Механизм - образование - сажа
Cтраница 2
В качестве основного элементарного процесса в механизме сажеобразова-ния Беренс [370] выдвигает процесс СО Н С ОН. Гейдона и Фейрберна [655], в которой рассматривается механизм образования сажи в электрическом разряде в С2Н2 и СО. [16]
Книга посвящена процессам образования различных форм твердого углерода ( сажа, пироуглерод) при термическом разложении и горении углеводородов. В ней собраны и обобщены количественные данные по кинетике, рассмотрен механизм образования сажи и пиро-углерода. [17]
Механизм образования сажи при турбулентном горении не исследован. Можно однако считать, что он не должен существенно отличаться от механизма образования сажи при ламинарном горении и что в основе его также лежит термическое разложение. Несомненно также, что сажа образуется в пограничном слое, примыкающем к фронту горения с внутренней стороны факела. [18]
Можно считать экспериментально установленным, что образование сажи при горении протекает в зоне высоконагретого углеводорода в непосредственной близости от фронта горения. Таким образом, механизм образования сажи при горении принципиально, по-видимому, не отличается от механизма образования сажи при термическом разложении углеводородов. Однако, если сажа, образующаяся при термическом разложении, - это термодинамически устойчивый продукт, то сажа, являющаяся конечным продуктом неполного горения, представляет собой промежуточный термодинамически неустойчивый продукт. [19]
При пиролизе нафталина увеличение его концентрации от 1 до 10 % приводит не к увеличению концентрации на порядок, а к ее падению примерно на два порядка. Качественно аналогические результаты получены при пиролизе а и ( 5 метилнафталинов. Эти результаты показывают, что механизм образования сажи при пиролизе полиароматических углеводородов существенно отличается от механизма для углеводородов исследованных ранее. [20]
Однако структуры этих углеродных веществ существенно отличаются. Если учесть что в наших опытах образование волокнистого углеродного йещества идет из газовой фазы, а при замедленном коксоваййи из жидкой, то ясна причина этих различий. Поэтому Можно предположить, что Механизм образования волокнистого углеродного вещества на Поверхности гетерогенных катализаторов при температурах 600 - 800 С будет аналогичен Механизму термического образования сажи. [21]
Однако каков бы ни был химический механизм процесса, он должен подчиняться физико-химическим закономерностям образования новой фазы. Таким образом, возникновение сажи аналогично образованию твердой дисперсной фазы при конденсации. В этом смысле механизмы образования сажи и снега аналогичны. Однако лежащая в основе образования сажи химическая реакция разложения углеводорода приводит к глубокому качественному различию процессов образования сажи и новой фазы при конденсации, протекающей в отсутствие химической реакции. Это различие определяется прежде всего механизмом образования зародыша. При конденсации зародышем являются возникающие в результате флуктуации частицы, состоящие из нескольких молекул. Подобная частица не может быть зародышем сажевой частицы, так как она не может дать начало химической реакции, сопровождающейся выделением углерода. Причем этот радикал должен быть способен вступить в реакцию с исходной молекулой углеводорода с образованием нового, более тяжелого и богатого углеродом радикала. Это различие объясняется следующими причинами. При конденсации размеры зародыша определяются пересыщением системы. Если размеры частицы меньше критических, то равновесное давление пара над ней больше, чем давление в газовой фазе, и ее рост за счет конденсации невозможен. Такая частица термодинамически неустойчива и не только не может расти, но неизбежно должна распасться. [22]
Изучению этого вопроса посвящено много отечественных и зарубежных работ. Нэша [84], в которых рассмотрены многие вопросы кинетики и механизма образования сажи при термическом разложении углеводородов в газовой фазе. Тем не менее, до настоящего времени мы еще не располагаем достаточно надежной и физически обоснованной математической моделью процесса сажеобразования. [23]
 |
Зависимость кинетических характеристик от температуры ведения процесса. [24] |
Незначительное влияние катализатора на скорость процесса в области температур 600 - 800 С подтверждается совпадением значений кинетических характеристик, полученных для процесса образования углеродных отложений на поверхности никелевого катализатора в данной области температур, с литературными данными125 для процесса замедленного коксования остатков. Однако структуры этих углеродных веществ существенно отличаются. Если учесть, что в наших опытах образование волокнистого углеродного вещества идет из газовой фазы, а при замедленном коксовании - из жидкой, то ясна причина этих различий. Поэтому можно предположить, что механизм образования углеродных отложений на поверхности гетерогенных катализаторов при температурах 600 - 800 С будет аналогичен механизму термического образования сажи. [25]
Страницы: 1 2