2.1.3.3 煤氣組成的熱力學(xué)計(jì)算
在用蒸汽-氧鼓風(fēng)的煤焦氣化過程中進(jìn)行著前述的氣化反應(yīng)，煤氣的組分主要由反應(yīng)式(4)、式(5)、式(8)的平衡狀態(tài)所確定。
煤氣組分中應(yīng)包含CO、CO2、H2、CH4及H2O。除此之外，煤氣中還含有氮?dú)猓驗(yàn)闅饣^程中應(yīng)用的工業(yè)氧含有約5％的氮?dú)�。借助于解出帶有六個未知數(shù)的方程式組，可 以計(jì)算出煤氣的理論組分。
式中 Kp1、Kp2、Kp3——反應(yīng)式(4)、式(8)、式(5)的平衡常數(shù)；
PCO、PCO2、PH2、PCH4、pH2O——煤氣中CO、CO2、H2、CH4及H2O的分壓。
式中 pN2——煤氣中N2的分壓；
p——煤氣的總壓力。
第五個方程式(5-6)可由過程的物料平衡獲得。已知鼓風(fēng)中氫與氧的質(zhì)量比等于所制得的煤氣中氫與氧的質(zhì)量比，此質(zhì)量關(guān)系可由在鼓風(fēng)中及煤氣中氫及氧的分壓來表示
式中 p′O2和p′H2O——分別為鼓風(fēng)中O2及H2O的分壓力。
第六個方程式(5-7)與第五個方程式(5-6)相似，表示鼓風(fēng)中氮與氧的質(zhì)量比與在制得的煤氣中氮與氧的質(zhì)量比相等。
式中 p′N2——在鼓風(fēng)中N2之分壓。
由式(5-7)、式(5-8)可解出A與B。
令
將p′O2、p′H2O及p′N2的值代入式(5-7)及式(5-8)，可得
為了簡化解出帶有六個未知數(shù)的方程式組，可以排出第七個方程式(5-12)。第七個方程式按前述的方法一樣列出。
由方程式(5-2)、式(5-4)得
聯(lián)解方程式(5-5)、式(5-6)、式(5-7)、式(5-8)、式(5-12)、式(5-13)得
決定了PH2大小，從式(5-14)很易求出pCO，知道了pCO由式(5-2)即可確定PCO2，由式(5-5)可確定PCH4。由式(5-1....
