Скорость процесса газификации

Из 9.1 следует, что скорость реакции (в) тормозится десорбцией водорода с поверхности угля, значит процесс газификации протекает в переходной области (глава VI) и может быть интенсифицирован факторами, ускоряющими как химическую реакцию (повышение температуры и давления), так и диффузию (увеличение скорости дутья и использование реакторов, конструкция которых обеспечивает максимальное развитие поверхности контакта фаз и их перемешивание). [c.211]

Скорость процесса газификации в диффузионной его области будет увеличиваться с повышением температуры и скорости газовых потоков. Скорость химического взаимодействия между углеродом кокса и газовыми молекулами, т. е. процесса собственно газификации, в кинетической его области будет всегда увеличиваться с повышением температуры. [c.109]

Таким образом, основным фактором увеличения скорости процесса газификации в диффузионной области согласно уравнениям (40) и (42) является увеличение скорости газового потока, омывающего частицы твердого топлива. Экспериментальные ис- [c.105]

В газогенераторах, работающих с расплавлением шлака, температура в зоне окисления поддерживается значительно выше температуры плавления золы топлива. Вследствие этого скорость процесса газификации и производительность газогенератора возрастают. К недостаткам газогенераторов с жидким шлакоудалением следует отнести повышенные тепловые потери с расплавленным шлаком, удаляемым при температуре около 1500°, и известное ограничение топливной базы, так как в газогенераторах такого типа можно перерабатывать только топлива, обладающие достаточной термической прочностью . [c.126]

В то же время скорость процесса газификации определяется кроме ука занных факторов также тепло- и массообменными процессами, протекающими на поверхности твердого топлива, температурой и давлением процесса с учетом влияния диффузионных факторов на кинетику процесса. Для кускового топлива влияние давления (Р) на скорость газификации пропорционально УЛ при газификации мелкозернистого и пылевидного топлива оно примерно пропорционально давлению. Исходя из этого данные для промышленного проектирования любого газогенераторного процесса (состав целевого газа, интенсивность процесса газификации, расходные коэффициенты по топливу, кислороду, пару, электроэнергии, тепловые потери в процессе, к. п. д. газификации, энергетический к. п. д.) можно получить только на основе модельных испытаний газифицируемого топлива в газогенераторном устройстве намечаемой конструкции. [c.166]

Скорость процесса газификации твердого топлива [в кг/(м -с)] определяется по уравнению [c.166]

Влияние повышения давления на процесс термического пиролиза углеводородов исследовалось многократно. Эти исследования, начиная с работы Эглоффа и Линна [3], показали, что выход олефииов падает с увеличением давления. Работ по выяснению влияния давления на процесс каталитического дегидрирования пронана нет. Можно предполагать, что выход пропилена с повышением давления также будет снижаться, так как давление будет способствовать термическому разложению образующегося пропилена и отложению углерода на катализаторе. Кроме того, нашей работой было показано, что водород тормозит отложение углерода на катализаторе вследствие процесса газификации образующегося углерода водородом в метан, т. е. процесса гидрирования. Поэтому можно предположить, что скорость этого процесса также будет расти с увеличением давления и если увеличение скорости процесса газификации с давлением будет превышать увеличение скорости образования углерода, то от повышения давления в условиях ввода дополнительного водорода можно ожидать уменьшения отложения углерода на катализаторе. Для выяснения этого вопроса были проведены опыты по дегидрированию пропана под давлением до 5 ати. [c.189]

Следующим фактором, определяющим скорость процесса газификации, а также скорость восстановления СО2 и Н2О в СО и И,,, является величина поверхности контакта фаз. Чем больше поверхность соприкосновения топлива с газом, тем интенсивнее протекает процесс газификации. С целью увеличения этой поверхности в ряде случаев прибегают к газификации топлива в пылевидном состоянии или в кипящем слое. [c.13]

Вероятно, в связи с этим скорость процесса газификации углерода смесью СО2 + Н2О существенно меньше суммы скоростей отдельных реакций [247]. Так как газификация чистым паром осуществляется быстрее, чем СО2 и характеризуется меньшим порядком, то на изотерме скорости взаимодействия углерода со смесью (СО2 + Н2О) имеется минимум обнаруженный при работе с газом, содержащим 60—73% СО2 и 30—40% [c.203]

