เรียกร้อง
1. วิธีการทำให้ถ่านหินเป็นของเหลวโดยตรงซึ่งรวมถึงขั้นตอนต่อไปนี้:
(1) การเตรียมสารละลายถ่านหินจากถ่านหินดิบและตัวเร่งปฏิกิริยา
(2) ผสมสารละลายถ่านหินกับไฮโดรเจนและเตรียมส่วนผสมก่อน จากนั้นจึงจ่ายไปยังระบบปฏิกิริยาเพื่อทำปฏิกิริยาเหลว
(3) การแยกผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาที่ถอนออกจากเครื่องปฏิกรณ์ในตัวแยก (9, 10) เพื่อสร้างเฟสของเหลวและเฟสแก๊ส โดยที่เฟสของเหลวจะถูกแยกส่วนในคอลัมน์กลั่น (11) ที่ความดันบรรยากาศเพื่อให้ได้ ผลิตภัณฑ์ในรูปของเศษเชื้อเพลิงดีเซลและผลิตภัณฑ์ที่เหลือ
(4) ป้อนผลิตภัณฑ์ที่เหลือในคอลัมน์ความดันบรรยากาศไปยังคอลัมน์กลั่นสุญญากาศ (12) เพื่อแยกเป็นกลั่นและสารตกค้าง
(5) ผสมเศษส่วนของเชื้อเพลิงดีเซลและสารกลั่นเพื่อสร้างส่วนผสม จากนั้นป้อนส่วนผสมไปยังเครื่องปฏิกรณ์ไฮโดรโพรเซสซิงสำหรับกระบวนการไฮโดรโพรเซสซิงแบบบังคับหมุนเวียน (13) เพื่อดำเนินการตามกระบวนการไฮโดรจิเนชัน
(6) การแยกส่วนผลิตภัณฑ์ไฮโดรจิเนชันให้เป็นผลิตภัณฑ์น้ำมันและตัวทำละลายผู้บริจาคไฮโดรเจนที่นำกลับมาใช้ใหม่เป็นขั้นตอน (1)
2. วิธีการตามข้อถือสิทธิข้อที่ 1 ซึ่งในขั้นที่ (1) มีการดำเนินการดังต่อไปนี้
(ก) การแปลงถ่านหินดิบให้เป็นผงถ่านหินที่มีขนาดอนุภาคที่กำหนดหลังจากการทำให้แห้งและบดถ่านหินดิบในเครื่องปรับสภาพ (b) การบำบัดวัตถุดิบของตัวเร่งปฏิกิริยา (3) และผงถ่านหินในเครื่องมือเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยา (4) เพื่อให้ได้ผงตัวเร่งปฏิกิริยาที่ทำให้เป็นของเหลวถ่านหินที่ละเอียดมาก (c) การผสมในอุปกรณ์ (5) สำหรับการเตรียมสารละลายของตัวเร่งปฏิกิริยาการทำให้เป็นของเหลวของถ่านหินและผงถ่านหินที่มีตัวทำละลายไฮโดรเจนให้ (16) เพื่อสร้างสารละลายถ่านหิน
3. วิธีการตามข้อถือสิทธิข้อที่ 1 ที่ซึ่งขั้นตอนของปฏิกิริยาการทำให้เป็นของเหลวของถ่านหินประกอบด้วยขั้นตอนต่อไปนี้:
(a) ป้อนสารละลายถ่านหินหลังจากผสมกับไฮโดรเจน (6) และอุ่นลงในเครื่องปฏิกรณ์ฟลูอิไดซ์เบดเครื่องแรก (7) โดยมีการบังคับหมุนเวียนเพื่อทำปฏิกิริยาทำให้เป็นของเหลวเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาที่ออกจากเครื่องปฏิกรณ์ (b) ป้อนผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาออกจากเครื่องปฏิกรณ์ฟลูอิไดซ์เบดเครื่องแรก (7) หลังจากผสมกับไฮโดรเจน ไปยังเครื่องปฏิกรณ์ฟลูอิไดซ์เบดที่สอง (8) โดยมีการหมุนเวียนแบบบังคับเพื่อดำเนินการต่อปฏิกิริยาการทำให้เป็นของเหลว เครื่องปฏิกรณ์ฟลูอิไดซ์เบดดังกล่าวทำงานที่ปฏิกิริยาต่อไปนี้ เงื่อนไข: อุณหภูมิปฏิกิริยา 430-465 ° C; ความดันปฏิกิริยา 15-19 MPa; อัตราส่วนของปริมาณก๊าซและของเหลว 600-1000 nl / kg; อัตราปริมาตรของสารแขวนลอยถ่านหิน 0.7-1.0 t/m3 h; ระดับของการเพิ่มตัวเร่งปฏิกิริยา Fe/ถ่านหินแห้ง = 0.5-1.0 wt.%
4. วิธีการตามข้อถือสิทธิข้อที่ 1 ซึ่งในขั้นที่ (3) มีการดำเนินการดังต่อไปนี้
(a) ป้อนกระแสของผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาเข้าไปในเครื่องแยกอุณหภูมิสูง (9) เพื่อแยกออกเป็นเฟสแก๊สและเฟสของเหลว ในขณะที่อุณหภูมิในตัวแยกอุณหภูมิสูงจะคงอยู่ที่ 420 องศาเซลเซียส
(b) การป้อนเฟสของก๊าซจากเครื่องแยกอุณหภูมิสูง (9) ไปยังเครื่องแยกอุณหภูมิต่ำ (10) สำหรับการแยกก๊าซและของเหลวเพิ่มเติม ในขณะที่อุณหภูมิในตัวแยกอุณหภูมิต่ำจะคงอยู่ที่อุณหภูมิห้อง
