УДК 662.73
Получение газообразных топлив из углей
Одним из наиболее перспективных направлений термохимической переработки угля в экологически чистые топлива является его газификация.
Газификация углей -сложный физико-химический "процесс взаимодействия угля с газифицирующими агентами, активированными продуктами, реакций, а также продуктов с газифицирующими агентами. [1,2] На скорость реакций газификации влияют минеральная часть углей, особенности их физической и химической структуры. В обзорных работах [1,2], анализирующих последние достижения в области газификации углей, с уверенностью высказывается мнение о том, что каталитические процессы наиболее перспективные процессы газификации, определяющие будущее этой технологии [2,3].
Выделяются три основные направления развития технологий газификации углей:
]. Газификация с целью получения газового сырья (синтез-газ), газов-восстановителей и водорода. В этом случае д.J1Я реакции уголь - 02 используют воздух, обогащенный кислородом. Теплота сгорания газов составляет 10-16 МДж/м3
2. Газификация низкосортных углей для получения низкокалорийного отопительного газа (3,8-7,6 МДж/м3). Для реакции уголь - 02 используют воздух.
3. Газификация с целью производства заменителя природного газа с высокой теплотой сгорания - более 21 МДж/м3. Осуществляется в основном метанизацией смеси СО+Н2, т.е. из газов со средней теплотой сгорания.
Основным методом выработки СЖТ из газа является синтез Фишера- Тропша - прямой синтез углеводородов из СО и Н2 на катализаторах. Синтез - газ должен иметь определенное соотношение основных компонентов Н2/СО (около 2 при производстве алканов). Процесс предъявляет высокие требования к чистоте синтез-газа. Поэтому основной проблемой при производстве синтез-газа при помощи газификации угля является очистка от серы, щелочей и смол. Примеси должны быть удалены из газообразных продуктов. .
С практической точки зрения наибольший интерес представляют два момента: каталитическое влияние естественных минералов угля и обеспечение максимальной эффективности искусственно вводимых добавок [2,4].
Известно, что обработка углей. солями щелочных металлов при подготовке их к нетопливной термической переработке во многих случаях улучшает течение процессов. Так, при получении активированных углей такая обработка позволяет получать угли с узким распределением пор по размерам[12], при газификации снижается энергия активации процесcа, что позволяет вести его при относительно низкой температуре .
В этом плане представляло интерес изучить влияние щелочных металлов, входящих в состав соленого угля, на пpouecc его взаимодействия с различными газифицирующиагентами при температурах 500-9500с. Такая постановка задачи позволяет оценить изменение реакционной слособности углей под воздействием натиньrx солей щелочных металлов , рассчитать константу скорости газификации и получить информацию о твердом остатке - активированном угле.
Известно, что процессы газификации и активации по сути одно явление - взаимодействие углей с окислительными газамими при высоких температурах.
При безостаточной газификации процесс ведуг при услоиях, способствующих максимальной конверсии ОМУ в газообразные продукты. Для получения сорбентов применяют частичную газификацию (активацию) угля, подбирая условия для получения материала с развитой удельной поверхностью и пористой структурой. Газификацию углей, как правило, проводят при более высоких температурах.
Литература
1. Сапунов В. А., Шендрик Т.Г., Саранчук B. Перспективы совершенствования способов получения СЖТ и СГТ с использованием пиролиза угля. // Геологiя i reoxiмiя горючих копалин. - 1994. №3-4 (86-87),-с.101-107.
2. Глухоманюк А.М., Махорин А.Е. Получение углеродных сорбентов // Хим. Технология. - 1981. - №1.с 25-27.
3. Шендрик т.г., Саранчук В.И. Соленые угли Украины- химическое сырье и энергоноситель.// Проблемы приклдной геологии, горной науки и производства Петербург. Геология.- 1993.- С.47-56.
4. Кузнецов Б.Н., Щипко м.л., Яновский Д.В., Шендрик Т.Г., ПотоцкаяЛ.В. Сжигание и газззификция соленого угля в псевдоожиженном слое.// Тез. Дoкл.. Всес. Науч.- Конф. «Создание высокоэффективных процессов переработки и использования ТГИ» Донецк.-1989.-с.193-194