vestiftИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series1561-83582524-244XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"vestift-239Research ArticleЭНЕРГЕТИКА, ТЕПЛО- И МАССООБМЕНPOWER ENGINEERING, HEAT AND MASS TRANSFERЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ КАРБОНИЗАЦИИ ОКСИДА КАЛЬЦИЯ В ИЗОТЕРМИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХEXPERIMENTHAL STUDY OF CALCIUM OXIDE CARBONATION KINETICS UNDER ISOTHERMAL CONDITIONSМалькоМ. В.MalkoM. V.ipe@bas-net.byВасилевичС. В.VasilevichS. V.ipe@bas-net.byБогачВ. Н.BahachU. M.ipe@bas-net.byДегтеровД. В.DegterovD. V.ipe@bas-net.byИнститут энергетики НАН БеларусиInstitute of Power Engineering of the National Academy of Sciences of Belarus201604082016026673Copyright © Малько М.В., Василевич С.В., Богач В.Н., Дегтеров Д.В., 20162016Малько М.В., Василевич С.В., Богач В.Н., Дегтеров Д.В.Malko M.V., Vasilevich S.V., Bahach U.M., Degterov D.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestift.belnauka.by/jour/article/view/239

Обсуждаются результаты экспериментальных исследований кинетики реакции СаО + СО2 = СаСО2 , выполненные в изотермических условиях при температурах 773, 873, 973 и 1123 К. В опытах пиролизный газ, содержащий примерно 14,5 мас.% СО2 , подавался в реакционную зону, в которой размещался образец отожженного доломита. Степень протекания реакции определялась по приросту массы образца, выдерживаемого при постоянной температуре. Анализ полученных данных показал, что кинетика карбонизации СаО характеризуется наличием типичных для гетерогенных процессов периодов, таких как индукция, ускорение и замедление. Для малых степеней превращения стадией, определяющей скорость суммарного процесса, является химическое взаимодействие СаО и СО2 . Для данной стадии на основании выполненного исследования определены энергия активации (29,6 кДж/моль) и предэкспоненциальный фактор аррениусовской зависимости (0,36·10–1 мин-1 или 6,0·10–3 с-1).

 

The results of experimental studies of kinetics of the reaction CaO + CO2 = CaСО2 performed at isothermal conditions at temperatures of 773, 873, 973 and 1123 K are being discussed. Pyrolysis gas, containing approximately 14.5% vol. of CO2 was fed during the experiments into the reaction zone, which housed the sample of calcinated dolomite. The extent of the reaction was determined from the weight gain of the sample kept at a constant temperature. Analysis of the data has shown that the kinetics of the CaO carbonation reaction is characterized by typical periods of heterogeneous processes, such as periods of induction, reaction acceleration and deceleration. The rate-determining step of the overall process for small degrees of conversion is a chemical reaction of CaO and CO2 . Activation energy and pre-exponential factor of the Arrhenius equation were estimated for this stage on the basis of the performed study. They are 29.6 kJ / mol and 0.36·10–1 min-1 (6.0·10–3 s-1 ) respectively.

 

