Газификация углеродных тел

Фиг. 19-8. Скорость горения и газификации углеродных частиц (Хитрин).

Фиг. 8-10. Схемы процесса газификации и горения углеродной поверхности.

Рис,, 3. Упрощенная схема газификации углеродной поверхности. а низкотемпературная область б — высокотемпературная область. [c.14]

Газификация углеродных тел. При протекании процесса в диффузионной области скорость газификации углеродных тел, находящихся в потоке реагирующего с ним газа, зависит от формы этих тел и от характера [c.98]

Газы с высокой теплотой сгорания, приближающиеся поэтому показателю к природному газу, в настоящее время в промышленных масштабах пока не производят. Однако технология их получения в ряде случаев отработана на достаточно крупных опытно-промышленных установках. Основа повышения теплоты сгорания газа — обогащение его метаном за счет проведения газификации при повышенном давлении, благодаря чему интенсифицируется взаимодействие углерода и его оксидов с водородом, образующимся в слое топлива. Продуктом этих реакций является метан. Разработано также несколько вариантов многоступенчатых газогенераторов, в которых предусмотрены максимальное извлечение летучих продуктов из топлива и последующая газификация углеродного остатка с применением водородсодержащих газов в качестве газифицирующего агента (гидрогазификация). Наряду с этим газ, обогащенный метаном, может быть получен из низко- и среднекалорийного газа путем гидрирования содержащихся в нем оксидов углерода в выносном реакторе (вне газогенератора). [c.98]

К внутренней задаче относится газификация углеродного канала (или углеродных стержней при продольном их обтекании, так как в этом случае критерий Рейнольдса подсчитывают по гидравлическому диаметру канала, в котором расположены углеродные стержни). Экспериментальное изучение этой задачи проводилось рядом авторов [Л.94,68, 95, 96, 73, 97, 98, 45, 11, 69 и др]. [c.98]

Характер выгорания и газификации углеродных частиц [c.203]

В связи с увеличением производства метанола и высших спиртов намечен также рост производства синтез-газа, компонентами которого являются водород и окись углерода. Основным способом производства синтез-газа является каталитическая конверсия легкого углеродного сырья (главным образом природного и нефтезаводских газов), а за рубежом-парокислородная газификация тяжелых нефтяных остатков [5]. [c.3]

Приводимые данные получены на основе систематически проведенных экспериментальных исследований газификации углеродных [c.223]

Цель настоящей монографии состоит в обобщении теоретического и экспериментального материала советских и зарубежных специалистов по теории и практике горения и газификации углеродного топлива, который был собран в период с 1957 по 1969 г. [c.3]

Основные научные исследования посвящены разработке прикладной теории горения и теплообмена в промышленных печах, проблем газификации топлива, а также изысканию новых областей использования газа в промышленности. Показал (1935), что скорость горения газа в промышленных установках зависит от скорости его смешения с воздухом. Исследовал явление теплопередачи лучеиспусканием в пламенных печах. Выяснил влияние компонентов атмосферы в печах на окисление металла и обезуглероживание стали. Предложил методику расчета состава газовой атмосферы при кислородной и воздушной конверсии углеродных газов. Разработал (1964) процесс каталитической конверсии природного газа с воздухом. [82] [c.254]

Дальнейшие опыты были проведены на контактах из золы лисичанского угля различного состава. Содержание окислов железа в пробах золы угля колебалось от 5 до 45%. Применение золы дало возможность изучить реакцию конверсии окиси углерода в чистом виде (возможные реакции газификации углеродного материала были сведены в нулю). Об этом наглядно свидетельствует состав конвертированного газа. При всех исследуемых температурах получены эквимолекулярные количества СО и На, согласно стехиометрическому уравнению реакции СО + HjO Og + Нг- [c.105]

