе используют для изготовления элементов камер сгорания. Эти сплавы проявляют высокую жаростойкость при температурах 1000—1200°С в условиях окисления кислородом (воздух, продукты сгорания природного газа и др.) и подвергаются, как правило, интенсивной коррозии в средах. [c.238]
В ВРД кислород воздуха, используемый для сжигания горючего, в значительной мере разбавлен азотом — балластным элементом, не участвующим в горении. Содержание кислорода в жидких окислителях значительно выше, чем в воздухе, и достигает 75—100% веса окислителя. В связи с этим концентрация химической энергии на единицу веса топлива для ЖРД (горючее - - окислитель) намного больше, чем в реактивных топливах. При сгорании топлива для ЖРД выделяется очень большое количество тепла и достигаются высокие температуры и скорости истечения продуктов сгорания, что обеспечивает получение высоких мощностей двигателя. [c.592]
С увеличением температуры, воздействию которой подвергаются топлива и особенно масла, в составе осадков н отложений все больше обнаруживается соединений, обогащенных гетероатомами, преимущественно кислородом, и углеродом. В застойных зонах двигателя, где не происходит достаточного кислородного обмена, скапливается повышенное количество нагара или продуктов неполного сгорания. В составе этих сажистых плотных образований наряду с большим содержанием углерода обнаруживается значительное количество кислорода, серы, азота, а также зольных элементов. Механизм образования таких обуглероженных соединений мало изучен. Одна из теорий сгорания вещества (капельная) исходит из того, что в зонах с пониженной температурой протекает дегидрогенизация и конденсация свободных радикалов вначале до простых ароматических соеди-ний, а затем до сложных высокомолекулярных соединений с низкой упругостью паров даже при температуре пламени. [c.183]
Проблема охлаждения кислородных двигателей несколько упрощается, если в качестве горючего компонента применяются вещества с повыщенньим содержанием в молекуле водородных атомов. Водород — один из наиболее теплопроизводительныл горючих элементов, но температура сгорания его в атмосфере кислорода гораздо ниже, чем других распространенных горючих. Сгорание водорода в кислороде сопровождается выделением тепла в количестве 3210 ккал/кг при идеальной температуре сгорания 4120°С, а углеродно-кислородное топливо имеет теплопроизводительность 2130 ккал/кг при идеальной температуре сгорания 5950° С. [c.40]
Принципы современной калориметрии. В немногих случаях, например для газообразных НС1, HjO и Oj, можно определить теплоту образования соединения, измеряя тепло, выделяющееся при непосредственном их синтезе из элементов. Однако в большинстве случаев необходимо измерять теплоту тех реакций, для которых известны теплоты образования всех исходных веществ и продуктов реакции, за исключением интересующего нас вещества. Теплоты образования большинства органических соединений получены измерением теплоты, выделяющейся при сжигании в кислороде под давлением в бомбе при постоянном объеме. В случае НС1, как упомянуто выше, возможно измерить теплоту образования из Hj и lj при постоянном давлении около 1 атм", поэтому, если не считать второстепенных поправок, то наблюдаемый тепловой эффект представляет собой непосредственно величину АН образования. С другой стороны, результаты, получаемые при сжигании в бомбе постоянного объема под повышенным давлением, дают изменение внутренней энергии, соответствующее этому давлению эти данные должны быть подвергнуты обработке с помощью весьма тонких методов расчета для получения величины ДН при 1 атм и комнатной температуре [1]. Кроме того, вычисление теплот образования из теплот сгорания требует знания теплот образования HjO, Oj и других соединений, образующихся в бомбе следовательно, если эти термохимические постоянные не будут определены с высокой степенью точности, то и точность вычисляемой теплоты образования будет недостаточной. Надежность определения каждой термохимической величины в значительной мере зависит от методов анализа, применявшихся для определения качественного и количественного состава образовавшихся продуктов. [c.43]
Теьшература и положение второго и третьего элементов печи в течение всего, опыта не меняется. Положение первого элемента печи по отношению к лодочке и его температура определяются в соответствии с данными, приведенными в табл. 7. В процессе сгорания навески угля скорость тока кислорода в поглотительных сосудах резко снижается. В этот период следует усилить подачу кислорода, доводя ее в поглотительной цепи до 1—2 пузырьков в 1 сек. После окончания этого периода вновь устанавливают первоначальную скорость 2—3 пузырька в 1 сек., одинаковую в очистительной и поглотительной цени. [c.40]
Наиболее прямой путь получения сведений об энергиях связи — использование термохимических данных, т. е. сведений о тепловых эффектах реакций. Практически чаще всего эти данные получают в виде теплот сгорания, т. е. теплового эффекта, которым сопровождается полное сгорание органического соединения до оксидов составляющих его элементов (СОг, НгО, SO2), азот, бром и иод выделяются в свободном виде, хлор образует НС1. Сжигание проводят в калориметрах — приборах, состоящих из прочных металлических сосудов для сожжения вещества под давлением кислорода, причем по повышению температуры в специальной водяной рубашке сосуда учитывают количество выделившегося тепла. Полученные данные используют для расчета теплот образования сое-динений из атомов составляющих их элементов от теплот образования переходят к энергиям связей. Так, например, теплота образования метана равна 1660 кДж/моль. Поскольку при образовании метана возникают четыре С—Н-связи, на долю каждой из них приходится энергия 1660 4 = 415 кДж/моль. Разность между теплотами образования двух соседних членов ряда парафинов составляет около 1180 кДж/моль это значение соответствует теплоте образования группы СНг, т. е. созданию дополнительной С—С-связи и двух С—Н-связей. Вычитая из приведенного выше значения энергию двух С—Н-связей, можно получить энергию [c.34]
Малые длины связей между кайносимметричными и немногослойными атомами С позволяют совершаться перекрыванию облаков л-электронов, а потому для химии углерода весьл а характерны кратные связи в отличие от химии кремния. Углерод можно назвать полидесмогеном , т. е. элементом — образователем двойных и тройных связей. Эти связи настолько прочны (этому способствует заметно и энергия корреляции) и вместе с тем в отсутствие катализаторов и высоких температур настолько мало реакционноспособны (достаточно вспомнить необходимость платинового катализатора при гидрировании этиленовых производных), что органическая химия богата мономерами даже среди класса ненасыщенных соединений, молекулы которых могли бы полимеризоваться с разрывом кратных связей, если бы при помощи катализаторов была преодолена их инертность. Напомним, что и молекулы СО для своего сгорания в кислороде требуют катализаторов. Этилен полимеризуется при низких давлениях и температурах лишь в присутствии катализаторов, например, смеси триэтилалюминия и четыреххлористого титана. [c.358]
При иснользовании детектора по теплоте сгорания с платиновой нитью температура чувствительного элемента поддерживается в пределах 700 — 800 С. Как показывают зависимости, приведенные на рис. 5-23, при этой рабочей температуре коэффициент теплопроводности кислорода превышает значение коэффициента теплопроводности воздуха Ядозд, в то время как теплопроводность азота Я меньше Явозд- В связи [c.153]
Воспламенение струи пылевоздушной смеси, вдуваемой в топочную камеру, имеет характер вынужденного воспламенения (иначе зажигания) подобно рассмотренному выше для гомогенной газовоздушной смеои. Начинаясь по периферийной поверхности струи, воспламенение постепенно развивается в глубь ее сечения. Первоначальным источником тепла для зажигания струи пылевоздушной смеси служат эжектируемые ею высокотемпературные топочные газы, окружающие вдуваемую струю. Подмешиваясь к внешним слоям струи, топочные газы доводят их до воспламенения. В свою очередь воспламенившиеся элементы потока иылевоздушной смеси служат источником тепла для дальнейшего развития воспламенения в глубь сечения струи. В итоге при зажигании пылевоздушной струи, подобно тому как это наблюдается в струе газовоздушной, возникает фронт воопламенения. Однако следует отметить весьма существенное различие в развитии этого процесса между газо- и пылевоздушными струями. В первом случае при наличии в смеси достаточного для ее сгорания количества кислорода горение (и тепловыделение) завершается в тонком фронте пламени, разделяющем исходную невоопламененную омесь и продукты горения. Во втором случае горение и тепловыделение, начинаясь по франту воопламенения, значительно растягиваются по времени и в пространстве. Вследствие этого существенно замедляется и развитие высоких температур в зоне воспламенения, а скорость распространения фронта воспламенения резко падает по сравнению с гомогенной газовой смесью. В особенности это относится к твердым топливам, бедным летучими. Сгорание летучих, сосредоточенное в зоне фронта воспламенения, сравнительно быстро повышает температуру воспламеняющейся смеси. При большом выходе летучих развивающаяся от их сгорания температура существенно выше уровня воспламенения [c.27]
