химический каталог




Электрохимическая энергетика

Автор Н.В.Коровин

ТЭ обычно ниже ресурса отдельных ТЭ из-за неодно, родности их характеристик в батареях ТЭ, это обусловлено неравномерностью распределения токов по элементам, полей температур по элементам и другими факторами. Ресурс другщ систем определяется условиями их работы. Модульный харац. тер построения ЭХГ позволяет увеличивать его ресурс путем замены вышедших из строя модулей или агрегатов.

Капитальные затраты на ЭХГ состоят из затрат на батареи ТЭ и вспомогательные системы (подсистемы подвода реагентов, отвода продуктов реакции, тепла и автоматики). Капитальные затраты на батарею ТЭ К3 6 пропорциональны суммарной площади электродов ТЭ:

*3,6=Vr> (2-52)

где K3S - капитальные затраты на батарею ТЭ, отнесенные к единице площади поверхности электродов ТЭ. Так как по (2.5) Sr = I N6 / (U3 Jr), то

K3,6=K3SZN6/(U3JT). .(2.53)

Капитальные затраты на вспомогательные системы К 3iB растут не прямо пропорционально мощности батареи ТЭ:

кз,ъ - «з.в 1 N6>

где оэ в - затраты на вспомогательные системы, отнесенные к единице мощности батарей ТЭ; а3 в уменьшается с увеличением мощности ЭХГ. Таким образом, капитальные затраты на ЭХГ

К3, эхг - [«?„ / (V, JT) + а,,.] 2 N6. * (2.54)

Из уравнения (2.54) следует, что капитальные затраты на ЭХГ растут с увеличением суммарной мощности батареи ТЭ, удельной стоимости единицы мощности батареи ТЭ и вспомогательных систем. Кривая зависимости К3 эхг от плотности тока Jt проходит через минимум.

Удельные капитальные затраты на единицу мощности ЭХГ

*з , ЭХГ - ^3, ЭХГ /Л%ХГ = \.Кэг /(UJr) + ос3)В] I N6/7V3xr. (2.55)

98

Из (2.55) следует, что удельные затраты на единицу мощности ЭХГ падают с увеличением мощности ЭХГ вследствие снижения иэ в и ^с,н tCM- (2-51)]. Величину эхг можно вцразить более простым выражением

K3i эхг = кз, эхг N3xr> (2.56)

где ^з.ЭХГ определяется уравнением (2.55).

2.7. СИСТЕМЫ ПОДГОТОВКИ И ХРАНЕНИЯ РЕАГЕНТОВ

Системы подготовки и хранения топлива могут включать устройства для предварительной переработки природных видов топлива, очистки топлийа от пыли, серосодержащих соединений и других примесей, сепарации газов, очистки воздуха от пыли и некоторых примесей, хранения топлива и окислителя, их подогрева и компрессии. Переработка природного топлива обычно проводится с целью получения водорода, который затем подается в ЭХГ.

2.7.1. Термодинамика процессов получения водорода из метана и углерода. Водород может быть получен при взаимодействии углерода и углеводородов с водяным паром (пароводяная конверсия), углеводородов с диоксидом углерода и кислородом, а также при пиролизе углеводородов в соответствии со следующими реакциями:

сн4 + н2о = со + зн2, (2.37)

СН4+2Н20 = С02 +4Н2, (2.57)

с + н2о = со + н2, (2.58)

C + 2H20 = Cp2 + 2H2j (2.59)

С0 + Н2О = С02 +2Н2, (2.36)

СН4 = С + 2 Н2, (2.60)

СН4+С02 = 2 СО + 2Н2, (2.61)

СН4 + 1/2 02 = СО + 2Н2, (2.62)

СН4 + 02 = С02 + 2 Н2. (2.63)

99

Как видно из табл. 2.7 и рис. 2.14, реакции (2.37), (2.57), (2.6ij, эндотермические, а реакции (2.36), (2.62) и (2.63) - экзотермичес, кие как при комнатной, так и при повышенных температур^ Из табл. 2.7 следует, что при комнатной температуре могу, самопроизвольно протекать лишь реакции (2.36), (2.62) и (2.63) При повышении температуры термодинамическая вероятное^ самопроизвольного протекания всех реакций, кроме реакцщ (2.36), возрастает (рис. 2.15). При температуре выше 1000 К все рассмотренные реакции могут протекать самопроизвольно. Прц температуре выше 1100 К реакция (2.36) протекает самопроИэ. вольно в обратном направлении. Как видно из рис. 2.14, для всех рассмотренных реакций, кроме (236), (2.62) и (2.63), необходим подвод тепла либо за счет внешнего источника, либо за счет совмещения эндо- и экзотермических реакций, например (237) в (2.62). Суммарные уравнения реакций в последнем случае можно записать в виде

СН4 + х ЩО + 1/2 (1 -х) 02 - СО + (х + 2) Н2. (264]

Можно подобрать такое мольное отношение воды и кислорода (х), при котором энтальпия реакции равна нулю, Д Н = 0, т.е. теоретически не требуется подвод тепла. Для реакции (2.64) Д Н = 0 при условии х = у, где

*-(ДЯсо- *Нсщ)/ЬНЩОт; (2.65)

LOO

здесь Д Нс0, Д Нсн и Д Нн о - энтальпии образования СО, СН4иН2Ог:

При стандартных состояниях веществ у = 0,147 при 298 К и 0,09 при 1300 К. При х < у реакция протекает экзотермически (автотермически).

2.7.2. Получение вооорода из углеводородов. Наиболее освоено получение водорода из углеводородов методом пароводяной или парокислородной конверсии. В качестве исходного топлива обычно служат природный газ, газы нефтепереработки, бен-зин-рафинат (нафта). Пароводяная конверсия метана [реакция (2.37)], являющегося основным компонентом природного газа (95-99%^ протекает в две ступени: (2.37) и (2.36). Первую ступень °6ычно проводят в аппарате под давлением 1-2 МПа на никелевых катализаторах при температуре 900-1000 К, если водород

101

выводится из системы (например, через палладиевую мембра-ну), или при более высоких температурах, если водор

страница 32
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86

Скачать книгу "Электрохимическая энергетика" (2.11Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
шкаф для переодевания со скамейкой
A-06-A-MIR-G
вешалка d32
Венчик Nadoba Flava

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(25.02.2017)