The cycling of energy and substance of the limestone

Authors

  • V.S. Engel'sht Institute of Physicotechnical Problems and Materials Science of National Academy of Sciences, Kyrgyz Republic, Bishkek
  • V.J. Muratalieva Kyrgyz State Technical University, Bishkek

DOI:

https://doi.org/10.18321/

Keywords:

energy, limestone, software system, synthesis, dissociation

Abstract

The thermodynamic analysis (program system TERRA) of the synthesis and expansion of the limestone had been conducted at a pressure р = 10-10 – 100 MPa. Expansion of the limestone СаСО3(с) = СаО (с) + СО2. The temperature of dissociation varies from Тdiss = 537,1 К (р = 10-10 MPa) till Тdiss = 1155,8К (р = 0,1 MPa) and Тdiss = 2193,1 К (р = 100 MPa). At a temperature 1602-1604 К and р = 12,6–100 MPa is melted СаСО3(с), Qpl 320 kJ/kg. The heat of the chemical reaction equals Qchr 1778 kJ/kg and does not depend on pressure. The energy balance: I = H + Qchr, where I – accretion of enthalpy, H – enthalpy. Synthesis of the limestone СаО(с) + СО2 = СаСО3(с). An exothermic reaction takes place. The adiabatic temperature decreases with decreasing pressure Тad = 1603,1 К (р = 100 MPa), till Тad  = 1155,8К (р=0,1MPa) and Тad = 537,1 К (р = 10-10MPa). The synthesis is completed at a pressure of more than 12,6 MPa and temperature Тad = 1603К. With the increasing pressure, the heat of chemical reaction increases reaching a maximum value Qchr = 1778 kJ/kg at р = 12,6MPa and over. When melting there is an energy balance performed Qchr = H + Qml. Synthesis of the limestone СаО(с) + СО2(f) = СаСО3(с), СО2(f) – «dry ice». When using the "dry ice" for a fixed volume increases pressure by sublimation and is further burning it with lime. Adiabatic temperature, enthalpy and the heat of the chemical reaction differs insignificantly during the transition from the gas СО2(g) to the condensed СО2(f). The content of СаСО3(с) in the products is increased. The heat that is released compensates the costs for sublimation. Applying the «dry ice» can eliminate the need for compressing the carbon dioxide. The successive endo- and exothermic reactions cause the cycling of energy and substance of the limestone.

References

Ксензенко В.И., Стасиневич Д.С. Кальция карбонат. В кн.: Химическая энциклопедия. Т. 2 / Под ред. Кнунянц И.Л. М.: Сов. энцикл., 1990. С. 297.

Романьков Ю.И. Углерода двуокись. В кн.: Химическая энциклопедия. Т. 5 / Под ред. Кнунянц И.Л. М.: Сов. энцикл., 1967. С. 314.

(1) Трусов Б.Г. Программная система TERRA для моделирования фазовых и химических равновесий в плазмохимических системах. В сб.: 3-й международный симпозиум по теоретической и прикладной плазмохимии. Иваново, 2002. С. 217–220.

(2) Энгельшт В.С., Балан Р.К. Химическая термодинамика парокислородной газификации графита. Теплофизика высоких температур, 2011, Т. 49, № 5, С. 1–8.

(3) Энгельшт В.С., Балан Р.К., Антонова Н.М. Термодинамический анализ сжигания кремния. Вестник КНУ им. Ж. Баласагына. Серия 3, Вып. 3. Бишкек, 2005. С. 43–48.

(4) Энгельшт В.С., Балан Р.К. Экзотермический эффект при взаимодействии азота с кремнием. В сб.: Международный семинар «Проблемы моделирования и развития технологии получения керамики». Бишкек: КРСУ, 2005. С. 53–61.

(5) Энгельшт В.С., Мураталиева В.Ж. Экзотермический эффект при взаимодействии оксидов кальция и кремния. Теплофизика высоких температур, 2013, Т. 51, № 5, С. 717–723.

(6) Энгельшт В.С., Мураталиева В.Ж. Сжигание углекислого газа с известью. Горение и плазмохимия, 2012, Т. 10, № 3, С. 233–239.

(7) Гурвич Л.В., Вейц И.В., Медведев В.А. и др. Термодинамические свойства индивидуальных веществ: Справочное издание. Т. 1, Кн. 1. М.: Наука, 1978–1982.

(8) Хоффман Е. Энерготехническое использование угля. М.: Энергоатомиздат, 1983. 328 с.

(9) Бутт Ю.М. Цементы. В кн.: Химическая энциклопедия. Т. 5 / Под ред. Кнунянц И.Л. М.: Сов. энцикл., 1967. С. 803.

(9) Энгельшт В.С., Мураталиева В.Ж. Удаление углекислого газа волластонитом из газовых смесей. Теплофизика и аэромеханика, 2013, Т. 20, № 3, С. 355–357.

(10) Гречко А.В., Денисов В.Ф., Калнин Е.И. О новой отечественной технологии переработки твердых бытовых отходов в барботируемом расплаве шлака (в печи Ванюкова). Энергетика, 1996, № 12, С. 15–17.

Downloads

Published

2013-08-15

How to Cite

Engel'sht, V., & Muratalieva, V. (2013). The cycling of energy and substance of the limestone. Combustion and Plasma Chemistry, 11(3), 217-233. https://doi.org/10.18321/