Высокотемпературный массообмен и кинетика химических реакций углеродных частиц с газами

Abstract

Проведен анализ скоростей параллельных химических реакций углерода с кислородом C + O₂ = CO₂, 2C + O₂ = 2CO и последовательной реакции углерода с диоксидом углерода C + CO2 = 2CO при различных температурах и диаметрах углеродных частиц с учетом стефановского течения, интенсивности массообмена и внутреннего реагирования. Показана роль каждой из реакций и состав газообразных продуктов. В зависимости от диаметра углеродной частицы наблюдается максимум удельной скорости ее выгорания, который смещается в область более высоких температур при повышении интенсивности турбулентного массообмена.

Проведено аналіз швидкостей паралельних хімічних реакцій вуглецю з киснем C + O₂ = CO₂ , 2C + O₂ = 2CO і послідовної реакції вуглецю з діоксидом вуглецю C + CO₂ = 2CO при різних температурах і діаметрах вуглецевих частинок з урахуванням стефанівської течії, інтенсивності масообміну та внутрішнього реагування. Показано роль кожної з реакцій та склад газоподібних продуктів. В залежності від діаметру вуглецевої частинки спостерігається максимум питомої швидкості її вигорання, який зміщується в область високих температур при підвищенні інтенсивності турбулентного масообміну.

Analysis of the rate of chemical conversion of carbon particles in the air depending on its diameter and temperature and intensity of mass exchange at the parallel chemical reactions of an oxygen with carbon C + O₂ = CO₂ , 2C + O₂ = 2CO and the sequential reaction of carbon dioxide with carbon C + CO₂ = 2CO on the surface and in the pores of the particle was conducted with consideration of the Stefan’s flow. The role of each of these reactions and of the composition of gaseous products at different temperatures and carbon particle diameters were shown. The shift of the maximum of specific rate of burnup of the particle to the higher temperatures at increase of intensity of turbulent mass transfer and its dependence on the diameter of the carbon particle has been studied.