Twoim problemem jest to, że powszechną NICOŚĆ mylisz z osobistą PUSTKĄ
16. Wykorzystanie węgla.
a) Energetyczne wykorzystanie węgla:
- gaz
- woda
- współspalanie biomasy
- OZE (odnawialne zasoby energii)
- węgiel brunatny
- węgiel kamienny
b) Chemiczna przeróbka węgla; koksowanie (wykorzystanie produktów), upłynnianie, zgazowanie
(rozwiązania technologiczne procesu zgazowania, kierunki wykorzystania gazu procesowego)
Koksowanie – produkty:
- 75-80% koks
- 20-25% surowy gaz koksowniczy: gaz koksowniczy (12-18%), benzol koksowniczy (1-1,5%),
amoniak (0,3%), smoła węglowa (3-4%).
Podstawową metodą przerobu smoły jest jej destylacja (atmosferyczna, atmosferyczno-próżniowa).
Produkuje się pak elektrodowy oraz oleje karbochemiczne. Ważniejsze produkty otrzymywanie z paku (60%) to:
- koks palny (produkcja elektrod, mas anodowych, wykładzin pieców)
- smoły preparowane (smoły dachowe, drogowe, hutnicze)
PROCES
Temp
Ciśni
PRODUKTY
ODGAZOWANIE
- koksowanie
- wytlewanie
- szybkie wytlewanie (piroliza)
Temp °C
900-1100
500-600
600
MPa
normalne
normalne
normalne
- koks,smoła węglowa,benzol,
g.koksowniczy
- półkoks, smoła wytlewna,
g.wytlewny
- koksik, smoła
EKSTRAKCJA
Metoda Pott-Broche’a
380-450
10-15
Ekstrakt węglowy (przeznaczony do uwodorniania lub produkcji koksu elektrodowego)
UPŁYNNIANIEUwodornianie metodą BergiusaUwodornianie metodą H-Coal
300-350
420-450
6-25
15-18
Ropa węglowa
ZGAZOWANIE
Metoda Lurgi (złoże stałe)
Metoda Koppers-Totzka
Metoda Winklera
800-900
1500-1900 800-1000
3
normalne
normalne
Gazy nisko- lub średniokaloryczne
Gazy syntezowe
ZGAZOWANIE:
→ wydzielanie wodoru → wodór
→ synteza paliw → paliwa silnikowe
→ synteza metanolu → metanol
→ turbiny gazowe → energia elektryczna
Zgazowanie – nadaje się każdy rodzaj węgla, wysoka wartość opałowa powyżej 22MJ/kg.
Kierunki wykorzystania gazu syntezowego:
Proces Fischera – Tropscha
180 – 240 ºC
300 – 350 ºC
0,5 – 5 MPa
Frakcje benzynowe, olej napędowy, woski
Proces Mobil (gaz syntezowy à metanol)
360 – 415 ºC
2 MPa
Frakcje benzynowe
Synteza Fischera-Tropscha (w skrócie synteza/reakcja F-T lub FTS) to katalityczna reakcja chemiczna tworzenia węglowodorów z mieszaniny tlenku węgla i wodoru, czyli tak zwanego gazu syntezowego. Celem syntezy F-T jest produkcja paliw płynnych. Jedną z zalet syntezy F-T jest możliwość wytwarzania paliwa wolnego od związków siarki i azotu a przez to czystszego dla środowiska naturalnego.
8. Węgiel
a) Procesy chemicznej przeróbki węgla.
Zgazowanie węgla
Uwodornienie węgla (upłynnianie): to destruktywne oddziaływanie na węgiel pod wpływem wysokiego ciśnienia i w obecności wodoru.
Sortowanie:- ma na celu podział węgla na klasy według wielkości ziaren i odbywa się ono na sitach o różnych wymiarach oczek. Liczba sortymentów zależy od potrzeb i właściwości węgla.
Zagazowanie
Odgazowanie lub sucha destylacja(pirogenizacja, piroliza):polega na ogrzaniu węgla do temperatury powyżej 5000C, w której węgiel rozkłada się na pozostałość stałą tj: półkoks, koks oraz na części lotne,z których wydzielają się frakcje ciekłe (smoła , benzole) i gazy palne. Mają tu miejsce następujące procesy:
- wytlewanie, czyli proces odgazowania odbywający się w niskiej temperaturze. Powstaje półkoks, który jest paliwem bezdymnym i łatwo palącym się, smoła wytlewna, zwana prasmołą mająca cechy ropy oraz gaz wytlewny.
- gazownictwo, czyli proces którego celem jest uzyskanie dużej ilości gazu opałowego o wartości opałowej co najmniej 5 MJ/m3. Oprócz gazu uzyskuje się koks gazowniczy o małej wytrzymałości mechanicznej, smołę pogazową, benzole i wodę pogazową zawierającą amoniak. Aktualnie gazownictwo w swej klasycznej postaci zanika.
