ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Расчет равновесного состава генераторных газов из "Справочник азотчика Том 1" Равновесный состав газов зависит от условий процесса газификации (температуры, давления, состава дутья). Расчет равновесного состава газов представляет теоретический и практический интерес, так как позволяет определить идеальные количественные соотношения компонентов получаемого газа и установить закономерность изменения этих соотношений в зависимости от условий газификации топлива. [c.157] Ниже приведены методы и результаты расчетов равновесного состава газа для различных температур и давлений и для наиболее распространенных видов дутья. Названия генераторных газов соответствуют составу дутья, применяемого для газификации. [c.157] Р — давление процесса газификации. [c.159] В приведенной системе уравнений выполняем следующие алгебраические преобразования. [c.159] Пример. Определить равновесный состав воздушного газа, получаемого при температуре газификации 800 °С и давлении 1 ат. [c.159] В табл. П-70 для 800 °С находим Яр = 7,5788 (округленно 7,58). Значение Кр подставляем в уравнение (П-52) и, решая его относительно Pqq, находим = ат. Затем из уравнений (П-49) и (П-50) определяем p q и р , равные соответственно 0,014 и 0,662 ат. [c.159] В табл. П-71 и П-72 приведен равновесный состав воздушного газа для различных температур и давлений. [c.160] Паро-воздушное дутье, обогащенное и не обогащенное кислородом. Газ, получаемый при газификации топлив паро-воздушным дутьем, принято называть наро-воз-душным. При обогащении паро-воздушного дутья кислородом получают паро-воздушно-кислородный газ, который в азотной промышленности принято называть полуводя-ным. [c.160] Равновесный состав паро-воздушного и полуводяного газов рассчитывают но общему для них методу. При расчете выбирают столько реакций, сколько необходимо для того, чтобы их компоненты полностью соответствовали числу известных или предполагаемых компонентов генераторного газа. Этим условиям полностью удовлетворяют реакции (П-1), (П-4) и (П-17). [c.160] Вместо реакции (П-1) для расчета можно принять реакцию (П-41). При этом результаты в обоих случаях должны совпадать или быть близкими, так как одни и те же компоненты вычисляемых составов газа находятся в равновесии друг с другом и с твердой фазой -г углеродом. [c.160] Паро-воздушный и полуводяной газы содержат шесть компонентов (СО2, СО, Н , СН4, N2 и Н2О), следовательно, для расчета равновесного состава газа нужно решить систему уравнений с шестью неизвестными. В этом случае, как и при расчете равновесного состава воздушного газа и последуюпщх расчетах для других видов дутья, в систему уравнений должны войти определяемые равновесные концентрации всех компонентов получаемого газа и члены, характеризующие их зависимость от температуры, давления и состава дутья. [c.160] Р — давление процесса газификации. [c.161] Равновесный состав газа мож т быть вычислен по этим уравнениям методом последовательных приближений. Сначала по заданному составу дутья определяют значения Л и 5. Затем задаются величиной и подставляют ее в выражение (П-53). Решив затем квадратное уравнение относительно Pqq, подставляют его найденное числовое значение в уравнение (П-55), из которого определяют величину Pqq. Заданное значение рц и найденную величину Pqq подставляют в уравнение (П-54), откуда находят pjj Q. Далее заданное значение рд подставляют в уравнение (П-56). и определяют числовое значение Рдн . Для вычисления pj в уравнение (П-57) подставляют значения Б, Pqq , Pqq и Pj q- Найденные таким путем парциальные давления всех комнонентов паро-воздушного газа подставляют в уравнение (П-58). Если полученная нри этом сумма равна заданному давлению процесса Р, расчет равновесного состава паро-воздушного газа можно считать точным если же получается неравенство, расчет повторяют при другом числовом значении Ppj . [c.161] Пример. Вычислить равновесный состав газа, получаемого нри температуре процесса газификации 900 С, давлении 20 ат, отношении в воздухе, обогащенном кислородом, п отношении HjO Ог = 2 в паро-кислоро-до-воздушном дутье. [c.161] На основании ириведеппых данных можно сделать следующие выводы при газификации твердых топлив наибольшее влияние па состав получаемого газа оказывает температура влияние давления на состав получаемого газа существенно лишь прп низких температурах процесса газификации (между 500 и 900 °С) состав дутья влияет на состав получаемого газа при любом давлении и любой температуре при температурах 1100—1200 С и давлении 20 ат и выше теоретически возможно получить газ с малым содержанием метана, годный для производства синтетического аммиака. [c.165] Паро-кислородное дутье. Получаемый при таком дутье газ называют паро-кисло-роддым. Паро-кислородный газ содержит пять компонентов (СОз, СО, Нз, СЩ, НгО), следовательно, для расчета его ра]шовесного состава необходимо решить систему уравнений с пятью неизвестными, выполняя расчет аналогично предыдущему. [c.165] Здесь обозначения соответствуют принятым в предыдущих расчетах, равновесный состав газа по этим уравнениям также вычисляют методом последовательных приближений. Результаты проведенных вычислений даны в табл. П-75 и П-76 и представлены на рисунках П-48 н 1-49. [c.166] Паровое дутье. Газ, получаемый при газификации топлива водяным паром, называют водяным газом. [c.166] Результаты вычислений, приведенные в табл. И-77, представлены на рис. П-50. [c.170] На основании результатов расчета равновесных составов паро-кислородного и водяного газов можно сделать следующие выводы. При высоких давлениях равновесие реакций (И-4), (П-17), (П-41) смещается в сторону образования многоатомных соединений СОз, Н2О, СН , что становится наиболее заметным в интервале температур 500—ИОО С теоретическая возможность получения газов для химических синтезов при повышении давления снижается даже при относительно высоких температурах (900—ИОО °С) из-за чрезмерно высокого содержания метана в получаемом газе рост его содержания в газе при высоких давлениях указывает на теоретическую возможность получения газа с высокой теплотой сгорания. [c.170] Вернуться к основной статье