5. วิธีการตามข้อถือสิทธิข้อที่ 2 ซึ่งใช้ -FeOOH เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาการทำให้เป็นของเหลว อนุภาคที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 20-30 นาโนเมตร และความยาว 100-180 นาโนเมตร และตัวเร่งปฏิกิริยามีกำมะถันในอัตราส่วนโมลาร์ ของ S/Fe=2
6. วิธีการตามข้อถือสิทธิที่ 1 ซึ่งทำปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชันในขั้นตอนที่ (5) ภายใต้เงื่อนไขต่อไปนี้: อุณหภูมิของปฏิกิริยา 330-390 องศาเซลเซียส; ความดันปฏิกิริยา 10-15 MPa; อัตราส่วนของปริมาณก๊าซและของเหลว 600-1000 nl / kg; ความเร็วอวกาศ 0.8-2.5 h-1
7. วิธีการตามข้อถือสิทธิข้อที่ 1 ที่ซึ่งตัวทำละลายผู้บริจาคไฮโดรเจนที่นำกลับมาใช้ใหม่คือผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมเหลวที่เติมไฮโดรเจนที่มีจุดเดือดในช่วง 220-450 องศาเซลเซียส
8. ดำเนินการตามข้อถือสิทธิข้อที่ 1 ที่ซึ่งสารตกค้างในคอลัมน์กลั่นสุญญากาศ (12) มีปริมาณของแข็งอยู่ที่ 50-55% โดยน้ำหนัก
9. วิธีการตามข้อถือสิทธิข้อที่ 1 โดยที่ส่วนผสมของเศษเชื้อเพลิงดีเซลออกจากคอลัมน์ความดันบรรยากาศและการกลั่นจากคอลัมน์สุญญากาศมีจุดเดือด C 5 ในช่วง 530 องศาเซลเซียส
10.กระบวนการตามข้อถือสิทธิที่ 1 ที่ซึ่งเครื่องปฏิกรณ์ประมวลผลด้วยไฮโดรโพรเซสซิ่งเบดแบบบังคับหมุนเวียน (13) เป็นเครื่องปฏิกรณ์ภายใน ซึ่งติดตั้งปั๊มหมุนเวียนไว้ใกล้กับด้านล่างของเครื่องปฏิกรณ์ และสามารถเปลี่ยนตัวเร่งปฏิกิริยาในเครื่องปฏิกรณ์ระหว่างการทำงานได้
เรียกร้อง
1. วิธีการเผาถ่านหิน รวมทั้งทำให้แห้ง บดให้ละเอียด ผสมถ่านหินบดกับการไหลของก๊าซที่มีออกซิเจนโดยตรงและการเผาไหม้ โดยมีลักษณะเฉพาะคือ ถ่านหินพื้นจะได้รับความร้อนที่อุณหภูมิกึ่งโค้กที่ อย่างน้อย 500 ° C ไฮโดรคาร์บอนของก๊าซระเหยจะถูกปล่อยออกมาซึ่งแบ่งออกเป็นเศษส่วนของของเหลวและก๊าซโดยการควบแน่นและกึ่งโค้กที่ได้จากการให้ความร้อนกับถ่านหินพื้นดินผสมกับการไหลของก๊าซที่มีออกซิเจนโดยตรงและเผา
2. วิธีการตามข้อถือสิทธิข้อที่ 1 ซึ่งมีลักษณะเด่นตรงที่การอบแห้งถ่านหินพื้นจะดำเนินการพร้อมกันกับการบดถ่านหิน
3. วิธีการตามข้อถือสิทธิข้อที่ 1 มีลักษณะเฉพาะว่าถ่านหินที่โม่แล้วถูกให้ความร้อนที่อุณหภูมิกึ่งโค้กโดยการผสมกับตัวพาความร้อนที่เป็นก๊าซ
4. วิธีการตามข้อถือสิทธิข้อที่ 1 ซึ่งมีลักษณะเฉพาะคือถ่านหินบดถูกให้ความร้อนที่อุณหภูมิกึ่งโค้กโดยผสมกับตัวพาความร้อนที่เป็นของแข็งซึ่งมีอุณหภูมิ 800-1300 องศาเซลเซียส
5. วิธีการตามข้อถือสิทธิข้อที่ 3 ซึ่งมีลักษณะเด่นตรงที่ว่าตัวพาความร้อนที่เป็นก๊าซคือก๊าซที่ก่อตัวขึ้นระหว่างการเผาไหม้ของก๊าซไฮโดรคาร์บอนที่ระเหยง่ายได้ส่วนหนึ่งเป็นอย่างน้อย
6. วิธีการตามข้อถือสิทธิข้อที่ 3 ซึ่งมีลักษณะเด่นตรงที่ว่าสารหล่อเย็นที่เป็นก๊าซคือก๊าซที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้ของสารกึ่งโค้กที่เกิดขึ้นอย่างน้อยส่วนหนึ่ง
7. วิธีการตามข้อถือสิทธิข้อที่ 4 ซึ่งมีลักษณะเฉพาะที่ว่าตัวพาความร้อนที่เป็นของแข็งเป็นผลกึ่งโค้ก
8. วิธีการตามข้อถือสิทธิข้อที่ 4 มีลักษณะเฉพาะว่าตัวพาความร้อนที่เป็นของแข็งคือทรายควอทซ์
9. วิธีการตามข้อถือสิทธิข้อที่ 4 ซึ่งมีลักษณะเฉพาะที่ว่าตัวพาความร้อนที่เป็นของแข็งเป็นวัสดุที่กระจายตัวด้วยเซรามิก
10. วิธีการตามข้อถือสิทธิข้อที่ 4 มีลักษณะเฉพาะว่าตัวพาความร้อนที่เป็นของแข็งคือถ่านหิน
11. วิธีการตามข้อถือสิทธิข้อที่ 4 ที่มีลักษณะเฉพาะคือตัวพาความร้อนที่เป็นของแข็งคือออกไซด์ของสารอนินทรีย์ที่มีขนาดเศษส่วน 0.5-5 มม.
