Температура горения пропана с кислородом: Температура горения пропана и другие свойства

Пропан взаимодействует с кислородом в реакции горения при сварочных работах

Физико-технические особенности сварочных газов

Нефтеуглеводороды, в частности, пропан, бутан и их смеси, ацетилен, а также водород нашли широкое применение в различных сферах производства в качестве основных и вспомогательных соединений. Различные газы успешно используются как в качестве источников тепловой энергии, так и хладагентов. Одним из направлений их применения является сварочное дело и резка металла. Выбор газа в основном зависит от требуемой температуры сгорания.

Пропан и пропан-бутановые смеси

Углеводородные газы из группы алканов используются в тех случаях, когда нет необходимости в слишком высокой температуре газопламенной обработки: сварка тонкой стали и легкоплавких металлов, кислородная резка, пайка припоями и др. Пропан и бутан – это неядовитые и достаточно инертные газы, получаемые в качестве побочных продуктов при переработке нефти. При определенных условиях они взаимодействуют с кислородом, азотной кислотой и диоксидом азота, галогенами. При низкой температуре (-42 °С для пропана, -0,5 °С для бутана) и высоком давлении переходят в жидкое состояние.

Чаще всего используются пропан-бутановые смеси в соотношении 3:7 соответственно. Они обладают повышенной теплотворной способностью, а тепловая мощь сгорания в кислороде эффективнее, чем у ацетилена, но из-за небольшой скорости, с которой распространяется пламя, температура пламени меньше. В случае утечки газы скапливаются внизу помещения и могут, что может привести к образованию взрывоопасных концентраций.

Ацетилен

Ацетилен относится к ненасыщенным углеводородам, чем обусловлена его химическая активность. Соединение вступает в многочисленные реакции присоединения, цикломеризации, димеризации, окисления. Отличается резким запахом. Температура сжижения около -82 °С. При его сгорании требуется больше кислорода, чем для пропана и бутана. Для ацетилена свойственна высокая интенсивность горения, которая снижается при наличии в нем побочных веществ.

Водород

В промышленности газ получают различными способами: железопаровым, электролизом, конверсией. В зависимости концентрация чистого вещества находится в пределах 95 – 99,8 об. %. Температура сжижения -252 °С. Используется при кислородной разделительной резке в присутствии воды, сварке свинца, безокислительной пайке стали.

Технические характеристики газов: сравнительная таблица

Параметр	Пропан-бутановая смесь	Ацетилен	Водород
Плотность при температуре 20 °С и давлении 0,1 МПа, кг/м3	2,21	1,091	0,084
Температура воспламенения в кислороде, °С	500	240-630	510
Низшая теплотворная способность, кДж/м3	88800	52800	10800
Скорость распространения пламени в смеси с кислородом, м/с	4,5	13,5	—

Меры безопасности

В связи с большой взрывоопасностью сварочных газов предъявляются особые требования к условиям и помещениям проведения работ, хранению газовых баллонов. Особое внимание уделяется отсутствию источников возникновения пламени, искры, легковоспламеняющихся веществ. Помещения оборудуются специальными осветительными приборами, системами вентиляции и кондиционирования. Сварочные работы проводятся в присутствии более двух человек при обязательном оформлении наряда-допуска.

Каталог технических газов от нашей компании

FAS — Глава 8. Характеристики горения газов

Глава 8. Характеристики горения газов

8.1. РЕАКЦИИ ГОРЕНИЯ

Г о р е н и е — быстропротекающая химическая реакция соединения горючих компонентов с кислородом, сопровождающаяся интенсивным выделением теплоты и резким повышением температуры продуктов сгорания. Реакции горения описываются т.н. стехиометрическими уравнениями, характеризующими качественно и количественно вступающие в реакцию и образующиеся в результате ее вещества (Стехиометрический состав горючей смеси (от греч. stoicheion — основа, элемент и греч. metreo — измеряю) — состав смеси, в которой окислителя ровно столько, сколько необходимо для полного окисления топлива). Общее уравнение реакции горения любого углеводорода

C_mH_n + (m + n/4) O₂ = mCO₂ + (n/2) Н₂O + Q(8.1)

где m, n — число атомов углерода и водорода в молекуле; Q — тепловой эффект реакции, или теплота сгорания.

