ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Роль реакций процесса газификации при получении воздушного, полуводяного и водяного газов в условиях идеального процесса из "Технология связанного азота Синтетический аммиак" Исходя из предположения, что газификация чистого углерода протекает до конца только то реакциям (2), (3) и (б), т. е. при температуре выше 1200° в присутствии избытка углерода, можно определить теоретические условия идеального процесса газификации, при которых достигается максимальная степень превращения углерода в активные при синтезах газовые к0М П0нен-ты — СО и Нг. Реальные условия процесса газификации весьма отличаются от условий идеальной газификации, поскольку в большинстве случаев температура в процессе газификации ниже указанной. При более низких температурах, кроме реакции (2), (3) и (5), протекают также реакция (7) и реакция (9) образования метана. Коэффициент полезного действия ироцесса газификации угля (или выход) определяется отношением теплотворной способности общего количества образовавшихся СО (3020 ккал/н.адЗ) и Нг (2570 ккал1нм ) к теплотворной способности подвергшегося газификации углерода (8080 ккал/кг). Этот коэффициент в указанных условиях идеального процесса газификации был бы максимальным. Если идеальная газификация протекает как изотермический процесс, могут образоваться газы, -характеристика которых приведена в табл. 3. [c.28] Реальные процессы газификации чаще всего проводятся в генераторах, которые, как, например, шахтный генератор, являются преимущественно адиабатическими аппаратами. Необходимое для процесса газификации тепло подводится в генераторы главным образом путем соответствующего нагрева реагентов. Поэтому при математическом анализе реальных процессов газификации температуру реакции (восстановления, см. стр. 42) рассчитывают ва основании теплового баланса генератора. [c.28] Состав газов, приведенный в табл. 3, чаще -всего значительно отличается от состава реальных газов. Однако, допуская некоторые упрощения, дающие возможность перейти от сложного реально-го процесса газификации к идеальной газификации , можно установить влияние ко мпонентов дутья на объем газа и на содержание в нем СО и Нг, а также определить расходные коэффициенты. [c.28] Водяной газ и продукты сгорания. . . Полуводяной. ... [c.29] Состав идеального газа % объемн. [c.29] Состав газифицирующего агента % объемн. [c.29] При взаимодействии 100 нм сухого воздуха с углеродом по реакции (2) образуется 121 нм газа, содержащего 34,7% СО и 65,3% N2. В 288 нж идеального воздушного газа содержится 100 нм СО, для образования которого требуется газификация 53,8 кг углерода. Отсюда к. п. д. газификации углерода до СО (выход) составляет 69,8%. Расход угля в шахтных противоточных генераторах, в особенности в генераторах с жидким шлакоудалением, мало отличается от расхода в идеальном процессе, поскольку фактическая температура реакции в этом случае составляет около 1200°. [c.30] Если концентрация О2 в дутье увеличивается благодаря обогащению воздуха кислородом, то по этой же реакции (2) получаются газы с меньшим содержанием азота и большим содержанием окиси углерода. В предельном случае 100 нж чистого кислорода могут окислить 107 кг углерода с образованием 200 нм СО, при этом 1К. п. д. газификации также равен 69,8%. [c.30] Таким образом, обогащение воздушного дутья кислородо м приводит к уменьшению общего объема газа с образованием такого же количества СО и одинаковым выделением реакционного тепла, как и без добавления Ог. Следовательно, процесс протекает при более высокой температуре реакции восстановления (более горячий ход генератора) и достигается большая интенсивность газификации. [c.31] При идеальном процессе газификации углерода в водяной газ выход составит 129%. При газификации углерода в смешанный генераторный газ теоретический выход, рассчитанный по реа,кциям (3), (5) и ( 9) и совпадающий с результатами реальных процеосов, значительно ниже и при НгО = 17,45% составляет 79,8%, а при Нг0 = 30% равен 79,2%. [c.31] Снижение к. п. д. реальных процессов при увеличении содержания водяного пара в отходящем газе вьовано тем, что в генераторе реакции протекают в условиях, близких к адиабатическому процессу, что приводит к снижению температуры реакции восстановления. При Н20 = 17,45% температура реакции составляет 716°, а при НгО = 30% только 646°. [c.31] Сравнение состава идеальных полуводяного и кислородновоздушного газов (см. табл. 3) показывает, что на 100 нм дутья с одинаковым содержанием активных ко1мнонентов Ог -ЬНгО образуются одинаковые объемы идеальных газов с таким же содержанием СОЧ-Нг. Различен лишь теоретический (идеальный) расход углерода, меньший при паровом дутье, что, может быть практически использовано в противоточных шахтных генераторах (ib адиабатических условиях) при содержании НгО е выше 30%. [c.32] Следовательно, при получении идеального полуводяного газа для синтеза аммиака [(СО + Нг) М2 = 3 1] непрерывным способом [В шахтных противоточных генераторах (без специальных устройств для подогрева дутья) требуется применение паро-кислородпо-воздушного дутья. Состав и расходные показатели такого газа были приведены в табл. 3 (см. две последние строки таблицы, на стр. 29). [c.32] Если при получении воздушно-водяного газа водяной пар в дутье заменить двуокисью углерода, то в соответствии с реакцией (3) при протекании ее до конца образуется идеальный газ, состоящий из СО и N2. Объем получаемого газа и расход углерода на образование 100 нм СО, содержащегося в газе, б удут такими же как для воздушно-водявого газа (в пересчете на 100 нм СО + Нг) при дутье с равным содержанием азота. Следовательно, как и в предыдущем случае, а 100 нм дутья, содержащего Ог% кислорода и С02% двуокиси углерода, получается V нм газа (V =100 + 02+ СО2). [c.32] Практическое использование этого эффекта, как и применение водяного пара, ограничено снижением температуры реакции в шахтных генераторах. Поэтому содержание двуокиси углерода в воздушном дутье, обогащенном СО2, не должно превышать 20%. [c.33] Объем идеального газа, полученного на 100 нм Дутья, и расход углерода на образование 100 нм (СО + Н2) приведены в табл. 3 (стр. 29). [c.33] В реальном водяном газе вследствие протекания реакции (7) и реакции синтеза метана содержатся СО, Нг, СО2 и СН4, Кроме того, газ, получаемый в генераторах периодического действия, всегда содержит примесь воздушного газа и, следовательно, некоторое количество азота. [c.33] Вернуться к основной статье