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碳的氣化反應實驗裝置

發布時間:2022-05-10 06:49:03

『壹』 木炭燃燒洗生成新物質燃燒結束後進行的操作是什麼

木質原料(包括木炭)在高溫下經適量氣化劑作用轉變為可燃性氣體(木煤氣)的熱解過程。是一種新的木材熱解工藝。森林採伐剩餘物、木材加工剩餘物和木炭等都可用作氣化原料。空氣、水蒸氣、氧氣或混合氣體,是常用的氣化劑。

氣化反應

氣化劑與原料中的碳元素及反應生成物的化學反應如下:

C+O2→CO2+QC+1/2O2→CO+QC+CO2→2CO-QC+H2O→CO+H2-QC+2H2O→CO2+2H2-QCO+H2O241203CO2+H2+QC+2H2241203CH4+Q反應式中的Q表示熱量。碳與氧的作用是放熱反應,碳與水蒸氣是吸熱反應。反應中生成的一氧化碳、氫氣和甲烷等都是可燃性氣體,有一定的熱值。氣化劑不同,煤氣的成分也不同。例如空氣煤氣主要含一氧化碳和空氣中帶來的氮氣,水煤氣則主要含氫氣和一氧化碳。氣化反應與氣化溫度有關,溫度越高,碳與水蒸氣的反應速度和使二氧化碳還原成一氧化碳的反應速度越快。提高溫度不利於甲烷生成,因為生成甲烷的反應屬於放熱反應。

木材的細胞組織結構有許多天然的孔隙,因此,從木材製得的木炭的比表面積比煤(或焦炭)大得多。在氣化過程中,木炭使二氧化碳還原的速度也大於煤。如前者在600℃時能與二氧化碳起反應,到800℃時,就能使二氧化碳完全還原成一氧化碳,後者使二氧化碳還原的起始溫度在800℃以上。木炭對水蒸氣和氧的反應能力也大。因此,採用較低的氣化溫度,或在同一氣化溫度下用較短的接觸時間,就可以使木材或木炭完成氣化。

『貳』 煤炭氣化的煤炭氣化原理

氣化過程是煤炭的一個熱化學加工過程。它是以煤或煤焦為原料,以氧氣(空氣、富氧或工業純氧)、水蒸氣作為氣化劑,在高溫高壓下通過化學反應將煤或煤焦中的可燃部分轉化為可燃性氣體的工藝過程。氣化時所得的可燃氣體成為煤氣,對於做化工原料用的煤氣一般稱為合成氣(合成氣除了以煤炭為原料外,還可以採用天然氣、重質石油組分等為原料),進行氣化的設備稱為煤氣發生爐或氣化爐。
煤炭氣化包含一系列物理、化學變化。一般包括乾燥、燃燒、熱解和氣化四個階段。乾燥屬於物理變化,隨著溫度的升高,煤中的水分受熱蒸發。其他屬於化學變化,燃燒也可以認為是氣化的一部分。煤在氣化爐中乾燥以後,隨著溫度的進一步升高,煤分子發生熱分解反應,生成大量揮發性物質(包括干餾煤氣、焦油和熱解水等),同時煤粘結成半焦。煤熱解後形成的半焦在更高的溫度下與通入氣化爐的氣化劑發生化學反應,生成以一氧化碳、氫氣、甲烷及二氧化碳、氮氣、硫化氫、水等為主要成分的氣態產物,即粗煤氣。氣化反應包括很多的化學反應,主要是碳、水、氧、氫、一氧化碳、二氧化碳相互間的反應,其中碳與氧的反應又稱燃燒反應,提供氣化過程的熱量。
主要反應有:
1、水蒸氣轉化反應
C+H2O=CO+H2-131KJ/mol
2、水煤氣變換反應
CO+ H2O =CO2+H2+42KJ/mol
3、部分氧化反應
C+0.5 O2=CO+111KJ/mol
4、完全氧化(燃燒)反應
C+O2=CO2+394KJ/mol
5、甲烷化反應
CO+2H2=CH4+74KJ/mol
6、Boudouard反應
C+CO2=2CO-172KJ/mol

