Химическая кинетика процессов переработки дисперсных углеродсодержащих сред в плазме водяного пара

Abstract

Исследована химическая кинетика процессов термических преобразований углеродсодержащих сред при высокотемпературной (2000К ≤Т ≤5000К) обработке в камере плазмоструйного реактора с использованием в качестве окислителя водяного пара. Рассчитаны скорости протекания химических реакций по изложенной методике определения кинетических констант процесса газификации водоугольного топлива. Установлено влияние температуры газовой среды в камере на время полной конверсии углерода частицы топлива. Приведен пример расчета параметров процесса газификации частиц коксового остатка размером (5÷20)∙10-5 м при коэффициенте избытка окислителя α=0,45 и расходе топлива mT=100кг/ч. Показана целесообразность проведения процесса пароплазменной газификации при температуре газов в камере реактора до 3000 К.

Досліджено хімічну кінетику процесів термічних перетворень середовищ, що містять в собі вуглець, при високотемпературній (2000К ≤Т ≤5000К) обробці в камері плазмо струменевого реактора з використанням в якості окислювача водяної пари. Розраховано швидкості протікання хімічних реакцій за викладеною методикою визначення кінетичних констант процесу газифікації водовугільного палива. Встановлено вплив температури газового середовища в камері на час повної конверсії вуглецю частки палива. Наведено приклад розрахунку параметрів процесу газифікації частинок коксового залишку розміром (5 ÷ 20) · 10-5 м при коефіцієнті надлишку окислювача α = 0,45 і витрати палива mT=100 кг/ч. Показано доцільність проведення процесу пароструменевої газифікації при температурі газів в камері реактора до 3000 К.

Chemical kinetics of thermal conversion process of carbon-containing media at high temperature (2000 K ≤T ≤5000 K) processing in the chamber of the reactor using a plasma jet as the oxidant vapor was studied. Rate of chemical reactions was calculated by procedure set out for defining kinetic constants of the process of coal-water fuel gassing. Impact of gaseous medium temperature in the chamber on the time of full conversion of fuel carbon particles was specified. As an example, parameters of process of coke particle (size (5 ÷ 20) ∙ 10-5 m) gasification are calculated with coefficient of excess oxidant α = 0,45 and fuel consumption mT = 100kg / h. Expediency of the steam-plasma gasification process at temperature of gas in the reactor chamber up to 3000 K is grounded.