1.Общая характеристика топлива, классификация топлива, химический состав топлива.

Топливо бывает 3-х видов: газообразное, твердое и жидкое. Твердое топливо такое как кос используется в доменных, мартеновских и т.д. печах. Жидкое и газообразное используется преимущественно в нагревательных печах. Самое популярное топливо – природный газ. Оно является естественным. Искусственным является доменный, коксовый, генераторный и другие газы. Естественным жидкими является нефть, искусственным мазут. Именно мазут является топливо для нагревательных печей. Природный газ состоит из метана и небольшого процента его гомологов. Такого балласта как азота и кислорода очень мало. Поэтому природный газ является самым выгодным топливом для нагревательных печей.

2.Основы горения топлива. Общая характеристика процессов горения. Горение гомогенное, гетерогенное. Области горения: кинетическая и диффузионная.

Горение — это химический процесс окисления горючих компонентов топлива, сопровождающийся интенсивным выделением теплоты.

Известно, что при низких температурах наличие топлива и воздуха (окислителя) не обеспечивает их химического соединения, называемого горением. Горение начинается только после того, как частицы прогрелись до температуры, обеспечивающей им энергию активации Е, достаточную для вступления в реакцию.

Частицы топлива и окислителя, обладающие начальным энергетическим уровнем Н, должны приобрести энергию активации. Для достижения энергетического уровня А, при котором реакция будет идти самопроизвольно, необходимо предварительно преодолеть энергетический барьер, равный разности энергетических уровней А и Н, после чего начинается экзотермическая реакция, идущая до точки К и сопровождающаяся выделением энергии (теплоты) в количестве ЕА_К.

Предварительный подогрев, необходимый для зажигания топлива, первоначально создается внесением в топку горящего факела, искры или другого источника высокой температуры. В дальнейшем частицы горящего топлива, горячие газы, а также накаленные теплоизлучающие стенки топочной камеры способствуют подогреву и протеканию реакции горения вновь поступающей топливно-воздушной смеси.

При нагреве жидкого топлива с недостатком воздуха происходит испарение углеводородов и их термическое разложение, сопровождающееся расщеплением углеводородов.

В результате расщепления образуются легкие и тяжелые углеводороды. Легкие углеводороды и водород быстро сгорают при благоприятных условиях (достаточная температура, наличие кислорода). Тяжелые, высокомолекулярные углеводороды и сажистый углерод очень трудно сгорают, вследствие чего значительная несгоревшая их часть уносится из топки либо образует в топках коксовые наросты. Копоть и сажа в пламени также являются результатом образования тяжелых, высокомолекулярных углеводородов.

Гомогенное горение – это когда сжигаются различные виды топлива, но в одинаковом агрегатном состоянии. Гетерогенное, наоборот, когда сжигаются топлива в различных агрегатных состояниях.

Кинетическая область горения – это область горения, где процесс горения не зависит от условий подвода кислорода. Доставляемый диффузией к поверхности кис­лород мгновенно вступает в реакцию, в ре­зультате чего его концентрация у поверхно­сти становится практически равной нулю. Ре­акция могла бы идти со значительно большей скоростью, но она сдерживается недостаточ­ным подводом кислорода. Эта температурная область реакции называется диффузионной областью горения. В условиях нехватки кис­лорода у поверхности получает развитие ре­акция восстановления СОг до СО на раска­ленной поверхности углерода, а диффунди­рующий кислород полностью перехватывается в пограничной пленке газообразным СО, где и происходит окисление до двуокиси углеро­да СОг.