Реакции горения некоторых газов приведены в табл. 8.1. Эти уравнения являются балансовыми, и по ним нельзя судить ни о скорости реакций, ни о механизме химических превращений.

Таблица 8.1. Реакции горения и теплота сгорания сухих газов (при 0°С и 101,3 кПа)

Газ	Реакция горения	Теплота сгорания
		Молярная, кДж/кмоль		Массовая, кДж/кг		Объемная, кДж/м3
		высшая	низшая	высшая	низшая	высшая	низшая
Водород	H2 + 0,5O2 = H20	286,06	242,90	141 900	120 080	12 750	10 790
Оксид углерода	CO + 0,5O2 = CO2	283,17	283,17	10 090	10 090	12 640	12 640
Метан	CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O	880,90	800,90	55 546	49 933	39 820	35 880
Этан	C2H6 + 0,5O2 = 2CO2 + 3H2O	1560,90	1425,70	52 019	47 415	70 310	64 360
Пропан	C3H8 + 5H2O = 3CO2 +4H2O	2221,40	2041,40	50 385	46 302	101 210	93 180
н-бутан	C4H10 + 6,5O2 = 4CO2 + 5H2O	2880,40	2655,00	51 344	47 327	133 800	123 570
Изобутан	C4H10 + 6,5O2 = 4CO2 + 5H2O	2873,50	2648,30	51 222	47 208	132 960	122 780

Важные характеристики технического пропана

Самым популярным представителем группы горючих газов является пропан. Он имеет широкую сферу применения благодаря своим эксплуатационным и техническим свойствам.

Особенности технического пропана и сферы его применения

Технический пропан – газ, искусственно получаемый путем высокотемпературной обработки нефти и нефтяных газов. Для снижения себестоимости в состав технического пропана добавляют незначительную долю непредельного полипропилена. Данная примесь не сказывается на физико-технических свойствах пропана и добавляется исключительно для снижения стоимости газовых баллонов.

Пропан отличается широтой применения, он особенно распространен в системах автономного газоснабжения – это обусловлено наибольшей безопасностью вещества для составных частей сети и оборудования. Пропан способен испаряться естественным способом под воздействием низких температур, а потому газ пропан в баллонах эксплуатируется без испарителей в любом климате.

Помимо бытового применения заправка пропановых баллонов необходима для газопламенной металлообработки, сварки металлоконструкций, при раскрое металлопроката, проведении кровельных работ, для заправки транспортных средств, для обогрева производственных зданий, для создания хладагента, обработки кулинарных жиров, при производстве лакокрасочных материалов и растворителей, изготовления полиграфической краски, аэрозолей, косметических средств и т.

д.

Технические характеристики газа:

• доля пропана составляет не менее 75 % от общего объема;
• жидкий остаток не превышает показателя в 0,7 %;
• меркаптановая сера и сероводород не превышают показателя в 0,013 %;
• при температурной отметке, равной -20 °С, насыщенный пар пропана создает давление не менее 0,16 МПа;
• минимально возможная температура горения равна -35 °С;
• температура пламени при горении чистого пропана возрастает до 2526 °С;
• удельная теплота сгорания 48 МДж/кг.

Также среди выгодных особенностей пропана можно выделить его инертность, пассивность к химическим воздействиям, стойкость к окислению. Технический пропан имеет высокие показатели теплоты сгорания, что особенно важно при выполнении газосварочных работ. Баллоны с пропаном неприхотливы в плане транспортировки и хранения, что делает его эксплуатацию максимально удобной.

