Три температурные зоны в реакциях углерода с газами

Три температурные зоны в реакциях углерода с газами [c.51]

Общие уравнения, описывающие скорость реакций углерода с газами в трех температурных зонах [c.59]

Имеющиеся данные по изменению физической структуры углерода после различных степеней выгорания при различных температурах могут дать ценные сведения для установления закономерностей реакций углерода с газами. Профиль плотности образца после частичного его выгорания дает возможность точно определить температурную зону, в которой происходит реакция [c.68]

Уравнения для скоростей реакций, охватывающие три температурные зоны в реакциях углерода с газами [c.193]

Тем не менее в нижних зонах земной коры, в ее магматических породах, там где температурные условия благоприятны, возможно образование некоторых количеств углеводородов в результате реакций синтеза из водорода, окиси углерода, углекислого газа, воды ж углерода. Концентрации этих углеводородов невелики. Они представлены главным образом метаном, так как жидкие углеводороды при высокой температуре (выше 200 — 250° С) не могут сохраняться. Образуются при этом некоторые битуминозные вещества. Следует, однако, иметь в виду, что жизнь на Земле возникла 2 — 3 млрд. лет назад и органические остатки и образовавшиеся из них углеводороды могут находиться в рассеянном состоянии в очень древних метаморфических породах. [c.80]

Характерными особенностями печей, работающих при восстановительном режиме, являются присутствие углерода из топлива в горне и малое развитие окислительной зоны. Расход топлива 1в таких печах значителен, так ка газы -в нем должны содержать большое количество окиси углерода ( 25%)- Поэтому работа печи как теплотехнического агрегата происходит с большим недожогом топлива. Расход горючего в этом случае определяется не только температурным уровнем процесса, но и протеканием различных эндотермических реакций. Типичным восстановительным режимом работы является, например, процесс в доменной печи. [c.474]

Повышение скорости дутья в значительных пределах интенсифицирует процесс газификации топлива без ухудшения качества газа и снижения к. п. д. газификации. Сохранение качества газа при уменьшении времени контакта их с топливом, при увеличении скорости дутья объясняется повышением температурного уровня в зонах и связанными с этим более благоприятными условиями протекания восстановительных реакций, а также увеличением выноса первичной окиси углерода из кислородной зоны. [c.207]

При нормальном температурном режиме в зоне газификации, т. е. при температуре выше 1000 °С, скорость химических реакций велика, и процесс идет в диффузионной области. Поэтому так же, как в ряде других случаев взаимодействия газа с твердым материалом, скорость газификации зависит в основном от поверхности газификации, диффузии активного газового компонента (кислорода, водяного пара) к углероду топлива и от интенсивности перемешивания фаз. [c.138]

Если высота слоя достаточно велика, то к некоторому уровню весь свободный кислород дутья израсходуется и в области, расположенной за этой границей (восстановительной зоне), выгорание углерода может идти только по восстановительным реакциям СО2 + + С = СО и НаО + С = СО + На- Эти реакции идут с эндотермическим тепловым эффектом и протекание их в восстановительной зоне сопровождается снижением температурного уровня. В связи с этим максимальный температурный уровень так же, как и максимальное содержание углекислоты в продуктах сгорания, соответствует концу кислородной зоны. Протекание восстановительных реакций приводит к нарастанию концентраций угарного газа и водорода, к которым добавляются летучие газообразные продукты. Дожигание этих продуктов неполного горения обычно происходит над поверхностью слоя с использованием вторичного дутья- При сжига- [c.226]

Прп обосновании вида топлива для топочной камеры была показана целесообразность сжигания в ней части кокса, подвергаемого облагораживанию, В зависимости от гидродинамических и температурных условий работы топочной камеры в продуктах сгорания кокса в широких пределах может изменяться соотношение окислов углерода СО СОг, а следовательно, и тепловой эффект процесса горетгия Qp. Известно, что Qp резекции С+О2— СОг составляет 8200 ккал/кг углерода, а реакции С- -1/202—>-00 — всего 2350 ккал/кг. Поэтому степень полноты сгорания топлива (т. е. максимального использования потенциального тепла сжигаемого кокса) и утилизации физического и химического тепла дымовых газов обусловливает технико-экономические показатели облагораживания коксов. Степень использования потенциального тепла сжигаемого кокса зависит, главным образом, от природы исходного кокса, содержания в нем зольных компонентов и серы, а также от условий облагораживания. Ранее было показано, что температура в зоне реакции при облагораживания малосернистых и сернистых коксов существенно различается. Поэтому и глубина проте- [c.237]