Если результаты измерений теплоты сгорания органического соединения, не содержащего иных элементов, кроме углерода, водорода и кислорода, были правильно рассчитаны, то величина Qe представляет собой тепло, выделяющееся при комнатной температуре и постоянном давлении в 1 атм при сгорании в кислороде вещества в форме, стабильной при комнатной температурё, с образованием газо разной углекислоты и жидкой воды. Например, теплота сгорания этилового спирта Qтop. представляет собой величину — ДЯ процесса, изображаемого уравнением [c.46]
Все описанные соотношения справедливы не только для кислородсодержащих соединений. Так, для углеводородов применимы те же соотношения, но число атомов кислорода принимается равным нулю. Для соединений, содержащих серу, азот, фосфор, в уравнении (VI,1) постоянство суммы теплот образования и теплот сгорания сохраняется, но в правую часть уравнения входит новый член, представляющий теплоту сгорания перечисленных элементов (точнее говоря — соответствующих простых веществ). Конечное состояние продуктов сгорания в этом случае принимается иногда условно. Здесь важно лишь, чтобы это состояние было одинаковым конечным состоянием, принятым при определении теплоты сгорания данного соединения. Одинаковыми должны быть и исходные состояния данного элемента в реакции, к которой относится теплота сгорания простого вещества, и в реакции образования рассматриваемого соединения нз простых веществ. Практически это замечание относится главным образом к сере, так как для нее параметры реакций образования и, в частности, теплоту образования -в настоящее время часто относят к исходному состоянию ее в виде газа с двухатомными молекулами, 5г(г). Хотя стандартное состояние такого газа в обычных условиях физически нереализуемо, термодинамически оно определено достаточно хорошо, а использование параметров его в качестве вспомогательных расчетнь1х величин дает возможность при выражении влияния температуры на параметры реакций образования избежать искажающего влия ния изменений агрегатного состояния серы при повышенных температурах. К тому же при сопоставлении серусодержащих соединений с аналогичными кислородными соединениями параметры реакций образования с участием 5г(г), естественно, показывают более закономерные соотношения, чем параметры реакций образования с участием серы ромбической. [c.210]
Термохимический детектор устроен аналогично катарометру, юднако изменение электрического сопротивления нити в нем происходит за счет тепла, выделяющегося при сгорании анализируемых веществ на нагретой до высокой температуры платиновой нити, -являющейся одновременно чувствительным элементом детектора и катализатором реакции горения. Поэтому в качестве материала яити применяется только платина. Термохимический детектор прост ш удобен в обращении, достаточно чувствителен для обычной газовой хроматографии, сравнительно недорог. Однако его применение ограничено анализом только горючих веществ и необходимостью применения воздуха или даже кислорода в качестве газа-носителя. Кроме того, его чувствительность изменяется со временем, а продолжительность работы нити невелика. [c.106]
В свободном состоянии элементы У1В группы — тугоплавкие металлы, вольфрам имеет максимальную для метал.л)н температуру плавления +3387 С. При сгорании металлов на воздухе образуются оксиды СггОз, МоОз и М Оз. 0ста, ьн1,и известные оксиды термически неустойчивы и после прокалмна-ния также переходят в СгдОз и МоОз ( 0з), выделяя либо из-быток кислорода (в случае разложения СгОз, СгОз). либо из-быток металла (для СгО, М0О2), [c.237]
В табл. 1.14 приведена высшая теплотворная способность элементов при взаимодействии их с различными реагентами, отнесенная к единице массы продуктов сгорания. Теплотворная способность элементов при взаимодействии с хлором, азотом (кроме образования ВезН2 и ВЫ), бором, углеродом, кремнием, серой и фосфором значительно меньше теплотворной способности элементов при взаимодействии с кислородом и фтором. Большое разнообразие требований, предъявляемых к процессам горения и реагентам (по температуре, составу, состоянию продуктов сгорания и др.), делает целесообразным использование данных табл. 1.14 при практической разработке топливных смесей того или иного назначения. [c.69]
Наличие в молекуле спиртов атомов кислорода может ра ссматри-ваться как частичное сгорание горючих элементов этих соединений. Поэтому теплота сгорания у спиртов ниже, чем у углеводородов. Вследствие этого при сгорании спиртов развивается меньшая температура, что облегчает создание надежно работающего двигателя. Кроме того, спирты имеют более высокую теплоемкость и скрытую теплоту испарения, чем нефтепродукты (табл. 189). Это обстоятельство, а также высокое относительное содержание спиртов в готовых ТШ1ЛИВНЫХ смесях (до 40—50%) дает возможность с успехом использовать спирты для охлаждения стенок камеры двигателя. Достаточно [c.612]
Одной из наиболее харак гедных особенностей кислорода является его способность соединяться с большинством элементов с выделением, тенла и света. Чтобы вызвать такое соединение, сгорание, часто требуется нагревание до определенной тёвшературы — температуры воспламенения, так как при обычной температуре кислород является довольно инертным веществом. Однако в присутствии влаги медленное соединение с кислородом медленное сгорание) происходит уже при обычных температурах. Важнейшим примером такого процесса является дыхание живых организмов. Но и другие нротекаюш,ие при обычных температурах процессы медленного горения в природе весьма многочисленны (см также стр, 821 и сл.). [c.743]
Этот детектор использует эффект теплоты сгорания компонентов анализируемой пробы в присутствии катализатора — платинового проволочного сопротивления, являющегося одновременно и чувствительным элементом детектора. По конструкции детектор по теплоте сгорания во многом аналогичен детектору по теплопроводности. В качестве газа-носителя может применяться только воздух или кислород, обеспечивающие горение газов. Платиновые проволоки, иногда называемые филаментами, накаливаются до температуры 800—900° С. Они также находятся в сравнительной и измерительной камерах и являются плечевыми сопротивлепиями схемы моста Уитстона. [c.25]
Горючим в ракетных двигателях могут быть те элементы или соединения, которые в сочетании с окислителями обеспечивают высокую теплопроизводительность топливной смеси (не менее 1500—2000 ккал кг). Элементарный фтор и некоторые фторсодержащие соединения отвечают этим требованиям из всех известных элементов, способных быть окислителями, только кислород и фтор образуют топливные смеси с высокой теплопроизводительностью. Здесь показатели фтора как окислителя в сочетании с большинством элементов (за исключением углерода) значительно превосходят показатели кислорода. Это объясняется рядом причин, в частности малым молекулярным весом фтора, низкой энергией диссоциации (38 ккал молъ), экзо-термичностью реакций со многими элементами. Высокая реакционная способность фтора, ведущая к воспламенению в его среде большинства горючих веществ, обусловлена, с одной стороны, малой величиной энергии, требуемой для разрыва связей в его молекуле, а с другой, большим количеством тепла, выделяющегося при образовании связи между атомом фтора и атомом какого-либо другого элемента (например, энергия связи С — Г равна 104 ккал моль), и, следовательно, высокой стабильностью многих соединений фтора. Например, фтористый водород, образующийся при окислении водорода или водородсодержащего горючего фтором, может существовать в молекулярной форме даже при очень высокой температуре. После молекулы азота молекула НГ — одна из самых термически стабильных. Таким образом, продукт сгорания водорода во фторе — фтористый водород—по стойкости к диссоциации и термодинамическим свойствам значительно превосходит [c.35]
В опыте с брикетами на токопроводящей графитовой основе при отсутствии в газовой среде кислорода продолжительное обыскрива-ние ведет к снижению аналитического сигнала. Это обстоятельство объясняется неблагоприятными условиями для сгорания графита как основы и затруднением выхода частиц в облако разряда. Другим фактором, объясняющим это снижение, являются процессы кар-бидообразования, поскольку наиболее ярко оно проявляется для РЗЭ и других элементов, склонных к карбидообразованию,— циркония, титана. Термодинамические исследования [8] возможных химических реакций для РЗЭ при температурах процессов выше 2000°С подтверждают высказанную точку зрения. [c.39]
Основным топочным процессом, идущим и в камере сгорания газовой турбины, является процесс окисления горючего в среде кислорода воздуха. При этом развиваются довольно значительные температуры факела (порядка 1500—1600°С). В химическом смысле можно сказать, что процесс горения приводит к полной минерализации вещества, так как продуктами сгорания являются простейшие окислы СОг, НгО и т. д. Агрессивные элементы также окисляются сера до 50г и частично до 80з ванадий до высшего окисла УгОб. Таким образом, в камере сгорания происходит окисление с получением из сложных молекул исходного маэута простых окислов. [c.33]
