Реферати » Реферати з хімії » Газифікація вугілля

Газифікація вугілля

Доповідь по темі

"Газтфікація

вугілля"

Виконав учень

10 класу В

Козлов Максим

Ліцей №1

1998 г .

У зв'язку зі складною екологічною ситуацією сучасна технологія шукає нових

рішень хімічних, енергетичних проблем, проблем видобутку природних копалин.

Одним з таких технологічних рішень є широкомасштабна газифікація

твердого палива. Чому саме твердого палива, якщо в сучасних

промисловості та енергетиці панівне становище займають нафта і природний

газ. Наукові прогнози показують, що світовий видобуток нафти і природного газу

досягне свого максимуму через 20 - 30 років, а потім почнеться неминуче, в

глобальному масштабі, зниження їх видобутку . Зауважимо до речі, що в США ця

закономірність вже діє. Так, видобуток природного газу в США в 1975 р

становила 558 млрд. М3, а в 1986 р знизилася до 473 млрд. М3.Расчёти, проведені

вченими різних країн, показують, що реальних запасів нафти на Землі вистачить

на 40 - 50 років, природного газу - на 30 - 40 років, запасів ж вугілля вистачить на
200 - 250 років.

Ці прогнозні оцінки виходять з економічно видобутих запасів вугілля, на самому

ділі їх значно більше. Прогнозні запаси вугілля, доступного до розробки,

оцінюються в 2,5-3 трлн. тонн. Якщо виходити з сучасної щорічної світової

видобутку вугілля (приблизно 3 млрд. Тонн), то його вистачить на 1000 років, а якщо враховувати

розвиток техніки видобутку горючих копалин, наприклад підземну газифікацію, то

навіть при збільшенні видобутку вугілля до 6 млрд. тонн на рік цих запасів вистачить більш ніж на

500 років. А адже не виключено відкриття нових покладів вугілля. Ці цифри знаходяться в

повній відповідності з висновками дослідників, які вважають, що геологічні

запаси вугілля становлять 90 - 97% від загальних ресурсів горючих копалин планети, на

частку ж нафти і газу припадає лише 3 - 10% .В Росії запаси вугілля становлять 90% від

запасів всього органічного палива країни і 53% від світових запасів вугілля, т. е. вони

практично невичерпні. Ось чому завдання зростання видобутку і переробки твердого

палива в нашій країні набувають виняткового народногосподарське значення.

У чому ж суть найбільш широкомасштабних і екологічно прийнятних методів

переробки твердих горючих копалин.

Спалювання і газифікація твердого палива

Коли в промислових печах або в топках теплових електростанцій спалюють нафту, природний газ або тверде паливо, отримують гарячий димовий газ.

Високий тепловий потенціал цього газу необхідно використовувати відразу, наприклад для нагріву води з метою отримання пари, для нагріву металу або для інших теплових процесів. Отриманий гарячий газ неможливо зберігати або передавати на великі відстані - він охолоне. Цей газ, після використання його теплового потенціалу, викидають через димові труби в навколишнє середовище.

Коли газифікують вугілля, отримують горючий газ, який можна зберігати, транспортувати на великі відстані. Цей газ легко очистити від таких шкідливих домішок, як сполуки сірки, він може бути використаний не тільки як пальне, але і як хімічна сировина для різноманітних синтезів в залежності від використовуваних газифікуючих вугілля засобів.

Чим же відрізняються ці два методи переробки твердого палива - спалювання і газифікація, що дають такі різні кінцеві продукти? В основному тільки одним: процес спалювання палива проводиться з надлишком кисню - технологія спалювання, а процес газифікації проводиться з недоліком кисню і, отже, з надлишком вуглецю - технологія газифікації.

У першому випадку виходить димовий газ, в якому весь вуглець палива переходить в діоксид вуглецю. Він містить також діоксид сірки, надлишковий кисень і багато азоту з повітряного дуття. У другому випадку склад газу, одержуваного при газифікації вугілля, надзвичайно різноманітний і залежить від умов проведення процесу газифікації

(тиску, температури, концентрації у використовуваному дуття кисню).

У разі газифікації твердого палива при нестачі кисню сірка палива переходить в сірководень. Якщо склад димового газу досить постійний, то склад газів газифікації твердого палива можна різко варіювати.

Димової газ важко очистити від містяться в ньому оксидів азоту і сірки, так як це пов'язано з великими витратами речовини і енергії. Процеси очищення генераторних газів

від сірководню, пилоподібного уноса добре освоєні і проводяться з великою повнотою і відносно економічно, а оксиди азоту в них практично відсутні. Через димових викидів з'являються руйнівні кислотні дощі, а в результаті очистки генераторних газів від сірководню з'являється потрібна народному господарству сірка. Так різна технологія переробки вугілля приводить в одному випадку до екологічно неприйнятним кінцевими результатами, в іншому - до екологічно чистим.

