Константы равновесия реакций газификации

Таблица 5.9. Константы равновесия реакций газификации

Тепловые эффекты и константы равновесия основных реакций горения и газификации. Равновесные составы газовой смеси, получающейся при горении и газификации углерода [c.71]

Таблица 4.1. Константы равновесия реакций, необходимые для расчета равнопесного состава продуктов неполного сгорания (газификации, конверсии)

Для процессов, сопровождаемых обратимой химической реакцией между твердыми и газообразными реагентами, равновесные концентрации и равновесный выход продукта определяются при помощи константы равновесия, рассчитанной по концентрациям или парциальным давлением газообразных реагентов и газообразных продуктов реакции. При расчете константу равновесия выражают только через равновесные концентрации компонентов газовой фазы, поскольку парциальные давления насыщенных паров твердых веществ малы и почти не изменяются. Если реакция идет без изменения числа молей газа, равновесие зависит только от температуры. Примером могут служить обе стадии производства водорода железопаровым способом — восстановление водорода из водяного пара железом и регенерация железа восстановлением его из оксидов водородом и оксидом углерода (водяным газом газификации твердого топлива). При получении водорода протекают реакции [c.172]

Рис. 19. Влияние температуры на константу равновесия реакции газификации углерода СОа-

Таблица 24 Значения константы равновесия Кр в реакциях газификации

Реакция (а) имеет различные технические применения. Равновесие водяного пара по (а) с добавкой не участвующего в реакции азота создается при газификации угля. Через раскаленный уголь продувают последовательно воздух и водяной пар. Вследствие высокой температуры часть двуокиси угле -рода диссоциирует, но вместе с тем происходит и догорание окиси углерод а в двуокись углерода. В то же время окись углерод а образуется и вследствие неполного сгорания углерода по реакции (б), в которой одновременно от распада водяного пара образуется водород. В зависимости от цели конверсии (т. е. переработки газов для изменения их состава) стремятся обогатить равновесную смесь водородом или окисью углерода. Очистку от СОз производят поглощением водой или щелочными растворами под давлением. Смесь СО -f На является сырьем для синтеза спиртов, бензина и т. д. Избыток водяного пара используется при подготовке смеси водорода с азотом воздуха для синтеза аммиака. Эффективность действия избытка массы водяного пара возрастает при понижении температуры, когда константа равновесия превышает единицу. Вычисление, аналогичное выполненному выше, показывает, что при Кр — 1,375 (Г 1000° К) десятикратный избыток водяного пара обеспечивает полноту реакции 97%. При высоких температурах эффективность действия избытка массы одного из исходных веществ становится меньше при Кр ж 0,5 Т ж 1350° К) полнота реакции для того же значения у = 10 составляет 84%. [c.327]

Следует отметить, что реакции (е) — (з) имеют место также при газификации водяным паром, ибо одним из продуктов этой газификации является водород. Константы равновесия этих реакций при различной температуре приведены в табл. 5.10. [c.177]

Константы равновесия реакции расщепления углеводородов приведены в Приложении в табл. 42. Константы равновесия двух последних реакций VI К (при протекании реакций в обратном направлении их называют реакциями газификации углерода) приведены ниже [c.70]

Первая задача. Имеются опытные данные газификации бурого угля в кипящем слое. Требуется определить показатели процесса при газификации угля того же месторождения, но иного состава по зольности, влажности и т. д., или в изменившихся тепловых условиях (меньших потерях в окружающую среду, изменившемся перегреве дутья и т. д.), или при изменившемся составе дутья (изменение содержания азота в дутье, добавка к дутью углекислоты). При сохранении неизменными, или близкими конструкции генератора, напряжения процесса, температурного режима, режима золоудаления принимаются в расчете неизменными (поскольку они не зависят от изменения материального и теплового балансов) опытные данные по распределению золы между выгребом и уносом, составу выгреба и уноса, выходу метана па 1 кг горючей массы, выходу сероводорода на 1 кг серы угля. Принимаются неизменными также полученные из опыта отношение кажущейся константы равновесия к истинной константе равновесия реакции водяного газа, степень разложения водяного пара и связанная с ним доля водорода, уже перешедшего в водород газа. Эти параметры зависят от кинетических условий ведения процесса, остающихся неизменными, п расчет сводится к пересчету материального и теплового балансов. Практическая необходимость в такого рода расчетах встречается нередко. [c.103]