пиролизный газдиоксид углеродадоломиткинетика карбонизацииэнергия активациипредэкспоненциальный факторpyrolysis gascarbon dioxidedolomitekinetics of the carbonationactivation energypre-exponential factorReferencesBridgwater, A. V. Renewable fuels and chemicals by thermal processing of biomass / A. V. Bridgwater // Chem. Eng. J. – 2003. – Vol. 91. – Р. 87–102.Bridgwater, A. V. Renewable fuels and chemicals by thermal processing of biomass / A. V. Bridgwater // Chem. Eng. J. – 2003. – Vol. 91. – Р. 87–102.Stendardo, S. Carbon dioxide capture with dolomite: a model for gas-solid reaction within the grains of a particulate sorbent / S. Stendardo, P. U. Foscolo // Chem. Eng. Sci. – 2009. – Vol. 64, N 10. – P. 2343–2352.Stendardo, S. Carbon dioxide capture with dolomite: a model for gas-solid reaction within the grains of a particulate sorbent / S. Stendardo, P. U. Foscolo // Chem. Eng. Sci. – 2009. – Vol. 64, N 10. – P. 2343–2352.Hot gas cleaning and upgrading with a calcined dolomite located downstream a biomass fluidized bed gasifier operating with steam-oxygen mixtures / P. Pérez [et al.] // Energy and Fuels. – 1997. – Vol. 11, N 6. – P. 1194–1197.Hot gas cleaning and upgrading with a calcined dolomite located downstream a biomass fluidized bed gasifier operating with steam-oxygen mixtures / P. Pérez [et al.] // Energy and Fuels. – 1997. – Vol. 11, N 6. – P. 1194–1197.Catalytic hot gas cleaning of gasification gas / P. Simell [et al.] // Catalysis Today. – 1996. – Vol. 27, N 1-2. – P. 55–62.Catalytic hot gas cleaning of gasification gas / P. Simell [et al.] // Catalysis Today. – 1996. – Vol. 27, N 1-2. – P. 55–62.Orio, A. Performance of difference dolomites on hot raw gas cleaning from biomass gasification with air / A. Orio, J. Corella and I. Narvaez // Proceedings of Conference on Developments in Thermochemical Biomass Conversion, Banff, Canada, 20–24 May 1996. – 1996. – P. 1144–1150.Orio, A. Performance of difference dolomites on hot raw gas cleaning from biomass gasification with air / A. Orio, J. Corella and I. Narvaez // Proceedings of Conference on Developments in Thermochemical Biomass Conversion, Banff, Canada, 20–24 May 1996. – 1996. – P. 1144–1150.Biomass gasification: Produced Gas Upgrading by In-Bed Use of Dolomit / A. Olivares [et al.] // Industrial & Eng. Chem. Res. – 1997. – Vol. 35. – P. 5220–5226.Biomass gasification: Produced Gas Upgrading by In-Bed Use of Dolomit / A. Olivares [et al.] // Industrial & Eng. Chem. Res. – 1997. – Vol. 35. – P. 5220–5226.Ковалевич, А. И. Лесные ресурсы как возобновляемый энергетический потенциал Беларуси / А. И. Ковалевич // Матер. Междунар. семинара экспертов, Минск, Беларусь, 22–24 февраля 2011. – Минск 2011. – С. 101–114.Ковалевич, А. И. Лесные ресурсы как возобновляемый энергетический потенциал Беларуси / А. И. Ковалевич // Матер. Междунар. семинара экспертов, Минск, Беларусь, 22–24 февраля 2011. – Минск 2011. – С. 101–114.Полезные ископаемые Беларуси: К 75-летию БелНИГРИ / Редкол.: П. З. Хомич [и др.]. – Мн.: Адукацыя і выхаванне, 2002. – С. 395–398.Полезные ископаемые Беларуси: К 75-летию БелНИГРИ / Редкол.: П. З. Хомич [и др.]. – Мн.: Адукацыя і выхаванне, 2002. – С. 395–398.Горная энциклопедия. Т. 1 / Под ред. Е. А. Козловского. – М.: Советская энциклопедия, 1984. – С. 172.Горная энциклопедия. Т. 1 / Под ред. Е. А. Козловского. – М.: Советская энциклопедия, 1984. – С. 172.Сорбент на основе природного доломита для извлечения радионуклидов кобальта / А. И. Ратько [и др.]. // Радиохимия. – 2011. – Т. 53, № 6. – С. 534–537.Сорбент на основе природного доломита для извлечения радионуклидов кобальта / А. И. Ратько [и др.]. // Радиохимия. – 2011. – Т. 53, № 6. – С. 534–537.Lee, D. K. An apparent kinetic model for the carbonation of calcium oxide by carbon dioxide / D. K. Lee // Chem. Eng. J. – 2004. – Vol. 100. – P. 71–77.Lee, D. K. An apparent kinetic model for the carbonation of calcium oxide by carbon dioxide / D. K. Lee // Chem. Eng. J. – 2004. – Vol. 100. – P. 71–77.Rashidi, N. F. The kinetic model of calcination and carbonation of Andara Granosa / N. F. Rashidi, M. Mohamed, S. Yusup // Int. J. Renewab. Energ. Research. – 2012. – Vol. 2, N 3. – P. 497–503.Rashidi, N. F. The kinetic model of calcination and carbonation of Andara Granosa / N. F. Rashidi, M. Mohamed, S. Yusup // Int. J. Renewab. Energ. Research. – 2012. – Vol. 2, N 3. – P. 497–503.Wu, S. F. A kinetic model of Nano-CaO reactions with CO2 in a sorption complex catalyst / S. F. Wu, P. Q. Lan // AIChE Journal. – 2012. – Vol. 58, N 5. – P. 1570–1577.Wu, S. F. A kinetic model of Nano-CaO reactions with CO2 in a sorption complex catalyst / S. F. Wu, P. Q. Lan // AIChE Journal. – 2012. – Vol. 58, N 5. – P. 1570–1577.Экспериментальное исследование кинетики термического разложения белорусских доломитов / М. В. Малько [и др.] // Весцi НАН Беларусi. Сер. фiз. тэхн. навук. – 2015. – № 1. – С. 95–101.Экспериментальное исследование кинетики термического разложения белорусских доломитов / М. В. Малько [и др.] // Весцi НАН Беларусi. Сер. фiз. тэхн. навук. – 2015. – № 1. – С. 95–101.Robie, R. A. Thermodynamic Properties of Minerals and Related Substances at 298.15 K and 1 Bar (105 Pascals) Pressure and at Higher Temperatures / R. A. Robie, B. S. Hemingway. – United States Government Printing Office, Washington, 1995. – P. 470.Robie, R. A. Thermodynamic Properties of Minerals and Related Substances at 298.15 K and 1 Bar (105 Pascals) Pressure and at Higher Temperatures / R. A. Robie, B. S. Hemingway. – United States Government Printing Office, Washington, 1995. – P. 470.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.