12. วิธีการตามข้อถือสิทธิข้อที่ 9 หรือ 10 หรือ 12 ที่มีลักษณะเฉพาะคือสารหล่อเย็นหลังการใช้งานถูกแยกออกจากสารกึ่งโค้กโดยการกรอง
13. วิธีการตามข้อถือสิทธิข้อที่ 1 ซึ่งแสดงคุณลักษณะโดยที่เศษส่วนของก๊าซของไฮโดรคาร์บอนที่ระเหยง่ายถูกเผาไหม้ทั้งหมดหรือบางส่วน
14. วิธีการตามข้อถือสิทธิข้อที่ 13 ซึ่งมีลักษณะเฉพาะว่าเศษก๊าซของไฮโดรคาร์บอนที่ระเหยได้นั้นถูกทำให้บริสุทธิ์จากสารที่มีกำมะถันก่อนการเผาไหม้
15. วิธีการตามข้อถือสิทธิข้อที่ 1 มีลักษณะเฉพาะในการให้ความร้อนของถ่านหินบดที่อุณหภูมิกึ่งโค้กในห้องวอร์เท็กซ์โดยผสมกับก๊าซร้อน
คำตอบของวรรค 19
1. คุณรู้แหล่งธรรมชาติหลักของไฮโดรคาร์บอนอะไร น้ำมัน ก๊าซธรรมชาติ หินดินดาน ถ่านหิน
2. ก๊าซธรรมชาติมีองค์ประกอบอย่างไร? แสดงแหล่งแร่ที่สำคัญที่สุดบนแผนที่ทางภูมิศาสตร์: ก) ก๊าซธรรมชาติ; ต้ม; ค) ถ่านหิน
3. ก๊าซธรรมชาติมีข้อดีเหนือเชื้อเพลิงชนิดอื่นอย่างไร? ก๊าซธรรมชาติใช้ในอุตสาหกรรมเคมีเพื่อวัตถุประสงค์ใด ก๊าซธรรมชาติ เมื่อเทียบกับแหล่งไฮโดรคาร์บอนอื่น ๆ แล้ว แยก ขนส่ง และแปรรูปได้ง่ายที่สุด ในอุตสาหกรรมเคมี ก๊าซธรรมชาติถูกใช้เป็นแหล่งของไฮโดรคาร์บอนที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ
4. เขียนสมการปฏิกิริยาเพื่อให้ได้ ก) อะเซทิลีนจากมีเทน b) ยางคลอโรพรีนจากอะเซทิลีน c) คาร์บอนเตตระคลอไรด์จากมีเทน
5. อะไรคือความแตกต่างระหว่างก๊าซปิโตรเลียมที่เกี่ยวข้องและก๊าซธรรมชาติ ก๊าซที่เกี่ยวข้องคือไฮโดรคาร์บอนระเหยง่ายที่ละลายในน้ำมัน การแยกตัวเกิดขึ้นจากการกลั่น ต่างจากก๊าซธรรมชาติตรงที่สามารถปล่อยออกมาได้ในทุกระยะของการพัฒนาแหล่งน้ำมัน
6.อธิบายผลิตภัณฑ์หลักที่ได้จากก๊าซปิโตรเลียมที่เกี่ยวข้อง ผลิตภัณฑ์หลัก: มีเทน อีเทน โพรเพน เอ็น-บิวเทน เพนเทน ไอโซบิวเทน ไอโซเพนเทน เอ็น-เฮกเซน เอ็น-เฮปเทน เฮกเซน และไอโซเมอร์เฮปเทน
7. ตั้งชื่อผลิตภัณฑ์น้ำมันที่สำคัญที่สุด ระบุองค์ประกอบและขอบเขตการใช้งาน
8. น้ำมันหล่อลื่นชนิดใดที่ใช้ในการผลิต น้ำมันเกียร์ น้ำมันอุตสาหกรรม น้ำมันตัดกลึงสำหรับเครื่องจักร ฯลฯ
9. การกลั่นน้ำมันดำเนินการอย่างไร?
10. การแตกร้าวของน้ำมันคืออะไร? สร้างสมการสำหรับปฏิกิริยาของการแยกไฮโดรคาร์บอนและในกระบวนการนี้
11. เหตุใดจึงเป็นไปได้ที่จะได้รับน้ำมันเบนซินไม่เกิน 20% ในระหว่างการกลั่นน้ำมันโดยตรง เพราะเนื้อหาของเศษน้ำมันเบนซินในน้ำมันมีจำกัด
12. การแตกร้าวด้วยความร้อนและการแตกตัวเร่งปฏิกิริยาต่างกันอย่างไร? ให้คำอธิบายของน้ำมันเบนซินของการแตกตัวเร่งปฏิกิริยาและตัวเร่งปฏิกิริยาในการแตกด้วยความร้อนจำเป็นต้องให้ความร้อนแก่สารตั้งต้นที่อุณหภูมิสูงในการแตกตัวเร่งปฏิกิริยาการแนะนำตัวเร่งปฏิกิริยาช่วยลดพลังงานกระตุ้นของปฏิกิริยาซึ่งสามารถลดปฏิกิริยาได้อย่างมาก อุณหภูมิ.
