2. Phụ phẩm trong nông nghiệp và tình hình sử dụng ở nước ta
4.2.3. Các phản ứng xảy ra trong pha khí
Oxit cacbon tác dụng với hơi nước theo phản ứng(1-6), với hydro tạo
ra metan theo phản ứng (1-7). Theo [63], metan bị phân hủy khi nhiệt độ đạt 800oC trong phản ứng (1-8). Nếu dư không khí, khí thành phẩm bị cháy
theo phản ứng (1-9).
Quá trình khí hóa diễn ra rất phức tạp: có các phản ứng xảy ra nối
tiếp, có các phản ứng xảy ra song song ơ chế của các quá tr, c ình đó không
thấy được rõ: giai ođ ạn đầu sự tác động của oxi với cacbon trong vùng
cháy được coi như là tạo một phức hợp hấp phụ oxit trên bề mặt, cơ chế
Trong thiết bị khí hóa xảy ra hàng loạt các phản ứng tỏa nhiệt và thu nhiệt. Cân bằng phản ứng (1-3) có xu hướng tạo thành CO [64]. Cân bằng
phản ứng thu nhiệt (1-3), (1-4), (1-5) khi tăng nhiệt độ có xu hướng tạo ra
CO và H2 nhưng sẽ giảm nếu tăng áp suất. Theo [65], cân bằng của phản ứng (1-6) có xu hướng ngược lại khi tăng nhiệt độ cao hơn 1000oC và không phụ thuộc vào áp suất. Phản ứng (1-7) nghiêng về phía tạo thành
metan khi tăng áp suất.
Tính tóan nhiệt động cho thấy thành phần cân bằng của khí phụ
thuộc vào nhiệt độ và áp suất thực hiện khí hóa. Tuy nhiên sử dụng những
kết quả đó cho khí thực rất khó khăn do sự khác nhau về tốc độ phản ứng
giữa khí thực và khí lí tưởng và khác nhau về hàng lọat các yếu tố công
nghệ ảnh hưởng đến quá trình.
Tốc độ phản ứng khí hóa bị giới hạn bởi tốc độ biến đổi hóa học
trong pha khí, trên bề mặt pha rắn và c tả ốc độ khuếch tán. Ở nhiệt độ từ
700 đến 800oC quá trình khí hóa phụ thuộc vào phản ứng hóa học, khi
nhiệt độ cao hơn 900oC là tốc độ khuếch tán. Ở điều kiện thực xét tổng
quát quá trình khí hóa xảy ra trong miền rộng phụ thuộc vào yếu tố động
học và khuếch tán. Quá trình khí hóa được tăng cường bằng tăng nhiệt độ,
áp suất khí hóa (để tăng áp suất riêng phần của chất tham gia phản ứng và thậm chí tăng tốc độ gió thổi, nồng độ oxi ở miệng gió và tăng bề mặt phản ứng Để dời quá tr). ình khí hóa về vùng động học người ta dùng than đã nghiền nhỏ và tăng tốc độ quá trình bằng tăng tốc độ dòng khí nguyên liệu.
Sử dụng phương án ngược chiều dễ tăng nồng độ khí hóa dẫn đến giảm tốc độ khí và giảm mức độ cuốn than ra khỏi thiết ị. Do đó hệ số tib êu hao
tương đối thấp. Đồng thời trở lực chuyển khối ủa quá tr c ình khuếch tán làm giảm tốc độ của quá trình.