Меры безопасного использования

При контакте с воздухом пропан в сжиженном виде способен образовывать взрывоопасную смесь. Максимально допустимым значением считается показатель содержания пропана в воздухе рабочей зоны, не превышающий 300 мг/м³. Неприемлемо наличие источников пламени в помещениях, в которых присутствует даже незначительный запах газа. Пропан тяжелее воздуха, а потому он может оседать и накапливаться в помещениях с плохой вентиляцией. Исключено попадание газа на открытый участок кожи – воздействие сжиженного углеводорода вызывает обморожение, влекущее повреждение тканей.

При работе с пропаном следует соблюдать меры индивидуальной защиты органов дыхания – вдыхание пропана оказывает на организм человека одурманивающее действие (головокружение, опьянение, потеря сознания). Газу свойственно накопление в организме и быстрый вывод, без аккумуляции во внутренних органах.

принцип действия, разновидности, особенности использования устройства

Резка газом представляется более простым процессом, нежели газосварочные работы, и потому справиться с ней может даже человек, не обладающий специальными навыками.

По этой причине практически любой из нас может освоить работу с газовым резаком. Главное здесь — усвоить суть технологии резки газом. В современных условиях все чаще используются пропановые резаки. Работа с ними требует использования одновременно пропана и кислорода, поскольку сочетание подобных веществ обеспечивает максимальную температуру горения.

Конструкции различных типов резаков могут отличаться между друг другом размерами либо некоторыми компонентами, но принцип функционирования у всех одинаковый.

Принцип функционирования и разновидности резаков

Независимо от размеров автогена и разновидностей разогревающей смеси газа резка может происходить при помощи процесса сгорания металла в струе кислорода чистой смеси, нагнетаемого через специальное сопло в головке рабочей зоны.

Главная и принципиальная особенность газовой резки —это показатель температуры горения, который должен быть не меньше показателя температуры плавления. В противном случае металл, не успев разгораться, будет всё время плавиться и стекать. Таким условиям должны соответствовать низкоуглеродистые сали, а цветные металлы и чугун — нет.

Большое количество легированных сталей так же не будут поддаваться процессу газовой резки — существуют значительные ограничения по максимальному показателю и допустимым дозировкам легирующих компонентов, углерода, примесей, процесс превышения горения которых внутри кислорода станет наиболее нестабильным либо вообще перестанет протекать.

Саму резку следует разделить на две стадии:

• Разогрев одной части детали до температуры, во время которой металл начнёт гореть. Для того чтобы получить факел пламени разогрева, часть технического кислорода в определённом соотношении смешивают совместно с газом.
• Процесс сгорания (окисление) разогретого металла в струе кислорода и общее выведение продукта горения из зоны реза.

Если начать рассматривать классификацию только ручных резаков, то такое значение будет обладать следующими особенностями:

Разновидность горючего, мощность и способ получения смеси газов для пламени разогревающего типа.

• Классификация по разновидности горючего газа: пропан-бутан, метан, универсальный МАФ, а также ацетилен.
• Особенность мощности: небольшая (резка металла толщиной от 3 до 100 мм) — маркировка P1, средняя (до 2−0 миллиметров) — маркировка P2, более высокая (около 300 миллиметров), маркировка — P3. Существуют особые образцы с толщиной резки около 500 миллиметров.
• И если первая особенность будет влиять лишь на общую температуру разогревающего пламени, а также мощности — на предельную толщина металла, то ещё одним признаком будет определяться особенность конструкции резака.

Особенности конструкции

Двухтрубный, а также инжекторный, газовый резак — это самый распространённый вид этой конструкции. Технический кислород в резаке будет распределён сразу на два формата.

Одна часть потока по верхней трубке будет проходить через головку наконечника и с высоким показателем скорости будет выходить через центральное сопло внутреннего мундштука. Такая часть конструкции начнёт отвечать за режущую фазу процесса. Регулировочный вентиль либо рычажной клапан, вынесенный за пределы определённого корпуса.