13. เราจะแยกแยะความแตกต่างระหว่างน้ำมันเบนซินที่มีรอยแตกกับน้ำมันตรงได้อย่างไร? ทนทานต่อการระเบิดและแนะนำให้ใช้กับเครื่องยนต์สันดาปภายใน
14. aromatization ของน้ำมันคืออะไร? เขียนสมการปฏิกิริยาที่อธิบายกระบวนการนี้
15. ผลิตภัณฑ์หลักที่ได้จากถ่านโค้กมีอะไรบ้าง แนฟทาลีน แอนทราซีน ฟีแนนทรีน ฟีนอล และน้ำมันถ่านหิน
16. ผลิตโค้กอย่างไรและใช้งานที่ไหน โค้กเป็นผลิตภัณฑ์ของแข็งมีรูพรุนสีเทาที่ได้จากถ่านหินโคโค้กที่อุณหภูมิ 950-1100 โดยไม่มีออกซิเจน ใช้สำหรับการถลุงเหล็ก เป็นเชื้อเพลิงไร้ควัน สารรีดิวซ์แร่เหล็ก และผงฟูสำหรับวัสดุที่มีประจุไฟฟ้า
17. ผลิตภัณฑ์หลักที่ได้รับคืออะไร: ก) จากน้ำมันถ่านหิน b) จากน้ำทาร์; c) จากเตาถ่านโค้ก? พวกเขาจะนำไปใช้ที่ไหน? สารอินทรีย์ใดบ้างที่สามารถหาได้จากเตาถ่านโค้ก ก) เบนซิน โทลูอีน แนฟทาลีน - อุตสาหกรรมเคมี b) แอมโมเนีย ฟีนอล กรดอินทรีย์ - อุตสาหกรรมเคมี c) ไฮโดรเจน มีเทน เอทิลีน - เชื้อเพลิง
18. ระลึกถึงวิธีหลักทั้งหมดในการรับอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน อะไรคือความแตกต่างระหว่างวิธีการรับอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนจากผลิตภัณฑ์ถ่านโค้กของถ่านหินและน้ำมัน? เขียนสมการของปฏิกิริยาที่สอดคล้องกันซึ่งต่างกันในวิธีการได้มา: การกลั่นน้ำมันเบื้องต้นขึ้นอยู่กับความแตกต่างในคุณสมบัติทางกายภาพของเศษส่วนต่างๆ และถ่านโค้กนั้นขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางเคมีของถ่านหินล้วนๆ
19. อธิบายว่าในกระบวนการแก้ปัญหาพลังงานในประเทศจะปรับปรุงวิธีการแปรรูปและการใช้ทรัพยากรไฮโดรคาร์บอนธรรมชาติได้อย่างไร ค้นหาแหล่งพลังงานใหม่ เพิ่มประสิทธิภาพการผลิตน้ำมันและกระบวนการกลั่น การพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาใหม่เพื่อลด ต้นทุนการผลิตทั้งหมด ฯลฯ
20. โอกาสที่จะได้รับเชื้อเพลิงเหลวจากถ่านหินมีอะไรบ้าง ในอนาคต การจัดหาเชื้อเพลิงเหลวจากถ่านหินเป็นไปได้โดยที่ต้นทุนการผลิตจะลดลง
ภารกิจที่ 1 เป็นที่ทราบกันว่าก๊าซประกอบด้วยมีเทน 0.9 มีเทน 0.05 อีเทน 0.03 โพรเพน 0.02 ไนโตรเจนในเศษส่วนปริมาตร ต้องใช้ปริมาณอากาศเท่าใดในการเผาไหม้ก๊าซ 1 m3 ภายใต้สภาวะปกติ?
ภารกิจที่ 2 ปริมาณอากาศ (N.O. ) ที่จำเป็นในการเผาผลาญเฮปเทน 1 กิโลกรัม?
ภารกิจที่ 3 คำนวณปริมาตร (เป็นลิตร) และมวล (เป็นกิโลกรัม) ของคาร์บอนมอนอกไซด์ (IV) ที่จะได้รับจากการเผาไหม้ออกเทน 5 โมล (n.o.)
2 ไฮโดรจีเนชัน
ไฮโดรจิเนชันของถ่านหินสีน้ำตาลเป็นกระบวนการแปรรูปถ่านหินโดยตรงให้เป็นเชื้อเพลิงสังเคราะห์ที่มีสถานะการรวมตัวของของเหลวและก๊าซ ซึ่งเกิดขึ้นที่ความดันสูงและอุณหภูมิค่อนข้างสูง
ทิศทางของการแปรรูปถ่านหินนี้กำลังถูกสำรวจในประเทศต่างๆ ของโลกในต่างประเทศ เทคโนโลยีนี้ได้รับการแนะนำทางอุตสาหกรรมครั้งใหญ่ที่สุดในแอฟริกาใต้ โดยมีโรงงาน 4 แห่งเปิดดำเนินการ โดยมีกำลังการผลิตเชื้อเพลิงเหลวรวมประมาณ 8-10 ล้านตันต่อปี งานนี้ดำเนินการโดยใช้เทคโนโลยี SASOL ที่ได้รับการจดสิทธิบัตรโดยใช้วิธี Fischer-Tropsch ที่ได้รับการปรับปรุง เนื่องจาก SASOL มีนโยบายที่จะคงไว้ซึ่งการจ่ายเงินที่สูงสำหรับสิทธิ์ในการใช้เทคโนโลยี สิ่งนี้นำไปสู่ต้นทุนที่สูงในการดำเนินการทางอุตสาหกรรมในประเทศอื่นๆ[]
