4-2. Расчет неполного горения топлива

Неполное горение топлива имеет место: при диссоциации двуокиси углерода CO2 и водяного пара H2O в условиях высоких температур (более 1500 °С); при недостатке окислителя (воздуха) и при недостаточном смесеобразовании в условиях обычных температур. Неполное горение вызывает потерю тепла от химического недожога топлива и понижение вследствие этого температуры горения.

Иногда неполное горение организуется специально: с целью реформации (самокарбюрации) природного газа для разложения углеводородов с выделением сажистого (дисперсного) углерода и последующего сжигания в светящемся факеле; с целью получения защитной атмосферы в печах для безокислительного нагрева металла с последующим дожиганием газов в особых камерах дожигания. В этих двух случаях, имеют дело с двухступенчатым горением природного газа.

Твердое топливо сжигается с коэффициентом расхода воздуха a < 1 с целью газификации его в газогенераторах или полугазовых топках. Жидкое топливо - мазут иногда газифицируется перед сжиганием в газификаторах (предтопках циклонного или другого типа). Неполное горение природного газа и жидкого топлива осуществляется также в технологических установках для получения сажи и в других случаях.

Расчет неполного горения топлива с образованием окиси углерода CO

На практике неполное горение имеет место в шахтных печах, работающих на коксе. Примером может служить чугунолитейная вагранка, где имеет место неполное горение кокса. Доля углерода кокса в количестве yн сгорает в окись углерода CO, другая часть в количестве 1 - yн в двуокись углерода CO2. Величину yн легко вычислить, зная содержание окиси углерода CO % и общее количество газов:

Расчетные формулы при неполном горении углерода при a < 1 имеют следующий вид:

  • Расход воздуха на сгорание 1 кг кокса:

  • Количество сухих трехатомных газов:

  • Количество окиси углерода:

  • Количество азота:

  • Количество водяных паров:

Коэффициент расхода воздуха определяется из уравнения:

CO = 69,4(1 – a) (4-35)