熱門關(guān)鍵詞: 高溫氣化生物質(zhì)鍋爐 生物質(zhì)鍋爐 生物質(zhì)燃燒鍋爐 鍋爐排放改造
生物質(zhì)鍋爐固定碳燃料中氧化還原反應是如何進行的?約翰節(jié)能生物質(zhì)鍋爐然料固定碳燃燒階段中剩余的固定碳在揮發(fā)分點燃前期被包圍著,氧氣不觸碰碳的表面,待一段時間后,揮發(fā)分燃燒即將終結(jié)時,如果氧氣觸碰到炙熱的碳,就可發(fā)生燃燒反應。
生物質(zhì)鍋爐然料固定碳燃燒階段的氧化還原反應。碳的燃燒,基礎理論上可按以下兩種反應進行,即
C+O2=CO2, ΔH=-408.177kJ/mol (3-10)
2C+O2=2CO, ΔH=-246.034kJ/mol (3-11)
事實上,碳和氧不是依照式上式原理進行放熱反應的,上面兩個公式,只是表示整個放熱反應的原材料平衡和熱平衡罷了。其實,在高溫下,當氧與炙熱碳表面觸碰時,一氧化碳與二氧化碳會同時產(chǎn)生,大部分按式(3-12)與式(3-13)反應,即
4C+3O2=2C02+2CO2+2CO (3-12)
3C+2O2=2CO+CO2 (3-13)
這兩個反應是碳與氧燃燒過程的首次反應,碳與氧先轉(zhuǎn)化為中間碳氧絡合物(C304),再轉(zhuǎn)變成二氧化碳、一氧化碳,即
絡合: 3C+2O2=C304 (3-14)
離解: C3O4+C+02=2CO+2C02 (3-15)
燃燒反應是由氧被吸咐到固體碳表面、絡合、在氧原子的碰撞下離解等諸階段串接而成的。
溫度略小于1300℃時,吸咐階段速度常數(shù)很大,此步驟可忽略不計。因此表面上的氧耗費速度(即燃燒速度)為絡合和離解速度所控制,當表面上的氧濃度Cb很小時,為一級反應,反應速度取決于頻率不高的氧分子碰撞而引起的離解的速度;當表面上的氧濃度Cb很大時(如純氧中點燃),為零級反應,反應速度在于較慢的絡合速度。
溫度大于1400℃時,碳氧絡合物(C304)在氧原子碰撞前,自熱分解,這種熱分解是零級反應,反應式為
C3O4=2CO+CO2 (3-16)
這時吸咐最艱難,且是一個與表面氧濃度成正比的一級反應,即碳與氧的反應原理是由化學吸咐所引起的。隨著溫度T上升,吸咐速度變快。
約翰節(jié)能生物質(zhì)鍋爐然料固定碳燃燒階段的氧化反應,碳的燃燒所產(chǎn)生的一氧化碳量的多少,由溫度的高低和空氣需求量多少決定,900-1200℃時主要按式(3-12)進行反應,在1450℃以上時,則主要按式(3-13)反應。
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