『叄』 碳的氣化是什麼反應

碳的氣化是物理變化,是物質的熱力學變化
不過如果含有氧氣的環境中也會發生氧化反應

『肆』 碳的氣化實驗中影響准確性的因素有哪些

不知道你實驗的准確性指的是什麼?是實驗結果和預想的差異?
第一,實驗思路上不能有缺陷
第二,實驗過程中操作要嚴謹
不同的實驗的關注點不同。
但主要是幾個大的方面:設計思路,實驗器材,操作過程等。
比如,
物質密度的測量。
實驗關注點:(1)天平的調節和使用,砝碼和游碼的正確使用,天平的讀數,量筒的讀數,密度的計算(注意單位);(2)測液體密度時,常規測量的測量誤差以及減小誤差的方法;(3)特殊的測量方法,如用補液法測固體體積,漂浮物體體積的測量等。
杠桿的平衡條件。
實驗關注點:(1)杠桿的平衡調節;(2)實驗在杠桿水平平衡狀態下進行,使杠桿的重力對實驗不產生影響,也方便從杠桿上直接讀出力臂;(3)實驗應多次進行,測出多組數據,總結杠桿平衡條件,避免一次實驗數據的偶然性甚至得出錯誤結論。(4)運用杠桿平衡條件對鉤碼的懸掛位置或鉤碼數的選取進行確定。
測量滑輪組的機械效率。
實驗關注點:(1)彈簧測力計的讀數;(2)滑輪組的裝配;(3)彈簧測力計應勻速豎直拉動,非勻速拉動會影響測量結果的准確性;(4)機械效率的計算;(5)影響滑輪組機械效率的因素:提升的重物的重力、動滑輪的重力和摩擦力的大小;(6)提高機械效率的方法:增加提升重物的重力、減小動滑輪的重力和減小滑輪轉軸處的摩擦。
探究歐姆定律。
實驗關注點:(1)實驗電路圖;(2)電路連接;(3)電表讀數;(4)總結實驗結論;(5)實驗操作過程,如更換電阻後應進行的正確操作;(6)實驗結論錯誤原因分析:如用小燈泡做這個實驗,小燈泡的電阻會改變,得到的電流和電壓不成正比。電流和電阻沒有反比關系,應是沒有保持電阻兩端電壓不變;(7)電路故障分析。
測量小燈泡的電功率。
實驗關注點:(1)實驗電路圖;(2)電路連接;(3)電表讀數;(4)電功率計算;(5)燈泡正常發光的判斷;(6)額定功率的測量;(7)電阻變化規律及原因分析;(8)內測法和外測法對實驗結果的影響;(9)電路故障分析:如有電壓無電流、有電流無電壓、剛接好電路燈泡很亮、調節滑動變阻器燈泡亮度不變等。(10)是否要取電功率平均值的問題。

『伍』 氣化反應器有哪幾種

1.1
移動床煤氣化
煤的移動床氣化是一塊煤為原料,煤由氣化爐爐頂加入,氣化劑由爐底送入,氣化劑與煤逆流接觸,氣化過程進行得比較完全,灰渣中殘碳少。產物氣體的顯熱中的相當部分供給煤氣化前的乾燥和干餾,煤氣出口溫度低,而且灰渣的顯熱又預熱了入爐的氣化劑,因此氣化效率較高。

移動床氣化方法又分常壓及加壓兩種。常壓方法較簡單,但對煤的類型有一定的要求,通常需用塊煤。低灰熔點的煤難以使用,單爐生產能力低。常壓方法常用空氣或空氣+水蒸氣作氣化劑,製得低熱值煤氣,煤氣中含大量的
N2。加壓方法是常壓方法的改進和提高,加壓方法常用氧氣及水蒸氣為氣化劑,對煤種適應性大大擴大。

通常說移動床技術熱效率較高,可達80%,但相比其他技術比生產能力還不夠大,過程污染較大。我國一些老的化工企業的氣化爐絕大多數是常壓移動床。

1.2
流化床氣化
流化床煤氣化又稱為沸騰床氣化,它是將氣化劑(蒸汽和福氧空氣或氧氣)送入爐內,使煤顆粒在爐內呈沸騰狀態進行氣化反應。

與移動床相比,流化床具有單爐生產能力高、操作溫度低的特點。但具有碳利用率不高、常壓不適用合成氣的利用、對煤原料要求高等的缺點。

1.3
氣流床氣化
氣流床就是在固體燃料氣化過程中,氣化劑(蒸汽與氧)將煤粉夾帶入氣化爐,微小的煤粉在火焰中經部分氧化而進行氣化反應。通常煤粉與氣化劑均勻混合,通過特殊的噴嘴進入反應室,瞬間著火,直接發生火焰反應,溫度高達2000攝氏度。煤粉和氣化劑在火焰中流動,煤粉急速通過高溫區,來不及溶結而迅速氣化,反應時間約數秒種。由於反應迅速,在煤氣離開氣化爐之前,碳幾乎全部消耗掉,故碳轉換率高。同時在高溫下,煤中所有硫都轉入煤氣,也不含焦油和酚等化合物。但由於氣化反應在高溫狀態下進行,必須考慮氣化爐的耐高溫材料。