Реакция СО + НгО СОг + Нг является одной из важных реакций газификации. Эта реакция определяет суммарный состав водяного газа [101. Состав равновесной смеси и константа равновесия реакции СО - - НгО СОг + Нг даны в табл. Н-5. [c.29]

Реакции горения и газификации подвергались многочисленным исследованиям с целью определения их констант равновесия. В табл. 1 приведены уравнения констант равновесия для основных реакций горения и газификации, а в табл. 2—значения логарифмов этих констант при различных температурах. [c.25]

Это уравнение связывает давление процесса газификации Рн, константу равновесия реакции (17) и равновесный состав газа. [c.37]

Известен ряд методов термодинамического расчета, в основе которых лежит использование иатериального и теплового баланса и закона действующих иасс, находящего свое выражение в равновесии реакции образования водяного газа, основной реакции процесса газификации. Так В.С.Альтшуллер и Г.В.Клириков [1-4] рассчитали равновесный состав газа, решая сложную систему уравнений, состоящую из уравнений констант равновесия ряда реакций газификации мазута кислородом, водяным паром и парокислородной смесью, уравнений констант равновесия диссоциации компонентов получаемой газовой смеси и уравнений материального баланса. [c.115]

Это общий вид реакций. В действительности в ходе газификации образуется целый ряд промежуточных продуктов. В табл. 23 приводятся условия химического равновесия, которые регулируют выход метана, двуокиси углерода, углерода и т. д., а также энтальпия АН, изменение в объеме газов ДV и формула константы равновесия Кр- [c.88]

Уравнения констант равновесия основных реакций горения и газификации [c.25]

Определение величины констант равновесия, необходимых для расчета процесса газификации, производится экспериментальным (по анализу получающихся продуктов реакции в момент [c.56]

Многочисленным исследованиям были подвергнуты реакции горения и газификации с целью определения их констант химического равновесия. В табл. П-1 приведены уравнения констант равновесия, встречающихся при процессах горения и газификации [10]. [c.26]

Результаты прямых исследований обмена кислорода представляют большую ценность для изучения реакции газификации углерода с участием СОг [6]. Используя радиоактивный изотоп углерода С удалось прямым методом определить константы скоростей прямой и обратной реакций, а их отношение дает константу равновесия К. Значение К равно 0,12 при 800° и 0,17 при 850° (табл. 5). Найденные косвенным путем из скоростей газификации значения этих величин для активированного угля равны соответственно 0,096 и 0,16 (рис. 120). [c.234]

В литературе приведен другой пример вывода уравнения производительности. В этой работе рассматривается процесс газификации угля в кипящем слое. Для получения зависимости выработки газа от температуры, состава угля и дутья были составлены уравнения материального баланса всех компонентов генераторного газа. Кроме основных реакций, учитывалась также реакция разложения водяного пара, причем равновесие реакции оценивалось с помощью экспериментально установленной кажущейся константы равновесия . [c.301]

В получаемом водяном газе содержатся СО, На, СОа, Н2О, количества которых определяются равновесием реакции (П-6). Константу ее равновесия определяют по формуле (1-13), приведенной на стр. 27. Степень разложения НоО при газификации паром зависит от времени его соприкосновения с углеродом, от температуры и характера топлива (рис. П-4). [c.73]

В. С. Альтшулер и Г. В. Клириков рассчитали равновесный состав газа, решая слол<ную систему уравнений, состоящую из уравнений констант равновесия основных реакций газификации жидких топлив кислородом, водяным паром и паро-кислородной смесью, уравнений констант равновесия диссоциации компонентов получаемой газовой смеси и уравнений материального баланса. Они вычислили равновесный состав газа для температур 1000, 1300, 1600 и 2000° С и давлений 1, 20, 70 и 100 от. При этом исходили из следующих видов дутья [c.23]

Зависимость между степенью преврашения (Л) и константами равновесия для различных реакций газификации [c.80]

Эта группа реакций при подаче в зону газификации одного водяного пара образует смесь газовых компонентов, называемых водяным газом. Водяной пар при этом разлагается не полностью. Его разложение (диссоциация) зависит от реакционной способности топлива и времени реагирования. Оставшийся неразложивщийся водяной пар вместе с газами образует равновесную смесь, концентрация компонентов которой определяется константой равновесия реакций конверсии, выраженной через парциальные давления компонентов [c.125]

