Термотехнологические процессы 38

Движение газового потока в печи осложняется теплообменными и физико-химическими явлениями из-за наличия в системе источников газообразования и тепловыделения. Таким образом, в печи создаются сложные поля скоростей, концентраций газов и температур. Эти поля трудно поддаются точному математическому описанию.

Горение расплавленной серы зависит от условий взаимодействия компонентов реакционных смесей и сгорания отдельных капель. Эффективность процесса горения определяется временем полного сгорания каждой отдельной капли.

Рис. 2: зависимость длины пути потока газов L, необходимого для полного окисления распыленной жидкой серы, от среднего диаметра ее капель δ0 при различном коэффициенте расхода воздуха α.

Рис. 2: зависимость длины пути потока газов L, необходимого для полного окисления распыленной жидкой серы, от среднего диаметра ее капель δ0 при различном коэффициенте расхода воздуха α.

Значения α: 1 - 1,3; 2 - 1,2; 3 - 1,1; 4 - 1,05; 5 — 1.



Процесс горения капли серы зависит от условий сжигания (температура в камере горения и относительная скорость газового потока) и физико-химических свойств жидкой серы (наличие в сере твердых зольных примесей, битумов и др.) и состоит из следующих последовательных стадий:

  1. Смешение капель жидкой серы с воздухом;

  2. Прогрев капель серы и их испарение;

  3. Термическое расщепление паров серы;

  4. Образование газовой фазы и воспламенение ее;

  5. Горение газовой фазы.

Одним из важнейших параметров горения расплавленной серы является длина пути потоков газов, необходимая для полного выгорания. Длина пути определяет внутреннюю длину камеры горения печи.

Длина пути потока газов L (в м), необходимая для полного выгорания распыленной жидкости серы, может быть определена по формуле:

Здесь C - константа (получена экспериментально, ее среднее значение равно 35,7, что соответствует выгоранию серы в камере горения печи на 99,5 %); δ0 - средний поверхностный диаметр капель, мм; v - скорость потока, м/с; K - константа скорости горения, мм2/с (K = 1,49 при 1360 ˚С, K = 1,55 при 1460 ˚С); σ - константа скорости испарения, мм2/с (σ = 0,59 при 1360 ˚С, σ = 0,66 при 1460 ˚С).