Все описанные соотношения справедливы не только для кисло-родсодержаших соединений. Так, для углеводородов применимы те же соотношения, но число атомов кислорода принимается равным нулю. Для соединений, содержащих серу, азот, фосфор, в уравнении (VI, 1) постоянство суммы теплот образования и теплот сгорания сохраняется, но в правую часть уравнения входит новый член, представляющий теплоту сгорания перечисленных элементов (точнее говоря — соответствующих простых веществ). Конечное состояние продуктов сгорания в этом случае принимается иногда условно. Здесь важно лишь, чтобы это состояние было одинаковым конечным состоянием, принятым при определени-и теплоты сгорания данного соединения. Одинаковыми должны быть и исходные состояния данного элемента в реакции, к которой относится теплота сгорания простого вещества, и в реакции образования рас-, сматриваемого соединения из простых веществ. Практически это замечание относится главным образом к сере, так как для нее па- раметры реакций образования и, в частности, теплоту образования в настоящее время часто относят к исходному состоянию ее в виде газа -с двухатомными молекулами, 5г(г). Хотя стандартное состояние такого газа в обычных условиях физически нереализуемо, термодинамически оно определено достаточно хорошо, а использование параметров его в качестве вспомогательных расчетных величин дает возможность при выражении влияния температуры [c.213]
За исключением газов VIH группы, все элементы соединяются с кислородом экзотермически, но лишь некоторые из них можно резать струей кислорода. Данные о способности ряда чистых металлов разрезаться кислородом приведены в табл. VIII.2. Тот факт, что образующаяся при сгорании окись имеет иногда более низкую температуру плавления, чем основной металл (см. табл. VIII.2), не может дать исчерпывающего объяснения способности данного элемента поддаваться резке, хотя этот критерий наиболее часто используется [3] для объяснения поведения железных сплавов при резке. [c.600]
Случай (а)—недостаток кислорода. При расчете исходят из 1 г топлива, содержащего (С), (Н), (N) и (О) грамматомов соответствующих элементов. Теплоту образования твердого метательного вещества принимают равной к. Ставится задача рассчитать состав продуктов реакции, образующихся при температуре и общем давлении Р . При наличии каких-либо неорганических элементов определяют сначала их продукты сгорания и вычитают необходимое количество грамматомов из исходного числа грамматомов различных элементов. [c.27]
chem21.info
Горение - кислород - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Горение - кислород
Cтраница 1
Горение кислорода в водороде в течение продолжительного времени показывать не следует. [1]
Опыт горения кислорода в горючем газе можно производить, как Томсен. В пробку с двумя отверстиями, отстоящими друг от друга на 1 - 1 / 2 см вставляют две стеклянные трубки с платиновыми наконечниками; одна трубка соединена с газометром, содержащим кислород, а другая с газометром, наполненным водородом. Открыв ( незначительно) краны газометров, зажигают водород и вставляют пробку снизу в обыкновенный ламповый цилиндр, наверху суживающийся. Водород продолжает гореть внутри цилиндра насчет притекающего кислорода. Если, затем, приток кислорода мало-по-малу уменьшать, то вскоре наступает момент, когда, вследствие недостаточного притока кислорода, пламя водорода увеличивается в объеме, исчезает на несколько мгновений и потом появляется на трубке, приводящей кислород. Если опять увеличивать приток кислорода, то пламя снова показывается на трубке, приводящей водород. Вместо кислорода можно взять воздух, а вместо водорода обыкновенный светильный газ и видеть, как воздух загорается в атмосфере светильного газа, а тогда легко убедиться, что весь цилиндр наполнен горючим газом, потому что его можно зажечь сверху. [2]
Гумбольдт при изучении процесса горения кислорода и водорода, состоял в следующем: Каково точное отношение, в котором эти два газа соединяются, образуя воду. Меняя пропорции кислорода и водорода, они нашли, что при значительном избытке водорода либо сгорание было неполным, либо горение вообще не наблюдалось. [3]
В этом случае поступающего для горения кислорода воздуха недостаточно для развития тепла, необходимого для нагрева соседних слоев смеси ( вследствие теплопотерь) до температуры воспламенения. [4]
Установлено, что количество израсходованного на горение кислорода ( воздуха) прямо пропорционально количеству тепла, выделившегося при полном сгорании сухого топлива. [5]
В кинетической области сгорания коксовых отложений скорость подвода к зоне горения кислорода очень велика и значительно опережает скорость его использования в реакции. Продукты горения отводятся по порам катализатора также с большой скоростью. Поэтому скорость суммарного процесса определяется скоростью реакции окисления кокса. Интенсивность процесса горения одинакова во всем объеме гранулы катализатора. Концентрация кислорода в потоке газа, на внешней поверхности частиц и в любой точке внутри гранулы катализатора практически одинакова. В связи с этим горение коксовых отложений протекает во всем объеме частицы катализатора с одинаковой скоростью. [6]
Один из вопросов, которые поставили перед собой Гумбольдт и Гей-Люссак при исследовании горения кислорода и водорода, состоял в следующем: Каково точное отношение, в котором эти два газа соединяются, образуя воду. Меняя пропорции между кислородом и водородом, экспериментаторы нашли, что при значительном избытке водорода либо сгорание было неполным, либо горение вообще не наблюдалось. Считая, что примеси в кислороде могли составлять 0 4 %, исследователи заключили, что 100 объемов кислорода соединяются со 199 89 объемами водорода, или, при округлении, для насыщения 100 объемов кислорода требуется 200 объемов водорода. [7]
Кислородно-дуговая резка использует одновременно тепло сварочной дуги для разогрева металла и тепло, образуемое при горении кислорода. [8]
При горении твердых предметов вследствие плохой проницаемости ( диффузии) воздуха через пену прекращается доступ к месту горения кислорода и пожар затухает. Малая передача тепла через пену замедляет ее разрушение от действия тепла и обеспечивает ее длительную устойчивость в зоне пожара. [9]
Однако при сжигании многих видов топлива, в особенности газообразного и жидкого, объем сухих продуктов горения сильно отличается от объема, расходуемого на горение кислорода. [10]
Продуктами полного сгорания топлива называется смесь газов, состоящая из двуокиси углерода, сернистого газа, водяного пара, а также неиспользованных в реакциях горения кислорода и азота воздуха. [11]
Из сравнения температур по наблюдательным и добывающим скважинам следует, что повышение температуры в удаленных от нагнетательной скважины районах залежи, которое наблюдалось до создания фронта горения в пласте, не продолжается из-за отсутствия в продуктах горения кислорода. [13]
Ог - содержание кислорода в сухих продуктах горения, в / 0; С02 - содержание двуокиси углерода в сухих продуктах горения, / 0; п - коэффициент, показывающий отношение объема, теоретически необходимого для горения кислорода к объему получаемой двуокиси углерода. [14]
В формировании керамического ( фарфорового) черепка участвует, как известно, газовая среда. Окислительная среда, характеризующаяся содержанием в продуктах горения кислорода свыше 4 %, необходима для обеспечения интенсивного выгорания органических веществ в черепке. При содержании 1 5 % кислорода в продуктах горения среда считается нейтральной. Понижение содержания кислорода до 0.2 % свидетельствует уже о восстановительной среде. Восстановительное действие практически осуществляется окисью углерода. Восстановительная среда при обжиге фарфора обычно поддерживается с 1040 - 1080 до 1230 - 1250 С для восстановления окисных форм железа в закисную, что происходит в результате проникновения окиси углерода в поры черепка. [15]
Страницы: 1 2
www.ngpedia.ru
Горение - кислород - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2
Горение - кислород
Cтраница 2
Скорость реакции горения колчедана зависит от температуры, концентрации в зоне горения кислорода, величины обжигаемых кусков, степени перемешивания и особенностей свойств самого колчедана. Как и в большинстве химических реакций, скорость горения колчедана возрастает с повышением температуры. Но повышение температуры обжига приводит с одной стороны к деформации металлических конструкций печей, с другой - к спеканию эвтектической смеси FeS Fe2O3, нарушающей нормальный ход обжига. [16]
В цилиндр или материальную банку набирают кислород и вносят в него зажженный у конца изогнутой газоотводной трубки водород. Происходящее иногда при этом гудение объясняется затягиванием в банку воздуха взамен затраченного на горение кислорода. На стенках банки заметны капельки воды, что и приводит учащихся к выводу, что при горении водорода получается вода. [17]
При нагреве воздуха его плотность уменьшается ( р р и / КТ) и начинается конвекция: менее плотный нагретый воздух, обедненный кислородом, всплывает. На его место поступает более холодный воздух, обеспечивая тем самым приток к пламени необходимого для горения кислорода. [18]
Протекание процесса зависит от свойств твердого топлива: влажности, выхода летучих горючих, спекаемости кокса, зольности, плавкости золы и фракционного состава. Большое значение имеет п толщина слоя топлива, влияющая на распределение и степень использования участвующего в горении кислорода воздуха. [19]
Коэффициент избытка воздуха находят на основании анализа продуктов горения. Последние состоят из так называемых сухих газов - углекислого газа СО2, сернистого газа SO2, неиспользованного при горении кислорода О и азота N, содержащегося в воздухе, подведенном в топку, и водяных паров, образовавшихся от сгорания водорода и испарения влаги топлива. [20]
При малом тепловыделении в первичном факеле при сжигании углей, бедных летучими, это может приводить к полному срыву факела. Поэтому необходимо вводить вторичный воздух постепенно ( непрерывно, либо ступенями по ходу факела), восполняя убыль расходуемого на горение кислорода. [21]
