Главная -> Словарь

Температуры восстановления

На такую же величину примерно отличается температура вспышки в открытом приборе от температуры воспламенения. Очень низкие температуры вспышки и воспламенения характеризуют огнеопасность масла и указывают на наличие в нем случайных примесей, главным образом топлива.

Минимальная температура поверхности, при которой происходит воспламенение смеси, зависит от ее размеров и химического состава материала, из которого изготовлена поверхность. Например, в ряду Pt Аи № сталь наблюдалось снижение температуры воспламенения смеси нагретой поверхностью, изготовленной из перечисленных материалов. На температуру поверхности, при кото.рой происходит воспламенение смеси, влияет скорость движения смеси относительно нагретой поверхности, причем в области сравнительно низких температур воспламенение возможно при изменении скорости движения в узких пределах . С ростом температуры становится возможным воспламенение смеси при относительной скорости движения платинового шарика , изменяющейся в широком интервале .

В связи с этим воздух, поступающий в камеру сгорания газотурбинного двигателя, обычно делят на три потока. Первый поток поступает в камеру сгорания, имеющую завихритель , через кольцевой зазор между корпусом форсунки и внутренним кольцом завихрителя, чем обеспечивается охлаждение форсунки. В этой зоне топливо распыляется, частично испаряется и воспламеняется; а составляет 0,2—0,5 . Второй поток воздуха вводят в зону горения через завихритель и через первые ряды отверстий диаметром 12—30 мм в жаровой трубе. Этот воздух обеспечивает сгорание смеси при температуре во фронте пламени, равной 2300—2500 К, и последующее снижение температуры газов до 2000 К- Коэффициент избытка воздуха при этом возрастает до 1,2—1,7. Роль завихрителя заключается в закручивании потока воздуха и создании воздушного вихря, вращающегося вокруг оси жаровой трубы. При этом в центральной части трубы создается зона пониженного давления, куда устремляется поток из средней части камеры сгорания. Продукты сгорания, движущиеся противотоком к основному потоку распыленного топлива, ускоряют испарение и обеспечивают нагревание топливо-воздушной смеси до температуры воспламенения. Турбулизация газо-воздушного . потока приводит к увеличению скорости распространения пламени, а уменьшение осевой скорости воздуха вблизи границы зоны обратных токов удерживает факел в определенной области. Третий поток воздуха поступает через задние ряды боковых отверстий в зону смешения. Этот воздух снижает температуру газов до значения, допустимого по условию прочности лопаток турбины.

На табл. VIII-7 приводятся температуры воспламенения в смеси с воздухом и эффект от присутствия ТЭС . Значения температуры воспламенения большого количества углеводородов можно найти в , об изменении температур самовоспламенения в зависимости от структуры, октанового числа, холодного

2. Химические факторы. Характер реакций, происходящих в течение того периода, который необходим, чтобы смесь нагрелась до температуры воспламенения; нагрев происходит за счет тепла реакций, причем возникают местные точки воспламенения.

шамотные горелки 7. В горелках смесь нагревается до температуры воспламенения. Сгорание происходит в туннелях горелок. Между шамотными горелками и металлическим каркасом-панелью 8 горелки засыпают днатомитовую изоляцию 9.

Видоизменение крекинга, представляющее собою крэкинг, сощро-вождающийся частичным сжиганием сырья воздухом, характеризуется Хиловским * как весьма элегантный процесс, протекающий без выделения жоюоа и с минимальным выходом тяжелых фракций1. Эти результаты были получены при вдувании нефти с воздухом в реакционную камору, стенки которой поддерживаются при температуре около 1 000°. Применяя газ-ойлъ с температурой кипения 230—270°, удавалось получать бензин, ко-

Температуры воспламенения под повышенным давлением

Когда температура разложения образующихся киситородсодержа-щих соединений ниже температуры воспламенения горючего, они • могут вызвать нарушение правильности сжигания. В дальнейшим мы познакомимся также с их влиянием на детонацию при горении. Углеводороды с высоким молекулярным весом легче других подвергаются разложению и вследствие этого более пригодны для образования нестойких кислородсодержащих соединений. Этим обстоятельством объясняется тот факт, что в большинстве случаев высшие представители того или иного ряда углеводородов обладают наиболее низкими точками, воспламенения, и поэтому бензин имеет точку воспламенения высшую, чем парафин . Ароматические углеводороды могут также образовывать пероксиды, но в большинстве случаев очень стойкие. Точка воспламенения этих горючих зависит от) выделения свободного атома водорода Н и приближается изданным для П., Примеси, -находящиеся в техническом продукте, могут также понижать температуру воспламенения горючих благодаря разложению, начинающемуся ранее достижения температуры нормального горения.