『陸』 碳的氣化反應為什麼要檢查系統不漏氣

你好,碳是固體,要氣化必須在無氧的條件下加熱到熔化再沸騰,才能氣化,變成氣體,而碳的熔沸點都很高,氣化變成高溫氣體後體積急劇膨脹,若裝置漏氣,則氣化後的超高溫氣體具有很高的壓強,若從漏氣口噴出,易對人造成傷害,為了人的安全,所以必須在密閉空間內進行,不能漏氣。希望我的回答能給予你幫助。

『柒』 碳的氣化反應中,為什麼讀數時水準瓶和量氣管的液面要相平

保持兩側的氣體壓力相同,這樣測出來的氣體體積才是當時大氣壓下的氣體體積

『捌』 如圖是一氣化碳與氧化銅發生還原反應的實驗裝置.(1)A處所能看到的實驗現象是______,請寫出該處發生反

(1)該反應的文字表達式為:氧化銅+一氧化碳=銅+二氧化碳,氧化銅是黑色,內容銅單質是紅色,
故答案為:黑色固體逐漸變為光亮的紅色;CO+CuO

高溫
.

『玖』 碳化學是以分子中只含一個碳原子的化合物(如CO,CH4等)為原料來合成

2010年南京中考
27.(南京市2010)一碳化學是以分子中只含一個碳原子的化合物(如CO、CH4等)為原料來合成一系列化工原料和燃料的化學,(1)工業上用天然氣和水蒸氣在高溫條件下發生反應,得到CO和H2,該反應的化學方程式為       得到的CO和H2的混合氣被稱為合成氣,合成氣在工業上可用於合成一系列化工原料和新型燃料,還可用於冶煉某些金屬。
(2)某他學興趣小組的同學在實驗室模擬了合成氣的制備,並設計實驗驗證合成氣的還原性。 I.用甲烷和水蒸氣在高溫條件下反應得到合成氣.根據(1)中所寫的化學方程式.合成氣中CO和H2的質量比為        。
Ⅱ.用合成氣還原足量氧化銅.實驗裝置如下圖所示:
【設計買驗步驟]
①連接好裝置並檢查氣密性。
②裝入葯品,通人一段時間合成氣。
③分別稱量裝置D、E的質量。
④緩緩通入合成氣,加熱裝置C,使其充分反應。
⑤停止加熱,繼續通入合成氣至恢復到室溫。
⑥再次分別稱量裝置D、E的質量。
[完善實驗設計]經過討論同學們認為,裝置E後還應添加一個酒精燈,並在實驗步驟
       (填實驗步驟的序號)中點燃(點燃前應對氣體驗純)。
[進行實驗]該小組的同學按上述步驟進行實驗,並記錄了實驗現象和數據:
裝置D的質量
裝置E的質量
反應前
292.4g
198.2g
反應後
296.0g
201.5g
①裝置C中出現       色物質。
②稱量數據如右表所示。
[現象分析和數據處理]
①甲同學根據裝置C中的現象,認為是合成氣中的CO和H2還原了CuO。        .
②乙同學通過對上表數據的分析,推測除了CO和H2以外,製得的合成氣中可能還有未反應的CH4,且CH4也還原了CuO。試通過計算說明他的推測依據。                  
③丙同學提出,實驗步驟⑤中通入的氣體會帶走裝置E中的部分水蒸氣,使實驗產生誤差。你認為該誤差對乙同學的推測結果是否有影響?                (選填「是」或「否」,並說明理由)。
[拓展探究]該小組同學對於CH4是否真的能夠還原氧化銅提出了質疑並進行探究。
查閱資料:甲烷具有還原性,可以還原氧化銅,生成CO2和H2O;白色的無水硫酸銅遇水會變成藍色。
實驗設計:該小組同學擬用純凈的甲烷氣體和如下裝置進行實驗。