การเตรียมถ่านหินสีน้ำตาลรวมถึงการบด การทำให้แห้ง การเตรียมแป้งถ่านหินไฮโดรเจน การเจียรจะดำเนินการให้มีขนาดอนุภาคน้อยกว่า 0.1 มม. - เพื่อเพิ่มปฏิกิริยาของพื้นผิว ในกรณีนี้พื้นผิวเฉพาะภายนอกจะเพิ่มขึ้น 20-30 เท่า ปริมาตรของรูพรุนในช่วงเปลี่ยนผ่านคือ 5-10 เท่า จากนั้นถ่านหินก็แห้ง รูขุมขนเต็มไปด้วยความชื้นซึ่งป้องกันการแทรกซึมของรีเอเจนต์เข้าไปในเรื่องถ่านหินมันถูกปล่อยออกมาในระหว่างกระบวนการในเขตปฏิกิริยาลดความดันบางส่วนของ H2 และเพิ่มปริมาณน้ำเสีย สำหรับการอบแห้ง, เครื่องอบไอน้ำแบบท่อ, ห้องวอร์เท็กซ์, ท่อสำหรับเป่าแห้ง ซึ่งถ่านหินจะถูกทำให้แห้งโดยมีความชื้นเหลือ 1.5% ตัวพาความร้อนคือก๊าซไอเสียร้อนที่มีปริมาณ O2 ขั้นต่ำ (0.1-0.2%) เพื่อให้ถ่านหินไม่เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน ถ่านหินไม่ได้รับความร้อนสูงกว่า 150-200 ° C เพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดปฏิกิริยาที่ลดลง
ข้อกำหนดสำหรับถ่านหินสีน้ำตาลที่เลี้ยงสำหรับการทำให้เหลว
บนพื้นฐานของวัสดุทดลองขนาดใหญ่ ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าถ่านหินที่มีไฮโดรลิกที่ดีประกอบด้วย 65 ถึง 85% C, มากกว่า 5% H และให้ผลผลิตผันผวน (V) มากกว่า 30% ปริมาณความชื้นที่สมเหตุสมผลของถ่านหินเริ่มต้นสำหรับกระบวนการไฮโดรจิเนชัน - Wrt = 10-15%, ปริมาณเถ้า Ad = 10-12%, ค่า d
รูปแบบไฮโดรจิเนชันที่พบบ่อยที่สุดแสดงในรูปที่ 1.2 []
ข้าว. 1.2 - โครงการรับเชื้อเพลิงเหลวสังเคราะห์จากถ่านหินสีน้ำตาล
พลวัตของการใช้ก๊าซจากถ่านหินในโลก
| วัตถุประสงค์การใช้งาน | การใช้งานในปี 2544 MW สำหรับก๊าซ | ส่วนแบ่งในปี 2544,% | รับหน้าที่ก่อนสิ้นปี 2547 MW สำหรับก๊าซ | กำลังการผลิตเพิ่มขึ้นประจำปี 2545-2547% |
| การผลิตสารเคมี | 18 000 | 45 | 5 000 | 9,3 |
| การแปรสภาพเป็นแก๊สในวงจร (การผลิตไฟฟ้า) | 12 000 | 30 | 11 200 | 31 |
| การสังเคราะห์ฟิสเชอร์-ทรอปช | 10 000 | 25 | ||
| ทั้งหมด | 40 000 | 100 | 17 200 | 14,3 |
ข้อมูลที่ระบุแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงการเร่งความเร็วของพลวัตของการมีส่วนร่วมของการแปรสภาพเป็นแก๊สถ่านหินในอุตสาหกรรมโลก ความสนใจที่เพิ่มขึ้นในการแปรสภาพเป็นแก๊สภายในวงจรของถ่านหินในประเทศที่พัฒนาแล้วนั้นเกิดจากสาเหตุสองประการ
ประการแรก โรงไฟฟ้าพลังความร้อนที่มีการแปรสภาพเป็นแก๊สภายในวงจรนั้นไม่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม ด้วยการปรับสภาพแก๊สล่วงหน้า การปล่อยซัลเฟอร์ออกไซด์ ไนโตรเจนออกไซด์ และอนุภาคจะลดลง
ประการที่สอง การใช้วัฏจักรไบนารีสามารถเพิ่มประสิทธิภาพของโรงไฟฟ้าได้อย่างมีนัยสำคัญ และทำให้ลดการใช้เชื้อเพลิงเฉพาะลง
ในตาราง. ตารางที่ 2 แสดงค่าลักษณะเฉพาะของการปล่อยก๊าซเรือนกระจกเฉพาะและประสิทธิภาพสำหรับ TPP ที่มีการแปรสภาพเป็นแก๊สภายในวงจร และสำหรับ TPP ที่มีการเผาไหม้ถ่านหินแบบเดิมๆ
ตารางที่ 2
การปล่อยมลพิษและประสิทธิภาพเฉพาะสำหรับโรงไฟฟ้าพลังความร้อนที่มีการแปรสภาพเป็นแก๊สระหว่างวงจรและการเผาไหม้ถ่านหินแบบธรรมดา
| พารามิเตอร์ | โรงไฟฟ้าถ่านหินแบบดั้งเดิม | TPP ที่มีการแปรสภาพเป็นแก๊สภายในวงจร |
| ความเข้มข้นของสารอันตรายในก๊าซไอเสีย (สำหรับโรงไฟฟ้าพลังความร้อนที่ใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิง - ตามมาตรฐานยุโรป), mg / m3 - SOx - ไม่x — อนุภาคของแข็ง | 130 150 16 | 10 30 10 |
| ประสิทธิภาพไฟฟ้า% | 33-35 | 42-46 |
ควรสังเกตว่าต้นทุนทุนเฉพาะเมื่อใช้การแปรสภาพเป็นแก๊สระหว่างวงจรจะอยู่ที่ประมาณ 1,500 ดอลลาร์สหรัฐฯ ต่อ 1 กิโลวัตต์ โดยมีแนวโน้มที่จะลดลงเหลือ 1,000-1200 ดอลลาร์สหรัฐฯ ในขณะที่สำหรับโรงไฟฟ้าพลังความร้อนแบบใช้ถ่านหินแบบดั้งเดิม ต้นทุนเงินทุนเฉพาะจะอยู่ที่ประมาณ 800-900 ดอลลาร์สหรัฐ ต่อ 1 กิโลวัตต์ เป็นที่ชัดเจนว่าโรงไฟฟ้าพลังความร้อนที่มีการแปรสภาพเป็นแก๊สภายในรถของเชื้อเพลิงแข็งนั้นน่าดึงดูดยิ่งขึ้นเมื่อมีข้อจำกัดด้านสิ่งแวดล้อมในสถานที่และเมื่อใช้เชื้อเพลิงที่ค่อนข้างแพง เนื่องจากปริมาณการใช้เชื้อเพลิงต่อ 1 กิโลวัตต์ลดลง
เงื่อนไขเหล่านี้เป็นเรื่องปกติสำหรับประเทศที่พัฒนาแล้วปัจจุบันการใช้ก๊าซซิฟิเคชั่นในเชื้อเพลิงแข็งถือเป็นทิศทางที่มีแนวโน้มสูงสุดในภาคพลังงาน
3.3 พัฒนาการด้านวิศวกรรมตลอดศตวรรษที่ผ่านมา
ในปัจจุบัน มีการระบุขอบเขตการใช้วิธีการแปรสภาพเป็นแก๊สที่คุ้มค่าที่สุดดังต่อไปนี้:
— การแปรสภาพเป็นแก๊สของเชื้อเพลิงที่มีกำมะถันและเถ้าสูงด้วยการเผาไหม้ภายหลังของก๊าซที่เกิดขึ้นที่โรงไฟฟ้าพลังความร้อนที่ทรงพลัง ถ่านหินที่ขุดได้ทุกปีในรัสเซียมีกำมะถันประมาณ 10 ล้านตัน ซึ่งส่วนใหญ่เมื่อเผาแล้วจะถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศในรูปของซัลเฟอร์ออกไซด์ที่เป็นพิษและคาร์บอนซัลไฟด์ ในระหว่างการแปรสภาพเป็นแก๊สของถ่านหินกำมะถัน ไฮโดรเจนซัลไฟด์จะก่อตัวขึ้น ซึ่งสามารถสกัดได้ค่อนข้างง่าย แล้วนำไปแปรรูปเป็นกรดกำมะถันหรือกรดซัลฟิวริกในเชิงพาณิชย์
— การแปรสภาพเป็นแก๊สของเชื้อเพลิงแข็งสำหรับการผลิตทดแทนก๊าซธรรมชาติในปริมาณมาก ทิศทางนี้มีความสำคัญมากที่สุดสำหรับการจ่ายก๊าซในท้องถิ่นไปยังพื้นที่ห่างไกลจากแหล่งก๊าซธรรมชาติและน้ำมัน หรือจากท่อส่งก๊าซหลัก
— การแปรสภาพเป็นแก๊สของเชื้อเพลิงแข็งเพื่อให้ได้ก๊าซสังเคราะห์ ลดก๊าซและไฮโดรเจนตามความต้องการของอุตสาหกรรมเคมี ปิโตรเคมี และโลหะวิทยา
กระบวนการแปรสภาพเป็นแก๊สขึ้นอยู่กับหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อองค์ประกอบของก๊าซที่ได้และค่าความร้อน ในการนี้ยังไม่มีการจำแนกวิธีการที่เป็นที่ยอมรับโดยทั่วไปสำหรับการดำเนินการตามกระบวนการที่อยู่ระหว่างการพิจารณา ด้านล่างนี้เป็นหนึ่งในตัวเลือกการจัดหมวดหมู่ที่เป็นไปได้
ตามประเภทของระเบิด (gasifying agent): อากาศ อากาศออกซิเจน ไอน้ำอากาศ ไอน้ำออกซิเจน
โดยความดัน: ที่ความดันบรรยากาศ ที่ความดันสูง
· ตามขนาดของอนุภาคเชื้อเพลิง: การทำให้เป็นแก๊สของเนื้อหยาบ (ก้อน) เชื้อเพลิงเนื้อละเอียด และผงละเอียด
· ตามลักษณะการออกแบบของโซนปฏิกิริยา: ในชั้นเชื้อเพลิงที่มีความหนาแน่นคงที่, ในชั้นเชื้อเพลิงฟลูอิไดซ์, ในเปลวไฟถ่านหินแหลกลาญ
โดยวิธีการขจัดขี้เถ้า: ในรูปของแข็ง ในรูปของตะกรันของเหลว.
โดยวิธีการจ่ายความร้อน: ด้วยการเผาไหม้เชื้อเพลิงบางส่วนในเครื่องกำเนิดก๊าซด้วยการผสมเชื้อเพลิงกับตัวพาความร้อนที่เป็นของแข็ง ของเหลวหรือก๊าซที่อุ่นไว้ล่วงหน้า (การให้ความร้อนแบบหมุนเวียน) โดยมีการจ่ายความร้อนผ่านผนังของอุปกรณ์ (การให้ความร้อนแบบพักฟื้น)
คาร์บอนมอนอกไซด์ โลหะคาร์บอนิล และกฎ 18 อิเล็กตรอน
มากมาย
สังเคราะห์ขึ้นจากคาร์บอนมอนอกไซด์และ
ไฮโดรเจนเป็นตัวแทนของมหึมา
ปฏิบัติเช่นเดียวกับทฤษฎี
ดอกเบี้ยตามที่อนุญาตจากสอง
สารที่ง่ายที่สุดเพื่อรับคุณค่าสูงสุด
สารประกอบอินทรีย์. และที่นี่
ตัวเร่งปฏิกิริยามีบทบาทสำคัญ
โลหะทรานซิชันที่มีความสามารถ
กระตุ้นโมเลกุล CO เฉื่อยและ
ชม2.
