ТЕПЛОФИЗИКА И ОСНОВЫ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ
ТЕПЛОТЕХНИКИ
18
пропустить воздух в количестве, недостаточном для полного горения, то будет
протекать реакция
2С + O
2
+ (79/21)
⋅
N
2
= 2СО + 3,76N
2
+ 246434 кДж/кмоль
(1.11)
Полученный газ содержит по объему 34,7% СО и 65,3% N
2
,
имеет
р
н
Q
= 4425 кДж/м
З
при НФУ и
t
max
= 1623
0
С (воздушный газ).
Если же в слой раскаленного углерода подать водяной пар, то будет
протекать реакция
С + Н
2
О = СО + Н
2
– 118720 кДж/кмоль
(1.12)
Полученный газ, называемый водяным, содержит 50% СО и 50% Н
2
и
имеет
с
н
Q
= 11765 кДж/м
3
при НФУ и
t
max
= 2300
0
С. Так как процесс получения
водяного газа требует затраты тепла, то для его осуществления применяют
двухкамерные генераторы. В одну камеру подают воздух, слой кокса в ней
разогревается, в другую - поступает пар. Там происходит образование
водяного газа с охлаждением слоя топлива. Через определенный
промежуток времени камеры переключаются и процесс получения водяного
газа происходит непрерывно. Состав практически получаемого водяного
газа следующий: СО = 40%, H
2
= 50%, CO
2
=4,5%, N
2
= 5,0%, СH
4
= 0,5% и
с
н
Q
= 10467 кДж/м
3
при НФУ.
Водяной газ редко используют как топливо, чаще его применяют в
химической промышленности (например для получения водорода). Совмещая
процесс получения воздушного и водяного газов, используя тепло,
выделяющееся при первой реакции для осуществления второй, получают так
называемый смешанный или генераторный газ.
При проведении реального газогенераторного процесса к двум основным
реакциям добавляется ряд дополнительных реакций и процессов. Горячие
газообразные продукты, поднимаясь из нижних зон слоя топлива, совершают
процесс сухой перегонки и подсушки топлива в верхних зонах. В результате
генераторный газ представляет собой смесь продуктов процессов
взаимодействия воздушного и водяного газов, летучих веществ и водяного
пара. Летучие вещества увеличивают теплоту сгорания газа, и газы из топлив с
большим содержанием летучих имеют более высокую
с
н
Q
.
В целях повышения
теплоты сгорания можно применять воздух, обогащенный кислородом. Газы,
выходящие из генератора, могут иметь высокую температуру и содержать
значительное количество пыли и смолы. Поэтому, если газ передается на более
или менее значительные расстояния, его подвергают охлаждению и очистке.
В связи с широким распространением и использованием природных газов
роль генераторного газа в балансе страны сильно снизилась. К газам с низкой
теплотой сгорания относится еще доменный или колошниковый газ.
Это отходящий газ доменных печей, получающийся в больших количествах
при работе доменных печей (около 3 - 4 м
3
на 1 кг чугуна). Этот газ играет
