Реакция газообразования в канале (часть 5)

В теории горения для определения физической сущности процесса и возможности влияния на этот процесс суммарные показатели делят на различные области, характеризующиеся определенным количественным соотношением кинетических и диффузионных факторов горения углерода.
Условия перехода процесса гетерогенного реагирования из кинетической во вторую переходную и из нее в диффузионную область определяются величиной критерия Семенова (Sm)

где β - коэффициент массобмена; kпр - приведенная константа скорости реакции.
Между критерием Sm и концентрацией кислорода на внешней поверхности частиц в углероде хn имеется простая связь:

Для второй переходной области (0,9х > хn > 0,1x) при значении критерия Sm = 9 гетерогенный процесс находится в кинетической области, а при значении критерия Sm ≤ 0,11 - в диффузионной области реагирования.
В реальных угольных каналах подземного газового генератора существенное значение в суммарном процессе приобретает реагирование на реакционной поверхности внутренних макротрещин. Кроме того, нижняя часть канала, вероятно, заполнена кусками угля и кокса, отвалившимися от верхней реакционной поверхности в результате действия горного давления.
На рис. 15.6. показаны предположительные картины состояния газификационных каналов в горизонтальных и наклонных угольных пластах.

В начальной стадии 1 угольный пласт устойчив, породы кровли и почвы еще не вскрыты. Вся поверхность канала представляет собой термически подготовленный уголь, нижняя часть канала заполнена сплавившимися золой и шлаком.
Согласно данным вскрытия подземных газогенераторов, прогрев угольного пласта до температуры 600-700°С за счет теплопроводности угля при температуре реакционной поверхности огневого забоя Тс = 1400+1600°С достигает 1,0-1,5 м. Это приводит к образованию достаточно протяженных макротрещин в угольном пласте. Процесс газообразования идет не только на внешней поверхности огневого забоя, но и на поверхности многочисленных внутренних трещин.

---