Конкретная область применения того или иного углеродного материала в конечном итоге определяется его свойствами, на которые определяющее влияние оказывают условия осуществления процесса термолиза. В связи с этим бьш проведен активный планируемый эксперимент, в котором независимыми входными переменными служили технологические параметры процесса начальная температура греющей поверхности печи со стороны, обращенной к засыпи перерабатываемого материала, скорость подъема температуры, конечная температура нагрева, время выдерживания при конечной температуре. Объектами исследования служили бурый уголь разреза Константиновский (Днепровский бассейн), и длиннопламенные угли концентрат шахты им. Челюскинцев (Центральный Донбасс) и шахты Благодатная (Западный Донбасс). В результате реализации на каждом из типов сырья матрицы планирования 2 и обработки полученных экспериментальных данных были построены адекватно описывающие опытные данные уравнения регрессии, которые могут служить для определения рациональных технологических параметров, необходимых для получения углеродного материала с заданными свойствами, исходя из направления его дальнейшего использования. В частности, для газификации, где требуется выход летучих веществ не более 10 % и реакционная способность не менее 2 см /(г с), начальная температура греющей поверхности не должна превышать 600 °С, скорость подъема температуры - не более I °С/мин, конечная температура - 6(Ю-700 °С. Полученные результаты использованы при предпроектных проработках для опытной установки термолиза производительностью 10 тыс т сырья в год. [c.210]

Образующаяся от поверхностного окисления углерода углекислота не является устойчивым образованием вблизи разогретой углеродной поверхности. Чем выше этот разогрев, тем скорее произойдет восстановление только что образовавшейся молекулы углекислоты с присоединением добавочного атома углерода. Это, вообще говоря, должно приводить к ускорению газификации углерода, если не считать [c.80]

Таким образом, задача о газообразовании по высоте слоя (координата г) ири соответствующих упрощениях при предположении, что горит только чистый углерод (р О), и при введении условных приведенных констант может быть доведена до конечного математического решения, которое может быть положено в основу технического расчета газификации в слое углеродного топлива. Однако это решение может получить технический выход только при условии тщательного опытного определения введенных в расчет констант, которые сами зависят от свойств топлива, его фракционного состава и режимных условий (в основном от форсировки слоя). [c.223]

Постепенно, таким образом, стадия воспламенения, во время которой решающую роль играют летучие, развивается в основную стадию газификации и горения углеродной части топлива, во время протекания которой роль летучих сходит на-нет. Механизм протекания этой стадии уже разбирался ранее достаточно подробно. [c.234]

Основные закономерности процессов горения и газификации в слое углеродных частиц были изучены ранее [4—71. [c.98]

Реакцию гидрирования угля проводят при 560 °С и 3,79 МПа. Пары углеводородов и газ выводят через верх реактора, а углеродный остаток выгружают через дно. После охлаждения до 316 °С углеродный остаток выводят через разгрузочные бункеры и освобождают от углеводородов. Он окончательно охлаждается примерно до 93 °С, превращается в пылевидное топливо и поступает в паровые котлы или в установку для получения водорода методом частичной газификации угля. [c.171]

К углероду добавлялось большое количество неорганических веществ с целью изучения их влияния на реакции, происходящие в процессах горения и газификации [19, 20]. Было найдено, что карбонат натрия оказывает заметное влияние на горение, и поэтому ему было уделено большое внимание. В настоящей работе карбонат натрия добавлялся к углеродным стержням, чтобы определить, какое влияние он оказывает на высокотемпературное горение в условиях высокоскоростного потока. [c.297]

Имеющиеся в литературе данные о скорости восстановления окислов металлов углеродными материалами [8] указывают, что лимитирующей стадией процесса является реакция газификации (2). [c.57]

Слой топлива можно представить как совокупность шариков (внешняя задача) или как систему прямых каналов (внутренняя задача). Эксперименты по горению индивидуального углеродного шарика или канала можно перенести на горение комплекса частиц, пользуясь методом статистики и связи явлений горения и гидравлического сопротивления. Изучение отдельно горящего углеродного шарика имеет большой технический интерес для случая горения и газификации во взвешенном состоянии и в пылегазовом потоке. Горение углеродного канала имеет прямое отношение к изучению одной из схем подземной газификации углей, когда процесс протекает в свободном от твердой фазы канале. Изучение горения угольной пластинки при продувании через нее воздуха позволяет установить законы фильтрационного горения. [c.168]

Первичные продукты реакции горения углерода маскируются продуктами вторичных реакций. Выходы этих реакций сложным образом зависят от режима процесса. На процесс горения и газификации оказывают влияние химические и физические факторы, причем при очень высоких температурах определяющую роль играет диффузия. При определенных условиях реагирование происходит не только на внешней поверхности углерода, но и в era порах, т. е. в объеме углеродного тела. [c.190]

Постановка опытов по горению углеродных тел не является отвлеченной задачей. Слой топлива можно представить как совокупность шариков (внешняя задача) или как систему- прямых каналов (внутренняя задача). Эксперименты по горению индивидуального углеродного шарика или канала может перенести на горение комплекса частиц, пользуясь методом статистики и связи явлений горения и гидравлического сопротивления. Изучение отдельно горящего углеродного шарика имеет большой технический интерес для случая горения и газификации во взвешенном состоянии и в пылегазовом потоке. [c.203]

Характер выгорания и газификации углеродных частиц. В дальнейшем была более четко осознана необходимость учета вторичных явлений, сопровождающих процесс горения углерода, о чем достаточно подробно говорилось в пб рвой части книги. Наиболее созремен-ная схема процесса дана в работе Хитрина [Л. 27]. В общем виде она может быть представлена фиг. 19-8, на которой тремя сплошными линиями показаны три возможных хода [c.203]

В зарубежной литературе значению работ советских ученых по горению углерода незаслуженно уделяется мало внимания, тогда как в СС(Р экспериментальный материал, необходимый для построения теории горения и газификации углерода, был получен значительно раньше, чем за рубежом. Здесь имеются в виду работы Блинова с сотр. [214, 219—223] по окислению и газификации углеродных образцов, Чуханова [216—217], Хайкиной [218], впервые установивших, что газы реагируют с углеродом не только на поверхности, но и внутри его, Хитрина и Кричигиной [207], исследовавших горение углеродной частицы до 1900° К. Предводителева и Пухановой [207, 224—230] по горению и газификации углеродного канала. В работе Клебановой, Померанцева и Франк-Каменецкого [231] впервые были определены в широком температурном интервале (до 1500° К) коэффициенты диффузии двуокиси углерода и паров воды в азоте. [c.154]

В( роятность выделения этого углерода возрастает при увеличении числа углеродных атомов (п) углеводорода, повышении давления и y [eньшeнии отношения При этом наиболее опасен температурный режим 500 — 750 °С. При температурах свыше 750 °С угле — о( разование менее вероятно в результате усиления реакций газификации образовавшегося углерода водяным паром и диокси — дс м углерода. В этой связи промышленные процессы ПКК углево — дс родов проводят при двух — и более кратном избытке водяного пара п )отив стехиометрически необходимого соотношения. [c.158]

Исследованиями процесса гидроочистки кокса при давлении водорода до 50 кг/см и температурах 500-750 °С установлена возможность его обессеривания до остаточного содержания серы 0,13 %. Большая эффективность обессеривания достигается на мелких частицах при низких температурах, обеспечтаающих большую газификацию матрицы кокса с потерей 30-60 % углеродной массы. [c.31]

Классическим подтверждением диффузионного характера процесса является влияние размера частиц. Более интенсивное удаление серы при большем ее исходном содержании объясняется более ранним началом удаления серы с образованием большего числа транспортных каналов с раскрытием пор, что равнозначно измельчению кокса. Процесс гидрообес-серивания также реализуется через раскрытие пор разрушением углеродной матрицы газификацией водородом. Углубление процесса термообес-серивания при двухстадийной термообработке объясняется образованием микротрещин - пор вследствие релаксации напряжений. Ужесточение структуры, повышение прочности углеродной матрицы коксов из окисленного сырья и сырья, обработанного кислотой, затормаживают процесс термообессеривания. [c.32]

Задача о выгорании углерода (при сухой газификации) заключается в учете одновременного протекания трех гетерогенных реакций на углеродной поверхности и гомогенной реакиии горения СО в объеме около поверхности при наличии сопутствующих диффузионных пронессов. Закономерности диффузионного переноса определяем по аналогии с обменом тепла. Поток диффундирующего вещества [c.150]

Как видно из рисунка, горение частиц древесного угля, меньших 500 мкм, протекает в области негорящего пограничного слоя (если не учитывать реакций мокрой газификации) практически во всем интервале возможных температур. При принятых значениях кинетических характеристик факельное горение частиц соответствует кинетической и промежуточной областям и протекает по схеме негорящего пограничного слоя (б 500 мкм и 1800° К). Горение же частиц размером свыше 1—5 мм, с которым приходится сталкиваться при слоевом сжигании топлива, происходит в области горящего пограничного слоя (5е > 0,4). Переход в эту область для различных топочных устройств (обычные противоточные топки и топки скоростного горения) наступает при разных значениях температуры вследствие неодинаковой интенсивности материального обмена в слое. Если определена область выгорания углеродной частицы, то можно перейти к определению времени ее выгорания. [c.171]

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]

Итак, приведенная схема убеждает нас в том, что даже такое простое твердое топливо, как чистый углер-од, прежде чем окончательно сгореть, проходит предварительные стадии газификации, превращаЮ Ш,ей его в топливо газообразное. Как уже под-че рки валось, при достаточно -высоких температурах газифика-ци-О нные процессы, требующие затраты тепла, начинают протекать с весьма большой скоростью. Вьгсокая температура поверхности углерода, несмотря на протекание на ней (восстановительных те-п-лопотребляющих реакций, объясняется тем, что общий итог такого процесса со -всеми его промежуточными стадиями всегда остается положительным в смысле обильного тепловыделения, достато чного для накала углеродной поверх)НОсти. [c.71]

Неактивированный уголь НАУ представляет собой углеродный остаток, образовавшийся в процессе термообработки исходного углеродсодержащего сырья в инертной атмосфере, в котором основные параметры пористой структуры уже сформированы. Основной задачей процесса парогазовой активации, является обеспечение доступности для типичных адсорбатов уже созданного в НАУ объема адсорбирующей пористости и по возможности повышение его емкостных и кинетических характеристик без заметной потери механической прочности. В основе ПГА лежит высокотемпературная обработка НАУ газообразными окислителями, которая сопровождается удалением от 30 до 50 % по массе уг-лqJoдa из исходного углеродного скелета НАУ. И хотя в производстве АУ этот показатель именуется обгаром , в действительности он должен осуществляться в условиях, исключающих неконтролируемое удаление углерода в отличие от широко используемых в производственной практике процессов газификации угля. [c.521]

ТОНКОЙ углеродной стенки. Пористость в точке 0,25 см по радиусу представляет среднюю пористость углерода (после последнего обтачивания стержня). При 1305° имело место значительное нроникновение реагента в стержень, даже когда происходило стационарное выгорание. Но ближе к центру стержня скорость реакции стремится к нулю. Экстраполируя кривые пористости на внешнюю поверхность, видно, что она составляет 0,7— 0,8. Так как внешний радиус значительно уменьшается во время реакции, то это наводит на мысль, что максимум пористости 0,7—0,8 достигается на поверхности до того, как углеродные частицы отделялись от стержня. В этом эксперименте было найдено, что у верхнего конца реакционной трубки осаждался углерод. Очевидно, только около 70% полной потери веса вызвано газификацией углерода при этой температуре. [c.77]