燃焼製品にはどのような種類がありますか?
燃焼は、高温と通常火炎を伴う物質の急速な酸化として定義され、反応で利用可能な材料に応じて、多くの異なる製品を生成する可能性があります。 炭化水素と酸素の間のクリーン燃焼の生成物は、二酸化炭素(CO 2 )、水(H 2 O)およびエネルギーです。 不完全燃焼、汚れた燃焼、または部分燃焼は、一酸化炭素(CO)、遊離炭素またはすす、窒素酸化物、シアン化水素(HCN)およびアンモニア(NH 3 )を形成する可能性もあります。
クリーン燃焼の燃焼生成物には、CO 2 、H 2 O、エネルギーが含まれます。 このタイプの反応では、燃焼生成物として他のガスや固体微粒子は形成されません。 次のバランスの取れた反応は、酸素と反応するアルカンであるプロパンの反応です。
C 3 H 8 + 5 O 2 →3 CO 2 + 4 H 2 O
酸素が不足した環境で燃焼反応が起こると、さまざまな燃焼生成物が生成されます。 より一般的にすすとして知られる遊離炭素と一酸化炭素は、CO 2 、H 2 O、およびエネルギーとともに生成されます。 燃焼生成物としてのすすの形成は、不完全燃焼が汚れた燃焼としても知られる理由です。 化学産業では、ガス化装置は酸素欠乏環境で可燃性物質を燃焼させ、水素と一酸化炭素からなる合成ガスを生成します。 化学産業以外では、内燃機関や換気の悪い炉で不完全燃焼が発生することがよくあります。
空気からの酸素は、ほとんどの燃焼反応で最も一般的な酸素源です。 空気は主に窒素で構成されていますが、燃焼中、窒素は独自の燃焼生成物を生成することができます。 多くの場合NOXガスと呼ばれる窒素酸化物ガスは、燃焼反応で生成される可能性があります。 最も一般的なNOXガスは有毒な二酸化窒素(NO 2 )です。 アンモニア(NH 3 )と致命的なシアン化水素(HCN)も形成される場合があります。
ハロゲン、硫黄、リンも独自の燃焼生成物を生成する可能性があります。 塩素などのハロゲンはフリーラジカル水素と反応して、塩化水素(HCl)などの化学物質を形成する可能性があります。 硫黄は、有毒で悪臭のする化学物質である二酸化硫黄(SO 2 )と硫化水素(H 2 )を生成する可能性があります。 燃焼反応でリンが存在する場合、五酸化リン(P 2 O 5 )が白色の固体微粒子として生成されます。
炭化水素燃料がきれいなまたは汚れた燃焼生成物を好む傾向は、反応の熱出力ポテンシャルと反応を開始するのに必要なエネルギーを調べることで推定できます。 熱出力の可能性を高めると、燃料が不完全燃焼する傾向が高まります。 燃焼を開始するのに多くのエネルギーを必要としないプロパンは、きれいに燃焼する傾向があります。 一方、ベンゼンやトルエンなどの芳香族化合物は、燃焼すると大量のすすを生成する傾向があります。