КРУГОВОРОТ ЭНЕРГИИ И ВЕЩЕСТВА ИЗВЕСТНЯКА

  • В. С. Энгельшт Институт физико-технических проблем и материаловедения НАН КР
  • В. Ж. Мураталиева Кыргызский государственный технический университет
Ключевые слова: энергия, известняк, программная система, синтез, диссоциация

Аннотация

Проведен термодинамический анализ (программная система TERRA) синтеза и разложения известняка. Изучено влияние давления (р=10-10 –100МПа) на разложение и синтез известняка. Разложение известняка СаСО3(с) = СаО(с) + СО2. Температура диссоциации изменяется от Тдис=537,1К (р=10-10 МПа) до Тдис=1155,8К (р=0,1МПа) и Тдис=2193,1К (р=100МПа). Определены параметры плавления известняка. При температуре 1602-1604К и р=12,6–100МПа происходит плавление СаСО3(с), Qпл320кДж/кг. Теплота химической реакции не зависит от давления и равна Qхр1778кДж/кг. Баланс энергии: I=H+Qхр, где I – приращение энтальпии, H – теплосодер-жание. Синтез известняка СаО(с) + СО2 = СаСО3(с). Происходит экзотермическая реакция. Адиабатическая температура понижается при уменьшении давления Тад=1603,1К (р=100МПа), до Тад =1155,8К (р=0,1МПа) и Тад=537,1К (р=10-10МПа). Синтез завершается при давлении более 12,6МПа и температуре Тад=1603,1К. С увеличением давления увеличивается теплота химической реакции достигая максимального значения Qхр= -1778кДж/кг при р=12,6МПа и более. При плавлении выполняется баланс энергии Qхр=H+Qпл. Синтез известняка СаО(с) + СО2(т) = СаСО3(с), СО2(т) – «сухой лед». При использовании «сухого льда» при фиксированном объеме повышается давление за счет сублимации и происходит дальнейшее сжигание его с известью. Адиабатическая температура, теплосодержание и теплота химической реакции отличаются несущественно при переходе от газового СО2(г) к конденсированному СО2(т). В продуктах повышено содержание СаСО3(с). Выделяющееся тепло компенсирует затраты на сублимацию. Использование «сухого льда» может исключить необходимость в компрессировании углекислого газа. Последовательные эндо- и экзотермические реакции обусловливают круговорот энергии и вещества известняка.

Литература

1. Ксензенко В.И., Стасиневич Д.С. Кальция карбонат // Химическая энциклопедия. Т.2 / Под ред. Кнунянц И.Л. М.: Сов. энцикл., 1990. С. 297.
2. Романьков Ю.И. Углерода двуокись // Химическая энциклопедия. Т.5 / Под ред. Кнунянц И.Л. М.: Сов. энцикл., 1967. С. 314.
3. Трусов Б.Г. Программная система TERRA для моделирования фазовых и химических равновесий в плазмохимических системах. 3-й международный симпозиум по теоретической и прикладной плазмохимии. Сб. материалов – T.I. – Иваново, 2002. C. 217-220
4. Энгельшт В.С., Балан Р.К. Химическая термодинамика парокислородной газификации графита// Теплофизика высоких температур. Москва. 2011. T. 49. №5. C. 1-8.
Engel’sht V.S, Balan R. K. Chemical Thermodynamics of the Vapor– Oxygen Gasification of Graphite//High Temperature. 2011. V.49. No.5. P.736-743. © Pleiades Publishing. Lid. 2011.
5. Энгельшт В.С., Балан Р.К., Антонова Н.М. Термодинамический анализ сжигания кремния//Вестник КНУ им.Ж. Баласагына. Серия 3. Вып.3. Бишкек.2005.C.43-48.
6. Энгельшт В.С., Балан Р.К. Экзотермический эффект при взаимодействии азота с кремнием. Международный семинар «Проблемы моделирования и развития технологии получения керамики». КРСУ, Бишкек, 2005. C.53-61
7. Энгельшт В.С., Мураталиева В.Ж. Экзотермический эффект при взаимодействии оксидов кальция и кремния// Теплофизика высоких температур. Москва. 2013. T. 51. №5. C. 717-723.
Engel’sht V.S, Muratalieva V.Zh The Exothermal Effect upon Interaction of Calcium and Silicon Oxides //High Temperature. 2013. Vol. 51. No. 5. pp. 645–651.
8. Энгельшт В.С., Мураталиева В.Ж. Сжигание углекислого газа с известью // Горение и плазмохимия. Алматы. 2012. T. 10. №3. C. 233-239.
9. Термодинамические свойства индивидуальных веществ. Справочное издание: Т.1, Кн1. -/ Гурвич Л.В., Вейц И.В., Медведев В.А. и др - М.: Наука,1978-1982
10. Хоффман Е. Энерготехническое использования угля. М.: Энергоатомиздат, 1983. 328 с.
11. Бутт. Ю.М. Цементы // Химическая энциклопедия. Т.5 / Под ред. Кнунянц И.Л. М.: Сов. энцикл., 1967. С. 803.
12. Энгельшт В.С., Мураталиева В.Ж. Удаление углекислого газа волластонитом из газовых смесей // Теплофизика и аэромеханика. Новосибирск. 2013. том 20. № 3. С. 355-357.
Engel’sht V.S, Muratalieva V.Zh. Removal of carbon dioxide from gas mixtures by wollastonite// Thermophysics and Aeromechanics, 2013, Vol. 20, No. 3. pp. 347–349.
13. Гречко А.В., Денисов В.Ф., Калнин Е.И. О новой отечественной технологии переработки твердых бытовых отходов в барботируемом расплаве шлака (в печи Ванюкова). Москва. Энергетика. 1996. № 12. с. 15-17.
Опубликован
2018-02-13
Раздел
Статьи