《合成氨生产》PPT课件.ppt
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1、固体燃料造气固体燃料造气 固体燃料造气是用气化剂对固体燃料在高温下进行热加工,使其转变为可燃性气体的过程。气化剂:空气、水蒸汽及其混合物 固体燃料:煤、焦炭 可燃性气体成份:CO、CO2、H2、N2、CH4等 半水煤气:(CO H2)/N2(体积比),是合成氨的重要原料。半水煤气是合成氨的原料气。一、固体燃料气化过程概述 二、气化反应原理1、以空气为气化剂的气化反应原理(1)化学平衡 以空气或富氧空气为气化剂时,在燃料层主要进行下列反应:2C O2 2CO H0 2CO O2 2CO2 H0 C O2 2CO2 H0 CO2 C 2CO H0 反应特点:前三个反应为不可逆的放热反应,最后一个反
2、应为可逆的吸热反应。反应平衡常数各生成物平衡浓度的乘积各反应物平衡浓度的乘积各生成物平衡分压的乘积各反应物平衡分压的乘积 在该式中不计纯固体和纯液体(溶液除外)的浓度,并将化学反应系数转化为计算式中的指数。平衡常数与温度的关系:H0,t,KP;H0,t,KP。讨论:气体平衡组成与温度的关系?(2)反应速率 气化剂与固体燃料在煤气发生炉中的反应属于气固相反应。随着反应的进行,固体燃料的粒度逐渐减小,不断生成气体产物。反应过程由五个步骤组成:扩散表面吸附表面反应脱附反扩散。气化速率取绝于气体扩散速率和化学反应速率。若气体扩散速率小于化学反应速率,此时为扩散控制,反之为反应动力学控制。对碳和氧反应的
3、研究表明,t775时为反应动力学控制,t900时为扩散控制,t775900处于过渡区。2、以水蒸汽为气化剂的气化反应原理(1)碳与水蒸汽的化学反应平衡 高温下碳与水蒸汽反应,可生成含H2、CO、CO2等的混合气体。反应式:C 2H2O(g)CO2 2H2 H0 C H2O(g)CO H2 H0 CO2 C 2CO H0 CO H2O(g)CO2 H2 H0 C 2H2 CH4 H0 反应特点:前三个反应为吸热可逆反应,后两个反应为放热可逆反应。讨论:a、化学反应平衡常数如何求取?b、化学反应平衡常数与温度的关系?强调:温度升高,CO、H2的平衡含量增加,H2O(g)、CO2、CH4的平衡含量下
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