Көмүр - кечээ, бүгүн жана эртең иштетүү

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2023-12-17 10:34

Бир жолу Менделеев майга чөгүп кетүү банкнотторду мешке ыргытканга барабар деп айткан. Көмүр жөнүндө да ушуну айтууга болот. Кайра иштетүү айлана-чөйрөгө болгон жүктү азайтат жана көмүрдөн күкүрттү камтыган зыяндуу кошулмаларды иш жүзүндө жок кылат. Көмүрдү кайра иштетүүнүн негизги ыкмаларын жана процесстерин, ошондой эле натыйжаны жана андан алынган продукцияны карап көрөлү.

Көмүр өткөн

Адамзат көмүрдү отун катары байыркы Грециядан бери эле жакшы билген. Ал эми өз алдынча өнөр жайы катары көмүр өнөр жайы 18-кылымда гана өзгөчөлөнгөн. 19-кылымдын башында көмүр өтө жигердүү колдонула баштаган – отун транспортко, электр энергиясын өндүрүүгө, металлургияга, химиялык өнөр жайга, автомобиль жана кеме курууга ж.б. жакшыраак сырье керек болчу.

Көмүрдү кайра иштетүү ыкмалары 20-кылымда чыгарылган сырьенун сапаты жогору болушу үчүн иштелип чыккан. Аларда продукциянын аз алынышы, катуу рамалар сыяктуу кемчиликтер болгонпроцессин ишке ашыруу. Бирок процесске ар кандай катализаторлорду киргизүү менен продукциянын түшүмү жогору болуп, демек арзандап, процесстин өтүшү бардык шарттарды так сактоону талап кылбай калды.

Бүгүнкү күндө көмүрдү казып алуу жана кайра иштетүү келечекке жасалган кадам. Ал беш жол менен ишке ашырылат. Методду тандоо каалаган акыркы продуктка жараша болот.

Пиролиз

Көмүрдү иштетүүнүн бул ыкмасы көптөн бери колдонулуп келген. 90-жылдардын аягында. 19-кылымда алар аба кирбестен көмүрдү кантип жылытууну билишкен, бул үчүн полимердик молекулалардын бузулушуна, андан кийин алардын өзгөрүшүнө себеп болгон. Термохимиялык иштетүү продуктулары катуу, суюк жана газ абалында болот.

Заманбап кокстоо (пиролиздин башка аталышы) 900 жана 1100 °C ортосундагы температурада жүргүзүлөт. Процесстин продукты-сы - металлургия енер жайында кара да, тустуу да, ошондой эле газдар менен буулардын аралашмасы турундегу кошумча продукты болуп саналган кокс.

Жогорку температурадагы кокстоо аралашмасынан кийинчерээк 250гө жакын химиялык заттар, анын ичинде бензол, нафталин, фенолдор, аммиак жана гетероциклдүү кошулмалар алынат. Процесске катализаторду киргизүү майда бүртүкчөлүү ички түзүлүшү бар кокстун пайда болушуна шарт түздү - коммерциялык кокстун бир кыйла баалуу түрү.

Жарым кокстоо

Кайра иштетүү жолу менен көмүрдөн отун (суюк же газ түрүндө) алуу үчүн 500°С төмөн температурадагы кокстоо колдонулат. Процесс дагы инновациялык эмес, ал көптөн бери белгилүү. Мурда коцур кемурден катуу отун алуу, энергетикалык жактан алда канча баалуу. Бүгүнкү күндө көмүрдү кычкылдануу катализаторун колдонуу менен жарым кокстоо жолу менен кайра иштетүү процесси акыркы продукциянын экологиялык тазалыгын жогорулатты, канцерогендердин жана зыяндуу заттардын концентрациясын азайтты. Алынган чайыр эриткичтерди жана күйүүчү майларды өндүрүү үчүн колдонулат.

Кыйратуучу гидрогенация

Көмүрдү иштетүүнүн бул ыкмасы катуу отунду 400-500°С температурада жана суутектин таасири астында «синтетикалык майга» айландырууга багытталган. Мындай кайра иштетүү идеясы өткөн кылымдын 20-жылдарында пайда болгон. 1930-1940-жылдары Германияда жана Улуу Британияда биринчи өнөр жай ишканалары курулган, бирок СССРде бул процесс өнөр жайлык масштабда 1950-жылдары гана колдонулган.

Алюминий, молибден жана кобальттын аралашмасы нефтини кайра иштетүүдө катализатор катары колдонулат. Башында ал көмүр үчүн да колдонулган, бирок, белгилүү болгондой, катализатор катары кеңири таралган темир рудасын - магнетит, пирит же пиротитти колдонуу менен процессти натыйжалуулугун жоготпостон, алда канча арзандатууга болот. Эгер катализ кыйыр түрдө болоорун билсеңиз, мындай натыйжаны эсептөө оңой болгон. Көмүр суюк фазага суутек молекулаларынын таасири астында эмес, суутек атомдорунун органикалык эриткичтин молекулаларынан көмүр компонентинин молекулаларына өтүшү аркылуу өтөт. Катализатор суутек атомдорун жок кылууда жоголгон эриткич касиеттерин калыбына келтирүү үчүн гана керек.

Газдаштыруу

Жогорку температуранын таасири астында, бирок кычкылтек, суутек, көмүр кычкыл газы жана буу бар аба чөйрөсүндө катуу көмүр газ абалына өтөт. Бул процесстин бардык пункту. 20га жакын технология бар. Биз алардын ар бирине майда-чүйдөсүнө чейин токтолбойбуз, бирок катализаторду киргизүү кандайча жардам берерин карап көрөлү.

Эффективдүүлүктү жогорулатуудан тышкары, катализатордун жардамы менен ылдамдыкты бирдей деңгээлде кармап, температураны төмөндөтүүгө болот, ошондой эле газдаштыруунун акыркы продуктусун жөнгө салууга болот. Эң кеңири тарагандары щелочтуу жана щелочтуу жер металлдары, ошондой эле темир, никель жана кобальт.

плазманы химиялык иштетүү

Эң келечектүүлөрдүн бири, анткени кайра иштетүүдө катуу жана күрөң көмүрдөн суюк отундан тышкары ферросилиций, техникалык кремний жана башка кремний камтыган заттар сыяктуу баалуу кошулмалар алынат, алар башка ыкмалар менен жөн эле алынган. күл менен ыргытылган.

Ал эми эртең эмне

Жер бетиндеги мунай жана газ кендери канчалык тез түгөнүп жатканын эске алсак, күйүүчү май маселеси жакында абдан курч болуп калат. Ал эми эң жөнөкөй чечимдердин бири көмүр казуу болмок. Окумуштуулар кайра иштетүүнүн жаңы процесстерин издөө үчүн изилдөө иштерин жүргүзүүдө - натыйжалуураак, арзан, бирок ошол эле учурда экологиялык жактан таза.

Синтетикалык майды» алуу боюнча да иштер жүрүп жатат. Маселен, Красноярскиде аны кемур менен суунун аралашмасынан бирдей пропорцияда алуу сыноодон еткерулду. Синтези астында ишке ашырылганжогорку басым, дарылоо механикалык, электромагниттик жана кавитациялык жол менен жүргүзүлдү. Энергияны керектөө аз - бир тонна мунайга болгону 5 кВт. Химиялык курамы боюнча алынган фракция табигыйга жакын.

Ошондуктан темир тулпарыңызды таштоого шашпаңыз, тойгуза турган бир нерсе болот. Жана дагы бир жакшы кабар - көмүр толукталды, демек ал адамзатка көп убакыт кызмат кылат.