Cтраница 2
Выход сажи зависит от температуры. Образование сажи при горении протекает в зоне высоконагретого углеводорода в непосредственной близости от фронта горения. При неполном горении сажа представляет термодинамически неустойчивый продукт. В процессе горения возможность возникновения сажи объясняется тем, что скорость образования сажевых частиц оказывается выше скорости их взаимодействия с водяным паром и углекислотой. [16]
Для получения более дисперсной сажи повышают температуру и сокращают время пребывания частиц сажи в зоне реакции. Это достигается разбавлением углеводорода азотом или водородом при получении термических саж из природного газа. Скорость процесса резко возрастает, если в исходном сырье содержатся многоядерные углеводороды. Присутствие в исходном углеводороде до 1 об. % кислорода или оксида этилена также повышает скорость образования сажевых частиц. Наоборот, добавление к сырью пропилена или оксида азота замедляет процесс. [17]
Выше этой точки скорость сгорания сажевых частиц превышает скорость их возникновения и поток частиц начинает быстро уменьшаться. Дифференцирование кривых потока сажи и потока сажевых частиц по высоте пламени дает скорость образования сажи и сажевых частиц. В табл. 2.3 приведены скорости образования сажи и сажевых частиц, рассчитанные по конечным разностям, а на рис. 2.6 скорость образования сажевых частиц изображена графически. Следовательно, эта величина характеризует среднюю скорость образования сажевых частиц в объеме пламени высотой в 1 см. Скорость образования частиц быстро - растет в центральной части пламени, а затем почти прямолинейно падает. Падающая ветвь кривой скорости образования частиц пересекает ось абсцисс ( скорость образования равна нулю) при той высоте пламени, где кривая потока сажевых частиц имеет максимум. При дальнейшем увеличении высоты пламени скорость образования частиц принимает отрицательное значение, так как частицы начинают сгорать. Из этих измерений можно сделать вывод, что скорость образования сажевых частиц имеет резко выраженный максимум, соответствующий центральной части факела, поэтому основная масса частиц образуется на относительно небольшом участке пламени. Причины, объясняющие наличие этого максимума, рассмотрены в гл. [18]