Данные таблицы показывают, что температуры воспламенения горючих, распыленных в бескислородной среде, значительно выше, чем гари нормальных условиях. Из полученных результатов видно, насколько при данных условиях уменьшено образование нестабильных кислородсодержащих соединений, влияющих на момент воспламенения.

Ьцогда карбурированная смесь постепенно нагревается в замкнутом сосуде, то мы можем предположить, что при равномерном распределении температур все молекулы горючего в один момент достигают температуры воспламенения. Мы имеем тогда одновременное горение всей массы. Надо заметить, что этих однородных температур обычно не достигается, и зажигание вызывается молекулами, наиболее сильно разложенными под влиянием тепла. Зажигание может быть также вызвано при помощи внешнего источника энергии, который зажигаат небольшую порцию горючего, находящегося с' ним в непосредственно*!' контакте. Для того чтобы эта порция смогла в свою очередь воспламенить соседние массы горючего, необходимо, чтобы выделенного за счет горения т^пла было достаточно для нагревания окружающей массы до температуры выше тшператуфьт ее" воспламенения. В основном это зависит от теплопро1водноотн-1газа и его теплоемкости.

Катализаторы различаются также и но режиму ;восстановления. Одни восстанавливаются водородом, другие синтез-газом. Различны и температуры восстановления.

* Медь добавляют для увеличения твердости зерна контакта и снижения температуры восстановления и рабочей температуры синтеза, а также для того, чтобы направить синтез на получение твердых парафинов и спиртов.

Исследована активность различным образом приготовленных образцов катализатора Pt/Al2O3 в реакции гидрогенолиза этана. Различная степень дисперсности платины в катализаторах достигалась изменением содержания металла , варьированием температуры прокаливания катализатора ) на воздухе перед восстановлением , а также изменением температуры восстановления катализаторов водородом в интервале температур 360—700 °С . Полученные кинетические данные свидетельствуют об идентичном механизме реакции на всех катализаторах с размером кристаллитов Pt в пределах 2,3—14,7 нм. Показано, что гидрогенолиз этана является «структурно-чувствительной» реакцией. В сериях А и Б с ростом размеров кристаллитов Pt увеличивалась удельная скорость реакции. В то же время в серии В наибольшую активность проявляли катализаторы с более дисперсным распределением металла. Обнаружено, что удельные активности двух катализаторов, полученных разными способами, но имеющих близкие размеры кристаллитов Pt , отличаются примерно в 10 раз. Таким образом показано, что размер кристаллитов является не единственным параметром, определяющим каталитическую активность металлсодержащего катализатора. Высказано предположение , что реакция гидрогенолиза протекает на определенных центрах по одному и тому же механизму, однако концентрация этих центров на поверхности может изменяться в зависимости от размеров кристаллитов и от условий приготовления катализаторов.

Температура восстановления окиси никеля водородом снижалась при добавлении окислов других металлов. На основании изучения характера снижения температуры восстановления катализатора и влияния добавки других металлов на полимеризующую активность катализатора пришли к выводу, что активность катализатора зависит не только от температуры восстановления, но главным образом от кристаллической структуры.

