10. Катализ. Особенности горения высокомолекулярных углеводородов

Катализаторы- вещества не расходующиеся в результате реакции, но влияющие на её скорость.

Катализ- явление изменения скорости хим. реакции под действием таких веществ.

Действие катализатора объясняется тем, что в его присутствии реакция протекает через другие промежуточные стадии, которые более энергетически доступны.

Различают гомогенный и гетерогенный катализ.

В случае гомогенного реагирующие вещества катализатора находятся в 1й фазе

В случае гетерогенного катализатора реагирующие вещества находятся в разных фазах.

Особенности горения высокомолекулярных углеводородов.

_n-10…16

П роцесс горения высокомолекулярных углеводородов имеет цепной характер и протекает в несколько стадий(кол-во и последовательность стадий определяется большим количеством факторов и имеет труднообъяснимый характер. Главные процессы это пиролиз и частичное окисление.

Пиролиз-процесс термического разложения органических соединений при ограниченном количестве окислителя.

Окисление реакции пиролиза-реакция расщепления парафинов и нафтеновых углеводородов с образованием углеводородов с меньшей молекулярной массой.

Обычно при сжигании одного _{кубометра} топлива подают количество воздуха, несколько превышающие теоретически необходимое

стехиометрическое количество воздуха

количество воздуха которое подают

Горение топлива в условиях стехиометрического соотношения ( ) приводит к тому, что вся выделяющаяся энергия расходуется на нагрев продуктов сгорания. Это позволяет определить максимальную адиабатную температуру пламени.

Избыток или недостаток воздуха приводит к снижению максимальной температуры пламени.

На практике достижения адиабатической температуры пламени невозможно. Часть тепла теряется из зоны горения излучением и конвекцией. В высокотемпературном пламени происходящая диссоциация продуктов сгорания поглощает часть тепла.

Кроме того диссоциация смещает максимальную температуру пламени в сторону более богатых смесей.

При сжигании топлива в количестве превышающим стехиометрическое часть выделившейся теплоты будет расходоваться на нагрев воздуха не участвующего в процессе горения. Для нахождения температуры в этом случаи (калориметрическим температурой горения) необходимо решение уравнения теплового баланса.

Для практических целей наиболее важно знать расчетную температуру горения, при этом дополнительно учитываются потери тепла на механический недожог топлива и на диссоциацию продуктов сгорания.

11. Основы теории воспламенения газовых смесей. Тепловое самовоспламенение

Воспламенение может быть самопроизвольным и вынужденным.

Самовоспламенение-прогрессирующее самоускорение хим. реакций в результате которого медленно протекающий начальный стадии процесс достигает больших скоростей и в завершающей стадии протекает практически мгновенно.

Вынужденные воспламенение (зажигание) обуславливается внесением в реагирующую смесь источника теплоты температура которого выше температуры воспламенения. Процесс воспламенения характеризуется тем что имеются определенные границы (пределы) вне которых воспламенение невозможно. Нижний концентрационный предел-это когда только только стало возможно горение.

Водород в воздухе: бедный предел 4%

богатый предел 75%

Водород в кислороде: богатый предел 95%

Метан в воздухе: 5%-15%

Метан в кислороде: 5%-61%

Авиационный керосин в воздухе: 1,1%-6,8%

Б огатый и бедный концентрационный предел соответствует минимальной температуре пламени. Увеличение давления сверх атмосферного обычно расширяет концентрационные пределы распространения пламени - расширение происходит в сторону богатого предела. С увеличением температуры пределы расширяются

T1- температура при которой у поверхности топлива может образовывается горячая смесь.

Т2- минимальная температура самовоспламенения – соответствует стехиометрической или несколько более богатой смеси.

Тепловое самовоспламенение.

Время необходимое для саморазогрева смеси от _{Т0’ до Т0}носит название периода индукции, а сам период это предвзрывный разогрев.