Следующая часть начнёт поступать в сам инжектор. Принцип функционирования этого устройства будет заключён в том, что инжектируемый газ (кислород), выходя в камеру смешения под сильным давлением и с высоким показателем скорости, создаёт в этом месте область разрежения и через периферийные отверстия втягивается самостоятельно в горючий (эжектируемый газ). При помощи процесса такого смешивания, происходит выравнивание общих скоростей, а на выходе камеры начинает происходить особый поток смеси газов со скоростью намного ниже, чем у инжектируемового кислорода, но намного выше, чем у электризуемого горючего газа.

После смеси газов начинает циркулировать по нижней трубке в саму головку наконечника, выходит сквозь сопла между внутренним и внешним мундштуком, а также создаёт факел разогревающего пламени. Любой канал обладает своим вентилем, который будет производить регуляцию подачу как кислорода, ток и горючего газа в инжектор.

Безинжекторный или же трехтрубный резак, который заключает в себе более сложную конструкцию — два кислородных потока газа начнут поступать к головке через отдельные трубки.

Смещение всей прогревающей смеси будет происходить внутри самой головки. Но именно отсутствие камеры, в которой происходит смешивание, обеспечивает более сильный показатель безопасности, а также не создаёт условий для создания обратного удара (процесс распространения горящих газов в канал самих резаков и трубах в обратном движении).

Кроме более развитых конструкций строения и завышенной стоимости, недостатком трёхтрубного газового резака считают и то, что для его стабильного функционирования необходимо использовать более высокое давление горючего газа (здесь не существует эффекта эжекции, а также увеличения скорости общих потоков).

Общий размер и вес

Параметры ручного инжекторного газового резака будут заключены стандартами ГОСТа 5191−79 и напрямую будут зависеть от его показателя мощности:

• У Р1 — около 500 миллиметров.
• У Р2 и Р3 они находятся в определённом пределе в 580 миллиметров. Но происходит выпуск и более удлинённых моделей для осуществления работы в соответствующих условиях.
• Существуют особые ограничения по массе любой такой категории мощности: 1.0 и 1.3 килограмм в соотношении для Р1 и Р2-Р3.

Такие же стандарты от ГОСТа будут определять, что разновидность Р3 — это резак кислородно-пропановый, а также Р1 и Р2 могут совершать работу на совершенно любой разновидности горючего газа. Существует и отдельная группу ручного инжекторного инструмента, для осуществления кислородной резки — вставные резаки, которые обладают особой маркировкой РВ.

По показателям ГОСТа их будут определять как наконечники для осуществления резки на сварочной горелке. Главные отличия в таких конструкция заключены в том, что процесс разделения кислорода, а также смешанного типа горючей смеси будет происходить на самих наконечниках, которые обладают меньшим показателем веса и размера, чем резак. Так показатель веса РВ1 обладает особой верхней границей в 0,6 килограмм, а РВ2 и РВ3 около 0,7 килограмм.

Но такой тип газового резака нельзя назвать по своему металлу укомплектованным — в рабочем положении в процессе сборки с основным корпусом от горелки его общий размер и вес будут не меньше, чем специального оборудования. Его главное достоинство лишь в том, что можно приобрести горелку совместно с наконечниками различными типами (резки и сварки), а полный комплекс можно будет легко поместить в маленький кейс. Либо купить специально созданный для горелки переносной рюкзак.

Но в этом случае существует одна особенность. Пропан по своей стоимости будет намного дешевле, чем ацетилен. Именно по этой причине стоимость использования ацетиленового резака будет намного больше, чем кислородно-пропанового. Для осуществления сварки металла лучше применять ацетиленовую горелку, у которой общая температура пламени будет на целых 300−400 градусов выше, чем у кислородно —пропановой (у полностью пропановой горелки общая температура будет меньше 2 тыс. градусов Цельсия).

Компактность всего поста для ручной резки может обеспечиваться при помощи ёмкости всех баллонов с газами.