В табл. I представлены данные, характеризующие составы газов и выходы продуктов, полученные при пиролизе жидких отходов в зависимости от температуры. Эксперименты проводились в присутствии азота, который подавался в зону реакции в количестве 0,6—0,9 л/час. Выбранные температурные режимы (700 и 750°) наиболее благоприятны для получения низших олефинов и бутадиена из продуктов, обогащенных олефиновыми и диолефиновыми соединениями [1—31. Результаты экспериментальных исследований, приведенные в табл. 1, позволяют условно разделить использованные виды сырья в зависимости от состава газа пиролиза иа три группы. К первой из них следует отнести отходы I—IV. В газах термического разложения этих продуктов содержится - 10,8—16,5 об.% этилена, а концентрация окиси углерода составляет 2—9 об.%. Во вторую группу выделены отходы V и VI, характеризующиеся наибольшим содержанием в газах пиролиза окиси углерода ( 28,8—31,4 об. %) и бутенов ( 4,5—10 об. %). К третьей группе отнесен продукт VII, дающий при разложении максимальное количество водорода (до 62об.%). [c.99]

Существуют виды пиритной плавки, при которых затраты топлива вообще отсутствуют. Окислительная зона при полупирит-ной плавке значительно более растянута по высоте. Углерод топлива частично проходит через эту зону и попадает в горн, будучи перемешан с пустой породой. Колошниковый газ полупирит-ной плавки имеет относительно высокую температуру, но, как и при пиритной плавке, должен содержать минимальное количество или вовсе не содержать СО. Присутствие кислорода в нем (8—10%) практически неизбежно. Расход топлива в этом случае зависит, помимо температурного уровня процесса, от величины химической энергии сырых материалов, которая может быть преобразована в тепловую, т. е. от протекания экзотермических реакций. [c.474]

Однако, если работу ступеней сравнивать только по формальному тепловыделению, роль вторичной ступени будет представляться в несколько преувеличенном виде. Первичный воздух, если он подан в слой в количестве, меньшем теоретически необходимого для полного сгорания (а <1), практически весь идет на химические реакции, причем первичный газовоздушный поток обладает способностью при достаточно развитом температурном уровне процесса значительно перегружаться газифиро-ванны м полуокисленным углеродом (СО). Начатый кислородом процесс окисления углерода (в зоне положительных избытков) продолжается кислородосодержащими продуктами сгорания (СОг и НгО), замирая в развитом по высоте слое лишь вследствие поглощения тепла восстановительными реакциями и исчерпания запаса активной концентрации этих окислителей. Таким образом, при сколько-нибудь развитом слое значительный запас свободного тепла, который мог бы перейти в теплосодержание продуктов полного сгорания, снова переходит в химически связанное тепло выделяемого слоем горючего газа. Однако эта важная подготовительная работа первичного воздуха не пропадает, как понятно, даром и на окончательное, вторичное выделение этого как бы временно потерянного тепла -понадобится уже [c.209]

Существенным фактором, интенсифицирующим процессы горени [ и газификации твердых топлив, в ряде случаев можно считать также скорость потока реагирующих газов. В слоевых процессах скорость горония насколько высока и потребление кислорода в гетерогенных реакциях происходит так быстро и так активно, что длина кислородной зоны измеряется 2—3 диаметрами частиц, причем с повышением расхода дутья интенсивность гореиия углерода пропорционально возрастает (см. рис. 31). Практически скорость реагирования твердого топлпва в слое лимитируется только скоростью дутья и, следовательно, устойчивостью слоя кусков. Горение кокса в доменной печи, как известно, протекает при высоких темиературах (1600—2000°), и поэтому скорость процесса в основном оиределяется скоростью молярной диффузии, которая в свою очередь определяется скоростью дутья. Огромные скорости реакции твердых топлив, помимо благоприятных температурных условий, обеспечиваются высокими относительными скоростями между газом и частицами топлива. Высокие скорости обтекания газом кусков топлива, наряду с непрерывным подводом кнслорода к реакционной поверхиости, способствуют и отводу продуктов сгорания, в том числе и таких, как окись углерода, оказывающая тормозящее действие на горение углерода, и тем самым интенсифицируют слоевой процесс. Пределом скорости реакции в слое является переход в кинетический режим, когда суммарная скорость реакции будет определяться пе скоростью подвода окислителя, а скоростью химической реакцрш. Однако этого предела в кислородной зоне обычно достигнуть не удается, и практически суммарная скорость реакции в слое определяется, как раньше указывалось, такой скоростью подвода реагирующего газа, при которой сохраняется устойчивость залегания кусков топлива в слое. В зависимости от фракционного состава топлива критическая скорость газового потока, при которой теряется устойчивость частиц в слое, характеризуемая данными, приведенными [c.560]

