5 Синтез

Горение топлива в топке начинается после его воспламенения, в присутствии кислорода любое вещество подвергается окислению даже при низких температурах. Однако при этом окисление идёт очень медленно. По мере повышения температуры интенсивность окисления возрастает. Различают по интенсивности окисления две области температур. В первой из них тепло, выделяющееся при окислении, не в состоянии поддерживать температуру горючего вещества идущего на горение воздуха или кислорода выше температуры окружающей среды. В области же высоких температур окисление идёт интенсивно, температура поднимается до величины, значительно превышающей температуру окружающей среды, и поддерживается самим процессом окисления.

Расчёт констант равновесия [10].

1. , кДж/моль; (2.2)

Приняв за единицу измерения 1 кг и соответственно 1 килограмм-молекулу (моль), получим количество молекул составляющих в уравнении образования диоксида углерода:

_{С+О2=СО2;}

12кгС+32кгО₂=44кгСО;

моль; (2.3)

моль;

моль;

м³;

м³.

2. , кДж/моль; (2.4)

12кгС+16кгО₂=284кгСО;

моль;

моль;

м³;

м³.

3. , кДж/моль; (2.5)

12кгС+44кгСО₂=56кгСО;

из первой реакции

моль;

м³.

3.1. , кДж/моль; (2.6)

12кгС+18кгН₂О=28кгСО+2кг^.Н₂;

моль; (2.7)

моль;

м³;

моль;

м³.

3.2 , кДж/моль; (2.8)

12кгС+36кгН₂О=44кгСО₂+4кг^.Н₂;

моль; (2.9)

моль;

м³;

моль;

м³.

3.3 , кДж/моль; (2.10)

12кгС+4кгН₂=16СН₄;

моль; (2.11)

моль;

м³.

Следующие реакции протекают в газовом объёме и являются гомогенными, считаем по объёму [10].

₄ , кДж/моль; (2.12)

; (2.13)

м³;

м³; (2.15)

.

4.1 КДж/моль; (2.16)

м³;

м³; (2.17)

м³.

4.2 КДж/моль; (2.18)

м³;

м³.

4.3 КДж/моль; (2.19)

м³;

м³.

При использовании для горения кислорода воздуха необходимо учесть, что воздух представляет смесь, состоящую по объёму приблизительно из 21% кислорода (О₂) и 79% азота (N₂), то есть в воздухе содержится на 1 объём кислорода 79:21 = 3,76 объёма азота, или на 1 моль О₂ приходится 3,76 моля N₂. Азот без изменения попадает в продукты горения. Поэтому баланс продуктов горения углерода в воздухе:

;

1мольС+1мольО₂+3,76мольN₂=1мольСО₂+3,6N₂;

м³;

;

м³.

В результате комплексной переработки твердого топлива можно получать разнообразные продукты: коксовый газ, водород, метан, азот, насыщенные углеводороды, сажи, красители, искусственные волокна, бензол, нафталин, древесный уголь, пластмассы и другие продукты. Одним из перспективных направлений переработки ископаемого твердого топлива является получение жидкого топлива [10].