В реальных условиях работы газогенераторов (900—1000°С, 0,1 МПа) равновесие основных реакций полностью смещено в сторону конечных продуктов (синтез-газа). Режим газификации определяется, таким образом, кинетикой диффузионных и химических стадий. Скорость основных реакций газификации при температуре выше 1000°С достаточно велика, и поэтому при газификации в шахтных газогенераторах крупнокускового топлива (более 15 мм) можно принять, что процесс происходит в диффузионной области. В действительности же даже в шахтных газогенераторах и тем более в генераторах кипящего слоя процесс газификации протекает в переходной области. [c.52]

В литературе обсуждались модели горения смесевых ракетных топлив, в которых принималось, что горючее и окислитель газифицируются при различных температурах и процесс газификации не затруднен обратным процессом предполагалось также, что газовое пламя разложения частиц окислителя выделяет энергию, необходимую для газификации как горючего, так и окислителя В этих теориях принималось, что последующие реакции между горючим и окислителем пе влияют на скорость горения. [c.287]

В различных процессах газификации давление может меняться от атмосферного до 10 МПа. Увеличение давления создает благоприятные условия для повышения температуры и энергетического к. п. д. процесса, способствует повышению концентрации метана в продуктовом газе. Газификация под давлением предпочтительна в случаях получения газа, используемого затем в синтезах, которые проводятся при высоких давлениях (снижаются затраты на сжатие синтез-газа). С увеличением давления можно повысить скорость газификации и единичную мощность газогенераторов. При газификации кускового и крупнозернистого топлива скорость газификации пропорциональна квадратному корню величины давления, а при газификации мелкозернистого и пылевидного топлива — величине давления [96]. [c.92]

Составы сырого газа весьма разнообразны не только вследствие разновидности углей, но и в зависимости от скорости процесса, температуры в зонах газификации, скорости подачи дутья, влияния подземных вод (паро- [c.100]

Исследована кинетика газификация порошков синтетического и природного алмаза (преимущественный размер частиц 3-5 мкм или 7-10 мкм) кислородом воздуха, СО2, N3O и парами Н3О в диапазоне температур 500-1000 С и давлении 10-10" Па. Установлены следующие особенности взаимодействия газов с алмазными порошками с кислородом воздуха - уменьшение удельной скорости газификации с течением времени (с увеличением количества газифицированного алмаза), с ССЬ - увеличение удельной скорости газификации со временем. Определены энергии активации процессов газификации. [c.74]

Рис. 2. Зависимость массовой скорости горения от давления в случае, когда процесс газификации не затруднен обратным процессом.

Как во всяком конвейере, в этом многостадийном поточном процессе определяющей общую скорость является самая замедленная стадия — стадия газификации. Для ее ускорения мы по существу располагаем при данном давлении только двумя факторами повышением температуры и созданием среды с кислородсодержащими компонентами. Значительно облегчается процесс газификации -при наличии собственного кислорода топлива. В этом случае термическое разложение топливных составляющих может даже протекать без выделения твердого углерода молекулярного происхождения (сажи). Внешним признаком ее отсутствия в высокотемпературном процессе, который мы называем горением, является потеря яркой непрозрачной светимости пламени. При горении в воздухе пламя приобретает полупрозрачный синеватый характер, показывающий, что углерод не выделяется в твердом виде, а переходит в окись углерода, что хорошо видно на примере горения спирта, когда собственного кислорода топлива хватает для перевода углерода в СО. [c.15]

Рис. 4. Содержание непредельных углеводородов в газе в процессе газификации крекинг-остатка при температуре 900 и различных объемных скоростях в зависимости от весового отношения водяной пар крекинг-остаток.

