Redox Properties of Gas Phases


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

In the H2–O2–C system, in the general case, two reversible reactions of carbon gasification and the water gas reaction, the gas mixture H2–H2O–CO–CO2 is formed at high temperatures. In this mixture, the very low content of oxygen formed by the dissociation of H2O and CO2 is represented by the oxygen potential log (\({p_{{O_2}}}\), atm). Thus, the redox properties may be assessed in terms of the oxygen potential. In any gas mixture containing H2O and/or CO2, it may be calculated from the equations

\({\log [{p_{{O_2}}},atm] = 2\log (\frac{{{x_{{H_2}O}}}}{{{x_{{H_2}}}}}) - \frac{{25708}}{T} + 5.563}\)
;
\(\log [{p_{{O_2}}},atm] = 2\log (\frac{{{x_{C{O_2}}}}}{{{x_{CO}}}}) - \frac{{29529}}{T} + 9.149\)
.
In the present work, possible compositions of the H2–O2–C system at 700–1500 K and a total pressure of 1 atm are considered: H2–H2O, CO–CO2, CO–CO2–C, H2O–CO2–O2, H2–CO–C, H2–H2O–CO–CO2, and H2–H2O–CO–CO2–C. Analysis yields two nomograms in the following coordinates: log(\({x_{{H_2}O}}\)/\({x_{{H_2}}}\))–log\({p_{{O_2}}}\)T and log(\({x_{C{O_2}}}\)/xCO)–log\({p_{{O_2}}}\)T. Using the nomograms and reference information regarding the dissociation pressure of metal oxides, the redox properties of the gas mixtures with respect to those oxides may be assessed. In CO–CO2 systems without hydrogen that are obtained in the combustion of CO, carbon may be formed as soot. This explains the existence of a limited region of gas-phase compositions and log\({p_{{O_2}}}\) in the corresponding nomogram and hence the limited potential for the reduction of some metal oxides in CO–CO2–C systems. The introduction of hydrogen permits the creation of gas mixtures with extremely low oxygen pressure and hence increases the thermodynamic probability of reduction for any metal oxide. Hydrogen may be introduced in the system by methods that differ in economic expediency: from the use of pure hydrogen to the production of gas mixtures as a result of the reaction between water vapor and carbon. In the first case, the reduction of the oxide by hydrogen in the MeO–C–H2 system activates the gasification of carbon by water vapor, the water gas reaction, the reduction of carbon monoxide, and the gasification of carbon dioxide. In the second case, practically pure H2–CO mixture may be obtained above 1300 K. The utility of representing the results on a three-dimensional diagram based on the H2–O2–C concentration triangle is analyzed. If methane formation is taken into account, the equilibrium parameters of gas mixtures are changed markedly only at temperatures below about 900 K.

Об авторах

Yu. Kuznetsov

South Ural State University

Автор, ответственный за переписку.
Email: kuznetcovys@susu.ac.ru
Россия, Chelyabinsk

O. Kachurina

South Ural State University

Email: kuznetcovys@susu.ac.ru
Россия, Chelyabinsk

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Allerton Press, Inc., 2018

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».