В участках слоя, расположенных выше уровня слоя h, выгорело Вк ( 1 - /) / 12 молей углерода. Так как выгорание углерода в кислородной зоне может быть представлено итоговой реакцией С О2 СО2, то число молей выгоревшего углерода равно числу молей израсходованного на горение кислорода. [22]
По мере возрастания давления количество кислорода, доступного для сгорания, также увеличивается. Это увеличение равно проценту доступного для горения кислорода, умноженному на количество атмосфер в абсолютном выражении. Однако надо помнить о том, что хотя горение очень ускоряется при таких условиях, его скорость не равна скорости горения в 84 % кислороде при давлении в одну атмосферу. Причиной этого является то, что азот, присутствующий в атмосфере, обладает определенным гасящим эффектом. Ацетилен не может использоваться под давлением выше одного бара из-за своих взрывчатых свойств. Однако для резки стали могут применяться другие горючие газы и кислород. [23]
Исходя из астрофизических рассмотрений, наиболее вероятным местом образования тяжелых обедненных нейтронами изотопов ( Z 34), которые не могли сформироваться путем последовательного присоединения нейтронов ( т.н. обойденные ядра), по-видимому, являются недра массивных звезд на поздних стадиях их эволюции. Тяжелые изотопы возникают там за счет ( 7, п) - процессов фоторасщепления богатых нейтронами ядер при температурах ( 2 - 3 2) 109 К. Двумя подходящими областями являются O-Ne - слой при взрыве сверхновых звезд типа II и зона гидростатического горения кислорода в фазе, предшествующей взрыву. Распределение s - элементов, образованных во время горения гелия, обычно рассматривается в качестве начального распределения ядер. Другой путь формирования обойденных ядер возможен под действием потока нейтринного излучения от коллапсирующего ядра звезды, либо в каких-либо других неравновесных процессах. [24]
Сейчас несколько групп исследователей пытаются проследить эволюцию звезды вплоть до самых последних стадий с тем, чтобы выяснить, при каких условиях можно получить наблюдаемый в космических лучах химический состав. Во всех их расчетах взрыв звезды фактически не моделируется, но достигнуты определенные успехи в моделировании эволюции звезд вплоть до самых последних стадий. В табл. 20.4 [10] приведены параметры звезды массой 1 - 5 MQ, достигшей стадии завершения горения кислорода, а затем горения кремния в ядре. Считалось, что, когда звезда становится неустойчивой, относительное содержание элементов от углерода до кремния будет сохраняться неизменным, зато возможно дальнейшее изменение содержания элементов от кремния до железа. [25]
В широкогорлой колбе нагревают небольшое количество концентрированного водного раствора аммиака, при этом в колбе создается атмосфера аммиака. До середины в колбу погружают стеклянную трубку, через которую подают кислород. В момент погружения трубки смесь поджигается пламенем бунзеновской горелки. При горении кислорода в атмосфере аммиака образуется большое слабо светящееся желтоватое пламя. [26]
Для того, чтобы произвести опыт горения водорода в кислородном газе, должно из сосуда, выделяющего водород, провести газоотводную трубку, которую загнуть, как на рисунке, и зажечь выделяющийся водород в воздухе, а после опустить в стклянку с кислородом. Горение в кислороде будет то же самое, как и в воздухе, пламя останется бледным, несмотря на то, что температура его весьма значительно повысится. Поучительно при этом то, что можно зажечь кислород в водороде, как водород в кислороде. Для того, чтобы показать горение кислорода в водороде, наполняют газометр кислородом и проводят от его крана вертикально восходящую трубку, кончающуюся тонким отверстием. Перед этим отверстием должно укрепить две проволоки на таком расстоянии, чтобы спираль Румкорфа производила ряд искр. Когда около отверстия укреплены проволоки и чрез них проходит ряд искр, то газоотводную трубку вводят в колокол, наполненный водородом ( см. рис.) и обращенный ( по легкости водорода) отверстием вниз. Если отверстие газоотводной трубки будет уже находиться в колоколе, то тогда ( не ранее, иначе может произойти взрыв) отворяют кран газометра, кислород притекает в водород и зажигается искрой. Здесь очевидно, что пламя не есть водород горящий, а есть то место, где кислород соединяется с водородом, потому что может быть получено пламя кислорода, точно так же, как и пламя водорода. [27]
В настоящее время разработана новая конструкция двухшлю-зового затвора шахтных печей, который выгодно отличается от трехшлюзового затвора простотой конструкции, малыми габаритами, позволяющими встроить его в старые печи и абсолютной герметичностью. Клинкер выходит из печи через двухшлюзовый затвор, клапаны которого попеременно открываются и закрываются при помощи специального кулачкового механизма, приводимого в движение мотором мощностью 2 кет. Это предотвращает потерю воздуха из подколосникового пространства при выгрузке клинкера. Печь обеспечивает производительность 170 - 190 т / сутки. Такая высокая производительность является следствием формовки сырья в виде гранул небольшого размера ( 25 мм), высокой скорости газов в печи, подачи в нижнюю часть зоны горения кислорода под большим давлением, применения описанной разгрузочной решетки и нового шлюзового затвора. [28]
В этом случае процесс описывается с известными допущениями кинетическим уравнением, характер-дым для химической реакции окисления, идущей на поверхности материала. С увеличением температуры, вызванном самонагреванием материала в объеме, возрастает скорость реакции, а следовательно, и интенсивность тепловыделения. Если кислорода в зоне реакции достаточно, а отвод тепла в окружающую среду затруднен, то при непрерывном самонагревании может возникнуть качественно новая стадия экзотермической реакции окисления - самовозгорание. Эта стадия развивается, как правило, в диффузионной области и определяется диффузией кислорода. Переход реакции из кинетической области в диффузионную имеет нарастающий лавинообразный характер до момента возникновения горения в горячей точке. Дальнейшая интенсивность процесса полностью зависит от поступления в зону горения кислорода из окружающего воздуха. [29]
Страницы: 1 2
www.ngpedia.ru
Горение в кислороде - Справочник химика 21
ГОРЕНИЕ В КИСЛОРОДЕ МЕТАЛЛОВ И НЕМЕТАЛЛОВ [c.27]
Пример 14. Один из методов получения ацетилена — окислительный пиролиз метана (неполное горение в кислороде). Вычислить стандартную теплоту этой реакции при 25° С. [c.23]
Ацетилен — весьма ценное соединение. Его горение в кислороде является очень экзотермичной реакцией [c.594]
Работа 10. Горение в кислороде угля, серы, фосфора, натрия [c.274]
Горение в чистом кислороде происходит гораздо энергичнее, чем в воздухе. Хотя при этом выделяется такое же количество теплоты, как и при горении в воздухе, но процесс протекает быстрее и выделяющаяся теплота не тратится на нагревание азота воздуха поэтому температура горения в кислороде значительно выше, чем в воздухе. [c.455]
Напишите уравнение реакции горения фосфора во фторе, зная, что фосфор проявляет здесь ту же валентность, что и при горении в кислороде. Назовите продукт реакции. [c.59]
Для соответствующего расчета часто используют теплоты сгорания органических соединений, что объясняется двумя причинами. Во-первых, горение в кислороде является реакцией, общей для всех органических веществ и идущей при соблюдении некоторых условий до конца, т. е. полностью и однозначно. Во-вторых, техника сожжения органических веществ при постоянном объеме достигла высокого совершенства и позволяет определять теплоты сгорания с точностью до 0,02%. [c.61]
При горении в кислороде некоторых газов, например водорода илн ацетилена (органическое вещество), достигается высокая температура. На этом основано применение кислорода для резки и сварки металлов. [c.130]
Один из методов получения ацетилена — окислительный пиролиз метана (неполное горение в кислороде) [c.50]
Составьте уравнения химических реакций, которые протекают при горении в кислороде [c.36]
При горении в кислороде литий образует окись (оксид) Li O, тогда как все остальные образуют перекиси (пероксиды) Meg [Oj] или Ме[02]. [c.233]
NN1 N0, = N0 + 2Н 0 Аммиак при горении в кислороде окисляется до нейтрального азота N0 [c.515]
Для демонстрации горения в кислороде различных веществ удобно использовать конические колбы емкостью 3—4 л с широким горлом. Колба, в которой сжигают натрий, должна быть абсолютно сухой. В склянку, предназначенную для горения железа, следует насыпать слой песка толщиной 1—2 см и положить толстый слой асбеста. В остальные колбы налить по 100—150 мл воды. Колбы накрыть корковыми кружками, через которые пропущены стержни металлических ложечек для сжигания . [c.15]
Из приведенных данных видно, что расчетная температура при горении в кислороде значительно выше, чем при горении в воздухе. Высокой расчетной температурой, превышающей 3000 °С, обладает, например, стехиометрическая ацетилен-кислородная смесь. Интересно отметить значительное различие температур, вычисленных с учетом и без учета диссоциации продуктов сгорания. Разница между ними может составлять более 2000 °С. Равновесные температуры пламени некоторых взрывчатых веществ, вычисленные в работе [33] для адиабатических условий горения за счет собственного кислорода, при Р = 0,1 МПа, составляют нитрогликоль— 3130 тетрил — 2530 нитроглицерин (желатинированный)—3030 метилнитрат — 2930 гексоген— 3030°С. [c.40]