Преимущества портативных горелок с газом

В последнее время на рынке можно заметить предложения по приобретению портативных газовых горелок, которые включают в себя насадку к небольшому цанговому баллону, наполненному газом.

Температура факела в таком устройстве обычно не превышает отметки в 1300 градусов Цельсия. И хотя существуют профессиональные цанговые портативные резаки с общей температурой факела от 2000 до 2500 градусов Цельсия (к примеру, Kovea K. T. -2610 во время работы с газовой смесью MAPP US), что уже больше всего приближено к температуре разгорающегося пламени кислородно-пропанового резака — 2700 -2800 градусов Цельсия.

В любом случае для того, чтобы установить определённые условия для горения нет главного режущего компонента — струи кислорода, при помощи которого и происходит общее окисление металла.

Такими портативными резаками можно осуществлять резку в легкоплавких металлах, а также сплавах: алюминий, бронза, медь, латунь, а также олово. Но и в этом случае речь будет идти не о резке, а о процессе плавки. Именно по этой причине их чаще всего применяют во время ремонта холодильников либо кондиционеров, а совершать резку возможно при помощи ручного или электрического оборудования.

Выбор кислородного резака

Если рассматривать устройство от шланга к головке, то важно выделить следующие особенности:

• Вентили обязаны совершать вращение с наименьшим усилием.
• Ниппели, произведённые из латуни, служат гораздо дольше, чем алюминиевые устройства.
• Материал на рукоятке обязан быть алюминиевого типа, пластиковые накладки в этом случае будут служить меньше и могут в скором времени поплыть.
• Наилучшим диаметром рукоятки в вентиле режущего кислорода — не меньше 40 миллиметров.
• Рычажные разновидности считаются наиболее привлекательными в использовании и позволяют значительно экономить газ пользователю.
• Шпиндели на вентилях: из нержавейки — это самые надёжные разновидности (до 15 тыс. циклов), из латуни — способны в короткое время выходить из строя (около 500 циклов), комбинированные типы — обладают средними показателями.
• Материал для корпуса в трубках — это латунь, медь, а также нержавейка.
• Ацетиленовые резаки, у которых детали соприкасающиеся с горючим газом до камеры смешения, ни в коем случае не должны создаваться из меди либо сплавов, а общее её содержание не должно быть выше отметки в 65 процентов.
• Разборная модель помогает совершать ремонт резака, а также производить чистку всего инжекторного узла, трубок и самого наконечника.
• Наружный мундштук должен быть создан лишь с использованием меди.
• Внутренний мундштук ацетиленового резака — медь, кислородо —пропанового может быть произведена из латуни.
• К выбранному прибору у производителя должны находиться в комплекте запасные части, а также дополнительные детали для расхода.

Использование резака

Правила для общего использования:

• Совершать работу с резаком следует в специальной маске (либо в специализированных очках).
• Следует предварительно надевать перчатки и рабочую одежду с огнеупорными (то есть негорючими свойствами).
• Пламя автогена обязано смотреть в сторону по отношению к подводящим шлангам, а шланги не должны отрицательно влиять на работу всего резчика.
• Баллоны совместно с газом стоит помещать на расстоянии не ближе пяти метров к рабочему месту. Резку металлов стоит производить либо в условиях открытого воздуха, либо в хорошо проветриваемом месте.

После долгого перерыва либо во время совершения первого запуска нового инжекторного резака стоит хорошо убедиться в том, что такие каналы будут полностью чистыми и кислород внутри инжектора сможет создать нужный уровень для разрежения подсоса горючего газа.

С самого начала во время закрытия вентилей на самом резаке и на баллонах с резаками следует снять шланг совместно с пропаном. После на баллоне с кислородом стоит установить особое рабочее деление, а также открыть на резаке вентиль, этот вентиль начнёт активно подогревать кислород и газ. Проверку работоспособности инжектора стоит проверить, приложив палец к ниппелю горючего газа — в это время человек должен почувствовать всасывание воздуха в отверстие ниппеля.

