Cтраница 3
Ранее указывалось, что одним из важнейших условий получения в генераторе большого количества газа, богатого окисью углерода, является развитие поверхности топлива, соприкасающейся с газами. Эта поверхность зависит и от рода топлива ( реакционная способность топлива), и от величины его кусков. Чем мельче раздроблен уголь, тем больше его поверхность. Однако газификация мелкозернистого топлива в покоящемся слое встречает затруднения, так как он оказывает большое сопротивление газо-воздушному потоку; поэтому при газификации такого топлива необходимо повышать давление дутья. При этом скорость газо-воздушного потока может достигнуть такой величины, при которой лобовое давление потока преодолевает вес отдельных частиц слоя и устойчивость слоя будет нарушена. Это ограничивает интенсивность генераторного процесса, вследствие чего, как уже упоминалось, газификацию мелкозернистого и термически нестойкого топлива приходится вести с малым напряжением сечения шахты. [31]
Температурный режим в шахте газогенератора зависит в сильной степени от скорости газа и от концентрации в нем кислорода и водяного пара, и, следовательно, эти факторы в значительной мере определяют и ход реакции в восстановительной зоне. Кроме того, работа газогенератора зависит и от реакционной способности топлива, размеров его кусков, содержания в нем влаги и золы, от состава золы и от поведения топлива при его нагревании. [32]
Местоположение максимума температуры Хмакс1 практически совпадает с вершиной конуса воспламенения угольной пыли, соответствующей началу активного горения пыли на оси струи. Оно зависит от коэффициента избытка воздуха, тонкости помола и реакционной способности топлива. [33]
С другой стороны, преждевременным называют воспламенение рабочей смеси до проскакивания искры; следовательно, воспламенение вызывается каким-то другим источником. Оно может быть вызвано различными причинами: перегретыми деталями камеры сгорания; повышением реакционной способности топлива в результате разложения и протекания экзотермических реакций в условиях сжатия. Детонация может сочетаться с преждевременным воспламенением. Существует возможность инициирования прэж ауезременного воспламенения детонацией; равным образом и детонации может вызываться преждевременным воспламенением. [34]
Но влияние этих свойств топлива не ограничивается зоной восстановления. На увеличение зоны горения оказывает влияние также крупность ваграночного кокса, вследствие чего наряду с уменьшением пористости и реакционной способности топлива литейщики требуют повысить нижний предел крупности ваграночного топлива с 40 до 50 мм и снабжать вагранки в зависимости от их диаметра топливом разных размеров. [35]
Взаимодействие углерода с водяным паром сопровождается поглощением тепла. При высоких температурах разложение водяного пара происходит интенсивно, преимущественно по реакции ( 5) и зависит от реакционной способности топлива. [36]
Величина, характеризующая интенсивность взаимодействия топлива с С02 и водяным паром, называется реакционной способностью топлива. Обычно, чем меньше геологический возраст топлива и чем ниже температура его термической обработки ( полукоксования, коксования), тем больше реакционная способность топлива. [37]
Этого, конечно, и следовало ожидать, так как при толстом слое топлива почти весь кислород, выходящий из слоя, находится в нем в виде окиси углерода и даже безграничная реакционная способность топлива не могла бы сильно повысить скорость горения. Даже в случае сравнительно тонкого слоя топлива увеличение скорости горения с возрастанием реакционной способности пропорционально увеличению значения х к выражении ( 1-е-т), когда х относительно большая величина. Таким образом, только в тех случаях, когда реакционная способ пость топлива повышается путем использования специальных добавок или каким-либо другим способом, можно ожидать, что эта способность будет иметь значение для низкотемпературных реакций, имеющих место при воспламенении топлива, а также когда зона газификации, как в транспортных газогенераторах, должна иметь ограниченную величину или скорость требуемого дутья должна быть чрезвычайно большой, как это имеет место в мощных генераторах водяного газа. Это подтверждается наблюдением Николльса [191], показавшего, что скорость воспламенения при сжигании с нижним питанием увеличивается при добавке 0 2 % соды, хотя более крупные добавки ее вызывалр. [38]
Спад, вызванный теплоотдачей обедненной горючей смеси. Таким образом, в силу изложенного, кривые изменения температуры и падающих лучистых потоков по ходу факела приобретают специфический характер и, как правило, имеют четко выраженный максимум, местоположение которого при заданных условиях охлаждения топочных газов зависит от коэффициента избытка воздуха а, реакционной способности топлива и размера частиц. [39]
Хотя в только что описанном методе на первый взгляд как будто и не существует какой-либо зависимости между величиной критического воздушного дутья и реакционной способностью кокса, тем не менее было найдено, что результаты подобных испытаний [142] были параллельны результатам определения температуры воспламенения кокса в той же самой аппаратуре. Применение математического анализа, аналогичного применяемому для слоя топлива [16, 40], показывает, что хотя разнообразие факторов и оказывает влияние на минимальную скорость горения, при которой скорость воспламенения исчезающе мала, все, за исключением температуры воспламенения топлива при данных условиях опыта, будет оставаться довольно постоянным, если крупностьи укладка топлива сохраняются также постоянными, так что главной переменной остается только реакционная способность топлива. Тем не менее простой одномерный анализ не может дать точной оценки доли участия различных факторов, которые определяют величину критического воздушного дутья, так как не принимается в расчет потеря тепла от внешней поверхности слоя. [40]
С увеличением размера частиц угля высота отдельных зон увеличивается, и можно увеличивать соответственно высоту слоя топлива на решетке. Так, если при сжигании мелочи ( размером 0 - 20 мм) высоту слоя устанавливают 40 - 60 мм, то с укрупнением кусков ( более 30 мм) можно ее увеличить до 150 - 200 мм. С увеличением реакционной способности топлива и при уменьшении зольности процесс горения происходит более интенсивно, размеры зон уменьшаются и можно снижать высоту слоя. [41]
С увеличением размера частиц угля высота отдельных зон увеличивается и можно увеличивать соответственно высоту слоя топлива на решетке. Так, если при сжигании мелочи ( размером 0 - 20 мм) высоту слоя устанавливают 40 - 60 мм, то с укрупнением кусков ( более 30 мм) можно ее увеличить до 150 - 200 мм. С увеличением реакционной способности топлива ( Vdaf) и при уменьшении зольности процесс горения происходит более интенсивно, размеры зон уменьшаются и можно снижать высоту слоя. [42]
Таким образом, коэффициент реакционного газообмена является мерой интенсивности потребления кислорода пористой поверхностью кокса и отдачи ею продуктов горения, а следовательно, и мерой реакционных свойств данного вида кокса. Эти признаки характеризуют реакционную способность топлива в области сравнительно низких температур, а следовательно, и в процессе их воспламенения. [43]
Выход летучих веществ зависит от генетических особенностей перерабатываемого топлива: стадии углефикации, петрографического состава и зольности. В исследуемых углях увеличение содержания витринита от 17 до 72 %, при прочих равных условиях, приводит к возрастанию выхода летучих веществ примерно в два раза. Возрастание количества фюзинита в угле вызывает уменьшение реакционной способности топлива. [44]
Как видно из представленных данных, кривые падающих лучистых потоков и распределения температуры характеризуются наличием четко выраженных максимумов, расположенных на начальном участке факела. В соответствии с изменением относительного тепловыделения по ходу выгорания факела зона максимальных потоков падающего излучения перемещается с ростом коэффициента избытка воздуха а в сторону выходного сечения топочной камеры. В эту же сторону смещается максимум падающего излучения при угрублении фракционного состава пыли или уменьшении реакционной способности топлива. [45]