Переробка вугілля - Курсовая работа

Вплив різних факторів на процесВугілля являють собою природні полімери, склад і структура яких змінюється в залежності від віку вугілля. Ці фрагменти повязані між собою різноманітними способами, в тому числі за допомогою аліфатичних звязків вуглець - вуглець, вуглець - кисень, вуглець - азот, вуглець - сірка. Для більш молодого бурого вугілля характерно більш високий вміст гетероатомів (насамперед кисню) в порівнянні з камяним вугіллям, у складі якого переважають конденсовані поліароматичні фрагменти. З функціональних груп у вугіллі зазвичай переважають кисневмісні групи, що входять до складу фенолів, карбонових кислот, спиртів, ефірів та карбонільних сполук.Окислення в загальному сенсі охоплює всі процеси зєднання палива з вільним або звязаним в хімічних сполуках киснем, включаючи пряме окислення, реакції з двоокисом вуглецю, водяною парою та ін. Спалювання є інтенсивний окислювальний процес повного зєднання горючої частини палива і кисню, що супроводжується максимальним виділенням тепла і отриманням продуктів повного окислення - димових (негорючих) газів (CO2, H2О та ін.) і твердого негорючого залишку - золи і шлаків.Размещено на .ru До термохімічних процесів переробки твердого палива належить переробка його шляхом нагрівання без доступу кисню (повітря) - коксування і напівкоксування. При напівкоксуванні, яке ведеться при температурі близько 500-600 ° С і також за рахунок зовнішнього підведення тепла, головне завдання полягає в тому, щоб отримати хімічні продукти (смолу, газ), а твердий залишок - напівкокс - є енергетичним паливом. В основі газифікації лежить або неповне окислення палива при нестачі кисню, або неповне згоряння з подальшим реагуванням вуглецю з двоокисом вуглецю і водяною парою з метою отримання горючих газів (CO, H2 та ін.) Відновні реакції носять ендотермічний характер, тобто супроводжуються поглинанням тепла.У процесі попередньої теплової підготовки - сушки, прогріву і особливо сухої перегонки палива значно змінюється зовнішня і внутрішня його структура: утворюються тріщини, пори, відбувається навіть подрібнення шматків і, нарешті, утворюються і виділяються летючі продукти.Організація процесу спалювання твердого палива складається з наступних стадій: - механічна підготовка палива (сортування або подрібнення); теплова підготовка палива та дуття (підігрівання дуття і палива, сушка палива, виділення летючих);Зазвичай термін використовують у вужчому сенсі і визначають піроліз як високотемпературний процес глибокого термічного перетворення нафтової і газової сировини, що полягає в деструкції молекул вихідних речовин, їх ізомеризації та ін. змінах [6, 13]. В останні роки помітно зріс інтерес до модифікацій процесів піролізу, що пояснюється відносною простотою технологічного оформлення цих процесів і можливістю виробництва на їх основі цінних продуктів з різними властивостями. Встановлено, що склад продуктів піролізу бурого і камяного вугілля зазнає значних змін, в залежності від таких параметрів процесу, як температура, середовище, тиск, вологість вугілля та ін. При атмосферному тиску газове середовище не робить помітного впливу на відгін летючих речовин; попередня осушка вугілля, його подрібнення і підвищення тиску реакційноздібних в умовах процесу газів збільшують швидкість піролізу. Вперше залежність виходу рідких і газоподібних продуктів піролізу встановлена Чухановим, що показало, що при ізотермічному швидкісному піролізі (швидкість нагріву 104 °С і більше, час реагування (10-1-10-4 с) вихід смоли з бурого вугілля досягає 25-28 %.При високотемпературній обробці твердого палива в середовищі кисню повітря, водяної пари, діоксиду вуглецю і водню органічні складові палива без остачі перетворюються в газоподібні продукти. До теперішнього часу освоєні різні модифікації промислових процесів газифікації вугілля, найбільш поширеними з яких є технології Лургі (стаціонарний шар кускового вугілля), Вінклера (киплячий шар вугільних частинок), Копперс - Тотцека (пиловугільного потік), Тексако (водовугільна суспензія) і їх різні модифікації. Ефективність процесів газифікації може істотно підвищуватися при використанні відповідних каталізаторів, що дозволяють знижувати температуру при збереженні високої швидкості процесу і регулювати склад продуктів. Вплив каталізатора на процес газифікації твердого палива ілюструється схемою (рисунок 1.5). Каталізатор може прискорювати як реакції прямого перетворення вуглецю в газоподібні сполуки (маршрут 1), так і газофазної реакції продуктів термічного перетворення вугілля (маршрут 2).Найбільш перспективною в даний час видається газифікація крупнозернистого палива в щільному шарі методом Lurgi, здійснюваним при підвищеному тиску, [2, 3]. Цей метод застосовується на 16 заводах різних країн світу, на яких експлуатується більше 60 газогенераторів Lurgi. У газогенераторі Lurgi (рисунок 1.6) вихідний вугілля (розмір часток 5-30 мм) з бункера 2 періодично завантажують у шахту 7 газогенератора, забезпечену водяною оболонкою 12. Утворений в апараті газ проходить скрубер 10,

Зміст

Вступ

1. Аналітичний огляд методів переробки

1.1. Копалини вугілля і методи їх переробки

1.2. Процес спалювання та газифікації вугілля

1.3. Зміна вугілля в процесі його спалювання

1.4. Організація процесів спалювання

1.5. Сучасні методи переробки вугілля

1.5.1 Піроліз

1.5.2. Газифікація

1.5.3. Технологія Лургі

1.5.4. Технологія Вінклера

1.5.5. Технологія Копперс - Тотцека

1.5.6. Метод Тексако

1.5.7. Зрідження

1.5.8.Підземна газифікація вугілля

2. Фізико-хімічні основи процесу

Вступ вугілля спалювання екологічний синтетичний

За багато мільйонів років природа накопичила найбагатші запаси вуглецю у вигляді вугілля, нафти і природного газу. Зараз ці викопні види палива використовуються людиною для отримання енергії та хімічних продуктів.

У міру збільшення видобутку нафти хімічні речовини вугільного походження почали витіснятися продуктами нафтохімічного синтезу, виробленими простішими і менш енергоємними методами. Однак оцінка розвіданих світових запасів різних видів викопної органічної сировини призводить до висновку про те, що родовища нафти і газу будуть значною мірою вичерпано вже на початку перших десятиліть XXI століття. Запасів вугілля повинно вистачити на найближчі кілька сотень років. Висновок про необхідність постійного збільшення масштабів використання вугілля в енергетиці та промисловості підтверджується даними запасів нафти, газу, вугілля і структурою їх світового споживання, що склалася в даний час [1].

Збільшення споживання викопного вугілля буде супроводжуватися зростанням екологічного навантаження на довкілля, оскільки при традиційному способі використання вугілля - спалюванні - утворюється більше шкідливих побічних продуктів у порівнянні з нафтою і газом.

Зниження шкоди навколишньому середовищу від вугільної енергетики може бути досягнуте шляхом переходу до використання екологічно безпечніших видів палива вугільного походження. До них відноситься облагороджене, або так зване «чисте вугілля», шляхом термохімічної переробки якого, отримують синтетичні газоподібні та рідкі палива. Викиди шкідливих речовин при використанні цих синтетичних палив значно нижче, ніж у випадку застосування рядового вугілля.

Враховуючи великі запаси вугілля в країні, використання його для отримання синтетичних енергоносіїв не вплине на якість економічних аспектів світового співвідношення в споживанні енергоресурсів.