Химические реакции и выходы
Если реакции происходят в пределах системы, то химические уравнения пишутся для каждой реакции. С помощью такого уравнения, характеризующего равновесное состояние, можно получить необходимую информацию о количестве требующихся для расчета массы реагирующих веществ, определить отношение молей элементов и молекул, которые при составлении материального баланса должны быть выражены в единицах массы.
При анализе промышленных процессов редко используются стехио - метрические соотношения, так как реакция может протекать не до конца или могут иметь место побочные реакции. И в том и в другом случае при составлении материальных балансов надо учитывать всю массу веществ, принимающих участие в процессе.
При оценке данных относительно процесса, включая химические реакции, важное значение имеют:
• лимитирующий реагент - минимальное количество исходного реагента, необходимого для протекания равновесной реакции;
• избыточный реагент-избыточное количество реагента по сравнению с тем, которое требуется для реакции с лимитирующим реагентом в соответствии с химической реакцией;
• незавершенная реакция - лимитирующий реагент не полностью превращается в продукты реакции;
• конверсия (превращение)-фракция основного реагента (обычно лимитирующего) в потоке сырья, расходуемая на образование продуктов реакции:
Хс = Израсходованный реагент, моли/Реагент в сырье, моли,
Г Индивидуальный продукт, моли/Исходный реагент, моли, Выход = < или
[ Продукт, моли/Израсходованный исходный реагент, моли,
Избирательность = Конечный продукт А, моли/Конечный продукт В, моли;
• инертные вещества-химические компоненты, не принимающие участия в реакциях, например N2 в газификаторах с воздушным дутьем.
В связи со сложностью и многообразием реакций, происходящих при превращении биомассы в топливо, возможно, что нельзя будет написать соответствующие химические уравнения. Однако оценка проектных расчетов может быть сделана на основе данных о конверсии и выходных данных для реагентов и продуктов. Если известно количество поступающего в систему и выходящего из нее материала, то можно составить общий материальный баланс системы.