Механизм реакций процесса газификации

МЕХАНИЗМ РЕАКЦИЙ ПРОЦЕССА ГАЗИФИКАЦИИ [c.77]

Изложите кратко современные представления о механизме реакций углеобразования-газификации в каталитических процессах. [c.526]

Механизм основных реакций процесса газификации [c.261]

Экспериментальное изучение механизма основных реакций процесса газификации является исключительно сложной задачей, над разрешением которой работает много, исследователей в различных странах. [c.261]

Как видно, всю гамму химических реакций, протекающих при газификации топлив, условно можно подразделить на несколько однотипных суммарных процессов окисление и горение углерода, восстановление диоксида углерода и разложение водяного пара. Механизм этих процессов весьма сложен и является объектом многочисленных исследований. [c.210]

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]

Большое значение имеют также дальнейшие работы по изучению кинетики и механизма основных реакций процесса горения и газификации, которые проводятся в Институте горючих ископаемых, Энергетическом институте АН СССР, Физико-химическом институте им. Карпова и других организациях. [c.12]

ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЗМА И КИНЕТИКИ РЕАКЦИЙ, ПРОЦЕССОВ ГОРЕНИЯ И ГАЗИФИКАЦИИ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА [c.159]

В книге, завершающей серию, рассмотрены актуальные вопросы и описаны важнейшие достижения в области переработки нефти и нефтехимической промышленности. Содержание книги разбито на разделы экономика и направления дальнейшего развития (состав нефтей и его влияние на схему переработки) процессы нефтепереработки (крекинг углеводородов, газификация нефтяных фракций, процессы депарафинизации, свойства и состав консистентных смазок) нефтехимическая промышленность — процессы и продукты (термическое и каталитическое гидродеалкилирование, механизмы реакций углеводородов, карбоний-ионы) применение нефтепродуктов (нитропарафины как топливо, стабильность нефтяных топлив, присадки к топливам). [c.4]

В шахтном генераторе периодического действия кокс подогревается в период дутья до 700—1000° путем сжигания части кокса до СОо преимущественно по реакции (1). Затем в период газования за счет аккумулированного в коксе тепла происходит разложение водяного пара главным образом до Н9 и СО. Механизм процессов, протекающих в период дутья, в принципе не отличается от механизма процесса газификации топлива с образованием воздушного газа в шахтном противоточном генераторе. [c.46]

Значительные исследования проведены по изучению отдельных деталей механизма и кинетики взаимодействия СО2 с углеродом. Большинство советских ученых (Франк-Каменецкий, В -лис, Колодцев, Канторович и др.) считают, что реакции восстановления в газогенераторах и топках находятся в диффузионной или переходной областях. При нормальных условиях процесса газификации реакция восстановления СО2 будет первого порядка, т. е. протекает пропорционально первой степени давления или концентрации реагирующего газа. По сравнению с реакцией горения углерода реакция восстановления СО2 протекает более медленно. Этим объясняется распространение процесса вглубь частиц топлива (т. е. имеет место внутреннее реагирование), особенно при более низких температурах и малых размерах кусков. [c.108]

Все они ведут к уничтожению твердой фазы, к ее газификации. Несмотря на то, что реакция распада окиси углерода представляет собой обратный процесс, а именно возникновение твердой фазы из газообразной, механизм ее, как и реакции водяного газа, в основном близок к механизму перечисленных процессов. В связи с этим оба эти превращения рассматриваются в конце настоящей главы. , [c.146]

До недавнего времени в химии, несмотря на ее огромные успехи, не было почти ничего достоверно известно об истинных механизмах реакций, даже самых простых. Это, в частности, относится к реакции образования окиси углерода при взаимодействии двуокиси углерода с углем[ ]. Эта реакция важна для понимания процессов горения угля, газификации твердого топлива и т. д. [c.173]

Исследование адсорбционных взаимодействий поверхности твердой фазы с газообразной и жидкой средами имеет важное научное и прикладное значение для выяснения механизмов и кинетики многих реакций, в том числе и реакций, на которых основаны производственные процессы коксования нефтяных остатков, горение углерода, его газификация, удаление гетероатомов с поверхности углерода, получение наполненных систем и др. [c.56]

В данной главе мы рассмотрим только результаты исследования механизма и кинетики отдельных реакций, имеющих важное значение в процессах горения и газификации твердого топлива. [c.172]

Оба механизма А vi В устанавливают, что окись углерода тормозит газификацию углерода двуокисью углерода тем, что уменьшает часть реакционной поверхности, которая покрывается атомами кислорода при установившихся условиях. В механизме А 9i уменьшается за счет хемосорбции окиси углерода частью активных центров. В механизме В Si уменьшается за счет реакции части хемосорбированного кислорода с окисью углерода в газовой фазе до двуокиси углерода. Рейф [37] показывает, что одновременно только одна из этих реакций может тормозить процесс. [c.24]

