Зрідження вугілля - Студопедія
Інтерес до проблеми зрідження вугілля обумовлений тим, що у багатьох випадках задовільної альтернативи рідким видам палива (наприклад, при використанні моторних палив) немає. Більше того, необхідність збільшення використання вугілля для виробництва електроенергії висуває додаткові вимоги щодо охорони навколишнього середовища, що також підвищує інтерес до проблеми отримання “чистого” рідкого палива з вугілля, яке, крім усього іншого, легко зберігати.
У вугіллі співвідношення атомів водню і вуглецю зазвичай менше одиниці, тоді як у паливах нафтового типу це співвідношення (залежно від виду) коливається від 1,5 до 2. Перетворення вугілля на рідке паливо вимагає складних хімічних перетворень із введенням у хімічний склад одержуваного продукту додаткового водню та одночасним винятком з нього кисню, сірки та азоту.
Існують три основні способи отримання рідкого палива з вугілля: піроліз, гідрогенізація та газифікація вугілля з подальшою переробкою синтетичного газу в рідке паливо із застосуванням методу "Фішера - Тропша" або інших технологій. У всіх перерахованих способах необхідна присутність водню: або в самому процесі (як при гідрогенізації), або згодом (як при піролізі та газифікації) для збагачення продукту, що спочатку отримується з вугілля.
Гідрогенізація. Розроблювані в даний час методи виробництва рідкого палива з вугілля прямою гідрогенізацією можна поділити на дві групи - каталітичні та некаталітичні способи. Великий досвід застосування обох способів є у ФРН. Промислове застосування гідрогенізації в 20-х роках у США дозволило встановити, що даний процес (якщо він ведеться під тиском) дозволяє значно збільшити кількість іпокращити якість моторного палива при рафінуванні сирої нафти. Перші дві промислові установки для цих цілей були введені в експлуатацію в США у 1930 та 1931 роках. фірмою "Стандарт Ойл оф Нью Джерсі" (нині "Ексом"). Під час Другої світової війни в Німеччині на вугіллі та вугільних смолах за технологією "Бергіус-П'єр" в експлуатації знаходилися 12 каталітичних гідрогенізаційних установок річною потужністю 4 млн. т, що становило одну третину всієї потреби Німеччини в паливній нафті, яка використовувалася в основному для автотранспорту та авіації.
Після війни ці установки припинили своє існування через появу на світовому ринку дешевих нафтопродуктів. Нині промислових вугільних гідрогенізаційних установок немає. Однак у різних країнах ведуться інтенсивні дослідження з розробки великої кількості каталітичних та некаталітичних способів гідрогенізації.
Метою зрідження вугілля за допомогою прямого каталітичного методу гідрогенізації є виробництво рідкого продукту, який можна безпосередньо використовувати як важку паливну нафту або сировину (синтетичну сиру нафту) з подальшим його очищенням до рідких моторних палив. Цей процес вимагає застосування каталізаторів та протікає при значно вищому тиску, ніж при некаталітичній технології.
У початковій технології "Бергіуса" застосовувався надзвичайно високий тиск (до 700'10 5 Па), а в останніх розробках процес протікає в менш жорстких умовах, але установок значно збільшився, а споживання водню знизилося. У процес ведеться з використанням дорогих каталізаторів, які після завершення процесу витягуються для регенерації і наступного вторинного використання; у ФРН розроблено технологію застосування дешевихкаталізаторів.
У ФРН дослідження у цій галузі досягли стадії промислових випробувань на дослідній установці споживаючої потужністю 200 т/добу. Характеристики дешевих каталізаторів дозволили значно знизити робочий тиск процесу і нині почалося детальне опрацювання промислової установки.
Другим способом каталітичної гідрогенізації, що користується підвищеним інтересом, є процес розчинення (фірма "Ексом"), основна мета якого - уникнути ускладнень, що обумовлюються прямим контактом каталізатора з вугіллям, і відокремити рідкий продукт від твердого залишку. При даному процесі видобутий водневий розчинник піддається впливу каталізатора, а отримана сполука вступає в реакцію з вугіллям при підвищених температурі та тиску. В даний час завершується будівництво дослідної установки споживаючою потужністю 300 т/добу.
Технологія "Фішера - Тропша". Технологія виробництва рідкого палива "Фішера - Тропша", заснована на переробці синтетичного газу, отриманого з вугілля, використовувалася під час Другої світової війни в Німеччині. До кінця війни там працювали 9 установок за цією технологією, в Японії – чотири, у Франції та Маньчжурії – по одній.
Чи не знайшли те, що шукали? Скористайтеся пошуком: