Переработка твердого топлива кратко

Обновлено: 05.07.2024

При нагревании в различных условиях ископаемые угли и другие виды твердого топлива претерпевают сложные превращения, ведущие к образованию новых твердых, а также жидких и газообразных продуктов.

Методы переработки твердого топлива подразделяются на четыре основные группы: газификация, гидрирование, термическое растворение, сухая перегонка, или пиролиз.

Газификация- процесс превращения твердого топлива в горючие газы под действием газифицирующих агентов. В качестве газифицирующих агентов применяют воздух, кислород, водород, водяной пар, а также их смеси. При газификации топливо превращается в генераторные газы и золу. Состав генераторных газов в значительной степени определяется применяемым газифицирующим агентом. Генераторный газ бывает: воздушный - СО- 30 %,

Н₂ ~ 5 %, СО₂ - 4 %, СН₄ - 1 %, N₂ - 60 %; водяной - СО -36 %, Н₂ - 50 %, СО₂ - 8 %, N₂ - 6 %; смешанный - СО - 30 %, Н₂ - 16 %, СО₂ - 4 %, СН₄ - 2 %, N₂ - 48 %; парокислородный - СО - 66 %, Н₂ - 31 %, СО₂ - 1 %, СН₄ - 1 %, N₂ - 1 %..

Изменить состав образующегося при газификации газа, в частности соотношение СО и Н₂, можно путем его последующей переработки.

Гидрирование, или деструктивная гидрогенизация- это термическое разложение угля с образованием соединений более богатых водородом, чем сырье, протекающее под высоким давлением водорода (20-70 Мпа) и в присутствии катализаторов. В качестве катализаторов этого процесса могут быть применены различные системы на основе молибдена, вольфрама, железа, хрома и т.д.

Целью процесса гидрирования является получение максимального количества жидких продуктов. Гидрирование также можно проводить с целью получения газа с высокой теплотой сгорания- аналога природного газа.

Термическое растворение (сжижение)- это воздействие на измельченное топливо (уголь) органических растворителей в области температур начала его термического разложения (340-380°С; 2,0-15,0 МПа). При этом часть органической массы топлива подвергается расщеплению и переходит в раствор, который почти не содержит минеральных примесей и обладает большей реакционной способностью, чем исходное топливо. Эта часть топлива называется "сжиженным" углем, ее можно использовать для получения специальных видов кокса, углеродистых материалов, пластмасс и т.д.

Сухая перегонка, или пиролиз, или коксование- это процесс термического разложения топлива без доступа воздуха. Сухая перегонка может быть двух видов: коксование - высокотемпературное (1000°С) разложение углей без доступа воздуха. Основная цель- получение металлургического кокса, побочно используют все остальные продукты; полукоксование - низкотемпературное (до 550°С) разложение углей без доступа воздуха, основная цель- получение смолы, которую перерабатывают на жидкое топливо.

Для получения металлургического кокса пригодны угли, которые в процессе высокотемпературного (1000 °С) разложения способны спекаться и давать в остатке твердую, прочную, пористую или плотную массу- кокс. В нашей стране около 25 % добываемых углей подвергается коксованию. Лучшими являются коксующиеся каменные угли с невысокой зольностью, так как зола переходит в кокс с возможно меньшим содержанием серы и фосфора, отрицательно влияющих на качество выплавляемых металлов.

Наряду с каменноугольным коксом в доменных печах, вагранках, кузнечных горнах, в химическом производстве используют торфяной кокс, который получают коксованием торфа при температуре около 600°С. Большим преимуществом торфяного кокса перед каменноугольным является его высокая реакционная способность, а также незначительное содержание серы и отсутствие фосфора, что повышает качество выплавляемого металла.

Вещества, что дают тепловую энергию при сжигании и являются сырьем для ряда важных отраслей промышленности, называют топливом. От того, получено оно в результате переработки, или находится в природе в первозданном виде, его подразделяют на искусственное и естественное.

Для удовлетворения потребностей современной хим. промышленности и других сфер деятельности огромное значение имеет переработка топлива. От него зависит качество получаемых ГСМ и других материалов. В результате человек получает важнейшее углеводородное сырье, что используют в различных сферах народного хозяйства. Это ДТ (летнее и зимнее), бензин, керосин и другие ценные продукты.

Благодаря сложным процессам человечество получило ценные ГСМ

Методы переработки топлива в зависимости от агрегатного состояния

Для удобства принято разделение всех видов, как естественных, так и искусственных: по тому, в каком агрегатном состоянии они находятся. Это:

Твердые.
Жидкие.
Газообразные.

Благодаря его простой и дешевой транспортировке при помощи трубопроводов, газ все чаще используют как горючее для обогрева помещений и в промышленном секторе

Вы можете подобрать для своих потребностей качественные типы топлива, которые обеспечат максимальную эффективность и теплоотдачу.

Международная классификация

Методы переработки жидкого топлива

Нефть – это основа энергетики, топливо, на 80-85 % состоящее сложного набора углеродов. От 10 до 14 % приходится на долю водорода, остальное – твердые примеси. Именно переработка нефти в дизельное топливо, бензин и другие горючие вещества – это сфера промышленности, который обеспечивает население ценными ГСМ.