Другой вариант объяснения механизма процесса хлорирования заключается в том, что реакция идет за счет взаимодействия оксида металла с монооксидом углерода, образующегося при окислении углерода кислородом, хемосорбированным в значительных количествах на его поверхности. Затем происходит газификация углерода выделяющимся при хлорировании диоксидом углерода, в результате чего снова продуцируется монооксид углерода [c.12]

Механизм и кинетика хлорирования отдельных оксидов, входя- щих в состав хромитовой руды, рассмотрены в работе [16]. На примере хлорирования брикетов, приготовленных из хромитовой руды и углеродсодержащего восстановителя, авторы этой работы подтвердили известные представления о механизме процесса, сводящегося к двум последовательным стадиям собственно реакции хлорирования с участием газообразного оксида углерода и реакции газификации твердого углерода. [c.352]

Объясняя химизм процесса газификации жидкого топлива и сравнивая его с механизмом частичного окисления газообразного топлива, авторы работ [3, 4, 7] считают, что процесс протекает в две стадии. В первой происходит полное сгорание углеводородов, причем на горение расходуется весь введенный кислород. Во второй стадии происходит конверсия остальных углеводородов с паром и двуокисью углерода. В работе [10] предложен механизм частичного окисления метана в факеле с учетом образования ацетилена в качестве промежуточного продукта. Согласно этому механизму процесс протекает в три стадии на первой происходит цепная реакция окисления метана и образуются преил1ущественно углеводо- [c.104]

Влияние давления на процесс газификации в угольном канале изучено Альтшулером и Шафир [384]. Опыты проподились на паро-кислородном и паро-воздушном дутье при давлениях до 100 ата и температурах от 800 до 120О°С. Опытами установлено, что давление не влияет на механизм газообразования, но увеличение давления ускоряет протекание как гетерогенных, так ц гомогенных реакций, в результате чего увеличивается степень выгорания угля по длине канала (рис. 806) в большей мере в кислородной зоно и в меньшей—в восстановительной. В выходящем газе, несмотря на повышение давления, практически отсутствовали водород и метан, что можно объяснить ускорением реакций их догорания, а также неблагоприятными термодинамическими условиями при высоких температурах для образования СН при высоких давлениях и для И,. [c.347]

Некоторые исследователи использовали радиоактивный углерод для изучения углеродо-кислородных обменных реакций в процессе газификации углерода двуокисью углерода, Боннер и Туркевич [50] нашли, что реакция (1) механизма А и прямая реакция (1) [c.27]

Основное назначение катализаторов этой группы — снижение выхода кокса в процессах газификации с применением водяного пара. Механизм их действия — ката.пизацпя реакции взаимодействия смоляного кокса с водяным паром. По.это1[у катализаторы не подавляют коксообразования в процессах, идущих без водяного пара. [c.215]

Теоретические основы многих современных процессов переработки угля — его газификации, гидрирования, реакции конверсии с водяным паром и др. — даны в статье Уокера, Русинко и Остина. В ней освещены термодинамика, кинетика, макрокинетика и общие вопросы механизма реакций углерода с газами — водородом, кислородом, окисью и двуокисью углерода. [c.5]

Некоторые исследователи использовали радиоактивный углерод С в качестве метки для изучения реакций изотопного обмена кислорода и углерода, имеющих место во время всего процесса газификации угля двуокисью углерода. Боннер и Тур-кевич [50] нашли, что реакция (1) механизма А и прямая реакция (1) механизма 5 быстро протекают на угле при температурах 735 и 840° и начальном давлении двуокиси углерода 180 и 330 мм рт. ст. С другой стороны, они установили, что в этих же условиях реакция (2) обоих механизмов протекает медленно. Кроме того, согласно их данным, некоторое количество углерода из исходной двуокиси углерода переходит на поверхность древесного угля. Браун [51] изучал переход углерода на поверхность графита и сахарного угля во время их реакции с двуокисью углерода. Этот автор отмечает, что переход углерода имеет место в обоих случаях, но он происходит в значительно большей степени в случае сахарного угля. Браун предположил, что когда двуокись углерода реагирует с небольшой частью активной поверхности (вероятно, в случае сахарного угля это 2% активной поверхности), атом углерода из двуокиси углерода откладывается на поверхности, а ее атомы кислорода уходят с двумя новыми атомами углерода. Орнинг и Стерлинг [52] установили, что скорость перехода кислорода на поверхность угля зависит от природы твердого тела, от присутствия каталитических агентов и от состава газа. Карбонат калия, который, как известно, катализирует газификацию угля, способствует также переносу кислорода к высокотемпературному коксу. Согласно данным Орнинга и Стерлинга, удельная радиоактивность газообразных продуктов равна удельной радиоактивности поступающего газа до тех пор, пока температура достаточно низка, для того чтобы газификация была незначительной. Это показывает, что хемосорбция окиси углерода в этих условиях также ничтожно мала. [c.168]