Тепловой эффект соединения углерода с кислородом зависит от структуры углерода. В табл. I (см. прнложение) даны теплоты образования СО, Oj, Н О и Hj для графита табл. II—теплоты основных реакций горения и газификации в табл. Ill, IV, V и VI — логарифмы констант равновесия реакций горения углерода, окисления углерода [c.71]

Эрган [45] представил результаты, являющиеся убедительным доводом в пользу механизма В. Опыты проводились в кипящем слое на трех различных типах угля (цейлонский графит, активированный уголь и активированный графит). Эти образцы содержали минеральные примеси, варьирующие в довольно щи-роких пределах (от следов до 0,5%), и, хотя об этом не упоминается в статье, они, по-видимому, сильно отличались по величине удельной поверхности. Однако Эрган нашел (см. рис. 4), что константа равновесия реакции (1) механизма В не зависит от типа используемого угля и что в температурном интервале 800—1400° реакция характеризуется средней величиной АН = = -1-23 ккал моль. Поскольку температурный коэффициент имеет большую величину, Эрган считает, что равновесие оказывает сильное влияние на скорость газификации. Если, например, в газовой фазе соотношение СО СОг равно 1, то занятая С (О) доля общего числа активных мест в этом случае возрастает от 0,0215 до 0,81 при переходе от 700 к 1400°. Так как скорость газификации пропорциональна числу занятых мест, влияние константы равновесия на скорость осуществляется через ее влияние на концентрацию занятых мест. [c.166]

Дальнейшее развитие схема Д. А. Франк-Каменецкого получила в работе В. А. Европина, Н. В. Кульковой и М. И. Темкина (103. Ими исследовался обмен изотопом О между СОг и СО в условиях равновесия реакции газификации. Контрольными опытами было показано, что обмен не происходит в отсутствии графита. Иначе говоря, он осушествляется лишь через реакцию газификации углерода. Оказалось, что скорость обмена изотопом кислорода на несколько порядков величин (в 49 и в 122 раза) больше скорости реакции. Отсюда следует, что реакция газификации протекает стадийно, причем один из ее этапов обладает большей константой скорости, чем другой. Обработка результатов показывает, что быстрым этапом является стадия образования комплекса (IV, а), а не его распад (IV,6), и что тормозящее действие СО обусловлено течением процесса (IV, а) в обратную сторону. [c.189]

Применяя законы химического равновесия, можно определить теоретический состав газа по компонентам СО2, СО, Нг, СН4, Н2О. Расчет равновесного состава газа для каждой реакции осуществляется с помощью константы равновесия соответствующих реакций. Основным требованием процесса является полное выгорание топлива. Оно однозначно определяет температуру дутья, которая достигается для случая парокислородной газификации температурой подогрева окислителя и составом дутья. От состава дутья зависит и его количество, необходи- [c.211]

Знание констант равновесия химических реакций, протекающих м процессе горения или газификации, дает возможность определить равиовеспый состав газовой смеси, получаюп ейся в результате этих реакций при данных температуре и давлении. [c.68]

Э рган [45] приводит результаты, которые подтверждают механизм В. Эксперименты были проведены в кипящем слое с тремя типами углерода (цейлонский графит, активированные углерод и графит). Эти образцы имели различное содержание минеральных примесей (от следов до 0,5%) и, хотя об этом не сообщалось, имели также различные удельные поверхности. Несмотря на все это, как показано на фиг. 4, Эрган находит, что константы равновесия для реакции (1) механизма В не зависят от типа используемого углерода и реакция имеет во всем температурном диапазоне 800—1400° среднюю АЯ, равную Н-23 ккал/моль. Из-за большого температурного коэффициента Эрган считает, что равновесие очень сильно влияет на скорость газификации. Если, например, в газовой фазе отношение СО/СОг равняется 1, то доля занятых активных центров, в данном случае С (О), возрастает от 0,0215 до 0,81 при изменении температуры от 700 до 1400°. Так как скорость газификации пропорциональна числу занятых центров, то влияние константы равновесия на скорость определяется ее влиянием на концентрацию занятых центров. [c.26]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология