The diffusive-kinetic model of porous carbon particle gasification by carbon dioxide with a flow of gas is developed. The model considers the processes of heat and mass transfer both inside the porous particle and outside it. Heat losses by radiation from the particle to furnace wall are taken into account. It was shown that dependence of reaction rate on the particle temperature depends from heat and mass transfer of particle with ambient gas. Therefore experimental data on dependence of gasification rate on particle temperature cannot be used for kinetics definition of carbon – carbon dioxide reaction without taking into account heat and mass transfer processes.
It was shown that in case of low temperatures equilibrium concentration of carbon dioxide approach to high values, and at the temperatures less than 1000 K carbon – carbon dioxide reaction cannot occurs.
The dependences of the particle gasification rate and the composition of gasification products on gas composition, pressure
temperature of ambient gas and the internal surface of the porous particle are determined.
Рассматривается диффузионно-кинетическая модель газификации пористой частицы углерода в двуокиси углерода при наличии обтекающего газового потока. Модель рассматривает процессы переноса тепла и массы в газовой фазе над поверхностью частицы, а также теплообмен частицы излучением со стенками печи. Показано, что зависимость скорости реакции от температуры частицы существенно зависит от тепло- и массообмена частицы с окружающей средой. Поэтому экспериментальные данные по зависимости скорости газификации от температуры частицы не могут быть использованы для определения кинетики реакции углерода с двуокисью углерода без рассмотрения параметров тепло- и массообмена частицы с окружающей средой.
Показано, что при низких температурах равновесная концентрация CO2 у поверхности частицы достигает больших величин, так что при температурах, меньших 1000 K, когда концентрация двуокиси углерода становится меньше ее равновесной концентрации, реакция углерода с двуокисью углерода не может осуществляться. Определены зависимости скорости газификации от давления и температуры печи, а также от величины внутренней поверхности частицы.
газификация пористой частицы углерода, двуокись углерода, тепло- и массообмен