             F             G                                        I
①上圖裝置F中盛放的試劑名稱是       。.
②上圖裝置的正確連接順序是      (填字母,且每套裝置限用一次)。
[實驗反思]除了可能是CH4也還原了CuO外,出現上表數據關系還可能是因為
       (寫出一個原因,並說明理由)。                               。
答案:
(1)CH4+H2O=CO+3H2
(2)I.14:3
Ⅱ.[完善實驗設計]②
[進行實驗]紅 [現象分析和數據處理]
②如果只有CO和H。還原足量CuO,合成氣中CO與H2的分子個數比為1:3。生成物中碳元素與氫元素的質量比為2;1
如果只有CH4還原足量CuO,生成物中碳元素與氫元索的質量比為3:1
現測得CO2的質量:201.5g--198.2g=3.3g  H20的質量:296.0g一292.4g=3.6g
生成物中碳元索與氫元索的質量比:(3·3g×):(3.6g×)=9:4
9;4介於2:1和3:1之間
由此可推測出,除了CO和H2以外,製得的合成氣中可能還有來反應的CH4,且
CH4也還原了CuO。(合理過程均給分)  
③否。因為帶走水蒸氣會使測得的CO2質量偏低·而實際測得的生成物中碳、氫元素的質量比已經大於2 :1,所以對推測結果無影響。(合理敘述均給分)
[拓展探究]澄清石灰水    HGFI
[實驗反思]因為根據測得數據計算,生成物中碳、氧元素的質量比太置2:1,所以可能是合成氣中參與反應的CO與H2的分子個數比大於1:3(或H2未完全參加反應、生成的水未被完全吸收等)    (合理答案均給分)。
27.解析:(1)根據反應物是CH4和H2O,生成物是CO和H2,反應條件為高溫,可寫出化學方程式。(2)根據化學方程式知合成氣中CO和H2的質量比為28:6=14:3;為了檢驗合成氣是否純凈應在步驟②中對氣體驗純;裝置C中黑色粉末變紅色;根據表中數據可以確定生成物中碳元素與氫元素的質量比,根據質量比與反應物中只有CO和H2或只有CH4時碳元素與氫元素的質量比較,從而找出推測的依據;由於多餘的氣體帶走水蒸氣,使測出的CO2偏低,而實際測得的碳、氫元素的質量比已經大於2:1,所以對推測結果沒有影響;利用澄清的石灰水可以檢驗是否有CO2生成;連接儀器時應先通過H,再通過G,利用無水CuSO4是否變藍確定是否有水生成,利用澄清的石灰水是否變渾濁來確定是否有CO2生成,最後將剩餘的氣體通過點燃除掉;生成物中碳、氫元素的質量比大於2:1,也可能是合成氣中參加反應的CO與H2的分子個數大於1:3,也可能是H2未完全反應,或者生成的水未被完全吸收,從而測出氫元素的質量偏小,碳元素與氫元素的質量比偏

『拾』 碳與水怎麼反應

碳與水蒸氣反應生成水煤氣。化學方程式為C+H₂O(g)=(高溫) CO+H₂。

將水蒸氣通過熾熱的煤層可製得較潔凈的水煤氣(主要成分是CO和H₂),現象為火焰騰起更高,而且變為淡藍色(氫氣和CO燃燒的顏色)。

水煤氣生產一般採用間歇周期式固定床生產技術。爐子結構採用UGI氣化爐型式。在氣化爐中碳與蒸汽主要發生如下水煤氣反應:

C+H₂O(g)=(高溫)CO+H₂

C+2H₂O(g)=(高溫)CO₂+2H₂

以上反應均是吸熱反應,因此必須向氣化爐內供熱。一般先送空氣入爐,燒掉一部分燃料,將熱量蓄存在燃料層與蓄熱室里,然後將蒸汽通入灼熱燃料層進行反應。

由於反應吸熱,燃料層及蓄熱室溫度下降到一定溫度時,又重新送空氣入爐升溫,如此循環。當任務是生產燃料氣時,為提高煤氣熱值,有時提高出爐煤氣溫度,藉以向熱煤氣里噴入油類,使油類裂解,即得所謂增熱水煤氣。

(10)碳的氣化反應實驗裝置擴展閱讀

水蒸氣通過熾熱的焦炭而生成的水煤氣,主要成分是一氧化碳 ,氫氣 ,燃燒後排放水和二氧化碳,有微量CO、烴和NOX。

燃燒速度是汽油的7.5倍,抗爆性好,據國外研究和專利的報導壓縮比可達12.5,熱效率提高20-40%、功率提高15%、燃耗降低30%,尾氣凈化近歐IV標准 ,還可用微量的鉑催化劑凈化。

與醇、醚相比,簡化製造和減少設備,成本和投資更低。壓縮或液化與氫氣相近,但不用脫除CO,建站投資較低。

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