Прежде чем она будет подвергнута обработке, её направляют в специальные сепараторы, где происходит отделение примесей от газов и бензина. Данные процессы происходят посредством сжатия газов с последующим их охлаждением. Эта методика позволяет получить бензин в его жидком виде.

Есть и иной способ: газ прогоняют сквозь соляровое масло, и бензин отгоняется легко. На следующем этапе газ уже можно использовать, и его отправляют на компрессорную станцию. Нефть после отвода газа очищают от воды, соли, глины, песка и др. компонентов.

Чтоб промышленность могла получить продукты переработки нефти – дизельное топливо, бензин и прочие вещества, используют 2 способа:

1.Физический (перегонка). Это расщепление на фракции (составляющие). Данный процесс происходит в 2 этапа: под давлением извлекают моторное масло. Так добывают мазут, а после его перерабатывают с использованием вакуумной технологии и специальных установок. Этим методом удается получать от 10 до 25 % бензина от сырья.

При перегонке необходимо специальное оборудование: атмосферные либо атмосферно-вакуумные установки. Они состоят из трубчатой печи, теплообменников, насосов, спец. аппаратов. С их помощью нефть нагревается, и, закипая, переходит в газ, и, разделяясь он уходит вверх, а мазут стекает вниз

2.Химический (пиролиз, крекинг и пр.). Такие методы становятся все более популярными, так как дает более качественные продукты, и в большем объеме. Крекинг – химический и термический процесс разделения тяжелых молекул углеводородов. В итоге получают продукты с малым молекулярным весом. Этот метод дает до 70 % бензина от сырья.

Среди производных переработки нефти выделяют три основные группы:

Горючие (котельное, реактивное и моторное).
Смазочные (технические масла и смазки).
Прочие (битум, парафин, кислоты, вазелин, пластик и др.).

Сейчас переработка нефти в дизельное топливо имеет огромное значение для обеспечения нормальной деятельности большинства предприятий. Дизтопливо используют для железнодорожного, автомобильного, военного транспорта. Также ДТ – недорогой продукт для обогрева, заправки генераторов и мини котельных. Сегодня высококачественное дизельное топливо пользуется повышенным спросом и у населения.

Продукты нефтепереработки имеют огромное значение в различных сферах народного хозяйства

Главные методы переработки твердого топлива

Торф, антрацит, бурый и каменный уголь подвергаются многофазовым процессам. Переработка твердого топлива – некаталитическое преобразование при крайне высоких температурах, где они распадаются на твёрдый остаток, газ и жидкость. Существует 4 метода: деструктивная гидрогенизация, коксование, полукоксование и газификация.

Преобразование твёрдых пород дает ценные продукты для промышленности

Качественная переработка дизельного топлива от лучших заводов

Производство дизтоплива – это сложный процесс, который может осуществлять только крупный нефтеперерабатывающий завод с соблюдением всех этапов технологии. Для получения качественного ДТ необходимо строго контролировать все этапы. Переработка дизтоплива состоит из трех этапов:

Первичная обработка.
Вторичная обработка.
Смешение компонентов.

Для улучшения качества и потребительских свойств солярки добавляют различные присадки.

Своевременная поставка ДТ, бензина, ГСМ в любых объемах

При нагревании твердого топлива без доступа воздуха происходит разложение горючей массы топлива и выделение летучих веществ, состоящих из CO, CO₂, H₂, CH₄и других газообразных углеводородов, а также паров смолы. Остаток после отгонки летучих веществ содержит значительно меньше кислорода и водорода, чем исходное твердое топливо, и соответственно больше углерода. Получаемое таким путем искусственное твердое топливо горит без пламени и обладает высокой теплотой сгорания и жаропроизводительностью. Его используют в доменных печах, в качестве бытового топлива и для других целей.

Процесс термической переработки твердого топлива называют также сухой перегонкой топлива, пирогенетической переработкой, термическим разложением. Термическую переработку твердого топлива осуществляют обычно при температуре около 1000ºС (коксование) или при 500-550ºС (полукоксование). В процессе коксования каменных углей определенных марок получают прочный кокс для доменных печей, смолу и коксовый газ. В процессе полукоксования каменных углей, бурых углей, торфа и древесины получают менее прочный полукокс, весьма ценную первичную смолу и полукоксовый газ.

Древесный уголь. При сухой перегонке древесины в печах при температуре ~ 500ºС получают газ в количестве ~20% от веса сухой массы топлива, ~7% смолы, 50% подсмольной воды и ~23% обуглероженного твердого остатка (древесного угля). Состав древесного угля в большой степени зависит от температуры сухой перегонки, а также от породы древесины.

При повышении температуры сухой перегонки снижается содержание в угле кислорода и водорода, возрастает содержание углерода и повышается теплота сгорания.