Как видно, при горении в кислороде измеренные температуры значительно выше, чем при горении в воздухе. Максимальная температура пламени кислородных смесей водорода 2660 °С, различных по составу углеводородных газов 2730—2930 °С и ацетилена—3137 °С. [c.43]
При горении ацетилена в воздухе температура пламени доходит до 2000°, а при горении в кислороде — превышает 3000°. При такой температуре даже толстые слои металла разрезаются и свариваются очень быстро. [c.159]
Кислород применяют Фиг. 94. Горение в кислороде, [c.159]
Ряд таких опытов был выполнен Дювалем (с помощью адсорбции этилена при —195°) на нескольких новых нитях и на нитях, которые использовались в серии опытов по горению при определенной температуре. Эти опыты были проведены при 1200, 1400 и 1850° К под давлением примерно 8- 10 мм рт. ст., что соответствует самым различным эффективным долям соударений Р, как это видно из фиг. 3. Коэффициент шероховатости новой нити очень близок к 4. Горение в кислороде заметно изменяет поверхность нити, но для условий опытов в трех сериях это изменение практически одинаково коэффициент шероховатости изменяется примерно от 4 до 25 (от 23 до 27 в других случаях). [c.141]
Простые горючие — это индивидуальные химические вещества, химические элементы, чаще всего однокомпонентные сазы, жидкости и твердые вещества. К ним относятся углерод,, водород, алюминий, литий, бериллий, магний, марганец и др. Кроме водорода, это в большинстве твердые вещества с высокой теплопроизводительностью и очень высокой температурой горения в кислороде. [c.94]
Работа 10. Горение в кислороде угия, серы, фосфора, натрия, и железа. Исследование продуктов горения [c.88]
В технике кислородом пользуются при сварке металлов, для получения высоких температур, проведения окислительных процессов, получения азотной, серной кислот и других веществ, интенсификации различных процессов и т. д. Так как горение в кислороде или воздухе, обогащенном кислородом, происходит значительно активнее, чем в обычном воздухе, то проводится широкое внедрение кислорода в технологические процессы различных отраслей промышленности. [c.369]
Горение в кислороде происходит более энергично, чем в воздухе. Это вполне понятно. Количество молекул кислорода в 1 л чистого кислорода больше, чем в 1 л воздуха. Поэтому большее количество их притекает к горящему телу, быстрее идет горение, а потому больше тепла выделяется в единицу времени. [c.67]
Горение. Горением называется всякая реакция, которая идет достаточно быстро и сопровождается выделением тепла и света. В повседневной жизни и в технике наибольшее значение имеет горение в кислороде воздуха. Выясним условия возникновения и прекращения горения. [c.209]
Переходя к краткой характеристике отдельных методик, остановимся на определении теплот горения органических соединений. Важной частью калориметра в этом случае является калориметрическая бомба, предложенная Берт-ло для определения теплот горения в кислороде под давлением 20—30 атм. В калориметрической бомбе проводятся сожжения органических вещестн, металлов, металлических сульфидов, нитридов, хлоридов проводятся также реакции образования нитридов, сульфидов, силицидов и др. [c.76]
В принципе известны два основных способа минерализ щии сухое озоление и мокрая минерализация. Метод пробоподготовки с применением сухого озолеиия, ажигания и горения в кислороде довольно гфост, и его предпочитают влажным методам. Однако он применим не ко всем образцам и зачастую приводит к потерям из-за улетучивания элементов при сжигании. Как правило, его не применяют при анализе следовых количеств элементов либо осуществляют минерализацию в закрытой системе, где кислород - единственный реагент Образующийся осадок легко растворяется в разбавленных минеральных кислотах. [c.232]
Расчеты по теплотам сгорания особенно широко применяются при изучении реакций между органическими соединениями, которые почти никогда не протекают однозначно и до конца. В то же время реакции горения в кислороде идут до конца, причем техника сожжения органических веш,еств при V= = onst достигла высокого совершенства и позволяет определять теплоты сгорания с высокой точностью. [c.47]
Демонстрируя горение в кислороде металлов и неметаллов, удобно пользоваться широкогорлыми банками (3—4 л.). Банки удобно закрыть стеклянными пластинками илй лучше деревянными кружками, покрытыми снизу асбестом, через которые пропушены стержни металлических ложечек. В банках должна быть вода (около 7а объема). В банку, предназначенную для горения железа, следует насыпать песок (слой 2—3 см), а банка для горения натрия должна быть совершенно сухой. [c.27]
Неполное горение в кислороде или воздухе (окислительный пиролнз). В реакционное пространство вводится смесь метана с кислородом или метана с воздухом, а необходимое для реакции тепло образуется в реакционном пространстве от сжигания части метана. [c.119]
chem21.info
Свойства кислорода. Горение и окисление
СВОЙСТВА КИСЛОРОДА. ГОРЕНИЕ И ОКИСЛЕНИЕ [c.70]
Кислород в молекуле Н2О2 имеет степень окисления —1 за счет смещения электронной пары связи Н О к атому кислорода, а его валентность равна двум, что видно из графической формулы Н2О2. Пероксид водорода проявляет очень слабые кислотные свойства. Пероксиды металлов — ионные соединения, из них НзгОз образуется при горении металлического натрия на воздухе, а пероксиды щелочно-земельных металлов в реакциях взаимодействия их гидроксидов с Н2О2 [c.65]
Кислород. Строение атома и химические свойства. Реакции окисления и горения. Окисление кислородом в нейтральной и щелочной среде. Методы получения кислорода. [c.153]
Большинству органических соединений присущи восстановительные свойства. Это обусловлено тем, что степень окисления углерода в большинстве органических соединений довольно низка (во всяком случае ниже +4). Соединения, содержащие углерод и степени окисления +4, обычно не подвергаются окислению, если только они не содержат других окисля.ющихся элементов. Так, например, диоксид углерода, тетрафторид Ср4, тетрахлорид ССЦ, фреоны СРгС12, фосген СОСЬ и т. п. соединения обычно (по крайней мере под действием кислорода) не окисляются такие же соединения, как, например, сероуглерод С5о, легко окисляются, но только за счет содержащейся в их составе серы. Углеводороды и многие другие водородсодержащие органические вещества в атмосфере кислорода обычно сгорают с образованием таких конечных продуктов окисления, как диоксид углерода и вода. Таким образом, при горении органических соединений окислению обычно подвергаются как углерод, так и водород. Под действием более слабых окислителей или даже кислорода, но в мягких условиях многие органические соединения окисляются не до конечных продуктов, а с образованием соединений, содержан1Их углерод в некоторых промежуточных степенях окисления--Н1, +2, +3. Так, [c.140]
Соединения, содержащие 0-0-группу, генетически образующиеся из молекулярного кислорода — основного активного компонента земной атмосферы, играют важную роль во многих природных процессах. Их участие в процессах горения, окисления, радикальной полимеризации, органическом синтезе и других, использующих их свойство окислителя и способность легко распадаться на свободные радикалы, обусловило широкое применение органических пероксидов в лабораторной и промышленной практике. Разнообразное строение и высокая реакционная способность позволили использовать пероксиды в качестве моделей и объектов при исследовании многих фундаментальных проблем химии [c.3]
Наиболее важным химическим свойством кислорода является его способность соединяться с большинством простых веществ с выделением теплоты и света. Чтобы вызвать горение веществ в кислороде, часто приходится нагревать их до определенной температуры — температуры воспламенения, так как при обычной температуре кислород является довольно инертным веществом (связь между атомами кислорода характеризуется значительной прочностью). Наряду с горением известны многочисленные процессы медленного окисления при участии кислорода дыхание живых организмов, ржавление металлов, гниение, тление и др. Выделяющаяся при [c.256]
Если эти реакции протекают быстро, с выделением тепла и света, то их называют горением. Соединения элементов с кислородом называют окислами. Резко выраженная способность соединяться с другими веществами, т. е. производить окисление, является основным химическим свойством кислорода. [c.41]
Химические свойства кислорода. Окисление. Горение [c.28]
Углекислый газ обладает всеми свойствами кислотных оксидов. Однако вследствие того что соответствующий ему гидроксид — угольная кислота очень неустойчива, при растворении в воде СОг практически с ней не взаимодействует. Так как в СОг углерод,имеет степень окисления +.4, то гореть или поддерживать горение он не может. Для него не характерны ни окислительные, ни восстановительные свойства, хотя некоторые активные металлы могут гореть в атмосфере СОг, отнимая у него кислород [c.246]
Этими опытами впервые было установлено, что процесс окисления ртути состоит в соединении ее со здоровой частью воздуха. Результаты своих опытов он изложил в докладе Академии наук 26 апреля 1775 г., а 8 августа 1775 г. он еще раз повторил доклад, в котором впервые разъяснил, что воздух состоит иа двух газов чистого воздуха , способного поддерживать горение, дыхание и окислять металлы, и воздуха, не обладающего этими свойствами. Названия кислород и азот были даны им позднее Здесь же А. Лавуазье объяснил состав постоянного воздуха , т. е. углекислого газа, который образуется при горении кислорода с углем. [c.88]