При изучении процесса окислительной конверсии низших углеводородов установлено, что нормальное время выжига кокса и регенерации железосодержащего катализатора при одинаковых температурах примерно в два раза больше времени восстановления, если же температуру регенерации повысить на 100-200°С против температуры восстановления, то время протекания этих двух стадий становится одинаковым . Показано, что процесс выжига кокса проходит в небольшой по толщине слоя катализатора зоне, которая перемещается с течением времени. Высота зоны, в которой протекает выжиг кокса, зависит от диаметра зерен, и при температуре 900-1000°С она составляет около 5-10 диаметров "среднего" размера зерна. Приведены наблюдающиеся зависимости времени выжига кокса от температуры, степени закоксованности, интенсивности подачи воздуха и размера

осаждением гидроокисей с последующим прокаливанием последних. Металлические катализаторы получают восстановлением соответствующих окислов водородом при определенных для каждого окисла металла температурах. Иногда при выборе температуры восстановления учитывают и реакцию, в которой будет использован данный катализатор. Так, окись меди восстанавливают при 180—200 °С, окиси никеля и железа—при 350 °С*, окись кобальта — при 400 °С, окись хрома — при 500 °С. При слишком высоких температурах уменьшается активная поверхность катализатора и восстановление имеет экзотермический характер, поэтому необходим строгий контроль температурного режима.

Влияние параметров режима восстановления оценивали по конечному результату обеих стадий, т. е. по степени удаления никеля с катализатора. В связи с этим опыты данной серии проводили при следующем постоянном режиме стадии образования карбонилов: 75°С, 2 ч, объемная скорость подачи окиси углерода 200 ч~'. В опытах изучали влияние температуры восстановления в интервале 200—700 °С при длительности 4 ч на двух образцах катализатора с содержанием никеля 0,14 и 0,64 вес. %, а также при длительности восстановления этих же образцов от 1 до 6 ч и температурах 600 и 400 °С. При температуре восстановления до 300 °С никель с катализатора не удаляется . При более высокой температуре степень удаления никеля резко возрастает и достигает 80—90% от его исходного содержания. Дальнейшее повышение температуры, с точки зрения сохранения качества катализатора, нецелесообразно.

С увеличением температуры восстановления количество железа, удаляемого с поверхности катализатора, существенно возрастает . При температурах ^п______•

• Изучено влияние содержания платины на температуру восстановления катализатора и дисперсность металла 1188))) *. Наличие двух пиков на термограммах ТПВ образцов 1 и 2 указывает на существование двух фаз оксида платины на А12О3. Одна из них обнаруживает слабое взаимодействие с носителем, поскольку температура ее восстановления близка к температуре восстановления порошкового РЮ2. Другая фаза, более дисперсная, взаимодействует с носителем сильнее, а потому требует более высоких температур восстановления. Образцы с низким содержанием платины восстанавливаются при температурах, значительно более высоких, чем для образцов с большим содержанием металла, и состоят из одной дисперсной фазы — РЮ3, что подтверждено измерением расхода водорода на восстановление. Значительное повышение температуры восстановления с понижением концентрации PtO2 на поверхности носителя свидетельствует о сильном взаимодействии РЮ2 с А12О3 и возможности образования комплексов РЮ2—А12О3 или РЮ2—А12О3—С1. С другой стороны, понижение поверхностной концентрации РЮ2 способствует увеличению дисперсности металлической платины.

На степень восстановления и величину поверхности металлического никеля влияет способ приготовления, фазовый состав и содержание никеля в катализаторах никель на силикагеле . В образцах, полученных осаждением никеля на гель SiC^, никель находится в высокодисперсном состоянии: при температурах восстановления 400—500 °С размер кристаллов составляет 1,7—2,2 нм. При повышении температуры до 600 °С размер кристаллов возрастает до 2,5—3,0 нм, однако дисперсность все еще высока. При восстановлении образцов, полученных смешением гидроокисей или пропиткой геля аммиакатом никеля, средний размер кристаллов никеля значительно больше .

Показано , что адсорбционные и каталитические свойства никелевых катализаторов на одном и том же носителе в значительной мере зависят от способа приготовления и от температуры восстановления: при высокой температуре восстановление приводит к очень активным, но чувствительным к ядам катализаторам, при низкой температуре — дает менее активный, ио более устойчивый контакт. При изменении температуры получается катализатор с разной степенью восстановления никеля до металла, и это влияет на активность . Активность никелевых катализаторов на кизельгуре падает при получении никелевого катализатора из исходных солей: формиатацетатоксалатнитрат. При получении адсорбционных никелевых катализаторов на синтетическом алюмосиликате их активность в реакции гидрирования зависит от рН раствора никелевой соли .