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VOCs热力燃烧工艺的火焰传播理论

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学社贴贴学历认证 发表于 2019-9-13 10:28 | 显示全部楼层 打印 上一主题 下一主题
在热力燃烧过程中,一般认为,只有燃烧室的温度维持在760~820℃,驻留时间为0.5s时,有机物的燃烧才能比较完全。而达到这个温度范围是依靠火焰传播过程来实现的。火焰传播的理论分为两大类。
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1.热传播理论3 Z6 P, F. f4 m! p2tech.cn

5 E: F+ [8 [9 W: s4 N1 f$ \0 T这类理论认为:火焰传播是依靠燃烧时所放出的热量加热周围的气体,使其达到燃烧所需要的温度而实现的。+ f5 y$ a) G, x; H4 p2tech.cn
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因此,能否实现火焰传播主要与三个方面的因素有关:
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2 ~: ?1 l9 a0 l" Y9 }1 h①混合气体中的含氧量;②混合气体中含有可燃组分的浓度;③辅助燃料燃烧过程中所放出的热量。( i$ ]9 l' D- r% y; w; h: d' \2tech.cn

" d' b# ^2 F- H* i1 y6 t当燃烧过程中放出的热量不足以使周围的气体达到燃烧所需要的温度,火焰自然不能向外传播;当助燃废气中的含氧量不足,燃烧过程难以进行,火焰也不能传播出去。例如:丙烷气体在空气当中很容易燃烧,但在氧和氮各占12%和88%的气体中,丙烷燃烧非常困难。此外,混合气体中可燃组分的浓度与火焰能否传播有着紧密的联系。
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浓度过低,燃烧过程不能实现;浓度过高时,由于没有足够的氧而使得废气不能在正常的着火温度下产生燃烧反应,因而火焰也得不到传播。人们将这种能够维持火焰传播的浓度范围称为爆炸极限。使用燃烧法处理各种有机废气的过程中,爆炸极限的范围是至关重要的。
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3 S# o6 Q$ j) x2 ~- H5 \0 y! @, j6 C2.自由基连锁反应理论2 U* Q: w0 [7 t" u+ p2tech.cn

, I6 R4 j# J' `5 @0 s该种理论认为:在燃烧室中,火焰之所以能够进行很快的氧化反应,就是因为火焰中存在着大量活性很大的自由基。由于自由基是具有不饱和价的自由原子或原子团,极易同其他的原子或自由基发生连续的连锁反应,而使得火焰得以传播。
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1970年西里和鲍曼提出甲烷燃烧反应的历程如下。
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* Y) m, _, A$ ?( A% ~从以上的这个历程中可以看出,由于火焰的存在,使得自由基大量产生,所产生的自由基加速了废气中可燃组分的销毁速度。在以上的这些自由基中,OH·是一个很重要的自由基,它主要靠水分在火焰中解离而产生。在热力燃烧的过程中,CO+O2→CO2+O·的速度往往很慢,但如在混合气体中存在着OH,则其反应为CO+OH·→CO2+H的速度远远大于前一个反应,从而使得对人体危害严重的CO很快销毁了。$ z" Z( E% ^# L9 E- [2tech.cn
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