Реакционной способностью

Кинетика высокотемпературной коррозии котельных сталей в продуктах сгорания природного газа как в лабораторных, так и в промышленных условиях довольно хорошо изучена. Компонентами в продуктах сгорания газа, которые наибольшим образом влияют на интенсивность коррозии, являются кислород и водяной пар. Концентрация первого существенным образом зависит от режима сгорания топлива (от коэффициента избытка воздуха), а количество водяного пара главным образом определено составом сжигаемого топлива. С увеличением концентрации кислорода в продуктах сгорания улучшаются условия его транспорта к реакционной поверхности, и тем самым процесс коррозии интенсифицируется. Определенное влияние на характер коррозии металла в продуктах сгорания газа оказывает и концентрация водяного пара. Это особенно касается коррозии при температуре выше 570 °С, когда существование водяного пара в окружающей среде способствует образованию на'поверхности стали вюстита, т. е. возникновения трехслойной оксидной пленки. Как отмечено ранее, в этой температурной области окисление железа протекает более интенсивно, чем в условиях, когда на поверхности металла возникает двухслойный оксид.

Возрастание скорости осаждения карбида ниобия с повышением концентрации пятихлористого ниобия в газовой фазе связано с увеличением его концентрации на реакционной поверхности. Отсутствие ускорения процесса выше определенного значения концентрации хлорида объясняется достижением избытка его на поверхности, и в этом случае основную роль играет скорость процесса десорбции продуктов реакции.

В интервале низкой температуры в кинетической стадии скорость реакции горения w определяется скоростью химического-взаимодействия. При свободном доступе кислорода к реакционной поверхности существенного влияния скорости газового потока не наблюдается. При температуре выше 750 — 800° С скорость реакции горения графита замедляется, поскольку она начинает лимитироваться диффузией окислителя к реакционной поверхности.

В диффузионной стадии окисления продукты реакции (ССЬ, СО), накапливаясь у стенок графита, вытесняют кислород, поэтому при повышенной температуре скорость реакции окисления лимитируется скоростью диффузии кислорода к реакционной поверхности и нарастает не по экспоненциальному, а по степенному закону, пропорционально Тт, где т» 1,7. По этой причине при увеличении скорости газового потока V доступ кислорода к поверхности графита облегчается, вызывая увеличение скорости окисления.

Для защиты графита от окисления используют следующие способы: покрытие реакционной поверхности графита слабоокисляющимися веществами; уменьшение реакционной поверхности за счет снижения пористости при пропитке графита каменноугольным пеком или различными смолами с последующей термообработкой; снижение скорости реакции окисления в результате введения ингибиторов.

В дуговой электросварке сочетаются элементы металлургических и термических процессов, протекающих в специфических для сварки условиях. Основной металл и электрод плавятся в атмосфере высокой температуры вольтовой дуги, вследствие чего химическая активность перегретого металла и окружающей газовой среды значительно повышаются. Каплеобразный перенос электродного металла в вольтовой дуге способствует развитию контактной реакционной поверхности между перегретым (частично парообразным) металлом и окружающей его газовой средой. При этом некоторые элементы, входящие в состав электродного металла, легко окисляются и частично испаряются (марганец). Высокая концентрирован-ность нагрева и небольшой объём сварочной ванны обусловливают быстрый отвод тепла большой массой холодного основного металла. Кратковременность процесса плавления и последующей кристаллизации затрудняет регулирование химических реакций, дегазацию и удаление неметаллических включений.

реакции К. и отношения общей реакционной поверхности S тела к внешней его поверхности S а.

При тепловой обработке IBO взвешенном состоянии может быть использовано твердое, жидкое и газообразное топливо. Основное требование, предъявляемое к топливу, вытекает из того, что процессы, протекающие во взвешенном слое, должны закончиться в пределах реакционного пространства (время их протекания исчисляется секундами). Если в случае использования газообразного и жидкого топлива эту задачу решить сравнительно легко путем создания необходимых условий для смешения топлива и воздуха, то при применении твердого топлива в пылевидном состоянии размер частиц его должен быть таким, чтобы обеспечивалось полное сжигание за .время процесса, определяемое требованиями технологии. Чем больше содержание летучих в топливе, тем более крупного фракционного состава оно может быть применено, так как выход летучих, с одной стороны, уменьшает величину твердого остатка, а с другой,— летучие, выделяясь, вызывают растрескивание частиц или увеличение их по-розности и, следовательно, реакционной -поверхности. Для процесса, протекающего во взвешенном слое, очень важное значение имеет быстрота воспламенения топлива, так как вследствие малого времени пребывания частиц в реакционном пространстве даже небольшое промедление в зажигании топлива может вызвать существенный недожог. При зажигании печи быстроту воспламенения достигают путем предварительного высокого разогрева мам еры (не «иже 1000°), а при эксплуатации — путем поддержания в зоне воспламенения необходимой температуры. Совмещение IB реакционном пространстве топочных и технологических процессов возможно, когда для протекания последних не требуется температура ниже 900°. Горение топлива во взвешенном слое в принципе аналогично горению в факеле (гл. IV).

Поток i-й реагирующей компоненты, исчезающей за счет гетерогенной химической реакции, подводится диффузией этой компоненты к реакционной поверхности [2]

Уточнение модели выгорания для случая суспензии с высоким содержанием минеральных включений сводится к допущению, что негорючие твердые компоненты топлива выключают часть реакционной поверхности капли суспензии, причем по мере выгорания топлива эта часть поверхности увеличивается.

Увеличение влажности топлива при постоянных условиях воспламенения несколько сокращает длину зоны горения в связи с возрастанием удельной начальной реакционной поверхности капли. Увеличение избытка воздуха до а=1,4 сокращает протяженность зоны горения, а при а>1,4 Х'г начинает возрастать.

За последнее время уделяется большое внимание влиянию субструктуры на коррозию металлов. Дефекты структуры, выходящие на поверхность металла, обладают повышенной реакционной способностью и по ним идет в первую очередь растворение металла. В зависимости от и

В предыдущих главах рассматривались вопросы равновесия металла со средой, и эти сведения позволяют судить о термодинамической возможности коррозии. Однако на практике основным предметом наших исследований являются скорости коррозии. Некоторые металлы, например алюминий, магний, обладая достаточно высокой реакционной способностью, тем не менее реагируют настолько медленно, что вполне удовлетворяют требованиям к конструкционным материалам, и в некоторых средах могут оказаться устойчивее, чем металлы изначально более инертные.

Органические соединения титана. /3-хлорэтоксититанат используют в виде бензолового раствора. Гидролиз проходит под воздействием воды, которая поступает из специально увлажненного обсыпочного материала. Его применяют для изготовления оболочковых форм, в которые заливают металлы с высокой реакционной способностью (титан и его сплавы) в вакууме. В такой форме не должно быть свободного SiO2 не только в наполнительном или присыпочном материале, но и в самом связующем. Соединения титана общего типа Ti(ORX)4, например тетраэтилхлортитанат в смеси с алкиламинами, такими, как моноэтаноламин, диэтанол-амин или триэтаноламин, используют, в частности, в суспензиях для приготовления прочных керамических форм. Применяют и другие соединения титана, например тетраизопропилтитанат или бутилтитанат.

- возможность использования сравнительно дешевого металлургического кокса, обладающего низкой реакционной способностью, непригодного для доменной плавки;

Влияние состояния поверхности металла минимально для адсорбирующихся соединений со значительной реакционной способностью и максимально для соединений с небольшой реакционной способностью.

Преимуществами топок с ТШУ являются простота конструкции, обеспечивающая меньшие затраты на изготовление и ремонт, возможность комплектации ее более простыми схемами пылепри-готовления, малая чувствительность к качеству топлива, широкий диапазон изменения нагрузок котла. К недостаткам следует отнести невозможность обеспечения нужной экономичности сжигания топлив с пониженной реакционной способностью (Vr < 20%). Более высокая концентрация золы по тракту котла приводит к увеличению абразивного изнашивания поверхностей и лопаток дымососа, гидравлического сопротивления газового тракта, количества выбросов частиц золы в атмосферу. Кроме того, возникает необходимость в золоотвалах (площадях для размещения уловленной золы), снижаются допускаемые теплонапряжения, а следовательно, возрастают размеры топки.

ИЗОЦИАНАТЫ — органич. соединения, содержащие изоцианатные группы —N=G=O; бесцветные или слабоокраш. жидкости либо кристаллич. вещества. В зависимости от числа групп NGO в молекуле (1, 2, 3 и более) И. делят на моно-, ди-, три- и поли-изоцианаты. И. характеризуются высокой реакционной способностью; они легко взаимодействуют с соединениями, содержащими подвижные атомы водорода,— аммиаком, аминами, спиртами. И. применяют для получения полиуретанов, гербицидов и др.

МЕТАЛЛООРГАНЙЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ — хим. соединения, в молекулах к-рых атом углерода непосредственно связан с атомом металла. Различают полные М. с. R^Me, металлоорганич. галогени-ды BnMeXm, гидриды RnMeHm и др. [R—органич. радикал, Me — металл, X — галоген, п или (п+т) — валентность металла]. Разнообразное применение М. с. обусловлено их высокой реакционной способностью. Напр., алюминий- и литийорганич. соединения используют как катализаторы полимеризации при получении нек-рых синтетич. каучу-ков, магнийорганич. соединения — важные реагенты органич. синтеза, тетраэтилсвинец служит антидетонатором и т. д.

ПРОПИЛЕН, п р о п е н, СН2=СН— СН3 — не-насыщ. углеводород; бесцветный горючий газ со слабым запахом; (крш —47,7 °С, «воспл 455 °С, пределы взрывоопасных объёмных концентраций в смеси с воздухом 2,0 — 11,1%. Обладает весьма высокой реакционной способностью. Применяется для получения полипропилена, этилен-пропиленовых каучу-ков, глицерина, акрилонитрила и мн. др. важных видов хим. сырья, а также моторных топлив.

ЭТИЛЕН, э т е н, СН2=СН2 — простейший не-насыщ. углеводород; бесцветный газ со слабым запахом; fKJra —103,8 °С, гпл —169,5 °С, плотн. (при <кип) 570 кг/м3. Горит светящимся пламенем; пределы взрывоопасных объёмных концентраций в смеси с воздухом 3—34%. Выделяется из продуктов крекинга и пиролиза нефти, а также из коксовых газов. Обладает высокой реакционной способностью, легко полимеризуется. Применяется для получения этилового спирта, этиленгликоля, полиэтилена, этиленоксида, этилен-пропиленовых каучуков и др. Используется также в медицине для общего наркоза при хирургич. операциях.

1,2-э поксиэтан, оксиран, С2Н4О— органич. соединение, производное этилена; бесцветный газ с эфирным запахом; <кип 10,7 °С, (пп —112,6 °С, плотн. (при t кип) 883 кг/м3. Э. хорошо растворим в воде, спирте, эфире, ацетоне и др. Пределы взрывоопасных объёмных концентраций в смеси с воздухом 3—100%, предельно допустимая концентрация паров в воздухе 1 мг/м3. Обладает высокой реакционной способностью; полимеризуется с образованием полиэтиленоксида, из к-рого могут быть получены прочные и эластичные нити и плёнки. Э.— важный полупродукт мн. хим. произ-в: этилен-гликоля (см. Гликоли), этаноламинов, нек-рых красителей, моющих средств. Применяется также для облагораживания хл.-бум. тканей, стабилизации нитроцеллюлозы и как дезинфицирующее средство.