Топливо и химикаты — температуры самовоспламенения

Температура самовоспламенения — или

«минимальная температура, необходимая для воспламенения газа или пара в воздухе без искры или пламени»

указаны для обычных видов топлива и химикаты ниже:

Ally Анилин 90 016 25432169 900боран

Топливо или химикат	Самовоспламенение Температура ( o C)
		Ацетальдегид	175
Уксусная кислота	427
Ацетон, пропанон	465
Ацентонитрил	220
Ацетилен	305
Акролеин	220
Акронитрил 37033	481
615
Антрацит — точка накала	600
Бензальдегид	192
Бензол	498
Битуминозный уголь — точка накала	454
Бутадиен	420
Бутанал	218
Бутан	405
1-бутанол	343
Бутилацетат	421
Бутиловый спирт	345
Бутиловый кетон	423
Углерод	700
Сероуглерод, CS 2	90
Окись углерода	609
Древесный уголь	349
Угольно-дегтярное масло	580
Кокс	700
Циклогексан	245
Циклогексанол	300
Циклогексанон	420
Циклопропан	498
D
D 900 Диэтиламин	312
Диэтиловый эфир	180
Диэтаноламин	662
Диэтиламин	662
Дизель, Jet A-1	210
Диизобутилкетон	396
Диизопропиловый эфир	443
Диметилсульфат	188
Диметилсульфид	206
Диметилсульфоксид	215
Додекан 9, дидекан 0033	203
Эпихлоргидрин	416
Этан	515
Этилен, этен	450
Этиламин	385
Этилацетат		410 Этиловый спирт (этанол)	363
Оксид этилена	570
Формальдегид	424
Мазут No. 1	210
Мазут № 2	256
Мазут № 4	262
Фурфурол	316
Фурфуроловый спирт	491
Тяжелый углеводороды	750
Гептан	204
Гексан	223
Гексадекан, цетан	202
Водород	500
Газойль	336
Бензин, бензин	246-280
Глицерин	370
Оружейный хлопок	221
Керосин (парафин)	210
Изобутан	462
465
Изобутил спирт	426
Изооктан	447
Изопентан	420
Изопрен	395
Изопропиловый спирт	399
Изофорон		Изофорон			264
Изононан	227
Изопропиловый спирт	399
Легкий газ	600
Легкие углеводороды	650
Лигнит — точка накала	526 900
Магний	473
Метан (природный газ)	580
Метанол (метиловый спирт)	464
Метиламин	430
Метилацетат	455
Метилэтилкетон	516
Нафта	230
Неогеаксан	425
Неопентан	450
Нитробензол	480 глицер
н-бутан	405
н-гептан	215
н-гексан	225
н-октан	220
н-пентан	260
н-пентен	298
Дуб — сухой	482
Бумага	218 — 246
Паральдегид	238
Торф	227
Нефть	400
Бензин эум эфир	288
Древесина сосна — сухая	427
Фосфор аморфный	260
Фосфор прозрачный	49
Фосфор белый	34
Добывающий газ	750
Пропанал	207
Пропан	455
Пропилацетат	450
Пропиламин	318
Пропилен (пропен)
Пиридин	482
п-Ксилол	530
Пистолетный порох	288
Тетрагидрофуран	321
Триэтиламин
— 20
Толуол	480
Уголь полуантрацитовый	400
Уголь полубитуминозный — точка накала	527
Силан	<21
Стирол	490
Сера	243
Тетрагидрофуран	321
Толуол	530
Трихлорэтилен	420
Древесина	300
○
м-ксилол	527
п-ксилол	528

Диапазон воспламеняемости (взрывоопасности) — это диапазон концентрации газа или пара, который воспламенится или взорвется при введении источника воспламенения . Предельные концентрации обычно называются нижним пределом взрывоопасности или воспламеняемости (НПВ / НПВ) и верхним пределом взрывоопасности или воспламеняемости (ВПВ / НПВ).

Ниже предела взрывоопасности или воспламеняемости смесь слишком бедная для горения. Выше верхнего предела взрывоопасности или воспламеняемости смесь слишком богата для горения. Температура самовоспламенения — это не то же самое, что точка воспламенения — точка вспышки показывает, как easy может гореть химическое вещество.

Сжигание углеводородов — Образование в области энергетики

Сжигание углеводородов относится к химической реакции, при которой углеводород вступает в реакцию с кислородом с образованием диоксида углерода, воды и тепла.Углеводороды — это молекулы, состоящие как из водорода, так и из углерода. Они наиболее известны как основной компонент ископаемого топлива, а именно природного газа, нефти и угля. По этой причине ресурсы ископаемого топлива часто называют углеводородными ресурсами. ^[1] Энергия получается из ископаемого топлива путем сжигания (сжигания) топлива. Хотя примеси присутствуют в ископаемом топливе, сжигание углеводородов является основным процессом при сжигании ископаемого топлива. Пример сжигания углеводородов показан на рисунке 1.См. Моделирование внизу страницы для получения дополнительных примеров.

Рисунок 1. Метан соединяется с кислородом 2 с образованием диоксида углерода, воды и тепла. ^[2]

Описание

Независимо от типа углеводорода при сжигании с кислородом образуются 3 продукта: диоксид углерода, вода и тепло, как показано в общей реакции ниже. Энергия, необходимая для разрыва связей в молекулах углеводородов, существенно меньше энергии, выделяющейся при образовании связей в молекулах CO ₂ и H ₂ O.По этой причине в процессе выделяется значительное количество тепловой энергии (тепла). Эту тепловую энергию можно использовать напрямую (например, для обогрева дома) или преобразовать ее в механическую энергию с помощью теплового двигателя. Однако это связано с потерями эффективности, что приводит к необходимым значительным потерям энергии (в виде отходящего тепла), что регулируется вторым законом термодинамики. Результирующая полезная механическая энергия будет намного меньше, чем начальная тепловая энергия, обеспечиваемая сгоранием углеводородов.

Общее уравнение реакции:

[математика] C_xH_y + N (O_2) \ leftrightarrow x (CO_2) + \ frac {y} {2} (H_2O) [/ math]

• [math] x [/ math] относится к числу атомов углерода в углеводороде
• [math] y [/ math] относится к числу атомов водорода в углеводороде
• [math] N [/ math] обозначает количество атомов кислорода, необходимое для реакции горения углеводорода.

Сжигание углеводородов и ископаемое топливо

Обратите внимание, что CO ₂ — это , всегда , произведенный при сжигании углеводородов; не имеет значения, какой тип молекулы углеводорода.Производство CO ₂ и H ₂ O — вот как полезная энергия получается из ископаемого топлива. По этой причине важно различать диоксид углерода и другие «отходы», которые возникают из-за примесей в топливе, таких как соединения серы и азота. ^[1] Отходы, образующиеся из-за примесей, можно удалить с помощью правильной технологии; CO ₂ не может быть устранен, если ископаемое топливо не сжигается (не используется) в первую очередь.

Не все ископаемые виды топлива имеют одинаковый состав.Природный газ на 90% состоит из метана (CH ₄ ), который является самой маленькой молекулой углеводорода. Нефть обычно состоит из молекул среднего размера, хотя состав сильно варьируется от одного сорта нефти к другому. Как правило, чем плотнее масло, тем длиннее углеродные цепи в молекулах. Наконец, уголь содержит самые крупные и сложные молекулы углеводородов. ^[1]

Поскольку разные углеводороды имеют разное соотношение водорода к углероду, они производят разные отношения воды к диоксиду углерода.Как правило, чем длиннее и сложнее молекула, тем больше отношение углерода к водороду. По этой причине при сжигании равных количеств разных углеводородов будет образовываться разное количество диоксида углерода, в зависимости от соотношения углерода и водорода в молекулах каждого из них. Поскольку уголь содержит самые длинные и самые сложные молекулы углеводородов, при сжигании угля выделяется больше CO ₂ , чем при сжигании той же массы нефти или природного газа. Это также изменяет плотность энергии каждого из этих видов топлива.

Выбросы двуокиси углерода

Ниже приведена диаграмма выбросов CO ₂ при производстве 293,1 кВтч (1 000 000 БТЕ) энергии из различных углеводородных топлив. ^[3]

Анимация горения

Выберите топливо из раскрывающегося меню, чтобы увидеть чистую реакцию, которая происходит во время сгорания.

Для дальнейшего чтения

Для получения дополнительной информации см. Соответствующие страницы ниже:

Список литературы

Авторы и редакторы

Bethel Afework, Эллисон Кэмпбелл, Райли Федечко, Джордан Ханания, Брейден Хеффернан, Джеймс Дженден, Аманда Масгроув, Кайлин Стенхаус, Джасдип Тор, Джейсон Донев
Последнее обновление: 31 января 2020 г.
Получить цитату

сгорание | Определение, реакция, анализ и факты

Горение , химическая реакция между веществами, обычно включающими кислород, обычно сопровождающаяся выделением тепла и света в виде пламени.Скорость или скорость объединения реагентов высока, отчасти из-за природы самой химической реакции, а отчасти из-за того, что генерируется больше энергии, чем может уйти в окружающую среду, в результате чего температура реагентов повышается. чтобы еще больше ускорить реакцию.

Знакомый пример реакции горения — зажженная спичка. Когда зажигается спичка, трение нагревает голову до температуры, при которой химические вещества вступают в реакцию и выделяют больше тепла, чем может уйти в воздух, и они горят пламенем.Если ветер уносит тепло или химикаты влажные и трение не увеличивает температуру в достаточной степени, спичка гаснет. При правильном зажигании тепло от пламени повышает температуру соседнего слоя спички и кислорода в прилегающем к ней воздухе, и древесина и кислород вступают в реакцию сгорания. Когда достигается равновесие между общей тепловой энергией реагентов и общей тепловой энергией продуктов (включая фактическое количество тепла и излучаемого света), горение прекращается.Пламя имеет определенный состав и сложную структуру; говорят, что они разнообразны и способны существовать как при довольно низких, так и при чрезвычайно высоких температурах. Излучение света в пламени происходит из-за присутствия возбужденных частиц и, как правило, заряженных атомов и молекул, а также электронов.

Горение охватывает большое количество разнообразных явлений, широко применяемых в промышленности, науке, профессии и в быту, и его применение основано на знаниях физики, химии и механики; их взаимосвязь становится особенно очевидной при рассмотрении распространения пламени.

В общем, горение является одной из наиболее важных химических реакций и может считаться кульминационным этапом окисления некоторых видов веществ. Хотя когда-то считалось, что окисление — это просто сочетание кислорода с любым соединением или элементом, значение этого слова было расширено и теперь включает любую реакцию, в которой атомы теряют электроны, тем самым становясь окисленными. Как было указано, в любом процессе окисления окислитель забирает электроны у окисляемого вещества, тем самым сам восстанавливаясь (приобретая электроны).Окислителем может быть любое вещество. Но эти определения, достаточно ясные в применении к атомной структуре для объяснения химических реакций, не так четко применимы к горению, которое, вообще говоря, остается типом химической реакции с участием кислорода в качестве окислителя, но осложняется тем фактом, что процесс включает а также другие виды реакций, а также тем фактом, что это происходит в необычно быстром темпе. Более того, большинство пламен имеет в своей структуре участок, в котором вместо окисления протекают реакции восстановления.Тем не менее, главным событием при горении часто является соединение горючего материала с кислородом.

Получите эксклюзивный доступ к контенту нашего 1768 First Edition с подпиской. Подпишитесь сегодня .