Chemical Reactions in Carbon Gasification Processes


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

A thermodynamic analysis of carbon gasification process in the presence of moisture has been performed. The chemical process has been represented by system C–O–H with a ratio between the elements therein amounting to 1 : 1 : 2 and 1 : 2 : 2. To refine the methodology of the studies and to verify the results, a well-studied C–O subsystem has been used. The initial array of the processed data has been represented by a content of such chemical components as C, CO, CO2, CH4, H2, and H2O calculated using a Terra software package. There is no unit chemical reaction in the С–О–Н system; therefore, the entire operating temperature range from 298 to 1400 K has been divided into three characteristic subranges to analyze each of them separately. By comparing the numerical values of component content at the boundaries of the subranges, a change in the values going from one subrange to another has been determined. These values are multiples of stoichiometric coefficients for the proposed chemical reactions. Thus, the problem of establishing the type of chemical reactions has been solved. However, in two of the three subranges, the identified reactions exhibit a complicated character, that is, they contain more than four components. Therefore, we have decomposed them in the basis of three more simple reactions inherent in these thermal subranges. As a result, the total number of reaction types has been reduced to four: two main reactions of carbon gasification (С + 2H2О = СО2 + 2H2, С + СО2 = 2СО) and two reactions of methane formation and decomposition (2С + 2H2О = СН4 + СО2, СН4 = С + 2H2). At the same time, with the use of balance coefficients β, the fraction of each reaction in the general chemical process has been determined. However, the type of chemical reactions gives all the necessary information concerning the content of system components only at the boundaries of the subranges. The quantitative assessment of the chemical process in the temperature subranges can be obtained by determining the temperature dependence of the reaction coordinates ξ(Т) as a function of Gibbs energies and pressure, i.e., ξ(Т) = frG°(T), Р]. The reaction coordinates ξ in combination with balance coefficients β make it possible to calculate not only the content of the reactants and reaction products, but also the conditional temperature values for the beginning and termination of the reactions themselves. In this case, no fitting coefficients and parameters of a fitting should be used in the calculations. The average absolute error in the quantitative description of computer simulation results for system C–O–H is less than 0.02 mol (per 1 mol of carbon), whereas for subsystem C–O it is almost zero.

Об авторах

V. Berdnikov

JSC Industrial company “Tekhnologiya Metallov”

Автор, ответственный за переписку.
Email: berdnikov-chel@mail.ru
Россия, Chelyabinsk, 454018

Yu. Gudim

South Ural State University

Email: berdnikov-chel@mail.ru
Россия, Chelyabinsk, 454080

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Allerton Press, Inc., 2019

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».