การกระตุ้นของโมเลกุลคือการแปลเป็น
สถานะปฏิกิริยามากขึ้น
โดยเฉพาะอย่างยิ่งควรสังเกตว่าในการแปลงร่าง
ก๊าซสังเคราะห์ได้รับการพัฒนาอย่างกว้างขวาง
ตัวเร่งปฏิกิริยารูปแบบใหม่ - ตัวเร่งปฏิกิริยาโดยเชิงซ้อน
โลหะทรานสิชันหรือโลหะเชิงซ้อน
ตัวเร่งปฏิกิริยา (ดูบทความโดย O.N. Temkin
).
ดังนั้น
โมเลกุล CO เฉื่อยหรือไม่? การเป็นตัวแทน
เกี่ยวกับความเฉื่อยของคาร์บอนมอนอกไซด์
อักขระตามเงื่อนไข ย้อนกลับไปใน พ.ศ. 2433 วันจันทร์
ที่ได้จากโลหะนิกเกิลและ
คาร์บอนมอนอกไซด์ คาร์บอนิลแรก
สารประกอบโลหะ ของเหลวระเหย
ด้วยจุดเดือด 43 ° C - Ni (CO)4 .
ประวัติการค้นพบครั้งนี้น่าสนใจ
ซึ่งสามารถจำแนกเป็นแบบสุ่มได้ มอนด์
การตรวจสอบสาเหตุของการกัดกร่อนอย่างรวดเร็ว
เครื่องปฏิกรณ์นิกเกิลในการผลิต
โซดาจาก NaCl แอมโมเนียและ CO2,
พบว่าสาเหตุของการกัดกร่อนคือ
การมีอยู่ของ CO2 สิ่งสกปรก
คาร์บอนมอนอกไซด์ซึ่งทำปฏิกิริยา
ด้วยนิกเกิลให้กลายเป็นเตตระคาร์บอนิล
นิ(CO)4 .
การค้นพบนี้ทำให้ Mon สามารถดำเนินการต่อไปได้
พัฒนาวิธีการทำให้นิกเกิลบริสุทธิ์
ผ่านการผลิตคาร์บอนิลที่ระเหยได้
นิกเกิลและความร้อนที่ตามมา
สลายตัวเป็นนิกเกิลและคาร์บอนไดออกไซด์อีกครั้ง ข้าม
25 ปี บังเอิญค้นพบคาร์บอนิล
เหล็ก - Fe(CO)5.
เมื่อ BASF ลืมไปนาน
กระบอกเหล็กพร้อม CO พบที่ด้านล่าง
ของเหลวสีเหลือง - เหล็กเพนทาคาร์บอนิล
ที่ค่อยๆพัฒนาเป็น
ผลของปฏิกิริยาโลหะ
รีดด้วย CO ภายใต้แรงดันสูง
เนื่องจากโลหะคาร์บอนิลเป็น
สารประกอบที่เป็นพิษสูงในขั้นต้น
ทัศนคติของนักเคมีที่มีต่อพวกเขาเป็นอย่างมาก
เจ๋ง แต่ในอนาคตคือ
ค้นพบคุณสมบัติที่น่าทึ่งรวมถึง
รวมทั้งตัวเร่งปฏิกิริยาซึ่งกำหนด
ประยุกต์กว้าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในวิชาเคมี
คาร์บอนมอนอกไซด์. สังเกตว่าหลายคน
โลหะที่มีการกระจายอย่างประณีต
โต้ตอบได้โดยตรง
ด้วยคาร์บอนมอนอกไซด์แต่ด้วยวิธีนี้
รับเฉพาะนิเกิลคาร์บอนิลและ
ต่อม. คาร์บอนิลของโลหะอื่นๆ
ได้จากการฟื้นฟูสารประกอบของมัน
เมื่อมี CO สูง
แรงกดดัน
สารประกอบ
คอมเพล็กซ์คาร์บอนิลในช่วงเปลี่ยนผ่าน
โลหะสามารถทำนายได้ขึ้นอยู่กับ
กฎ 18 อิเล็กตรอน ตามที่
คอมเพล็กซ์จะมีเสถียรภาพหากผลรวม
เวเลนซ์อิเล็กตรอนของโลหะและอิเล็กตรอน
จัดหาโดยลิแกนด์ในกรณีของเรา
CO จะเท่ากับ 18 เนื่องจากในกรณีนี้
การกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์สอดคล้อง
การกำหนดค่าอะตอมที่เสถียร
ก๊าซมีตระกูล (คริปทอน)
โมเลกุล
คาร์บอนมอนอกไซด์มีความโดดเดี่ยว
คู่ของอิเล็กตรอน ในขณะที่อิเล็กตรอนคู่หนึ่ง
บนคาร์บอนสามารถให้
เพื่อสร้างพันธะกับโลหะ
ประเภทผู้รับบริจาค เนื่องจาก
ตัวอย่างเช่น พิจารณาโครงสร้างของคาร์บอนิลส์
เหล็กและนิกเกิล Fe(CO)5 และ
นิ(CO)4.
อะตอมของเหล็กและนิกเกิลมีตามลำดับ
เวเลนซ์อิเล็กตรอน 8 และ 10 และเพื่อเติม
เปลือกอิเล็กตรอนของอะตอมก่อนการกำหนดค่า
อะตอมก๊าซมีตระกูลคริปทอน
อิเล็กตรอน 10 และ 8 ขาดหายไป ดังนั้น
ในการก่อตัวของคาร์บอนิลสู่อะตอมของเหล็ก
ต้องจัดให้มีคู่อิเล็กตรอน
ห้าโมเลกุลของ CO และอะตอมของนิกเกิล
สี่.