Более поздними опытами 3. Ф. Чуханова и Н. В. Лаврова было установлено, что состав газа при скоростной газификации определяется не только скоростным фактором, но и температурным. Было установлено, что с форсировкой дутья сильно повышается температура в слое. В связи с этим в кислородной зоне усиливается протекание вторичной реакции — восстановление углекислоты. Эта реакция наибольшее развитие получает в конце кислородной зоны, где господствуют максимальные температуры на реакционной поверхности углерода и имеется высокая концентрация углекислоты в газовом потоке. На процесс формирования газа в кислородной зоне оказывает влияние также реакщш догорания СО. Наиболее благоприятные условия для этой реакции имеются в начале кислородной зоны, где высокая концентрация кислорода. Таким образом, состав газа, выносимого из кислородной зоны, определяется не только первичным процессом реагирования углерода с кислородом, но и вторичными реакциями. [c.195]

Тонкоизмельченный никель, полученный из руды, обрабатывают окисью углерода в башне при 45—50° и атмосферном давлении. Образующийся газ, содержащий N1(00)4, поступает в другую башню, где карбонил никеля при 180—200° разлагается с выделением мелкозернистого никеля. Циркуляция газа продолжается около минуты. Этот процесс представляет собой характерный пример использования химической транспортной реакции в технике. Его можно демонстрировать в учебных целях, проводя опыт в стеклянной ампуле, находящейся под воздействием температурного перепада (80/200°) и содержащей топкоизмельченный никель (80°) и окись углерода (1 ат). Через несколько часов в горячей зоне ампулы возникает никелевое зеркало. [c.51]

Кроме того, при сгорании природного газа по реакции (10.85), выход горнового газа увеличивается примерно в 1,7 раза по сравнению с горением углерода кокса. Это приводит при инжекции природного газа к понижению теоретической и фактической температуры горения, к уменьшению количества тепла, поступающего в нижнюю часть печи на единицу выплавляемого чугуна. Фактически процессы, происходящие в нижней части доменной печи, при нанесении воздействий, и, в частности, при инжекции природного газа, носят очень сложный характер. В результате, например, при ступенчатой подаче природного газа это воздействие на тепловое состояние низа печи носит знакопеременный характер. В начальный период времени после ступенчатого увеличения подачи природного газа теплосодержание нижней зоны печи уменьшается за счет отмеченного выше эффекта уменьшения температуры горения. С другой стороны, при неизменном расходе дутья за счет того, что часть кислорода дутья расходуется на сжигание природного газа, снижается интенсивность плавки (производительность печи). Снижается и степень прямого восстановления. Дополнительное количество газов-восстановителей и СО улучшает степень подготовки железорудных материалов в верхней зоне печи. В результате комплексного действия этих факторов ква-зиустановившееся значения температурного потенциала (см. кн. 1) и приращения теплосодержания нижней части печи (так называемый индекс низа печи, или эквивалентное ему содержание кремния в чугуне) принимают при ступенчатом увеличении подачи природного газа положительное значение (по оценкам УПИ и ВНИИМТ коэффициент передачи составляет около 0,017 % Si в чугуне на 1 м природного газа на 1 т чугуна). Этот эффект подтверждается многими исследователями и расчетами, в том числе данными УГТУ-УПИ и ВНИИМТ [10.15, 10.16, 10.25]. [c.356]

Благодаря противоточному движению топлива и газа при прямом процессе газификации имеется возможность работать на топливе с повышенным содержанием влаги и золы. На испарение влаги топлива расходуется физическое тепло газа, уже покинувшего зону газификации. Поэтому повышение влажности топлива до известного предела (30—35%) не оказывает заметного влияния на температурный режим зоны газификации и на качество получаемого газа. При противоточном движении обеспечивается хороший выжиг углерода кокса, так как озолепный, бедный углеродом кокс поступает в этом случае в зону окисления, где встречает поток дутья с наиболее высокой концентрацией кислорода. В окислительной зоне вследствие протекания экзотермических реакций взаимодействия кислорода с углеродом топлива устанавливается [c.125]