可燃气燃烧过程中产生黑烟的机理是什么

含碳元素的可燃气在氧气不足条件下燃烧,生成了游离态的碳单质,黑色碳单质颗粒悬浮在燃烧产物(混合气体)中,呈黑烟状 。
首先了解一下可燃气,即可燃性气体 。像氢气(氢气不含碳元素)、CO、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔以及其它含少于四个碳原子的烃类化合物、甲醚,等等都属于可燃性气体 。当然 , 可燃性气体也可以是混合气,像水煤气(氢气+CO)、天然气、沼气、液化石油气等 。
强调下,氧气不是可燃气!
再说一下燃烧 , 一般认为燃烧是伴随有发光、放热的剧烈的氧化反应 。燃烧须要同时具备三个要素: 可燃物、氧气(合适的氧化剂即可)和温度达到着火点 。
目前广泛使用的可燃气主要是低碳烃的混合物,即碳四以下烃的混合物 。可燃气在氧气环境中(或空气环境中)剧烈燃烧,放出大量热,同时伴随发光 。低碳混合烃中的碳元素在氧气充分条件下会氧化生成二氧化碳气体,如果氧气不足则可能会生成一氧化碳,两者均为无色无味气体,看不见 , 摸不着 。当氧气严重不足时,低碳混合烃不能充分燃烧,就会生成处于游离态的碳颗粒,碳颗粒悬浮于一氧化碳和二氧化碳混合气中,就会呈现黑烟状 。
最后再补充一下,由于氢气燃烧生成水蒸汽 , 所以氢气燃烧不冒黑烟 。
烃中含碳量越高,燃烧时耗氧量越大,越容易燃烧不充分,冒黑烟 。柴油比汽油含碳量高,所以柴油机更容易冒黑烟 。(柴油和汽油都是燃料油 , 不是气体,但道理一样)
天然气主要是甲烷CH4,液化石油气主要是丙烷C3H8、丁烷C4H10,显然后者含碳量高,因此,液化石油气燃烧更容易产生黑烟 。
图1:火炬燃烧
火炬中的燃料主要是丙烷C3H8,常温常压下是气体;火炬中使用的是液化丙烷
【可燃气燃烧过程中产生黑烟的机理是什么】
图2:甲烷、乙烯、乙炔在通常条件下燃烧
甲烷CH4、乙烯C2H4、乙炔C2H2 , 含碳量依次增加,燃烧产生的黑烟依次增加
图3:甲烷在氧气充足、氧气严重不足条件下燃烧的化学反应方程式

可燃气燃烧过程中产生黑烟的机理是什么


可燃气燃烧过程中产生黑烟的机理是什么


可燃气燃烧过程中产生黑烟的机理是什么

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