ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Самокарбюрация в газовом факеле из "Основы общей теории печей Изд.2" На основе данных современных исследований следует предположить, что механизм появления углеродистых частиц в пламени неодинаков и характеризуется по крайней мере двумя различными схемами. [c.182] Первая схема определяет появление в факеле мельчайших твердых углеродистых частиц размером 0,01—0,3 [х, представляющих собой почти чистый (сажистый) углерод (С 99%), который является продуктом элементарного распада газообразных углеводородов. [c.182] Обнаруживаемые в этих частицах водород, кислород и сера (в сумме менее 1 %) скорее всего не являются структурными составляющими частиц, а появились в процессе отбора пробы. Мельчайшие частички сажистого углерода при контакте с окислителями (О2, Н2О, СО2) немедленно газифицируются и дают малоустойчивую светимость турбулентного пламени. [c.182] Другая схема определяет появление в факеле более крупных углеродистых частиц размерами от нескольких микронов до 0,1 мм. Подобные частицы могут появиться при определенных условиях в результате агломерирования мелких частиц, но более вероятно их появление как промежуточных продуктов реакций термического разложения в факеле сложных углеводородных комплексов, состоящих из масел, смол, растворимых и нерастворимых (карбены -и карбоиды), асфальтенов и т. д., которые в дальнейшем будем называть гудронами. [c.182] При термической обработке гудронов количество масел и смол уменьшается, а количество асфальтенов возрастает при этом увеличивается отношение С/Н, которое достигает 20 и выше. [c.182] Содержание углерода в этих частицах составляет 86—92% и более, а остальное приходится главным образом на водород (4—6%) и отчасти на кислород, серу и азот. Подобные частицы, по-видимому, находятся в жидком или твердом пластическом состоянии и, являясь относительно крупными и по молекулярному строению весьма сложными, медленно реагируют с окислителями, что дает устойчивую светимость факела. [c.182] В завиоимости от условий протекания теплообменных процессов в печах и топках преимущественным может быть тот или другой механизм образования углеродистых частиц. [c.182] Прежде всего рассмотрим особенности элементарного распада углеводородов. [c.182] С практической точки зрения (как топливо для печей) имеют значение три вида углеводородюв предельные (парафины), непредельные и циклические. [c.183] Отличительной особенностью предельных углеводородов является то, что связи между атомами углерода в них простые, т. е. каждый атом углерода занимает только одну валентность соседних с ним атомов углерода данной молекулы. В случае метапа (СН4) атом углерода связан только с атомом водорода. [c.183] Из всех углеводородов этого ряда у ацетилена отношение углерода к водороду наибольшее. [c.183] Отличительной особенностью непредельных углеводородов является то, что связи между атомами углерода в них двойные (например, этилен) пли тройные, т. е. каждый атом углерода занимает две-три валентности соседних с ним атомов углерода данной молекулы. [c.183] Циклические углеводороды, в молекулы которых входят 5— 6 атомов углерода, разделяются на нафтены (с простыми связями между атомами углерода, как у парафинов) и на аромати--ческие (бензол, нафталин, антрацен), в молекулах которых между атомами углерода существуют как простые, так и двойные связи. [c.183] Прочность связей между атомами углеводородных молекул характеризуется величиной энергии связи, ккал1кГ моль, что приведено ниже [112]. [c.183] Процесс разложения углеводородов представляет собой комплекс одновременно протекающих реакций, в которых углеводород одного и того же состава может претерпевать различные превращения в зависимости от температурных условий, времени и состава смеси, в которой он находится. Так как в горящем факеле реакции распада преобладают ад реакциями полимеризации, то доминирующее значение здесь приобретает термический крекинг углеводородов в присутствии некоторого количества ошслителей. [c.184] Поскольку температура, время процесса и количество окислителей различны для разных мест факела, постольку и характер протекания процессов термического крекинга может быть весьма разнообразным. [c.184] Таким образом, в конечном счете при разложении происходит обеднение углеводородных молекул водородом. [c.184] Разложение сопровождается затратой довольно значительного количества тепла, а именно около 19000 ккал на одну молекулу СН4. [c.184] Вернуться к основной статье