Конверсия - угль
Cтраница 1
Конверсия угля в СО осуществляется в промышленных масштабах. В связи с этим большое значение приобретают вопросы переработки, и в частности селективного гидрирования СО. [1]
Увеличение степени конверсии угля, улучшение состава получаемых жидких продуктов и снижение давления процесса гидрогенизации возможно при применении катализаторов. Последние способствуют передаче водорода от растворителя к углю и активируют молекулярный водород, переводя его в атомарную форму. [2]
Гидропиролиз называют также третьим направлением конверсии угля [23], относя к его достоинствам невысокие капитальные затраты, высокую энергетическую эффективность ( благодаря экзотермичности гидрирования), высокую степень обес-серивания остатка и низкий расход водорода. По мнению авторов [23], оптимальным вариантом является сочетание гид-ропиролиза в кипящем слое со сжиганием горячего остатка в эффективных топках кипящего слоя. Однако эти оценки представляются излишне оптимистичными; так как, во-первых, выход летучих продуктов увеличивается несущественно по сравнению с обычным пиролизом [ на 1 8 % ( абс. [3]
Было установлено, что глубина конверсии угля находится в прямой зависимости от концентрации в их структуре сложноэфирных группировок [59, 60], но и даже связи С-X ( X - гетероатом) влияют на превращение ОМУ в условиях гидрогенизационных процессов. Свободные радикалы образуются в результате отрыва водорода от углеродных атомов, а также алкильных или нафтеновых групп. Энергия, соответствующая температуре 500 С, является недостаточной для разрыва С-С - связи, для диссоциации которой необходимо 335 кДж / моль. Согласно современным кинетическим теориям, в макромолекулах со сложными структурами энергии диссоциации связей могут изменяться за счет: а) накопления и передачи энергии соударения, б) передачи энергии внутренних степеней свободы, в) влияния индукционного эффекта. Энергия связи С-С может изменяться от 368 до 46 Дж / моль при переходе от этана к гексафенилэтану. Таким образом, энергии расщепления связей в условиях и на стадиях термодеструкции претерпевают значительные и неселективные изменения по сравнению с энергиями их образования за счет указанных выше эффектов, оказывающих влияние на распределение электронной плотности в макроструктурах угольного вещества. [4]
Высказано мнение, что особенно снижается конверсия угля в условиях терморастворения, что объясняется образованием новых мостиковых связей уголь - О-уголь, - ОН и - СООН групп. Авторы считают, что при термическом воздействии на органические кислоты происходит полное отщепление карбоксильных групп и образуются углеводороды и диоксид углерода в качестве основных продуктов. При умеренных температурах за счет реакций этих групп наблюдается выделение воды и образование ангидридов и других соединений. [5]
 |
Зависимость равновесных концентраций тетралина в смеси тетралин - нафталин от давления водорода. [6] |
С другой стороны, введение в состав растворителей ряда соединений, обладающих сильными акцепторными свойствами, снижает глубину конверсии угля. [7]
При ожижении углей в условиях гидрогенизационных процессов было установлено, что глубина конверсии достигает большего значения при смешении различных видов углей по сравнению с конверсией индивидуальных углей в подобных же условиях. [8]
Донорная способность растворителей оказывает заметное влияние на состав продуктов в процессах ожижения. Конверсия угля и выход масел повышались при использовании в качестве растворителей тетралина и нафталина с ростом температуры до 460 С, тогда как в другом растворителе ( дистиллят) температура выше 450 С приводила к снижению конверсии и выхода масел. Применение ЭПР и ДЭЯР позволило установить, что концентрация радикалов в продуктах ожижения [62] изменяется в ряду: уголь преасфальтены асфальтены масла. [9]
При температуре в слое 1000 - 1100 С и давлении I Ша конвер-сия углерода составляет около 96, производительность газогенератора по газу увеличилась по сравнению с базовым процессом в 2 5 - 3 раза, выход синтез-газа - на 6 и достиг 90 от теоретически возможного. Для регулирования температуры в газогенераторе парокислородное дутье подается на нескольких уровнях по высоте кипящего слоя угля. Для повышения степени конверсии угля грубая пыль, уловленная из сырого газа в первом циклоне, снова возвращается в газогенератор, непосредственно в кипящий слой. Пыль, уловленная во втором циклоне, выгружается шнекой, охлаждаемым водой, так же как и зола из газогенератора. [10]
Термическое растворение представляет собой мягкую форму химического преобразования угля. При взаимодействии с растворителем-донором водорода часть органического вещества угля переходит в раствор и после отделения твердого остатка обычно представляет собой высококипящий экстракт угля, освобожденный от минеральных веществ, серо -, кислород - и азотсодержащих соединений и других нежелательных примесей. Для повышения степени конверсии угля в раствор может подаваться газообразный водород. В зависимости от типа исходного угля, растворителя и условий процесса методом термического растворения могут быть получены продукты различного назначения. [11]
Установка объемом 4800 м3 используется для очистки стоков производства пшеничного крахмала в Виктории ( Австралия) и включает ацидификацию и регулирование состава сырья. Основное применение реакторы со взвешенным слоем ила в восходящем токе находят при очистке сточных вод сельского хозяйства и пищевой промышленности. Сточные воды, образующиеся при конверсии угля в жидкое топливо, с высокой концентрацией летучих жирных кислот ( 8 - 13 г / л) были очищены при нагрузке по ХПК 7 2 кг / ( м3 - сут); ХПК снижена на 83 % с высоким выходом метана. [12]
Высокие температуры кипения тяжелых нефтяных остатков позволяют проводить процессы термического сольволиза MOB в этих растворителях при атмосферном давлении с удалением из сферы реакции части продуктов. Образующиеся при термодеструкции бурых углей и лигнина при 360 - 420 С свободные радикалы активируют жидкофазный крекинг нефтяных остатков с получением дистиллятных фракций. Удаление из реактора с дистиллятными продуктами длинноцепочных олефинов, образующихся при крекинге высокомолекулярных алканов, увеличивает кажущуюся конверсию угля в жидкие продукты, по сравнению с проведением процесса в закрытой системе. [13]
Составы смол, образующихся при пиролизе и гидропиролизе, несколько различаются. В интервале 0 3 - 10 0 МПа растет выход фракции бензол - толуол - ксилол. В присутствии катализаторов увеличивается образование низших продуктов. В присутствии кислых катализаторов и неизотермических условиях степень конверсии угля повышается. [14]
Массовое распространение и строительство заводов газификации угля связано, однако, не только с уровнем развития технологии и технико-экономическими показателями лучших современных процессов. Уголь - энергетическое сырье, приходящее на смену нефти. По мере стабилизации поставок нефти и ее цен на мировом рынке, интерес к конверсии угля резко пошел да убыль, и в настоящее время насчитываются единицы строящихся заводов и реально возможных к осуществлению проектов. [15]
Страницы: 1