Arderea combustibililor solizi are mai multe etape: preincalzirea, evaporarea umezelii (preuscare combustibil), subliniind (volatilizare) substanțelor volatile, formarea cocsului, aprindere și arderea substanțelor volatile și a cocsului. volatilelor de ardere - proces omogen care apare în volumul camerei de ardere și arderea cocsului de carbon - heterogen care curge pe suprafața particulelor de cocs. Componenta principală a combustibilului solid combustibil este cocs carbon. Ponderea acestuia în disiparea totală a căldurii este de 70-95% - pentru cărbune bituminos și antracit, și 50-70% - pentru cărbune brun și turbă. Durata arderii cocsului de carbon este de aproximativ 90% din totalul timpului de staționare a particulelor în cuptor. De aceea, etapa de ardere de carbon este determinarea solid procesul de ardere a combustibilului.
La arderea combustibilului solid al procesului de reacție chimică este precedată de o alimentare cu oxigen la suprafața de reacție. De aceea, procesul de ardere a combustibililor solizi este un proces complex fizico-chimic eterogen constă în două etape: alimentarea cu oxigen la suprafața de combustibil de difuzie turbulentă și moleculare și pe aceasta reacție chimică.
cocs de carbon precum și grafit, are o structură amorfă formată din cristale aranjate aleatoriu. Suprafața sa este eterogenă și aspră, porii și fisuri accidentat, kotoryeobrazuyut suprafața sa interioară. Dacă oxigenul pătrunde în porii particulelor de cocs, procesele chimice au loc nu numai pe suprafața sa exterioară, ci și pe interior.
Între carbon și reziduurile de carbon cu oxigen poate fi de doua reacție primară de oxidare eterogenă:
2C + O2 = 2CO + 2 # 8729; 123,3 kJ / mol.
Odată cu creșterea temperaturii ieșire CO în creștere. Sa stabilit că cenușa de cocs-ardere de carbon nu are nici un efect semnificativ.
Pe lângă reacțiile de oxidare carbon cocs posibile reacții secundare între produsele din reacțiile primare, un exces de carbon și oxigen conținute în produsele de ardere. Monoxidul de carbon rezultat este reacționat cu un exces de oxigen (o reacție omogenă):
și dioxid de carbon, la temperaturi ridicate poate reacționa cu cocs de carbon:
CO2 + C = 2CO - 162,5 kJ / mol.
Acest endoterm (absoarbe căldura) este o reacție pentru oxidarea carbonului și reducerea emisiilor de CO2.
În procesul de ardere și particulele de schimbare a temperaturii mediului gazos, temperatura particulelor poate depăși cu mult temperatura ambientală. În cazul unor particule mari la debite mici și de monoxid de carbon volatil generat în răspunsul primar, arde la suprafață, și la viteze mari și au ars flux antrenat pentru partea din spate a particulelor, formând o torță de gaz. În cazul prafului fin datorită transferului intensiv de masă și arde substanțele volatile antrenate mediul gazos. Prin urmare, se poate presupune că arderea volatile și cocs are loc în etape succesive.
Distinge moduri de combustie cinetică și difuzia particulelor combustibile eterogene. In modul cinetic, viteza de ardere a reacțiilor chimice pe suprafața particulelor de carbon este viteza de curgere semnificativ mai mică a transferului de masă difuziv de oxigen la suprafața de reacție. Acest mod eterogen de ardere are loc în mod obișnuit la temperaturi relativ scăzute (mai puțin de 1000 ° C) sau la particule de suflare viteza foarte mare de curgere a aerului.
Când difuzia carbonului particule modul de ardere heterogen viteza reacțiilor chimice la suprafața particulei depășește substanțial viteza transferului de masă difuziv. Această ardere sub formă de particule de carbon are loc la temperaturi ridicate (peste 1300 ° C) și valori scăzute ale vitezei particulelor de suflare a aerului.