Большая техническая энциклопедия
2 4 7
D L N
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
ТА ТВ ТГ ТЕ ТИ ТО ТР ТУ ТЩ ТЯ

Температура - газификация

 
Температура газификации составляет 1500 - 1600 С. Вследствии этого достигается высокая степень превращения углерода, образуется газ с высоким содержанием СО.
Температура газификации в зависимости от выбранной технологии может колебаться в широких пределах - от 850 до 2000 С. Температурный режим определяется реакционной способностью угля, температурой плавления золы, требуемым составом получаемого газа. В автотермических процессах температура в реакторе контролируется соотношением пар: кислород в дутье. Для аллотермических процессов она лимитируется максимально возможной температурой нагрева теплоносителя.
Температура газификации, в свою очередь, зависит от ряда факторов, влияющих на процесс газификации, - скорости и характера газового потока, свойств топлива, конструкции и размеров газогенератора.
Основные показатели современных методов газификации твердых топлив. Температура газификации составляет 1500 - 1600 С. Вследствии этого достигается высокая степень превращения углерода, образуется газ с высоким содержанием СО.
Схема газификации мелкозернистых твердых топлив в псевдоожиженном слое с газообразным теплоносителем. Температура газификации в слое топлива достигает 980 - 1000 С.
Рабочие условия процессов газификации первого и второго поколения. Повышение температуры газификации увеличивает скорость реакций газификации угля. Соответственно увеличивается удельная производительность газогенераторов, а при той ае общей мощности становится возможным применение аппаратов меньших размеров. При повышенной температуре снижается образование смол и высших углеводородов. Кроме того, смещение равновесия реакций газификации при высоких температурах приводит к уменьшению содержания углекислого газа в продуктах газификации и более полному разложению пара.
Подсчитать температуру газификации кокса, если в генератор па 100 м3 воздуха вдувают 10 м3 водяного пара.
Подсчитать температуру газификации кокса, если в генпратор вдувают воздух, обогащенный кислородом, с содержанием 40 % Ог Принять, что.
Подсчитать температуру газификации кокса, если в генератор на 100 м3 воздуха вдувают 10 м3 водяного пара.
При температурах газификации все углеводороды ( возможно, зз исключением ацетилена) термодинамически нестабильны и легко разлагаются на водород и углерод.
Зависимость химической активности твердых топ-л Ив различных типов ( давление 1 МПа от температуры ( цифры на кривых - выход летучих, % на горючую массу топлива.
При температурах газификации выше 1200 С химическая активность топлива, степень его углефикации мало влияют на скорость процесса.
Во избежание существенного снижения температуры газификации за счет влаги, вносимой с топливом, последнее до поступления в газогенератор должно высушиваться до остаточного содержания в нем 10 - 12 % влаги.
Газогенератор для газификации кусковых топлив с выпуском шлака в жидком виде. При атмосферном давлении и температуре газификации 900 - 1000 реакции метанирования протекают с небольшой скоростью.
По представлениям авторов этих работ, для зажигания и последующего распространения горения, тепловое воздействие должно разогреть поверхность заряда до температуры газификации Тед и прогреть конденсированную часть заряда так, чтобы градиент температуры на его поверхности был такой же, как при устойчивом горении. Количество тепла, затрачиваемое на воспламенение газовой фазы ВВ, полагается малым по сравнению с теплом, идущим на прогрев конденсированной фазы после достижения Тед.
Схема генератора для газификации угольной пыли в кипящем слое по методу Копперса. Необходимо отметить, что спе-каемость коксующихся углей в этом случае не оказывает влияния на процесс газификации, поскольку быстрый подогрев топлива до температуры газификации исключает возможность его спекания.
Наиболее простым подходом к построению газофазной теории является подход Зельдовича [43], который основан на механизме горения летучих 13В [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. 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. В настоящее время делаются попытки усовершенствовать данную модель ( применительно к смесевым порохам) с учетом, например, процессов диффузии окислителя и горючего. Основой для создания газофазных теорий служат эксперименты с порохами при высоких тепловых потоках.
Подсчитать какой температуры можно достичь в генераторе при газификации углерода с помощью воздушного дутья и сколько нужно добавить водяного пара на 1 ма воздуха, чтобы температура нрн газификации была 1000 С; какого состава получится при этом генераторный газ. При подсчетах принять: а) содержание углерода в топливе 100 % и весь углерод окисляется до СО; б) реакции окисления углерода кислородом воздуха и водяным паром идут до - конца.
Подсчитать какой температуры можно достичь в генераторе при газификации углерода с помощью воздушного дутья и сколько нужно добавить водяного пара на 1 м3 воздуха, чтобы температура нри газификации была 1000 С; какого состава получится при этом генераторный газ. При подсчетах принять: а) содержание углерода в топливе 100 % и весь углерод окисляется до СО; б) реакции окисления углерода кислородом воздуха и водяным паром идут до конца.
