ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Образование соединений щелочных металлов и хлора из "Коррозия и износ поверхностей нагрева котлов " Из щелочных металлов в топливе наиболее часто встречаются натрий и калий. Они в минеральной части топлива, главным образом, связаны с глинистыми и силикатными минералами, а в некоторых случаях могут быть представлены еще и в виде карбонатов. Не исключено также, что щелочные металлы входят в состав гумусовых кислот [29]. Хлор наиболее часто представлен в виде солей Na l и КС1 либо связан с органической частью. [c.26] В топочном объеме при горении топлива происходит улетучивание щелочных металлов и хлора из минеральной части или их освобождение из органической массы топлива. Степень улетучивания щелочных металлов в топке зависит от минералогического состава неорганической части топлива, температуры, состава среды и размеров частиц. Щелочные металлы улетучиваются из золы топлива намного легче, чем такие компоненты, как Si02, СаО и др. Легко улетучиваются также щелочные металлы, связанные непосредственно с органической массой топлива, и все соединения хлора. -Следовательно, доля щелочных металлов, переходящих в топке в паровую фазу, зависит не только от их общего содержания в топливе, но также от типа соединений щелочных металлов в топливе и режима топочного процесса. [c.26] Интенсивность улетучивания отдельных компонентов золы топлива зависит от физико-химических свойств золы, температуры и состава газовой среды, скорости нагревания частиц и условий диффузии паров внутри частицы [30—34]. [c.26] Хлориды щелочных металлов разлагаются в топке почти полностью при относительно низких температурах. Улетучивание щелочных металлов из глинистых и силикатных минералов имеет место при более высоких температурах и практически всегда происходит не до конца. [c.26] Из щелочных металлов в большинстве случаев наиболее легко улетучиваются соединения калия. Это объясняется более высоким давлением паров оксида калия. В. реальных температурных условиях в топке давление паров оксида калия r сравнении с давлением, паров оксида натрия выше, примерно в десять раз. При сжигании топлива, содержащего в равном количестве калий и натрий, образующиеся на конвективных поверхностях котла золо-вые отложения содержат существенно больше К2О, чем ЫагО [10]. [c.26] Скорость улетучивания соединений калия из золы сильно зависит от температуры и состава среды (рис. 1.14). [c.26] При повышении температуры на 100 °С скорость улетучивания калия увеличивается в 4—6 раз в воздушной среде и в среде оксида углерода и в 3—5 раз в среде диоксида углерода. В атмосфере оксида углерода (при одной и той же температуре) соединения калия улетучиваются в 50 раз быстрее, чем в воздушной среде. В среде СОг скорость улетучивания в 5 раз выше, чем в атмосфере воздуха. [c.27] Одним из показателей глубины превращений соединений щелочных металлов в топке является их растворимость в воде. При этом наиболее глубоким превращениям соответствует наибольшая растворимость в воде. [c.27] Существенное влияние на поведение соединений щелочных металлов в топочном объеме оказывает концентрация кислорода. Со снижением коэффициента избытка воздуха в топке как рлр, так и ртр в золе, покидающей топку, увеличивается, а /7нр снижается (рис. 1.15). [c.28] Таким образом, щелочные металлы и хлориды находятся первоначально в твердой фазе, затем в топочном объеме испаряются и в конечном результате на поверхности нагрева опять появляются в твердом состоянии. Поэтому важными стадиями формирования отложений, содержащих щелочные металлы и хлор, являются процессы в топочном объеме и газоходах котла в паровых фазах. [c.28] Пары соединений щелочных металлов и хлора могут в топочном объеме и газоходах котла химически реагировать между собой, с водяным паром, с диоксидом углерода, оксидами серы и т. д. Образуется сложная термодинамическая система, в которой из-за изменения температуры по газоходам котла происходит непрерывное изменение ее состава, что вызывает изменение и в механизме загрязнения поверхностей нагрева по ходу газа. Также могут иметь место существенные изменения в фазовом составе системы, например, конденсация отдельных компонентов. [c.28] Для оценки состояния таких сложных систем часто используются основные законы химической термодинамики. Хотя реальные условия могут отличаться от условий термодинамического равновесия, результаты таких расчетов всегда однозначно определяют направление изменения состояния системы с изменением температуры, концентраций отдельных составляющих системы в первоначальном состоянии и т. п. [c.28] В [36] представлены результаты расчета термодинамически равновесных состояний системы продуктов сгорания, содержащих натрий, калий и серу в зависимости от температуры и концентраций кислорода при атмосферном давлении. Цель этих расчетов — выявление состояния в системе таких компонентов, которые наибольшим образом могут влиять на загрязнение и коррозию поверхностей нагрева. [c.28] При высоких температурах концентрация кислорода наиболее сильно влияет на содержание сульфатов и гидрооксидов щелочных металлов. С увеличением концентраций кислорода концентрация гидрооксидов снижается, а сульфатов повышается. [c.29] Кроме отмеченных компонентов система содержит радикалы гидрооксида, атомарного кислорода и водорода, которые также могут химически взаимодействовать со щелочными металлами. [c.29] С увеличением температуры интенсивность реагирования с водяным паром и образование КОН (NaOH) и НС1 повышаются. [c.29] Со снижением температуры реакция сильно сдвигается влево. [c.30] Вернуться к основной статье