среднего куска топлива. В пределах этой зоны наиболее характерны реакции горения летучих, выделяющихся в основном на последних стадиях разложения и горения углерода кокса с образованием оксида (СО) и диоксида углерода (CO2).
Экспериментально подтверждено, что оксид и диоксид углерода образуются одновременно [1].Количественное соотношение концентраций СО и CO2 в продуктах сгорания изменяется по толщине слоя и зависит от режимных параметров горения, при температурах порядка 1300°С концентрации равные. При более высоких температурах соотношение смещается в сторону реакции неполного окисления углерода до оксида и концентрация СО может значительно превысить концентрацию CO2.
В восстановительной зоне преимущественно протекают процессы прогрева, подсушки топлива и бурного выделения летучих, идут химические реакции восстановления раскаленным углеродом диоксида углерода CO2 и влаги воздуха, а также некоторой части влаги топлива. Реакции восстановления эндотермические (идут с поглощением теплоты), поэтому и газы, поднимающиеся в слое, охлаждаются до тех пор, пока температура их не становится столь низкой, что реакции практически прекращаются.
Таким образом, восстановительная зона является активным поставщиком горючих газов: горючие летучие вещества, оксид углерода, водород и другие, поступающие в топочное пространство.
Количество поступающих горючих газов зависит от природных свойств топлива и кокса и, особенно, от пористости, размера куска, температурного и аэродинамического режимов, высоты слоя.
При сжигании топлива в тонком слое, размеры восстановительной зоны невелики (или даже отсутствуют), а продукты газификации топлива и летучие вещества дожигаются в топочном объеме за счет воздуха «острое дутье», который можно подавать в надслойное пространство или за счет воздуха, проходящего через слой топлива.
Увеличение толщины слоя топлива приводит к увеличению размеров восстановительной зоны и количества поступающих в топочный объем горючих газов.
В таких условиях подвод воздуха в надслойное пространство является необходимым условием обеспечения эффективного сжигания топлива. В зависимости от толщины слоя и вида топлива в надслойном пространстве топки выделение теплоты может составить до 45%от общего тепловыделения и требовать в виде «острого дутья» до 35%воздуха от теоретически необходимого на горение.
Сжигание твердого топлива в слое увеличенной толщины приводит к увеличению восстановительной зоны и незначительному уменьшению окислительной, так как возрастает общее аэродинамическое сопротивление слоя и уменьшается расход воздуха через слой. Режим работы слоя приобретает некоторые черты, общие с процессами в газогенераторе, поэтому для снижения химической неполноты сгорания необходимо предусматривать обязательную подачу вторичного воздуха в надслойное пространство, а также увеличение живого сечения колосниковой решетки.
|