- koksownictwo, czyli proces który ma na celu otrzymanie koksu
b) Zgazowanie węgla i kierunki wykorzystania gazu syntezowego (punkt 16 analogiczny)
Zgazowanie węgla, czyli półspalanie z dodatkiem pary wodnej, przy nadmuchu powietrza prowadzi do otrzymania gazu generatorowego, a przy zastosowaniu nadmuchu tlenowego – gazu syntezowego (CO + H2). Gaz syntezowy może być wykorzystywany do syntezy amoniaku, metanolu oraz węglowodorowych paliw płynnych (poprzez syntezę Fischera-Tropsch’a), syntetycznego gazu ziemnego. Gaz syntezowy może być także wykorzystany w elektroenergetyce w turbinach gazowych i wtórnie parowych, podnosząc sprawność przemiany węgla w energię elektryczną.
ZGAZOWANIE:
→ wydzielanie wodoru → wodór
→ synteza paliw → paliwa silnikowe
→ synteza metanolu → metanol
→ turbiny gazowe → energia elektryczna
Zgazowanie – nadaje się każdy rodzaj węgla, wysoka wartość opałowa powyżej 22MJ/kg
c) Produkty koksowania węgla (% wag.)
• koks - 70%-80%
• smoła - 2.5%-4.5%
• woda pogazowa - 3%-5%
• amoniak - 0.2%-0.4%
• benzol - 0.8%-1.4%
• gaz koksowniczy - 12%-18%
Koks – po rozsortowaniu jest głównym produktem zbytu.
Smoła oraz benzol są przerabiane w zakładach centralnych (obsługujących kilka koksowni) na wiele produktów węglopochodnych, zwłaszcza aromatycznych, stanowiących cenne surowce przemysłu organicznego. Składniki wody pogazowej i amoniak służą bezpośrednio w koksowni do wyrobu soli amonowych siarczanu lub fosforanu stosowanych jako nawozy sztuczne. Pozbawiona amoniaku woda pogazowa po odfelowaniu trafia do ścieków. (NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4 Surowy gaz koksowniczy uwolniony od smoły, amoniaku, benzolu i naftalenu może być kierowany do ogrzewania pieców koksowniczych (ok. 50 %) reszta trafia do dyspozycji konsumentom komunalnym (po uprzednim oczyszczeniu tj. odsiarczenie).
9. Klasyfikacja procesów jednostkowych
W zależności od rodzaju dominującego zjawiska fizykochemicznego, procesy jednostkowe dzielimy na:
- mechaniczne (dynamiczne)takie jak np.: transport, magazynowanie, rozdrabnianie, sortowanie, flotacja, sedymentacja, mieszanie, filtracja, wirowanie, odpylanie itp.
- cieplne takie jak np.: ogrzewanie, chłodzenie, skraplanie, odparowywanie, zatężanie itp.
- dyfuzyjne takie jak np.: destylacja, rektyfikacja, absorpcja, adsorpcja, ekstrakcja, ługowanie, suszenie, nawilżanie, krystalizacja itp.
- reaktorowe (z reakcją chemiczną) takie jak np. utlenianie, estryfikacja, sulfonowanie itp.
Procesem jednostkowym nazywamy część procesu technologicznego, w którym dominuje jedno zjawisko fizykochemiczne. Proces jednostkowy zazwyczaj zachodzi w jednym aparacie.
Procjednostk
Substr
Prod gł
Prod
Utlenianie
Etylen tlen lub pow
Tlenek etylenu
CO2 H2O
Hydratacja
Tl. Etylenu woda
Glikol etylenowy
DEG TEG
11. Najlepsze dostępne techniki, zapobieganie i minimalizacja zanieczyszczeń na przykładzie procesów rafinacji frakcji ropy naftowej
Główne produkty końcowe zachowawczej przeróbki ropy naftowej W wyniku zachowawczej przeróbki ropy w rafineriach uzyskuje się następujące główne rodzaje produktów:
a) Paliwa do silników gaźnikowych (benzyny) uzyskiwane z destylatów z wieży atmosferycznej;
b) Paliwa do silników samo zapłonowych (oleje napędowe) uzyskiwane z destylatów ciężkich z wieży atmosferycznej i destylatów lekkich z wieży próżniowej.
c) Oleje opałowe uzyskiwane z pozostałości podestylacyjnej z wieży atmosferycznej - mazutu ) i innych wysokowrzących frakcji uzyskiwanych w procesach rafineryjnych.
d) Rozpuszczalniki(benzyny ekstrakcyjne, benzyny lakowe) uzyskiwane z lekkich i średnich destylatów z wieży atmosferycznej.
e) Produkty parafinowe (parafina stała, petrolatum, cerezyna) uzyskiwane przede wszystkim przez odparafinowanie destylatów z ropy typu parafinowego.
f) Oleje smarowe uzyskiwane z destylatów z wieży próżniowej. Ze względu na zastosowanie i
podobieństwo warunków pracy wyróżnia się następujące podstawowe rodzaje olejów:
- oleje maszynowe, stosowane do smarowania łożysk, ruchomych części maszyn itp.
- oleje silnikowe-samochodowe, traktorowe, dieslowskie i lotnicze,
- oleje smarowe o specjalnym przeznaczeniu –do turbin parowych i wodnych, do sprę...