Важным отличием древесного угля от каменных углей и антрацита является отсутствие в первом серы, благодаря чему древесный уголь является весьма ценным топливом для выплавки высококачественного металла. Однако значительно бóльшая стоимость древесного угля по сравнению с каменноугольным коксом препятствует его широкому применению в металлургии. Следует также отметить высокую пористость древесного угля (около 80%), позволяющую использовать его в качестве адсорбента в ряде технологических процессов.

Каменноугольный кокс. Важнейшим видом искусственного твердого топлива является кокс, получаемый из каменных углей при температуре коксования около 1000ºС. Для производства кокса применяют спекающиеся каменные угли. В шихту для коксования часто вводят также менее дефицитные тощие и газовые угли.

В процессе производства чугуна из железной руды в доменных печах кокс используется в качестве топлива и восстановителя. Окись углерода, образующаяся в результате взаимодействия CO₂ с углеродом кокса, восстанавливает в доменном процессе окислы железа, а не прореагировавшая в печи окись углерода переходит в доменный газ, используемый на металлургических заводах для высокотемпературного нагрева воздуха, вдуваемого в домны, и для других целей. В соответствии с этим для повышения образования CO в доменном процессе стремятся увеличить поверхность соприкосновения CO₂ с углеродом и применять доменный кокс пористостью 50% и выше.

Механическую прочность кокса устанавливают по испытанию во вращающемся барабане. После 100 оборотов барабана, вращающегося со скоростью 25 об/мин, кокс подвергается ситовому анализу, на основе которого определяют выход крупного кокса с размером кусков более 40 мм и коксовой мелочи размером менее 10 мм.

Качество металлургического кокса в большой степени зависит от его состава. Крайне отрицательно на качество кокса влияет наличие фосфора, переходящего в выплавляемый чугун и повышающего хрупкость последнего в холодном состоянии. Почти весь фосфор, содержащийся в угле, переходит в кокс. Поэтому фосфористость кокса обусловлена содержанием фосфора в угле.

Весьма важной характеристикой доменного и литейного кокса является содержание серы, переходящей в выплавляемый металл и обусловливающей его ломкость при высоких температурах. Во избежание этого, при работе на сернистом коксе в доменную печь вводят большее, чем обычно, количество флюсов (CaCO₃, MgCO₃), химически связывающих серу, содержащуюся в коксе, и переводящих ее в шлаки.

Крайне нежелательным компонентом кокса является также минеральная масса, образующая золу при сжигании кокса. Повышенная зольность кокса вызывает увеличение расхода флюсов и топлива, а также снижение производительности печей. Зольность кокса примерно на 30% превышает зольность исходного угля. Увеличение зольности кокса на 1% обусловливает повышение расхода кокса примерно на 2,5%.

В металлургическом коксе содержится обычно от 2 до 5% влаги. Влажность мелкого кокса значительно выше – до 12-15%.

Горючая масса кокса характеризуется примерно следующим составом (в %): = 96, = 1, = 0,5, =1,0. Низшая теплота сгорания горючей массы кокса ~32,45 МДж/кг.

При зольности кокса около 10% и влажности 3% состав рабочей массы кокса примерно следующий (в %): = 83,0; = 1,0; = 0,5; = 1,5; =1,0; = 10,0; = 3,0. Низшая теплота сгорания кокса этого состава равна ~28,5 МДж/кг; жаропроизводительность - около 2200ºС.

Производство кокса связано с крупными капиталовложениями и эксплуатационными расходами. Поэтому большое народнохозяйственное значение имеет замена кокса другими, более дешевыми видами топлива, например, частичной заменой природным газом, мазутом и угольной пылью.

Величинами Кр.о следует пользоваться при выборе размольного оборудования; производительность энергетических мельниц обычно указывается в каталогах для случая размола АШ и должна быть соответственно пересчитана (т. е. умножена на величину Кр.о), если размалываться будут другие виды топлива.
Если содержание внешней влаги в угле (Wвнеш = Wp - Wa) равно 15—20%, то перед окончательным дроблением уголь следует подвергать сушке в специальных сушилках; при меньших содержаниях внешней влаги ее удаляют в барабане мельницы горячим воздухом (300—350°) в процессе размола; капитальные и эксплуатационные расходы пылеугольной фабрики в этом случае снижаются.

Категория силовых кабелей включает в себя множество разновидностей кабельной продукции с самыми разными характеристиками. Главным их назначением является передача.

Силовые кабели обладают многочисленными преимуществами. Такие изделия выпускаются в разных вариантах, отличающихся количеством жил или типом изоляции. Выбирая конкретную.

Электрический кабель входит в состав систем передачи электроэнергии. Области применения конкретного изделия зависят от материалов изготовления изоляции, токопроводящей.

Одной из самых распространенных сфер применения металлоконструкций является строительство быстровозводимых зданий. Их назначение может быть абсолютно разным. Например.

Манипулятор – практически универсальная единица техники, которая поможет и груз переместить, и трубы в траншеи проложить.

Есть немало владельцев приусадебных участков, для которых иметь свою собственную баню так же важно, как и собственный дом.

При проведении капитального ремонта, строительства и реконструкции капитальных объектов может потребоваться строительный контроль. Целью его является анализ.

Читайте также: