ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Процессы в реакционной зоне из "Газогенераторы и газогенераторные станции в металлургической промышлеммности" Данные С. А. Тагера [14] по весовой доле углерода коксового остатка в горючей массе топлива при температуре нагрева топлива до 850° С приведены в табл. 30. [c.98] Коксовый остаток представляет собой почти чистый углерод. В реакционной зоне, независимо от рода газифицируемого топлива, проис.ходит взаимодействие твердого углерода с кислородом, углекислым газом и водяным паром. [c.98] Теория горения углерода за последние 15—20 лет в результате работ А. С. Предводителева, 3. Ф. Чуханова, Д. А. Франк-Каменецкого, Л. Н. Хитрина, X. И. Колодцсва, Г. Ф. Кнорре и др. [15 16] значительно продвинулась вперед. [c.98] В настоящее время общая характеристика процесса представляется в следующем виде. Взаимодействие твердого углерода с кислородом, реакции с СОг и НгОп,р являются гетерогенными реакциями типа — твердая фаза + газ = газ. В гетерогенных реакциях уничтожается, газифицируется твердая фаза. [c.98] Первый и третий этапы являются физическим процессом, в основе его лежит диффузия газов. Второй этап является адсорбционно-химическим актом. Таким образом, в реакционной зоне химические процессы взаимодействия углерода с газом тесно переплетаются с физическими процессами, которые регулируют величину действующих концентраций реагирующих веществ у поверхности коксового остатка. [c.99] Больщое значение при газификации гвердого топлива имеет процесс теплообмена в слое — перенос тепла в кусках и в меж-кусковое пространство и из последнего к кускам. Теплообмен регулирует термический режим горения. В зависимости от сочетания указанных процессов будут иметь место условия, свойственные чисто химическим процессам или закономерностям, характерным для диффузии. [c.99] Особенностью реакций горения твердого топлива является и то, что реагирование протекает не только на внешней поверхности кусков, но вследствие пористого их строения и внутри кусков кокса (внутреннее реагирование). [c.99] Общая скорость суммарного процесса взаимодействия углерода в реакционной зоне зависит, как бы,ло от.мечено, от скорости переноса вещества и тепла и от скорости адсорбционно-хи.мических реакций она определяется в конечном итоге Toii стадией процесса, которая протекает более медленно. Так, например, при взаимодействии углерода с кислородом при высокой температуре, которая обычно устанавливается при горении, молекулы кислорода обладают необ.ходимой энергией активации, и химические реакции протекают очень быстро, в небольшие доли секунды. [c.99] На поверхности кусков концентрация кислорода стремится к нулю. В этом случае скорость суммарной реакции зависит только от параметров, определяющих диффузию, главным образом от интенсивности движения реагиоующей среды. Изменение температуры горения здесь не играет особой роли и только несколько влияет на коэфф щиент диффузии и величину концентрации. [c.99] Практика газификации в плотном слое показывает, что процесс газификации в обычных газогенераторах, работающих по противоточной схеме, протекает преимущественно в диффузионной и промежуточной областях и что наиболее эффективным фактором воздействия на процесс является дутье. Усиливая подачу последнего к горящей поверхности кокса, можно значительно ускорить процесс. [c.100] Положительное влияние увеличеи1 я количества дутья сказывается на процессе теплообмена. Как известно из механики газов, у поверхности твердого тела образуется тонкий пограничный слой — малоподвижная пленка вязких частиц, через которую газы могут проникать лишь очень медленно в результате молекулярной диффузии. Поверхностный слой, несмотря на его небольшую абсолютную величину, заметно снижает суммарный коэффициент теплообмена, так как в нем тепло передается очень медленно, теплопроводностью, причем коэффициент л будет небольшим. Таким образом этот слой практически является теплоизоляцией, препятствующей теплообмену. [c.100] Конвективная диффузия протекает быстрее молекулярно , следовательно возрастает и теплообмен. [c.101] Явления диффузии подобны явлениям теплопередачи. Молекулярная диффузия соответствует молекулярной теплопроводности, конвективная диффузия — передаче тепла конвекцией. Н1 -какой аналогии с процессами передачи вещества не нмеет только теплообмен излучением, физическая природа которого существенно отличается и от теплопередачи теплопроводностью и конвекции. [c.101] Последние зависи.мости подтверждают, что увеличение скорости и, следовательно, критерия Ре одновременно ускоряют диффузию и коэффициент теплообмена. Это касается всех зон газогенератора — как реакционной зоны, так и зоны подготовки. [c.102] Выше были освещены вопросы теплообхмена в зоне подготовки. В реакционной зоне, наряду с конвективным теплообменом, заметное влияние оказывает теплопередача излучением. Последняя определяется наличием в газах трехатомных газов — СО2, Н2О и ЗОг и эффективной то тщиной слоя этих газов. В кислородной зоне будет иметь значение излучение от пламени. [c.102] Расчет может проводиться по расчетным уравнениям и графикам [17]. [c.103] Вернуться к основной статье