При интенсивном нагреве ВВ с поверхности по достижении на последней некоторой критической температуры, представляющей для летучих ВВ температуру кипения, а для нелетучих ВВ - температуру газификации, образуются пары или газообразные продукты первичного распада. Эти пары быстро нагреваются до температуры самовоспламенения и начинается горение ВВ. Если в этот момент прогретый слой конденсированной фазы соответствует слою, который имеется при стационарном горении, то горение начинается и идет с постоянной скоростью.
Подаваемый в газогенераторы пар выполняет двоякую функцию - он участвует з реакциях ( реакция получения водяного газа и конвер - сия СО) и регулирует ( снижает) температуру газификации до допус - тимой в газогенераторе данного типа и для данного сорта угля.
Определить: а) количество вдуваемого водяного пара; б) состав газов, если газификация идет с помощью воздуха, обогащенного кислородом, с содержанием 36 % О2 и если температура газификации 1000 С.
Определить: а) количество вдуваемого водяного пара; б) состав газов, если газификация идет с помощью воздуха, обогащенного кислородом, с содержанием 36 % О2 и если температура газификации 1000 С.
Важно отметить, что число Сполдинга нельзя прямо коррелировать со степенью горючести и со строением полимера, поскольку оно зависит как от характеристик полимера и от концентрации окислителя, так и от температуры газификации.

Следует также отметить, что теория, развитая в [99], применима только к зажиганию легколетучих веществ при достаточно высокой температуре газов и является теплодиффузионной лишь постольку, поскольку учитывает фазовый переход при температуре газификации.
В зависимости от размера частиц газификацию проводят в газогенераторах шахтного типа ( куски от 25 до 100 мм), а также в псевдоожиженном ( кипящем) слое ( тонкоизмельченное топливо) при температуре газификации от 900 до 1200 С, но не выше температуры плавления золы, так как шлакование золы затрудняет ее удаление и нарушает режим газификации.
Определить: а) состав naoo - воздушной смеси, подаваемой в генератор при условии, что содержание окиси углерода и водорода в продуктах газификации должно быть в 3 2 раза больше, чем содержание азота; б) температуру газификации, если весь углерод сгорает до СО; в) написать суммарное уравнение газификации.
Повышение температуры в слое топлива сдвигает равновесие реакции в сторону образования продуктов газификации и увеличивает ее скорость. Однако температура газификации топлива должна быть ниже температуры плавления золы. В противном случае начнется спекание топлива и плавление золы, в результате чего значительно ухудшится процесс газификации. При увеличении скорости дутья увеличиваются скорости химических реакций, повышается интенсивность работы газогенератора. В последнее время для газификации топлива широко применяется кислород, что дает возможность проводить процессы непрерывно, применять низкосортное топливо и значительно увеличить производительность газогенераторов. Применяют также газификацию топлива не в плотном, а в так называемом кипящем слое.
Схемы установок для газификации мазута. При этом образуется высококалорийный газ, содержащий около 90 % водорода и окиси углерода. При температуре газификации 1000 - 1300 С расход пара составляет 0 4 кг, а расход кислорода - 0 75 кг на 1 кг мазута. Выходящий из газогенератора газ промывается водой в скруббере и сажеот-делителе.
В плоскости решетки газогенератора скорость дутья равна 1 - 2м / сек, считая на полное сечение и холодное дутье. При температурах газификации 900 - 1000 скорость парогазовой смеси значительно возрастает и достигает 5 м / сек. Такой скорости дутья вполне достаточно, чтобы разрыхлить слой топлива на решетке и привести его в интенсивное движение. Более мелкие частицы топлива переходят во взвешенное состояние. Кипящий слой по сравнению с неподвижным благодаря разрыхлению увеличивается в 1 2 - 1 3 раза и в промышленных газогенераторах достигает 1 - 2 м высоты.
Нами же в условиях задачи принято, что температура газификации должна быть 1000 С.
Механизм процесса воспламенения ВВ ударной волной по существу не отличается от механизма воспламенения ВВ горячим газом, который по К. К. Андрееву может быть изложен следующим образом. Когда температура поверхностного слоя достигнет некоторого предела ( температуры кипения для летучих ВВ или температуры газификации и частичного разложения для труднолетучих и нелетучих ВВ), образуются пары кли первичные продукты разложения.
Наиболее простым подходом к построению газофазной теории является подход Зельдовича [43], который основан на механизме горения летучих 13В [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. 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. В настоящее время делаются попытки усовершенствовать данную модель ( применительно к смесевым порохам) с учетом, например, процессов диффузии окислителя и горючего. Основой для создания газофазных теорий служат эксперименты с порохами при высоких тепловых потоках.
