輸送碳回收【機械工程】(二氧化碳工業(yè)制乙醇過程)

碳回收工程(二氧化碳工業(yè)制乙醇過程)作者：江鈴控股有限公司潘俊真外一、平衡點狀態(tài)假設(shè)如果我們要找到這個化學方程式的平衡點，那么我們需要始終保證該化學反應(yīng)的初態(tài)和終態(tài)不變，因此我們假設(shè)該反應(yīng)在一個恒溫、定壓且不與外界發(fā)生熱交換的容器內(nèi)進行。100KPa(一個標準大氣壓)，同時設(shè)該容器此時的體積為110ml(根據(jù)標準大氣壓和常溫下氣體體積為22.4L/mol換算而來，對于常溫下的液態(tài)物質(zhì)可能有一定誤差)。 我我們已知乙醇的燃燒熱值為1366.8kJ/mol(1366.8kJ/46g)。因此我們的初態(tài)氣體的體積約為140ml，氣體壓力為100KPa(一個標準大氣壓)，氣體的溫度為100度(373K)。 故在化學反應(yīng)的終態(tài)，氣體(理想氣體)的狀態(tài)為：氣壓100KPa，體積0.0134m3，溫度：373K,成分：水蒸氣和二氧化碳(實際上物質(zhì)化學反應(yīng)前后混由于在整個氣態(tài)變化的過程中，燃燒產(chǎn)生的熱量被氣體的體積變化(氣體勢能)完全吸收，同時PV/T=C。因此，我們可以通過這一個假設(shè)的氣體狀態(tài)去尋找任何一個現(xiàn)實生活我們可以改變外界條件，讓化學反應(yīng)沿著我們需要的方向進行。4、實際情況由于為了保證燃燒在整個反應(yīng)中是閉環(huán)的(物質(zhì)和能量都沒有散失)，我們在理想氣體下，體積變化率為123倍，此時由于分子勢能以及溫度(分子動能)等現(xiàn)實情況向反應(yīng)是釋放熱量的。讓我們來看一下這個熱量釋放的能量密度：46mg的乙醇就可以產(chǎn)生讓我們再次進行一個假設(shè)！如過我們將一份的乙醇和三份的氧氣至于完全密閉的容器在長期的生活體驗中，我們始終認為乙醇燃燒是自然的，而二氧化碳和水結(jié)合是不可能的， 衡狀態(tài)的等效分析(系統(tǒng)的熵不發(fā)生任何改變)。我們是可以在現(xiàn)有的技術(shù)基礎(chǔ)上創(chuàng)造處這個化學反應(yīng)的逆條件的！3、逆反應(yīng)的條件通過等效分析我們找到了一個可能的逆條件(其實只要保證平衡假設(shè)中終態(tài)的氣體PV/T壓力為1MPa，溫度為373K(100度)以上時，我們將二氧化碳和水蒸氣置入其中，最終形和氧氣，但是請記住，當化學反應(yīng)逆向進行時，他是需要吸熱的，需要大量吸熱(46g乙醇的g會進行，接下來我要做的就是：發(fā)明這個方法，記得不要走開哦！4、化學反應(yīng)進行方向在化學反應(yīng)進行方向圖(P恒定)中，我們有A、B、C、D四個狀態(tài)(見下圖圖示)，A、常溫常壓下，乙醇被點燃釋放熱量形成高溫時的狀態(tài)；B、(E)混合氣系統(tǒng)內(nèi)總熵不變的假設(shè)狀態(tài)(我們可以由此推導(dǎo)出適合工業(yè)生產(chǎn)的狀態(tài)，C、常溫下反應(yīng)后要達到的穩(wěn)定狀態(tài)，成分為二氧化碳和水；D、在平衡狀態(tài)時(氣體成分為二氧化碳和水蒸氣)強制給以高溫和(同時適當提高壓合成乙醇后的穩(wěn)定氣體狀態(tài)。T1500KAEK通過高溫是反應(yīng)向逆方向進行均不產(chǎn)生化學移動DB溫度勢能促使正反應(yīng)進293KC反應(yīng)進行方向圖mV三、從二氧化碳到乙醇的工業(yè)化生產(chǎn)1、為什么選擇乙醇進行分析當氫氣燃燒時從化學反應(yīng)方程式可知：3份氣體產(chǎn)生2份氣體(1MPa，373K條件下，或者氣體水為氣態(tài)的化學平衡條件下)；當甲烷燃燒時3份氣體產(chǎn)生3份氣體；當甲醇燃燒時5氣體體積減少的比例最大，為1.25倍(有利于壓強的降低)。所以，如果我們增大平衡點易實現(xiàn)收集和利用。自己正置身汽車發(fā)動機的燃燒室水，但是我們的物質(zhì)狀態(tài)仍然是比較穩(wěn)定的(需要吸收能量)，比如：水依然是水，二氧化碳依然是二氧化碳，只有ppm級的乙醇。因為，在這個狀態(tài)下發(fā)生制取乙醇的化學反反應(yīng)，因為它不但可以實現(xiàn)碳排放的回收，還成物，他們分別是水和二氧化碳，同時水和二氧化碳結(jié)合生產(chǎn)乙醇需要吸收巨大的能量： 1366.8kJ/mol。當我們利用火花塞放電時，此時在放電周圍將出現(xiàn)瞬間高溫對這兩種物質(zhì)加氣產(chǎn)生。由于起初產(chǎn)生的乙醇氣體和氧氣比較稀薄，在加上“自然條件”下他們已經(jīng)失去反合氣體排出分離出乙醇。3、微觀分析圓圈內(nèi)的火花塞周圍的氣體看成是一個密閉的狀態(tài)，他們處在一個虛擬的“密閉容器”中，以到達1500度，我們?nèi)≈虚g值，如果需要我們還可以更大的提高放電值)，這個狀態(tài)遠遠高在的兩種氣體能夠結(jié)合成氮氧化合物，這也是因為在閃電周圍(微觀)形成了極限條件。而我們這個人造的極限條件要比這個反應(yīng)所需條件高5-6倍，所以這個逆反應(yīng)的進行時必然4、模型的風險修正該模型的一處風險就是，也許我們可以得到1.5MPa、373k條件下的二氧化碳(這個條么辦？如果那樣的話我們只能讓二氧化碳先存在與容器中，然后在火花塞放電時將水以霧狀力，尋找一個最適合的反應(yīng)點。四、工