第五章还原反应 域是CO2的稳定区。相反,曲线以下的区域是C0的稳定区。 3.碳在空气中的不完全燃烧 当C作为燃料时,作为助燃的空气必须过量,C将全部燃烧成COz,这时C完全燃烧,示意表示为 C+O2(过量)[N2]-C02[NO2] 岀C既作为燃料又作为还原剂时,C过量而空气不足,燃烧产物既有COz,又有CO,C不完全燃烧 示意表示为 C(过量)+02[N2]→xCO+yCO2N2 生成CO2和CO的相对数量(xy之比)取决于碳的气化反应的平衡,即取决于温度和总压。为了推 导碳在空气中不完全燃烧时,气相平衡成分与温度和总压的关系式,需要建立以下关系式: 反应平衡气相产物中 %CO+%CO2+%N,=100 由于平衡成分取决于气化反应,故 %cO Pa) 100 (%CO)2 %cO %ocO Pa) Po 由于气相中除C0、CO2外还存在N2,故还需建立一关系式,根据反应前后物质的原子数不变的规 律,煅烧前空气中摩尔原子数之比 ‰N n空气 2 100 而燃烧产物中 100 )·∑n 100 100 2(%C02)+(%0) 燃烧产物中n/n应与空气中相等,故产物中 联解式(5-3)、(5-4)、(5-5): 由式(5-4) (%C0)2 (5-6)第五章 还原反应 96 域是CO2的稳定区。相反，曲线以下的区域是CO的稳定区。 3．碳在空气中的不完全燃烧 当C作为燃料时，作为助燃的空气必须过量，C将全部燃烧成CO2，这时C完全燃烧，示意表示为： C+O2(过量)[N2]---ÆCO2[NO2] 当C既作为燃料又作为还原剂时，C过量而空气不足，燃烧产物既有CO2，又有CO，C不完全燃烧， 示意表示为： C（过量）+O2[N2]→χCO+yCO2[N2] 生成CO2和CO的相对数量（x,y之比）取决于碳的 气化反应的平衡，即取决于温度和总压。为了推 导碳在空气中不完全燃烧时，气相平衡成分与温度和总压的关系式，需要建立以下关系式： 反应平衡气相产物中 %CO+%CO2+%N2=100 (5-3) 由于平衡成分取决于气化反应，故 %CO P2 CO （--------·P总）2 100 （ %CO）2 P总 K（气） P =------------------ = ---------------------------= -------------· ------------ （5-4） %CO2 %CO2 100 P0 PCO2·P0 （--------------- ·P总）P0 100 由于气相中除CO、CO2外还存在N2，故还需建立一关系式，根据反应前后物质的原子数不变的规 律，煅烧前空气中摩尔原子数之比 %N2 ---------·∑n空气 nN 2nN2 100 %N2 79 ---- - = ---------- = ----------------------- = ------ = ----- nO 2no2 %O2 %O2 21 ---------·∑n空气 100 而燃烧产物中 %N2 2(---------)·∑n产物 nN 2nN2 100 ---- - = ----------------- = -------------------------------------------------- nO 2nco2+ ncO %CO2 %CO 2（---------）·∑n产物+ -----·∑n产物 100 100 2（%N2） =---------------------------------------- 2（%CO2）+（%CO） 燃烧产物中nN//nO应与空气中相等，故产物中 2（%N2） ---------------------------------------- = 79/21 (5-5) 2（%CO2）+（%CO） 联解式（5-3）、（5-4）、（5-5）： 由式（5-4） （%CO）2 P总 %CO2 =---------------------·------- (5-6) 96