При этом интересно рассмотреть распределение хлора в летучих продуктах по соединениям. Количество хлора, выходящего из генератора в виде КС1, зависит от температурного режима газификатора ( Ефимов и др., 1961) и увеличивается при повышении температуры газификации.
Если считать скорость сообщения тепла постоянной, то уменьшение теплоотвода означает быстрое повышение температуры поверхностного слоя. Когда эта температура достигает некоторого предела Тк - температуры кипения ( рве. ВВ или температуры быстрой газификации для нелетучих ВВ, то образуются пары или газообразные продукты первичной реакции разложения. Эти пары быстро - соответственно их малой объемной теплоемкости - нагреваются до такой температуры, при которой наступает весьма быстрая экзотермическая реакция, приводящая к конечным при данных условиях продуктам горения. Это и есть воспламенение.
В процессе газификации углерод превращается чаще всего в монооксид углерода, водород - в водяные пары и вместе с серой, содержащейся в ОМУ, - в сероводород, азот - в оксиды азота. Минеральная часть угля в зависимости от температуры газификации переходит в золу или шлак.
В рамках рассматриваемой математической модели i ете-рогенного воспламенения, согласно данным предыдуцего анализа, нельзя получить режим равномерного распространения фронта пламени. После саморазогрева ( разогрева) поверхности раздела сред твердый компонент системы начинает газифицироваться, если достигается температура газификации. Затем возникает диффузионный фронт пламени и осуществляется выход на стационарный режим горения.
Железо является неплохим катализатором паровой и гидрогазификации. Так, при паровой газификации кокса при 8SO - IOOO C энергия активации уменьшается от 180 кДж / моль в отсутствие катализатора до 83 7 - 121 4 кдж / моль в присутствии 1 - 1В % мае. Железо селективно катализирует, главным образом, реакции образования СН4 и со подавляя образование С02; температура газификации должна быть не ниже 300 С. Применяемые соединения железа дешевы, содержание железного катализатора не превышает 1 % мае. Железные катализаторы быстро отравляются содержащейся в угле серой.

Температура рабочей поверхности находится совместным решением уравнений ( IV.16 a), ( IV. Типичные кривые j) f / ( Т) показаны на рис. IV. На рис. IV.26 вместе с разлагающимися сублиматорами приводятся сублиматоры, упомянутые в разделе IV. Другие свойства газифицирующихся материалов представлены в табл. IV.2. При температуре газификации Т давление летучих равно нормальному.
Процесс основан на многоступенчатом сжигании мазута прих малых избытках воздуха ( 35 - 45 % от теоретически необходимого для полного сжигания топлива) с превращением его в малокалорийный топливный газ и извлечением из газов сгорания серы, а также ценных компонентов, содержащихся в золе. Органическая часть топлива при сжигании превращается главным образом в водород и окись-углерода, сернистые соединения в сероводород. Часть углерода топлива ( около 2 %) выделяется в виде сажи. Полученный газ с теплотворной способностью 4 6 - 8 3 МДж / м3 охлаждается с использованием тепла для выработки пара высокого давления, очищается. Сероводород и сернистый ангидрид используются в производстве серы или серной кислоты. Очищенный газ направляется в топку котла. Процесс может быть осуществлен1, на движущемся слое кокса или неорганическом теплоносителе, обладающем большой теплоемкостью и высокой механической прочностью. Проводятся работы по усовершенствованию процесса в направлении снижения температуры газификации ( до 500 - 700 С), повышенна давления и получения газа повышенной калорийности. Последнее-позволит значительно сократить объем аппаратуры или увеличить мощность единичных установок газификации.
Поэтому поступление топлива из бункера и заполнение им газогенератора производится раздельно. При медленном вращении решетки ее изогнутые верхние поверхности производят то подъем, то опускание слоя топлива, создавая тем самым равномерную плотность всего объема топлива. Образующаяся зола перемещается от центра к стенке и попадает в зольную чашу 3, наполненную водой. Чаша служит затвором генератора. Она укреплена с колосниковой решеткой, благодаря чему обе вращаются совместно. Дутье подается в Щахту под вращающуюся колосниковую решетку по центральной трубе, снабженной задвижкой 6 и имеющей в верхней части кольцевой гидравлический затвор. На решетке находится по-стояный слой золы, благоприятствующий равномерному распределению дутья и защите решетки от влияния высоких температур. В этом слое происходит теплообмен между золой и дутьем. При воздушном дутье в зоне газификации температура может достигать 1600 С и превысить температуру плавления золы. Для понижения температуры газификации до 1000 С ( не ниже) к воздуху примешивается необходимое количество водяного пара. В качестве лучшего топлива при получении водяного газа используется кокс в виде кусков с диаметром 50 мм, а также антрацит, тощие каменные угли или полукокс.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11