Обычно постановка подобных исследований преследует получение количественных зависимостей для скоростей реакций газификации углерода с помощью окислительной или восстановительной реакции и для оценки основной характеристики—энергии активации, определяющей зависимость этих реакций от температуры. Это удается сделать в тех случаях, когда аналитическим путем оказывается возможным отделить воздействие гидродинамических (диффузионных) факторов от кинетических. Однако подкупающая простота геометрической формы канала не является решающей, так как форма и поперечные размеры канала по мере хода реакции достаточно быстро изменяются, особенно в случае окислительной реакции, меняя гидродинамические характеристики. К тому же картина затемняется изменением газовых концентраций по длине канала, а в случае окислительного процесса, как уже указывалось, еще и протеканием побочных реакций. [c.98]

Низкая спекаемость благоприятна для осуществления процессов сжигания угля на колосниковых решетках, а также процессов газификации. Спекание углей протекает различно в зависимости от скорости нагрева, степени измельченности, зольности, однородности массы и плотности ее загрузки. [c.28]

Характер лимитирующей стадии — диффузионной или кинетической — определяется условиями проведения процесса. На практике процесс газификации может протекать в промежуточной области. Поскольку скорость химического взаимодействия быстро нарастает с повыщением температуры, процесс газификации по мере роста температуры сдвигается в диффузионную область. Здесь основным фактором увеличения интенсивности процесса является скорость потока в слое, а в кинетической области условия интенсификации процесса отсутствуют. [c.68]

Особенность процесса газификации в кипящем слое заключается в том, что мелкозернистая засыпка продувается потоком воздуха при повышенном давлении со скоростью, которая приводит твердые частицы в колебательное циркуляционное движение. Псев-доожиженное состояние зернистого материала обеспечивает однородное распределение температуры по объему слоя, в результате чего реакции газификации развиваются гораздо однороднее, чем в слоевых реакторах. Практически исключается спекание углей. Газ на выходе из газогенератора имеет незначительное содержание смолы и углеводородных газов. [c.73]

Паровой выжиг — процесс более медленный, чем паровоздушный. Перед паровой очисткой при поддержании постоянной температуры на выходе из печи одновременно прекращают подачу сырья и повышают расход водяного пара. Паровой выжиг ведется при максимально возможных температурах иа выходе из печи — в интервале 980—1020 °С, при этом температура стенки труб змеевика не должна превышать 1040 и 1070 °С для материалов НК-40 и НР-40 соответственно. Оптимальная скорость реакции газификации кокса — в условиях при 1000 °С более чем втрое превышает скорость реакции при 950 °С. Подъем температуры осуществляется со скоростью не более 100 °С в час. При паровой очистке труб от кокса, как и в процессе паровоздушного выжига, контролируется температура перехода потока из конвекционной секции в радиантную. [c.172]

Существенной особенностью газификации щепы является низкая температура газа на выходе из газогенератора, повышенная скорость процесса сушки и разложения древесины и быстрота вывода парообразных и жидких продуктов из сферы реакции, что в конечном итоге приводит к повышенным выходам жидких продуктов пиролиза древесины. [c.111]

Температура газификации, в свою очередь, зависит от ряда факторов, влияющих на процесс газификации, — скорости и характера газового потока, свойств топлива, конструкции и размеров газогенератора. Скорость газовых потоков в обычных газогенераторах 0,1—0,2 м/сек. Калорийность газа колеблется в пределах 1200—1600 ккал/м . Для увеличения калорийности получаемого газа в генератор подается паро-воздушная смесь из расчета 0,4—0,5 кг водяного пара на 1 кг топлива. [c.72]

В процессе газификации углерода, его поверхность возрастает примерно в четыре раза. Несмотря на это, скорость газификации, отнесенная на единицу поверхности, остается постоянной. [c.248]

Механизм газификации. Информация о механизме каталитической реакции между паром и углем очень ограничена. Гораздо лучше исследовано влияние металлов иа реакцию кислорода с углеродом, и, в частности, с графитом [15, 29, 30]. Скорость реакции газификации зависит от ограничений, накладываемых структурой образца, причем края гексагональных плоскостей графита являются наиболее реакционноспособными [16]. Металлы способствуют диссоциации молекул кислорода и активации атомов углерода. По мере протекания процесса газификации углерод, находящийся в контакте с катализатором, расходуется, и некоторые частицы катализатора становятся подвижными, причем их мобильность зависит от состава реакционной среды [31]. [c.251]

В прямом процессе газификации,- при расположении кислородной зоны в нижней части слоя, это пе имеет никакого значения, так как сход золы определяется скоростью выгорания кокса в кислородной зоне. [c.29]

Р1а скорость процесса газификации (образования окиси лтлерода) большое влияние оказывает реакционная способность углей. Наличие в реакционной зоне окислов шелочных и ил,елоч1юземельных металлов ускоряет этот процесс. Это объясняется разрыхлением решетки углеродистого материала, в результате чего возрастает его реакционная способность. Таким образом, принципиальной разницы между восстановлением окислов железа газообразными и твердыми восстановителями нет. В обоих случаях восстановление протекает по адсорбционно-каталитическому механизму, хотя каждый из этих способов имеет свои особенности. Порошки, обладающие хорошими элек1рохимическими характеристиками, получакугся восстановлением сажей с добавкой едкого натра, при температуре 800— 900°С. Далее восстановленная окись железа смешивается с активирующими добавками и отправляется в электродный цех. [c.524]

Опыты ВНИГИ по улучшению распределения кусков по сечению и установлению более равномерной работы слоя по сечению шахты выявили воз-можнссть несколько повысить напряжение газификации и довести его до 550 — 590 нм /м -час в тех сменах, когда была обеспечена достаточная интенсивность воздушного дутья. Антрацит отличается и более плошым строением поверхности кусков по сравнению с коксом, а поэтому для увеличения технической скорости процесса газификации необходимо повысить температуру на поверхности кусков топлива. [c.384]

Действительно, одним из основных недостатков старых процессов газификации угля, таких, как сухая перегонка в горизонтальных и вертикальных ретортах или в коксовых печах, генераторах водяного газа и газогенераторах различных типов, является использование сырого угля без какой-либо (или очень незначительной) предварительной обработки. Реакционная способность такого сырья и скорость образования газа были низкими, что резко снижало удельную производительность этих установок. В газификационных установках второго поколения, таких, как Винклера , Копперс — Тотцека , Руммеля и т. п., использовался уже подготовленный уголь, поэтому они обеспечивали более высокую удельную производительность при одновременном улучшении реагирования за счет применения кислорода вместо воздуха, а также повышения проникающей способности при использовании псевдоожиженного кипящего слоя, жидкого шлакоудаления и других процессов. [c.154]

В рассмотренной здесь модели горения твердого топлива учтена возможность радиационных тепловых потерь с поверхности конденсированной фазы, приняты во внимание гомогенные реакции в газовой фазе и газификация на поверхности, которая может протекать либо значительно интенсивнее, чем обратный процесс (незатрудненная газификация), либо быть равновесной, либо иметь промежуточный характер. Розен первым исследовал модель такого типа. Он определил скорости горения твердых ракетных топлив, у которых процесс газификации определяет скорость горения (имеет силу формула (б)), а тепловые потери отсутствуют. Джонсон и Нахбар получили весьма точные значения для величины т, использовав аналогичные предположения относительно процесса газификации, но приняв во внимание излучение с поверхности. При помощи приближенного графического метода Сполдинг [ 1 выявил много качественных особенностей поведения величины т в случае незатрудненной газификации, определяющей скорость горения [формула (6)], и при равновесных условиях на поверхности [формула (12)] как с учетом, так и без учета радиационных тепловых потерь. Об исследованиях, выполненных в предположении о промежуточном характере процесса на поверхности [формула (И)] в литературе не сообщалось. [c.284]

Ранее уже говорилось о необходимости быстро и эффективно транспортировать больщие количества горячих твердых материалов. Наиболее удовлетворяющей этому требованию оказалась технология процесса газификации в псевдоожиженном слое. Помимо этого данная технология обеспечивает быстрое перемещивание, весьма высокие скорости протекания реакций взаимодействия между газами и твердыми компонентами, а также однородность температурных полей в системе. Таким образом, стационарный псевдоожиженный слой с выводом твердых материалов либо сверху, либо снизу применяется в процессах ХАЙГАЗ , СОг-акцептор , Синтан , Гидран и, наконец, с агломерацией золы. Технология взвешенного слоя (реактор с подвижной зоной реакции) применяется в БИ-ГАЗ-процессе и двух ступенях Гидран-про-цесса . [c.170]

Этими опытами было показано, что па глубину и скорость процессов термических превращений смолисто-асфальтеновых веществ значительное влияние оказывает концентрация их в исходных нефтепродуктах. Выяснение этого фактора представляет особенно большое практическое значение для решения таких вопросов, как правильный выбор режима для процессов термоконтактной переработки остаточных нефтепродуктов различного состава, включая коксование и газификацию. Следует отметить, что термические иревращепия смол и асфальтенов начинаются лишь после достижения определенной концентрации их в нефтепродукте. Причем величина этой критической концентрации смолисто-асфальтеновых веществ в сильной степени зависит от температуры процесса. В случае сильноразбавленных растворов смол и асфальтенов при высоких температурах процесса будут идти преимущественно реакции пиролиза. [c.156]

Уравнения различны для кинетической области (т. е. в условиях, когда лимитирующей стадией процесса является собственно химическая реакция), для области возгонки (испарения), диффузионной и промежуточных областей. В кинетической области закономерности, определяющие скорость процесса, также могут быть различными в зависимости от его механизма и условий протекания. Так, если в течение реакции изменяется (уменьшается) лишь поверхность реагирующих зерен, а концентрации взаимодействующих веществ на поверхностях их контакта остаются постоянными (например, в случае газификации твердого компонента газом, лимитируемой ско-ростью химической реакции), уравнение скорости процесса имеет вид [c.348]

Значение величины Т в квазистационарном приближении зависит от характеристик процесса газификации на поверхности. Вполне вероятно, что процесс на поверхности является процессом, протекающим с конечной скоростью тогда для определения Г г необходимо проведение анализа, аналогичного анализу, выполненному в 5 Дополнения Б, который показывает, что величина Г в атом случае явно зависит от т. Однако, за исключением некоторых систем с поверхностными химическими реакциями, скорости, с которыми молекулы горючего приходят на поверхность жидкости и покидают ее, обычно достаточно велики для поддержания на поверхности равновесных условий при тех низких значениях т, которые обычно наблюдаются при горении капель. Поэтому температура ТI определяется из термодинамического условия равновесия фаз, заключающегося в том, что парциальное давление горючего на поверхности капли должно быть равно равновесному давлению паров горЪчего ). Применение этих условий равновесия дает возможность установить связь между распределениями концентраций горючего и окислителя (например, из решения уравнения для функции Рр = ар — ао). Однако если теплота реакции не слишком мала или горючее не слишком нелетучее, то тепловой поток к поверхности капли может оказаться достаточно большим, чтобы обеспечить равновесную температуру на поверхности капли, лишь незначительно отличающуюся от температуры кипения жидкого горючего (см., например, работу ]). Поэтому условие = = Ть (Ть — точка кипения горючего) дает хорошее приближение. Более полный анализ условий на поверхности выполнен в пунктах б и в 2 главы 9. [c.85]

Следует учесть, что и без того замедленно доставляемый кислород будет усиленно перехватываться окисью углерода еще на подступах к углеродной поверхности. Это обстоятельство приведет к добавочной задержке в поступательном движении кислорода к месту гетерогенной реакции, а следовательно, и к замедлению этой реакции. Помимо этого самое наличие образующейся мертвой для твердой углеродной поверхности окисеуглеродной среды (с возникновением двух объемов окиси из одного объема углекислоты) уже само по себе должно способствовать созданию добавочного торможения диффузии кислорода через газовый слой, прилегающий к этой поверхности. Таким образом, имеются серьезные основания считать, что неизбежно сопровождающая процесс горения углерода гомогенная реакция горения окиси углерода является добавочным тормозящим началом для скорости протекания суммарной реакции. Поскольку при этом ухудшается работа диффузионных факторов процесса, становится особенно существенным улучшение условий газообмена вблизи углеродной поверхности. Грубо схематически характер протекания суммарного процесса газификации и горения углеродной поверхности может быть [c.80]

При поточном методе газообразование происходит на пов-сти канала, в термически подготовл. участке пласта топлива и в самом канале, пов-сть к-рого разделяет газовую и твердую фазы. Р-ции на пов-сти канала гетерогенны скорость их определяется гл. обр. диффузией дутья и размером этой пов-сти. В канале газификации, где движется осн. масса дутья, газа и паров, протекают гомог. р-ции, скорость к-рых зависит прежде всего от т-ры и концентрации реагирующих в-в. В твердой фазе происходят термич. разложение и сушка орг. соед., входящих в состав угля и горных пород. При движении образующихся продуктов по порам и трещинам в направлении канала развиваются как гетерогенные, так и гомогенные окислит.-восстановит. р-ции. Скорость процесса в твердой фазе в осн. определяется его т-рой. [c.453]

Способ ИХФ осуществляется в реакторе пихтного типа с вн)т-ренним диаметром 1,6 м и высотой 7,3 м (рис. 13.4). Сверху в него при соотношении 1 0,4 загружаются отходы (обычная крупность кусков не более 200 мм) и инертный материал (битый шамотный кирпич с размерами 120-70 мм). Снизу в реактор подается паровоздушная смесь с температурой 60-80°С. Шамот аккумулирует тепло и, равномерно и постепенно отдавая его, стабилизирует температуру процесса газификации, Последний проводится при относительно малых линейных скоростях потока. Выходящий из реактора сиитеэ-газ, содержащий водород, оксид и диоксид углерода, азот и водяной пар, сжигается в котле с топкой. Перегретый пар из котла используется для выработки электроэнергии. Т еплотворная способность синтез-газа при газификации обогащенной органической фракции ТБО составляет около 1200ккал/м . При его температуре на выходе иэ [c.376]

Рис. 2. Изменение содержания непредельных углеводородов в газе, а также выхода смолы и газа в процессе газификации чрекинг-остатка при объемной скорости 0,2 час в зависимости от весового отношения водяной пар крекинг-остаток.

В обращенном процессе восстановительная зона располагается снизу, и расход кокса в ней значительно меньше. Поэтому, вследствие медленного обновления кокса в восстановительной зоне, образующиеся в кислородной зоне зола и шлак не имеют схода, равного их накоплению. Постепенное нарастание слоя золы увеличивает содержание балласта в слое топлива и приводит к нарушению процесса его газификации, вплоть до зашлаковывания газогенератора. Это в особенности имеет место при газификации торфа и бурых углей с повышенным содержанием золы и низкой температурой ее плавления. Во избежание этого в некоторых обращенных газогенераторах устраивают дополнительный подвод воздуха снизу, под колосниковую решетку и организуют таким образом два очага горения (двухзонный газогенератор). Такая мера позволяет увеличить скорость расходования и обновления нпжней части слоя, создавая тем самым непрерывное движение вниз золы и шлака, образующихся в верхней кислородной зоне возле дутьевых фурм [1, 26]. Выделяющееся в нижней кислородной зоне дополнительное тепло частично компенсирует расход тепла при эндотермических восстановительных реакциях. В некоторых случаях совмещают двухзонный и прямой процессы газификации, образуя так называемый трехзонный газогенератор [1]. [c.29]

Федосиеьым и Чернышевым 284] было проведено исследование процесса газификации полукокса двух типов бурых углей, а также антрацита на паровом дутье в слое угля из частиц =2—3 мм. Опыты проводились в интервале температур от 490 до 9и0°С. С повышением температуры увеличивается содержание СО и уменьшается содержание СО2 и Н2. В последующих опытах Федосеева и Бойкова исследовалось влиягше золы на протекание реакции конверсии окиси углерода, что, по-видимому, хорошо обнаружено и в других работах. Предполагается также, что процесс разложения водяного пара проходит две стадии — образования и разложения комплекса. Скорость образования комплекса X принимается пропорциональной весу свободного углерода g, а скорость разложения — пропорциональной весу комплекса х. Отсюда получается кинетическое уравнение скорости 113.. енения веса вродуктов реакцин у, заимствованное у Пан-ченкова и Голованова [285] [c.221]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология