Горение оксида углерода и углеводородов.

По разветвленным цепным реакциям протекает горение и других составляющих газообразных топлив: оксида углерода, метана и других углеводородов. На горение оксида углерода существенное влияние оказывает наличие в газе паров воды, которые участвуют в реакциях продолжения цепей. Поэтому в выражение для скорости горения оксида углерода входит концентрация паров воды:

. (3.7)

Как показывает эксперимент, сухой оксид углерода не горит. Это связано с тем, что в отсутствие радикалов Н и ОН горение СО не имеет разветвленного цепного механизма. При появлении атомарного кислорода

О₂ + ν = 2О,

он тут же вступает в реакцию с оксидом углерода, что приводит к обрыву цепей

О + СО = СО₂.

Появление в смеси радикалов Н и ОН приводит к образованию дополнительных радикалов О

Н + О₂ = ОН + О.

Кроме того, при протекании реакции

ОН + СО = СО₂ + Н

дополнительно генерируются радикалы Н, что приводит к разветвленному механизму горения СО.

Таким образом, при помощи водяных паров или водорода в пламени создаются радикалы Н и ОН, необходимые для реакций разветвления цепей.

Скорость горения углеводородов меньше, чем скорость горения водорода и оксида углерода. Горение их протекает по более сложным механизмам, одновременно с процессом горения углеводородов протекают реакции термического разложения с образованием сажистого углерода С. Полное описание горения метана предполагает рассмотрение более 400 реакций. Основные из них следующие:

- реакция отщепления первого атома водорода от метана в присутствии кислорода

СН₄ + О₂ ® СН₃ + Н + О₂,

- образование радикалов О и ОН

Н + О₂ ® ОН + О,

- реакции образования и окисления метанола СН₃ОН и диссоциация формальдегида НСНО с образованием водорода и оксида углерода

СН₃ + ОН ® СН₃ОН,

СН₃ОН + О ® НСНО + Н₂О,

НСНО ® Н₂ + СО.

Далее водород и оксид углерода сгорают по своим цепным механизмам.

В отсутствии кислорода идет термическая диссоциация метана с образованием в конечном итоге сажистого углерода

СН₄ = 2Н₂ + С.