ช่วงเปลี่ยนผ่าน
โลหะที่มีความจุเป็นเลขคี่
อิเล็กตรอน ก่อตัวเป็นทวินิวเคลียร์
คอมเพล็กซ์คาร์บอนิล ดังนั้น สำหรับโคบอลต์
มีวาเลนซ์อิเล็กตรอนเก้าตัว
สู่การกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์ที่เสถียร
ขาดอิเล็กตรอนเก้าตัว แกนเดียว
เชิงซ้อนโดยใช้สี่คู่
จากโมเลกุลของ CO จะมี unpaired
อิเล็กตรอนและอนุภาคของอนุมูลดังกล่าว
ตัวละครมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน
เพื่อสร้างพันธะโลหะและโลหะและ
เกิดเป็นไดเมอร์
โคคอมเพล็กซ์2(CO)8.
ปฏิสัมพันธ์
หรือการประสานกันของคาร์บอนมอนอกไซด์กับ
โลหะนำไปสู่การแจกจ่ายซ้ำ
ความหนาแน่นของอิเล็กตรอนไม่เพียงแต่กับ CO,
แต่ยังรวมถึงโลหะซึ่งส่งผลกระทบอย่างมาก
เกี่ยวกับการเกิดปฏิกิริยาของคาร์บอนิล
ซับซ้อน. ที่พบมากที่สุดคือ
เรียกว่าการประสานงานแบบเชิงเส้น
ผู้บังคับกองร้อย:
ที่
นี่ไม่ใช่แค่การโต้ตอบ s
เนื่องจากอิเล็กตรอนอิสระคู่หนึ่ง
คาร์บอน แต่ยังรวมถึงปฏิกิริยา p เนื่องจาก
การถ่ายโอนอิเล็กตรอนจาก d-orbital ของโลหะ
ให้ว่างอย่างกระฉับกระเฉง
ออร์บิทัลคาร์บอน:
ความเกี่ยวข้อง
ดังนั้นจึงมีความจำเป็นต้องพัฒนาเทคโนโลยีดังกล่าวสำหรับการแปรรูปขั้นต้นและการรวมตัวของถ่านหินสีน้ำตาล ซึ่งจะคำนึงถึงคุณสมบัติเฉพาะของถ่านหินสีน้ำตาลดั้งเดิม เงื่อนไขของกระบวนการขนส่งถ่านหินด้วยไฮดรอลิก และข้อกำหนดสำหรับ ลักษณะของวัตถุดิบถ่านหินในการดำเนินการต่อไปสำหรับการประมวลผล - ไพโรไลซิส, การเผาไหม้, การทำให้เป็นของเหลว, การอัดก้อน, การคายน้ำ วิธีแก้ปัญหานี้อาจเป็นเทคโนโลยีของการบำบัดถ่านหินด้วยรีเอเจนต์น้ำมัน - การรวมตัวของน้ำมัน
การรวมกลุ่มของน้ำมันที่เลือกได้ของถ่านหินรวมชุดของกระบวนการสำหรับการจัดโครงสร้างเฟสถ่านหินโพลีดิสเพอร์สแบบบางในตัวกลางที่เป็นน้ำโดยใช้รีเอเจนต์น้ำมันกระบวนการของการรวมตัวของน้ำมันแบบคัดเลือกของถ่านหินนั้นขึ้นอยู่กับกลไกของปฏิกิริยาการยึดติดระหว่างพื้นผิวถ่านหินที่ชอบน้ำมันและน้ำมัน ซึ่งส่งผลให้เกิดการเลือกเปียกและการรวมตัวในกระแสน้ำที่ปั่นป่วน อนุภาคที่ชอบน้ำที่ไม่เปียกด้วยน้ำมันจะไม่รวมอยู่ในโครงสร้างของมวลรวม ซึ่งช่วยให้สามารถแยกออกได้ในรูปของสารแขวนลอยของหิน
การบำบัดถ่านหินสีน้ำตาลโดยการรวมกลุ่มของน้ำมันแบบเลือกสรรช่วยขจัดการแตกตัวและการแช่ตัวของสารอินทรีย์ที่ "รักษา" ไว้ในมวลรวมที่ไม่ชอบน้ำ ซึ่งถูกทำให้แห้งได้ง่ายด้วยวิธีการทางกล และเป็นวัตถุดิบที่ดีสำหรับไพโรไลซิส การอัดก้อน และการทำให้เป็นแก๊ส
1 อัดก้อน
การอัดก้อนถ่านหินเป็นกระบวนการทางกายภาพและทางเคมีในการได้มาซึ่งผลิตภัณฑ์คุณภาพสูงที่มีความแข็งแรงทางกลและความร้อน ซึ่งเป็นก้อนที่มีรูปทรง ขนาด และน้ำหนักที่เป็นรูปทรงเรขาคณิต
กระบวนการทางเทคโนโลยีของการอัดก้อนถ่านหินสีน้ำตาลโดยไม่มีสารยึดเกาะประกอบด้วยการดำเนินการดังต่อไปนี้: การเตรียมถ่านหินในแง่ของขนาดและความชื้นและการกด
ตัวชี้วัดทางเทคโนโลยีที่ถ่านลิกไนต์ต้องปฏิบัติตาม: น้ำหนักก้อน 100-500 กรัม, แรงขัดถูทางกล 75-80%, การบีบอัดและการดัดงอ 70-90 และ 10-15 MPa ตามลำดับ, การดูดซับความชื้น 3-4%, ค่าความร้อน 24000-30000 กิโลจูลต่อกิโลกรัม ปริมาณเถ้า 10-25%[]