Основанная на изучении промышленных процессов коксования теория пиролиза Фукса — Кревелена утверждает, что механизм пиролиза угля можно с достаточной степенью точности рассматривать как цепочку последовательных реакций распада исходного органического вещества угля, ускоряющихся по мере его нагревания. С учетом такого механизма в кинетическое уравнение пиролиза вместо времени вводится температура и тем самым исключается влияние скорости нагрева угля на выход и состав продуктов пиролиза [69]. В соответствии с этими представлениями различают три основные стадии пиролиза углей. На первой стадии в интервале температур 100—300°С образование летучих продуктов невелико, и они представлены преимущественно газом, состоящим из оксидов углерода и водяного пара. На второй, так называемой активной, стадии при температурах 300—500 °С выделяется более 75% всех образующихся летучих веществ. Третья стадия при температуре выше 500 °С сопровождается вторичной газификацией, связанной с превращением карбонизированного остатка и выделением легких газообразных продуктов, прежде всего водорода. [c.68]

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]

Воспламенение ТРТ представляет собой сложное явление, включающее совокупность физико-химических процессов (рис. 38). Вначале по одному или нескольким упомянутым механизмам к топливу необходимо подвести энергию. После некоторого периода прогрева часть твердой фазы начинает разлагаться, причем процессы разложения протекают в основном вблизи поверхности ТРТ. Иногда на поверхности топлива появляется расплавленный слой. Вследствие целого ряда процессов, таких, как теплопроводность, поглощение излучения топливной массой, химические реакции под поверхностью и пиролиз на поверхности, происходит газификация этого слоя или прямая сублима- [c.83]

Газофазная теория. Наиболее простым подходом к построению газофазной теории является подход Зельдовича [43], который основан на механизме горения летучих ВВ [5], имеющих четко выраженную температуру газификации, равную температуре кипения. В этой теории принимается, что за счет энергии источника тепла происходит прогрев вещества до температуры газификации. Начиная с этого момента, вещество газифицируется, и основная реакция, приводящая к воспламенению, протекает в газовой фазе на некотором расстоянии от поверхности. Необходимым условием воспламенения является создание в конденсированной фазе прогретого слоя, глубина которого должна быть такой, чтобы обеспе-тать необходимый критический градиент температуры у поверхности [теория Зельдовича вкратце нами уже рассматривалась при выводе условий поджигания стенок поры ( 14)]. В ней не учитывается тепловыделение в конденсированной фазе, а также гидродинамическая картина в окружающей среде. Однако теория рассматривает вопрос перехода от воспламенения к устойчивому горению. Представления Зельдовича в дальнейшем развивались в работе [102]. В настоящее время делаются попытки усовершенствовать данную модель (применительно к смесевым порохам) с учетом, например, процессов диффузии окислителя и горючего. [c.112]

Применение катажзаторов при газификации угля известно более 100 лет, систематические исследования в этой направлении ведутся более 60 лет. За это время найдены многие катамзаторы для реакций паровой, углекислотной и гидрогазификации, предложены различные механизмы катализа, исследован ряд закономерностей процесса. [c.31]

Лабораторные установки подобного рода по организации процесса и результатам исследований наиболее близки к условиям технических аппаратов—топок, печей, котлов, газогенераторов, вагранок и т. п. —для сжигания п газификации топлив в виде слоя, пылеугольной аэровзвеси и т. п., а также к условиям сжигания кокса в доменных печах [33, 210] (рис. 32). Однако и лабораторные, и опытно-промышленные исследования таких комплексных процоссов горения и газификации, являясь очень важными для разработки теории, не могут служить основанием для изучения кинетики и тем более механизма химических реакций — окислония, восстановления и т. п. В них можно только выявить роль и-характер нротекания той илн другой реакции в общем процессе. [c.166]

К реакциям простейшего типа (мономолекулярными бимолекулярным) относится лишь очень незначительное количество реакций из области горения и газификации. Большинство реакций горенпя и газификации сложные, имеющие самые различные механизмы, представляющие комбинацию различных параллельных и последовательных реакций. Вследствпе такой сложности процесса кинетическое уравнение реакции никогда не соответствует суммарному химическому уравнению процесса и не дает целочисленного порядка реакции. Порядок сложной реакции может быть дробным и, как правило, не совпадает с молекулярностью, определяемой по суммарному химическому уравнению. [c.41]

Современные процессы горения и газификации a тo протекают в области 1600° и выше, для которой имеется очень мало (или совсем нет) данных по механизму или кинетике реакции углерода с кислородом. Для получения данных для области высоких температур в настоящем исследовании была принята методика больших скоростей, использованная Гродзовским и Чухановым [1]. Эта методика была выбрана для того, чтобы умень- [c.257]

На основании исследований Сивонена для объяснения механизма действия водяного пара на углерод была выдвинута следующая гипотеза. Кислород, образующийся при разложении водяного пара, вначале связывается с атомами углерода, находящимися в углах гексагональных кристаллов углерода, гра-фитизированного в процессе коксования. Эти связи, имеющие кетеновый > С = С = 0 или кетоновый > С = 0 характер, размыкаются с образованием СО. При большом избытке водяного пара, вводимом при газификации топлива в генераторах, первичные продукты окисления могут легко реагировать с водяным паром, так как реакция (7) образования водяного газа протекает очень быстро, особенно при высоких те.мпературах. [c.24]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология