О влиянии сернистого газа на кинетику цепной реакции окисления водорода

Abstract

Изучено влияние сернистого газа на процесс окисления водорода. Показано, что реакция окисления водорода в присутствии сернистого газа в области самовоспламенения при определённых условиях (давление, температура, состав газовой смеси, время контакта) протекает в колебательном режиме и сопровождается светоизлучением. Показано, что сернистый газ в малых количествах и при пониженных температурах (700 К - 900 К) оказывает значительное ускоряющее воздействие на процесс окисления водорода. По кинетическим кривым расхода кислорода для разных температур, которые были получены расчётным путём, определено значение эффективной энергии активации для процесса в целом. Сопоставление экспериментальных данных, полученных при окислении водорода в присутствии сернистого газа с результатами расчётов предлагаемой модели исследуемого процесса, показало хорошее совпадение. Выяснено, что процесс окисления водорода в присутствии сернистого газа протекает по вырождено-цепному механизму и существенную роль в протекании процесса играет первичный продукт превращения сернистого газа – закись серы (SO). Ուսումնասիրվել է ծծմբային գազի ազդեցությունը ջրածնի օքսիդացման գործընթացի վրա: Ցույց է տրվել, որ ջրածնի օքսիդացման ռեակցիան ծծմբի երկօքսիդի առկայությամբ ինքնաբռնկման տիրույթում որոշակի պայմաններում (ճնշում, ջերմաստիճան, գազային խառնուրդի բաղադրություն, կոնտակտի ժամանակ) ընթանում է տատանողական ռեժիմով, որն ուղեկցվում է լուսարձակմամբ։ Ցույց է տրվել, որ ջրածնի օքսիդացման պրոցեսի վրա ծծմբի երկօքսիդը փոքր քանակությամբ և ցածր ջերմաստիճաններում (700K-900K) ունի զգալի արագացնող ազդեցություն։ Տարբեր ջերմաստիճանների համար թթվածնի սպառման կինետիկ կորերի հիման վրա, որոնք ստացվել են հաշվարկային եղանակով, որոշվել է ամբողջ պրոցեսի համար արդյունավետ ակտիվացման էներգիայի արժեքը: Ծծմբի երկօքսիդի առկայությամբ ջրածնի օքսիդացման ժամանակ ստացված փորձարարական տվյալների համեմատությունը ուսումնասիրվող գործընթացի առաջարկված մոդելի հաշվարկների արդյունքների հետ ցույց է տվել բարձր համապատասխանություն: Պարզվել է, որ ծծմբի երկօքսիդի առկայության դեպքում ջրածնի օքսիդացման պրոցեսն ընթանում է փոփոխված շղթայական մեխանիզմով, և պրոցեսում էական դեր է խաղում ծծմբի երկօքսիդի փոխակերպման առաջնային արգասիքը՝ ծծմբի օքսիդը (SO): The influence of sulfur dioxide on the process of hydrogen oxidation has been studied. It has been shown that the oxidation reaction of hydrogen in the presence of sulfur dioxide in the autoignition region under certain conditions (pressure, temperature, composition of the gas mixture, contact time) proceeds in an oscillatory mode and is accompanied by light emission. It has been shown that sulfur dioxide in small quantities and at low temperatures (700 K-900 K) has a significant accelerating effect on the process of hydrogen oxidation. Based on the kinetic curves of oxygen consumption for different temperatures, which were obtained by calculation, the value of the effective activation energy for the process as a whole was determined. Comparison of experimental data obtained during the oxidation of hydrogen in the presence of sulfur dioxide with the results of calculations of the proposed model of the process under study showed good agreement. It was found that the process of hydrogen oxidation in the presence of sulfur dioxide proceeds according to a degenerate-chain mechanism and the initial product of the transformation of sulfur dioxide, sulfur oxide (SO), plays a significant role in the process.