Көмір - кеше, бүгін және ертең өңдеу

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-17 10:33

Бірде Менделеев мұнаймен суға бату банкноттарды пешке лақтырғанмен бірдей деді. Көмір туралы да осыны айтуға болады. Қайта өңдеу қоршаған ортаға түсетін салмақты азайтады және көмірден құрамында күкірті бар зиянды қоспаларды іс жүзінде жояды. Көмірді өңдеудің негізгі әдістері мен процестерін, сондай-ақ нәтиже мен одан алынатын өнімдерді қарастырайық.

Көмір өткен

Адамзат көмірді отын ретінде ежелгі Грециядан бері біледі. Бірақ тәуелсіз сала ретінде көмір өнеркәсібі 18 ғасырда ғана ерекшеленді. 19 ғасырдың басында көмір өте белсенді түрде қолданыла бастады - көлікке отын, электр энергиясын өндіру, металлургия, химия өнеркәсібі, автомобиль және кеме жасау және т.б. Жақсырақ шикізат қажет болды.

Көмірді өңдеу әдістері 20 ғасырда өндірілген шикізаттың сапасы жоғары болуы үшін жасалды. Оларда өнімнің төмен шығымдылығы, қатты жақтаулар сияқты кемшіліктер болдыпроцесті жүзеге асыру. Бірақ процеске әртүрлі катализаторларды енгізу арқылы өнімнің шығымы жоғары болды, демек, арзандады және процестің өтуі енді барлық шарттарды қатаң сақтауды қажет етпейді.

Бүгінгі таңда көмір өндіру мен өңдеу – болашаққа жасалған қадам. Ол бес жолмен жүзеге асырылады. Әдіс таңдау қалаған соңғы өнімге байланысты.

Пиролиз

Көмірді өңдеудің бұл әдісі бұрыннан қолданылған. 90-жылдардың аяғында. 19 ғасырда олар полимер молекулаларының жойылуына, содан кейін олардың өзгеруіне әкелетін ауаға қол жеткізбестен көмірді қалай жылыту керектігін білді. Термохимиялық өңдеу өнімдері қатты, сұйық және газ тәрізді күйде болады.

Қазіргі кокстеу (пиролиздің басқа атауы) 900 және 1100 °C аралығындағы температурада жүзеге асырылады. Процестің өнімі - қара және түсті металлургия өнеркәсібінде қолданылатын кокс, сонымен қатар газдар мен булардың қоспасы түріндегі жанама өнім.

Жоғары температурадағы кокстеу қоспасынан кейін 250-ге жуық химиялық заттар, соның ішінде бензол, нафталин, фенолдар, аммиак және гетероциклді қосылыстар алынады. Процесске катализаторды енгізу ұсақ түйіршікті ішкі құрылымы бар кокстың пайда болуына ықпал етті - коммерциялық кокстың неғұрлым құнды түрі.

Жартылай кокстеу

Өңдеу арқылы көмірден отын (сұйық немесе газ тәріздес) алу үшін 500 °С төмен температуралы кокстеу қолданылады. Процесс де инновациялық емес, ол бұрыннан белгілі. Бұған дейін қоңыр көмірден қатты отын алуды мақсат еткен, одан да құнды. Бүгінгі таңда көмірді тотығу катализаторын қолдану арқылы жартылай кокстеу арқылы өңдеу процесі соңғы өнімнің экологиялық тазалығын арттырды, ол канцерогендер мен зиянды заттардың концентрациясын төмендетті. Алынған шайыр еріткіштер мен отын алу үшін пайдаланылады.

Дструктивті гидрлеу

Көмірді өңдеудің бұл әдісі 400-500 °С температурада және сутегінің әсерінен қатты отынды «синтетикалық мұнайға» айналдыруға бағытталған. Мұндай өңдеу идеясы өткен ғасырдың 20-жылдарында пайда болды. 1930-1940 жылдары алғашқы өнеркәсіптік кәсіпорындар Германия мен Ұлыбританияда салынды, бірақ КСРО-да бұл процесс өнеркәсіптік ауқымда тек 1950 жылдары ғана қолданылды.

Мұнай өңдеуде катализатор ретінде алюминий, молибден және кобальт қоспасы қолданылады. Бастапқыда ол көмірге де қолданылды, бірақ белгілі болғандай, катализатор ретінде кең таралған темір рудасын - магнетит, пирит немесе пиротитті пайдалана отырып, процесті тиімділікті жоғалтпай, әлдеқайда арзандатуға болады. Мұндай нәтижені есептеу оңай болды, егер сіз катализ жанама түрде жүретінін білсеңіз. Көмір сұйық фазаға сутегі молекулаларының әсерінен емес, сутегі атомдарының органикалық еріткіш молекулаларынан көмір компонентінің молекулаларына ауысуы арқылы өтеді. Катализатор тек сутегі атомдарын жою кезінде жоғалған еріткіш қасиеттерін қалпына келтіру үшін қажет.

Газдандыру

Жоғары температураның әсерінен, бірақ оттегі, сутегі, көмірқышқыл газы және бу бар ауа ортасында қатты көмір газ тәрізді күйге өтеді. Бұл процестің барлық мәні. 20-ға жуық технология бар. Біз олардың әрқайсысына егжей-тегжейлі тоқталмаймыз, бірақ катализаторды енгізу қалай көмектесетінін қарастырамыз.

Тиімділікті арттырудан басқа, катализатордың көмегімен жылдамдықты бір деңгейде сақтай отырып, температураны төмендетуге болады, сонымен қатар газдандырудың соңғы өнімін реттеуге болады. Ең көп таралғандары сілтілі және сілтілі жер металдары, сонымен қатар темір, никель және кобальт.

плазмалық химиялық өңдеу

Өңдеу кезінде қатты және қоңыр көмірден сұйық отыннан басқа ферросилиций, техникалық кремний және басқа кремнийі бар заттар сияқты бағалы қосылыстар алынады, олар басқа әдістермен қарапайым болды. күлмен қоқысқа тасталады.

Ал ертең не болады

Жердегі мұнай мен газ кен орындарының қаншалықты тез таусылып жатқанын ескерсек, жанармай мәселесі жақын арада өте өткір болады. Ал қарапайым шешімдердің бірі көмір өндіру болар еді. Ғалымдар қайта өңдеудің жаңа процестерін - тиімдірек, арзанырақ, бірақ сонымен бірге экологияға зиянсыз - іздестіру мақсатында зерттеу жұмыстарын жүргізуде.

Сонымен қатар «синтетикалық май» алу жұмыстары жүргізілуде. Мысалы, Красноярскіде оны көмір мен су қоспасынан тең пропорцияда алу үшін сынақтан өтті. астында синтез жүргізілдіжоғары қысымды, өңдеу механикалық, электромагниттік және кавитациялық жүргізілді. Энергия шығыны аз – бір тонна мұнайға небәрі 5 кВт. Химиялық құрамы бойынша алынған фракция табиғиға жақын.

Сондықтан темір тұлпарыңызды тастауға асықпаңыз, жем болатын нәрсе болады. Тағы бір жақсы жаңалық – көмір толыққанды, яғни ол адамзатқа ұзақ уақыт қызмет етеді.