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煤直接液化反应热的测定与计算

赵渊  
【摘要】:煤炭直接液化反应器在运行过程当中,温度控制是十分重要的环节。因此,煤直接液化反应热是反应器设计中的一个很重要的参数。计算与测定反应热的方法有许多种,但是大多数方法都是针对比较基础或是条件较为温和的反应。煤炭直接液化反应,其中涉及到的反应物和生成物比较多,反应较为复杂,条件较为苛刻。针对此种情况,一些文献从热量衡算出发提出了一些计算煤直接液化反应热的方法。这些方法大都是建立数学模型,根据热量守恒的原理,进行参数估计和数值计算,对实际应用起到了指导的作用,但其中涉及的方程和物理量较多,计算较为复杂,且广泛适用性不强。 本论文主要目的是寻求一种既简便又满足工程设计要求的计算方法。首先,从化学键的角度出发,通过定性分析解释了煤直接液化反应为放热反应的原因。然后,从反应的始末状态出发,不考虑整体反应过程,利用状态函数“焓”进行定量计算。并且根据对进料物升温过程中的不同分析方法将计算分为两种:理论计算和实际计算。计算过程中主要利用了参与物质的一些标准参数如:标准燃烧热和摩尔定压热容。根据物质物理化学性质的不同主要运用实验方法、计算方法以及实验和计算相结合的方法来获得所需参数。在实际计算中为取得中间产物并为参数测定提供物质基础,采取了利用高压釜近似模拟预热器的方法。并且在计算过程当中,综合考虑了温度、压力以及化学反应对焓的影响,最终得出理论反应热为-54.854 kJ/molH2;实际反应热为-56.156 kJ/molH2.并根据反应机理解释理论反应放出热少于实际反应放出热的原因。


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