Якими ж прийомами, який технологією досягаються такі результати?

Яка технологія газифікації вугілля.

Універсальність методів газифікації

твердого палива

Газифікація твердого палива є універсальним методом його переробки. Універсальність методів газифікації твердого палива може розглядатися в трьох напрямках.

По-перше, методам газифікації підвладні будь-які тверді палива, починаючи від торфу наймолодших бурого вугілля і кінчаючи кам'яними вугіллям і антрацитом, незалежно від їх хімічного складу, складу зольной частини, домішок сірки, крупності, вологості та інших властивостей. По-друге, методами газифікації твердого палива можна отримувати горючі гази будь-якого складу, починаючи від чистих водню (Н), оксиду вуглецю (СО), метану (N), їх сумішей в різних пропорціях придатних для синтезу аміаку, метанолу, оксосинтезом, і кінчаючи генераторним газом, який можна використовувати для енергетичних установок будь-яких типів і будь-якого призначення. Нарешті, по-третє, важливою особливістю методів газифікації твердого палива є їх масштабні зміни.

Газогенераторні установки можуть обслуговувати найбільші хімічні комбінати, що випускають мільйони тонн аміаку або метанолу на рік, постачати пальним газом найбільші ТЕЦ і в той же час можуть забезпечувати газом невеликі автономні енергетичні й хімічні установки (наприклад газогенераторні установки для автомобілів), селища і села, невеликі хімічні, машинобудівні або інші заводи.

Методи газифікації твердих палив

(загальні принципи)

Процес перетворення твердого палива в горючий газ відомий з 1670

За останні 150 років техніка газифікації досягла високого рівня і широко розвивається. В даний час існує більше 70 типів газогенераторних процесів. частина яких використовується в промислових масштабах.

Різноманіття розроблюваних і діючих процесів знаходить своє пояснення. Перше полягає у виключній відмінності фізичних і хімічних властивостей твердих палив різних родовищ: по елементарному складу, походженням, змістом летючих речовин, змістом і складом золи, вологості, співвідношенню у вугільній масі Н / С, спекаемой вугілля, їх термічної стійкості. Друге - в розходженні у фракційному складі вугілля, що добувається: крупнокусковой вугілля, вугільна дрібниця, паливна пил. Третя причина - різні склад і вимога до одержуваному кінцевому продукту: генераторний

(енергетичний) газ - теплота згоряння (1) - 3800-4600 кДж / нм 3; синтез-газ (технологічний) для хімічної технології - 10900 - 12600 кДж / нм 3; відновний газ (для металургійних і машинобудівних виробництв) - 12 600 - 16 800 кДж / нм 3; міський газ

( опалювальний) - 16 800 - 21 000 кДж / нм 3; синтетичний природний газ

(багатий газ) для транспортування на далекі відстані - 25 000 - 38

000 кДж / нм 3.

Не останню роль тут відіграють і постійні пошуки нових технічних рішень для зниження енергоматеріальних затрат на процес, витрат на обслуговування, капітальних вкладень, підвищення надійності процесу.

При всьому своєму різноманітті ці процеси діляться на два основні класи. Автотермічний процеси газифікації, при яких тепло, необхідне для проведення ендотермічних процесів, для нагріву газифікованого матеріалу і газифікуючих коштів до температури газифікації (900-1200 'C), виробляють за рахунок спалювання в кисні частини газифікованого палива до діоксиду вуглецю. В автотермічний процесах спалювання частини палива та газифікації протікають спільно в єдиному газогенераторних обсязі. В аллотерміческіх процесах газифікації спалювання і газифікація розділені і тепло для походження процесу газифікації підводяться через теплопередающей стінку всередині єдиного газогенераторного обсягу або за допомогою автономно нагрітого теплоносія, який вводиться в газифікуються середу.

Як автотермічний, так і аллотерміческіе процеси газифікації залежно від зернистості палива можуть протікати в щільному шарі - крупнокусковое паливо, в «киплячому» шарі - крупнокусковое паливо, в аерозольному потоці - паливна пил. Ці принципи проведення гетерогенних процесів, розроблені в газогенераторної техніці, отримали широке застосування в хімічній технології при проведенні, наприклад, гетерогенних каталітичних процесів.

На рис. 1 представлені схеми основних типів газогенераторних процесів, методи подачі в них вугілля і газифікуючих коштів,

Сторінки: 1 2 3

енциклопедія  з сиру  аджапсандалі  ананаси  узвар