Горению веществ в кислороде воздуха всегда предшествует медленный процесс окисления В зависимости от свойств горючих веществ начало окисления их возникает при различной температуре. Те вещества, окисление которых наступает при низкой температуре, представляют большую опасность, так как при некоторых условиях процесс медленного окисления может перейти в горение. Вещества с такими свойствами обычно относятся к группе самовозгорающихся веществ. Возникновение процесса медленного окисления и переход его в горение связаны с понятием скорости химической реакции. [c.61]
Когда в конце 20-х годов этого века Н. Н. Семенов [1] для объяснения открытого Харитоном [2] критического предела воспламенения смеси паров фосфора с кислородом предложил новый вариант химических цепных механизмов, мало кто сомневался, что даже если это объяснение и окажется справедливым, оно оставит в химии не более существенный след, чем экзотические цепные схемы галоидирования, разработанные Боденштейном [3] за 15 лет до этого. Ближайшие же годы показали, однако, что нововведение Н. Н. Семенова — гипотеза о возможности разветвления цепи последовательных химических элементарных актов — позволило вскрыть совершенно новое, до того времени неизвестное химикам свойство превращающихся молекулярных систем. Очень скоро было показано, что разветвленный цепной механизм характерен не только для окисления фосфора, водорода, СО, фосфина, СЗз и НаЗ, но и для окисления самых разнообразных углеводородов и лежит в основе химизма всех процессов горения [4]. Позднее было найдено, что ряд полимеризационных процессов протекает через разветвленные цепи [5], а в самое последнее время установлено, что некоторые процессы фторирования также подчиняются этим законам [6, 7 . [c.214]
Рассмотрим далее некоторые закономерности ингибирования горения. Прежде всего необходимо отметить, что ингибированию в основном подвержены процессы горения, связанные с цепным разветвленным характером окисления. Такими свойствами обладают горючие системы, в которых в качестве окислителя участвует кислород (воздух). [c.57]
К физическим процессам относятся а) нагрев и испарение жидкого топлива на этот процесс влияет качество распыления, создаваемая турбулентность, тепловые свойства топлива (теплоемкость, теплота испарения), температура и давление в цилиндре двигателя б) нагрев образовавшихся паров топлива до температуры самовоспламенения. К химическим процессам относятся а) окисление компонентов топлива кислородом воздуха этот процесс самоускоряется из-за повышения температуры но мере выделения теплоты реакции б) газификация, состоящая в химическом расщеплении компонентов топлива с образованием более простых частиц. Последние в дальнейшем также подвергаются окислению. Вскоре после того, как скорость выделения тепла при реакции окисления превысит скорость теплоотдачи в окружающую среду, в цилиндре двигателя начинается горение. [c.47]
Мышьяк и сурьма по большинству химических свойств напоминают фосфор. Например, оба эти элемента образуют га.погениды состава МХ3 и МХ5, структура и химические свойства которых близки соответствующим галогенидам фосфора. Соединения этих элементов с кислородом также очень сходны с соответствующими соединениями фосфора, однако они не так легко достигают своей высшей степени окисления. Так, при горении мышьяка в кислороде образуется продукт формулы А540й, а не А540,о- Высший оксид мышьяка можно получить окислением А540б каким-либо сильным окислителем, например азотной кислотой [c.327]
Объемный состав окислов азота объясняет сущность различия закиси от окиси. Закись образована со сжатием, окись без него, ее объем равен сумме объемов азота и кислорода, в ней находящихся. При окислении, если бы таковое совершалось прямо, 2 объема закиси с 1 объемом кислорода дали бы не 3, а 4 объема окиси. Эти отношения необходимо принимать в расчет, сравнивая теплоту образования, способность поддерживать горение и другие свойства NO и N O. [c.526]
SO . т.-е. селенистый SeO и теллуристый ТеО —ангидриды. Оба последние, в отличие от серы, — тела твердые, получаются, как и SO , прямо при горении самих простых тел и при действии на них окисляющих веществ. Они образуют мало энергические кислоты с ясными свойствами двуосновных кислот - однако не только в физических свойствах, но и в прочности, и в способности к дальнейшему окислению, замечается у них характерное различие от SO , подобное тому, которое известно в ряду галоидов, но только в обратном смысле там мы видели, что иод легче соединяется с кислородом, чем бром и хлор, образуя более прочные кислородные соединения, здесь, — напротив того, SeO и ТеО трудно окисляются, а восстановляются легко, даже при помощи сернистой кислоты. [c.231]
В химическом отношении аммиак довольно активен он вступает во взаимодействие со многими веществами. Б аммиаке азот имеет самую низкую степень окисленности (—3). Поэтому в реакции, связанные с дальнейшим понижением степени окисленности азота, аммиак не вступает он обладает только восстановительными свойствами. Если пропускать ток МНз по трубке, вставленной в другую широкую трубку (рис. 115), по которой проходит кислород, то аммиак можно легко зажечь он горит бледным зеленоватым пламенем. При горении аммиака образуется вода и свободный азот [c.396]
Например, тонкодисперсная платина (так называемая платиновая чернь) катализирует реакцию окисления водорода кислородом — в ее присутствии эта реакция идет с заметной скоростью даже при комнатной температуре. Это свойство платиновой черни используется в топливных элементах— устройствах, где химические реакции непосредственно используются для получения электрического тока, минуя горение. На этом же свойстве тонкодисперсной платины основан так называемый водородный электрод— очень валрабочий инструмент при изучении растворов. [c.55]
Химические свойства. Белый и красный фосфор активно взаимодействуют с галогенами с образованием различных галогенидов фосфора. Белый фосфор светится в темноте вследствие протекающей даже при пониженных температурах реакции окисления его паров кислородом воздуха. Тонко измельченный белый фосфор самопроизвольно возгорается при комнатной температуре, компактный белый фосфор загорается при нагревании до 50 °С. Температура воспламенения красного фосфора 210 °С, черный фосфор загорается примерно при 500 °С. При горении фосфора образуется оксид [c.427]
Наиболее важное химическое свойство кислорода — его способность соединяться с большинством простых веществ с выделением теплоты и света. Чтобы вызвать горение веществ в кислороде, часто приходится нагревать их до определенной температуры — температуры воспламенения, так как при обычной температуре кислород является довольно инертным веществом (связь между атомами кислорода характеризуется значительной прочностью). Наряду с горением известны многочисленные процессы медленного окисления при участии кислорода дыхание живых организмов, ржавление металлов, гниение, тление и др. Выделяющаяся при этом теплота рассеивается в окружающее пространство, но в определенных условиях она может скапливаться и тогда происходит воспламенение. Так, самовоспламе [c.272]
При описании свойств кислорода и водорода было сказано, что кислород является окислителем, а водород — восстановителем. Процесс присоединения к веществу кислорода был назван окислением, а процессе отнятия кислорода от вещества — восстановлением. В настоящее время процессы окисления и восстановления рассматриваются с другой точки зренНя реакциями окисления и восстановления называют такие реакции, при ко то рых происходят п е р е м е щ е ни я электронов от одних атомов или по нов к д р у г ж м атомам или и он а м. Окисляется тот атом или ион, который в этих реакциях теряет электроны, а восстанавливается тот атом или ион, который нри этом получает электроны. При описанном раньше горении магния в кислороде, при котором образуется окись магния MgO, 2 валентных электрона атома магния переходят к атому кислорода. Магний становится положительно заряженным Mg +, кислород становится [c.79]
Кисломд. Строение атома и химические свойства. Реакции окисления в горения. Окисление кислородом в нейтральной и щелочной среде. Методы получения кислорода. Озон. Строение молекулы и химические свойства. Способы получения озона. [c.146]
Регенерируемость характеризует способность катализатора легко восстанавливать его активные свойства после выжига кокса, отлол ившегося при крекинге на поверхности катализатора. Регенерируемость катализатора в основном зависит от скорости подвода кислорода к зоне окисления кокса и отвода продуктов горения. По этой причине обычно крупнопористые катализаторы легче регенерируются, чем мелкопористые. [c.208]
Пример 2.5. Рассчитать температуру частицы нефтяного кокса (углерода) т = 5 мм и скорость выгорания этой частицы в КС песка с таким же диаметром частиц с — 0,92 мм и температурой I = 900 °С. Горение происходит в диффузионной области, т. е. лимитруется скоростью диффузии кислорода. Окисление углерода соответствует реакции С + Ог = СОг. В расчетные формулы подставляются теплофизические свойства воздуха при средней температуре между температурами слоя и горящей частицы, поэтому необходимо предварительно задаться температурой частицы / =1100 °С Тогда / = 0,5 (/-Ь = 1000 С р , = [c.118]
Реакции окисления, в которых атмосферный кислород реагирует с горючими газами и парами, настолько хорошо известны и часто протекают так быстро, что, естественно, возникает тенденция рассматривать молекулу кислорода как весьма реакционноспособную. В действительности она химически весьма инертна по отношению к другим молекулам, а быстрота процессов горения обусловлена реакцией кислорода со свободными радикалами в стадии роста цепных реакций [1]. Цепные реакции протекают также и при медленном окислении насыщенных, ненасыщенных углеводородов, их производных и некоторых неорганических веществ как в растворах, так и в чистых жидкостях. Цепной характер этих автоокисли-тельных реакций был впервые установлен Бэкстрёмом путем сравнения фотохимического и термического окисления альдегидов и сульфита натрия (см. стр. 359). Подобно всем цепным реакциям, скорости этих реакций можно увеличить, добавляя катализаторы, дающие соответствующие свободные радикалы при термическом или фотохимическом разложении или за счет реакции переноса электрона их скорости можно уменьшить введением ингибиторов, которые заменяют активные радикалы неактивными или молекулами. Некатализируемые реакции автоокисления обычно идут медленно, потому что медленной является начальная стадия взаимодействия между реагентами, приводящая к образованию свободных радикалов. Однако при некоторых обстоятельствах реакции автоокисления обнаруживают самоускорение или автокатализ, обусловленный бирадикальными свойствами молекулы или атома кислорода. Поэтому представляет интерес рассмотреть некоторые общие особенности реакций автоокисления в связи с реакционно-способностью молекулы кислорода. [c.444]
Термодинамические свойства углеводородов и продуктов их окисления представляют особый интерес ввиду того, что ценность углеводородов как горючего зависит от разности менеду величиной их внутренней энергии и соответствуюш ими величинами продуктов сгорания. Однако ввиду того, что при сгорании не все реакции протекают до конца, т. е. до образования двуокиси углерода и воды, возникает также необходимость знать термодинамические свойства многих устойчивых и неустойчивых промежуточных соединений углерода, водорода и кислорода, образуюш,ихся при горении. Животные также получают необходимые им тепло и энергию за счет процесса окисления, сопровонгдаюш егося попутным образованием многочис-денных нестойких и устойчивых промежуточных продуктов. Растения завершают вторую часть этого цикла. Используя солнечный свет в качестве первичного источника энергии для процесса фотосинтеза, растения жадно поглощ ают двуокись углерода из атмосферы, связывают ее с водой и синтезируют соединения, менее деградированные в энергетическом отношении. После того как этот процесс образования менее деградированных соединений пройдет через целый ряд стадий, определенное промежуточное соединение (например, сахар) может являться вполне подходящим горючим для осуществляемого в организмах животных цикла деградации. Таким образом, процессы, ведущие к рассеиванию энергии или к накоплению ее, постоянно протекают с образованием многочисленных общих промежуточных соединений, содержащих углерод, водород и кислород. Эти соединения играют ваншую роль, поскольку они охватывают всю [c.458]
Селитра представляет бесцветную соль, имеющую особый прохладительный вкус. Она легко кристаллизуется длинными, по бокам бороздчатыми, ромбическими шестигранными призмами, оканчивающимися такими же пирамидами. Ее кристаллы (уд- вес 1,93) не содержат воды. При слабом накаливании (339°) селитра плавится в совершенно бесцветную жидкость. При обыкновенной температуре в твердом виде КЫО малодеятельна и неизменна, но при возвышенной температуре она действует, как весьма сильное окисляющее средство, потому что может отдать смешанным с нею веществам значительное количество кислорода. Брошенная на раскаленный уголь, селитра производит быстрое его горение, а механическая смесь ее с измельченным углем загорается от прикосновения с накаленным телом и продолжает сама собою гореть. При этом выделяется азот, а кислород селитры идет на, окисление угля, вследствие чего и получаются углекалиевая соль и углекислый газ (или окись углерода) 4КЫО - С = = 2К СО ЗСО - -2№. Явление зависит от того, что при этом отделяется много тепла и раз начавшееся горение может само собою продолжаться, не требуя накаливания. Подобное же горение происходит и при нагревании селитры с серою и различными другими горючими телами. Напр. 2КЫО -(-25= = К ЗО О . В особенности замечательно окисление таких металлов, которые способны давать с избытком кислорода кислотные окислы, остающиеся при этом в соединении с окисью калия в виде калиевых солей. Таковы, напр., марганец, сурьма, мышьяк, железо, хром и др. Эти элементы, как С и 5, вытесняют свободный азот. Низшие степени окисления этих металлов, сплавленные с селитрою, переходят в самые высшие степени окисления. Понятно, после этого, что в химической практике и технике селитра употребляется во многих случаях как окислительное средство, действующее при высокой темпе[>атуре. На этом же основано применение ее для обыкновенного пороха, который есть механическая смесь мелко измельченных серы, селитры и угля. Относительное содержание этих веществ меняется, смотря по назначению пороха и по свойству угля, употребленного для состава (уголь берется рыхлый, не совершенно прокаленный и потому содержащий водород и кислород). При горении образуются газы, а именно — преимущественно азот, углекислый газ и окись углерода, которые и производят значительное давление, если свободный выход образующихся газов чем-либо прегражден. [c.29]
Для получения сварного шва, близкого к основному металлу по составу п свойствам, электродуговую сварку проводят под слоем флюса. Это позволяет предохранить металлы от окисления и выгорания. Автогенную сварку ведут, используя теплоту сгорания ацетилена в кислороде. Большой тепловой эффект этой реакции позволяет развивать очень высокую температуру в зоне горения. В результате кромки соединяемых деталей подплавляются, образуя прочный монолитный шов. [c.21]
Большинство веществ при определенных условиях способно вступать во взаимодействие с кислородом воздуха, т. е. окисляться. Быстро протекающий процесс окисления, в результате которого выделяется большое количество тепла, нагревающего продукты окисления до высоких температур, называется горением. Однако к топливу можно отнести только те горючие материалы, которые при горении выделяют большое количество тепла на единицу массы или объема, не теряют своих тепловых свойств при длительном- хранении, относительно легко загораются, не выделяя при горении вредных веществ. Топливо может находиться в трех агрегатных состояниях твердом, жидком и газообразном. По происхождению его подразделяют на естественное (натуральное) и искусственное топливо. К естественному (натуральному) твердому топливу относят растительное (дрова, солома и др.) и ископаемое (торф, уголь, горючие сланцы и др.) топливо, к жидкому—нефть, к газообразному — природный, попутный и нефтяной газы. К искусственному твердому топливу относят топливо, полученное при термохимической переработке натурального топлива (древесный уголь, торфяной и угольный кокс) и меха1Г ческой обработке натурального топлива (брикеты из древесньи опилок, торфа, угля и других материалов), к жидкому — топливо, полученное при термической переработке нефти, смол (бензин, керосин, мазут) и химической переработке натурального топлива (бензин, керосин, дизельное топливо, мазут, коллоидное топливо), к газообраз- [c.6]
Одной из экологически чистых технологий переработки низкосортных углей может стать их конверсия в воде, находящейся в сверхкрити-ческом Т> 647 К,/ > 22,1 МПа) состоянии, СКВ, Перспективными являются 1) экстракция углеводородов из углей 2) частичное окисление и гидрирование органической массы углей при диссоциации воды 3) горение углей в смеси СКВ с кислородом с целью получения острого водяного пара. Уникальные свойства СКВ [1,2] обеспечивают эффективность этих процессов (неограниченную растворимость органических соединений, газофазность химических реакций, простоту отделения минеральной части и др.), а низкая температура (препятствует образованию вредных окислов N0 , и SO . [c.128]
chem21.info
Горение и образование дыма
Горение древесины представляет собою окисление составных частей ее до углекислого газа СO2 и воды Н2О.
Кривая, характеризующая выход летучих органических соединений в зависимости от температуры пиролиза древесины
Для осуществления этого процесса необходимо достаточное количество окислителя (кислорода) и нагревание древесины до определенной температуры.
При нагревании без доступа кислорода происходит термическое разложение древесины (пиролиз), в результате чего образуются уголь, газы, вода и летучие органические вещества.
В соответствии с теорией, развитой Г. Ф. Кнорре и другими учеными, горение древесины можно представить следующим образом.
В начале нагревания из древесины испаряется влага. В дальнейшем происходит термическое разложение составных частей ее. Составные части древесины в значительной степени окислены, поэтому они распадаются при невысокой температуре. Образование летучих веществ, достигает максимума (до 85% к весу начинается около 160° и сухой древесины) при 300°.
Продукты первичного распада древесины в результате сложных окислительных и восстановительных процессов переходят, в газообразное состояние, в котором они могут легко перемешиваться с молекулами кислорода, образуя горючую смесь, воспламеняющуюся при определенных условиях (избыток кислорода, достаточно высокая температура). В зависимости от качественного состояния древесина воспламеняется при 250—350°.
Газифицированные продукты горят во внешней кромке пламени, внутри же пламени летучие продукты пиролиза древесины превращаются в газообразное состояние.
Свечение пламени вызывается раскаленными частицами углерода, сгорающими в СО2 во внешней его кромке при избытке кислорода. Наоборот, при недостатке кислорода, когда температура сравнительно невелика, пламя имеет красноватый цвет, при этом за счет несгоревших частиц углерода выделяется значительное количество копоти.
Чем больше подача кислорода, тем выше температура, больше и ярче пламя.
Внешний вид пламени также зависит от состава древесины и в первую очередь от содержания углеводородов и смол. Больше всего смол в сосновых деревьях, и березе, при горении которых образуется густое, яркое пламя. Пламя осины, летучие вещества которой содержат больше окиси углерода и меньше углеводородов, невелико, прозрачно, имеет синеватый оттенок. При горении ольхи, содержащей мало смол, также образуется более короткое и прозрачное пламя.
Последовательность термического разложения опилок при образовании коптильного дыма можно условно представить следующими этапами.
На первом этапе очередная «свежая» частица древесных опилок под воздействием горячей смеси паров и газов и теплового излучения соседних горящих частиц прогревается до 150—160°. В этот период в основном испаряется влага, заметного уменьшения объема частицы не наблюдается.
В последующие этапы температура частицы также повышается, вследствие чего происходит термическое разложение органической массы древесной частицы и воспламенение части газифицированных продуктов пиролиза с выделением тепла; часть же летучих веществ вместе с некоторым количеством несгоревшего углерода (сажи) увлекается конвекционными токами вверх, образуя дым. В конце процесса разложения древесины и выделения летучих соединений заметно уменьшаются размеры частицы.
Уголь (твердый углерод), образовавшийся в процессе термического разложения древесных опилок, нагревается теплом, выделяемым при окислении части летучих соединений и начинает реагировать с углекислотой и кислородом:
C + CO2 → 2CO
2CO + O2 → 2CO2
При этом образуется небольшое, полупрозрачное синеватое пламя горения окиси углерода.
Объем частицы продолжает сокращаться; на заключительном этапе образуется зола. Под действием выделяющегося тепла начинает прогреваться следующая «свежая» частица древесных опилок.
Механизм и химизм сгорания древесины в виде поленьев дров, щепок или кучи опилок одинаков. Имеются отличия в количественной и качественной сторонах процесса собственно горения, т. е. окисления органических соединений кислородом при использовании дров или опилок.
Здесь мы сталкиваемся с понятиями так называемого полного и неполного горения. При полном горении летучие, паро- и газообразные вещества полностью окисляются (или сгорают) до углекислого газа и паров воды.
Примером полного горения может служить реакция окисления одного из компонентов коптильного дыма — метилового спирта СН3ОН:
СН3ОН + O2 → CO2 + 2h3O
Аналогично могут протекать реакции, окисления и других органических соединений, возникающих при термическом разложении древесины.
В результате полного горения образуется парогазовая смесь, которая состоит из углекислого газа и паров воды, не содержит коптильных компонентов и не представляет ценности для копчения.
Чтобы получить дым, пригодный для коптильного производства, необходимо создать условия неполного горения древесины. Для этого, например, сверху на дрова помещают слой увлажненных опилок, в результате чего зона и интенсивность горения значительно уменьшаются. При неполном горении летучие органические вещества окисляются лишь частично, а дым насыщается коптильными компонентами.
Глубина окисления продуктов пиролиза древесины зависит от количества кислорода, а также от температуры горения и скорости отвода летучих веществ из зоны горения.
При недостатке кислорода окисление летучих веществ, на пример метилового спирта, протекает по следующей реакции:
2СН3ОН + O2 → 2C + 4h3O
Несгоревшие частички углерода, выйдя из зоны пламени, быстро охлаждаются и образуют вместе с другими, не окисленными до конца продуктами разложения древесины дым. Часть их оседает на стенках коптильных камер в виде копоти (сажи). При недостаточно хорошей изоляции коптильных камер на стенках их оседают также сконденсированные парообразные летучие вещества дыма (смола, деготь).
При более глубоком, но также неполном окислении горючих веществ образуется окись углерода:
СН3ОН + O2 → CO + 2h3O
Содержание окиси углерода в дымовых газах характеризует степень полноты горения.
Таким образом, количество кислорода — один из самых существенных факторов, влияющих на химический состав дыма, в частности на изменение содержания в нем метилового спирта, формальдегида и муравьиной кислоты. Так, при ограниченном доступе воздуха в зону горения из метилового спирта образуется муравьиный альдегид:
СН3ОН + O2 → Ch3O + 4h3O
При поступлении большего количества воздуха, а, следовательно, и кислорода образовавшийся формальдегид окисляется до муравьиной кислоты:
2СН2О + O2 → 2CHOOH
При избытке воздуха муравьиная кислота полностью окисляется до углекислого газа и воды:
2СНOOH + O2 → 2CO2 + 2h3O
При горении других продуктов пиролиза в зависимости от степени окисления аналогично образуются органические вещества, влияющие на состав дыма.
От количества кислорода, поступающего в сгорающий слой, зависит также температура горения. В обычных условиях древесина в виде поленьев не может сгорать без пламени, а, следовательно, без выделения тепла. В этом случае окисляется значительно большее количество веществ, образующихся из органической массы древесины, чем при сгорании (тлении) опилок. Поэтому значительная часть летучих веществ при сжигании дров не используется для копчения, а коптильный дым по составу уступает дыму, полученному при медленном сгорании опилок. При засыпке горящих дров влажными опилками увеличивается количество дыма, но и в этом случае дрова расходуются неэкономично.
Температурный режим естественного сгорания (тления) опилок значительно мягче по сравнению со сгоранием дров. При горении угля, оставшегося после выделения летучих веществ, образуется небольшое пламя. Полученное тепло расходуется главным образом на нагревание соседних слоев опилок, которые подвергаются термическому разложению без доступа кислорода, так как воздух оттесняется парами и газами горящего слоя.
Сгорание протекает медленно. Значительная часть продуктов термического разложения не окисляется в пламени, поэтому конвекционными потоками отводится сравнительно много летучих веществ.
Примером неполного сгорания опилок может служить сжигание их при нефорсированной нижней подаче воздуха. В этом случае сгорает полностью только нижний слой опилок. Горячие газы и пары вытесняют воздух и нагревают верхние слои опилок, что приводит к сухой перегонке древесины, в результате которой образуются уголь, газы, вода и органические соединения. При равномерном поступлении свежих опилок сверху горит только нижний слой угля, образующегося в результате сухой перегонки вышележащего слоя. При этом получается дым более насыщенный летучими органическими соединениями.
Лучшим способом получения дыма, богатого коптильными компонентами, является образование его в дымогенераторах, работающих на опилках с подогревом коптильной среды газом, глухим паром или электричеством, и во фрикционных дымогенераторах. В этом случае получается дым с повышенным содержанием летучих органических соединений, что обусловлено низкими температурами образования дыма и незначительным окислением первичных продуктов распада древесины.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
www.activestudy.info
7. ГОРЕНИЕ УГЛЕРОДА И КИСЛОРОДА
На рис. 25 приведен теоретически рассчитанный химический состав звезды с массой 5M в стадии, предшествующей началу горения углерода. По оси x отложена доля от полной массы звезды, отсчитываемая от центра звезды. По оси y - доля массы химических элементов - углерода, гелия и водорода. Различные теоретические модели отличаются в деталях, однако общим для них является следующее:
В достаточно массивных звездах за фазой горения гелия следуют фазы горения углерода (Z = 6), неона (Z = 10) и кислорода (Z = 8). Поскольку эти ядра обладают достаточно большими зарядами и роль кулоновского барьера существенно возрастает, требуются более высокие температуры, достижимые лишь в массивных звездах. В массивных звездах углерод может гореть в условиях термодинамического равновесия. На рис. 26 приведены теоретические расчеты эволюции звезды с M=25M на стадии горения углерода, неона и кислорода. Горение углерода начинается при температуре около 8·108 K и плотности ~ 105 г/см3. Основные реакции горения углерода следующие: (T1/2 = 12.1 c)
Полное сечение реакции 12C + 12C измерено в лабораторных условиях, начиная с энергии 2.4 МэВ. При этой энергии сечение составляет ~ 10-8 барн. Температура горения углерода 8·108 K соответствует энергии E0 сталкивающихся частиц ~ 1.7 МэВ. При этой энергии экстраполированная величина сечения составляет ~ 10-13 барн. Основным продуктом горения углерода является 20Ne. При дальнейшем росте давления и температуры ядра 20Ne разрушаются в результате реакции фоторасщепления 20Ne + γ→16O + α. Это происходит из-за малой энергии связи α-частицы в ядре 20Ne ( Eα(20Ne) ~ 4.73 МэВ ). Для сравнения укажем, что в ядре 16O энергия связи α-частицы составляет 7.2 МэВ. Следующая стадия - горение кислорода. Основные реакции:
Характерные особенности реакций горения углерода и кислорода следующие:
|
nuclphys.sinp.msu.ru
