Гидрогенизация.

Гидрогенизацией (гидрированием) называется процесс обработки твёрдого топлива водородом при температуре 380-550ºС и давлении 20-70 МПа в присутствии катализатора.

В качестве катализатора используются контактные массы на основе соединений молибдена, никеля или железа с различными активаторами:

MoO₃ + NiS + CaO + BaO + Al₂O₃

катализатор активатор носитель

!!! В этих условиях в органической массе угля происходит разрушение непрочных межмолекулярных и внутримолекулярных связей и гидрирование ненасыщенных молекул:

- разложения и деполимеризации высокомолекулярных структур угля

{C}_n + nH₂ → C_nH_2n

- гидрирования образовавшихся алкенов

C_nH_2n + H₂ → C_nH_2n+2

- разложения высших алканов с последующим гидрированием алкенов и образованием алканов меньшей молекулярной массы

C_nH_2n+2 → C_mH_2m+2 + C_pH_2p

C_pH_2p + H₂ → C_pH_2p+2

- гидрирование конденсированных ароматических систем с последующим разрывом цикла и алкилированием.

Попутно идёт гидрирование продуктов, содержащих серу, кислород и азот с образованием сероводорода, воды и аммиака.

Изменением параметров процесса (температуры, давления, времени контактирования) и состава катализатора процесс гидрогенизации может быть направлен в сторону получения продуктов заданного состава.

Гидрогенизации подвергаются низкосортные каменные угли с целью получения искусственных нефтепродуктов, в частности бензина.

Газификация твёрдого топлива

Газификацией твёрдого топлива (ГТТ) называется процесс превращения органической части твёрдого топлива в горючие газы путём воздействия на него окислителя.

В качестве окислителей при ГТТ используются:

- воздух (воздушное дутьё);

- водяной пар (паровоё дутьё),

- кислород (кислородное дутьё),

- смеси (паровоздушное и парокислородное дутьё).

Природа протекающих при этом реакций, а, следовательно, и состав соответствующего генераторного газа зависит от типа окислителя:

- при кислородном дутье

C + O₂ = CO₂

2C + O₂ = 2CO

- при паровом дутье

C + H₂O = CO + H₂

2C + H₂O = CO + 2H₂

CO + H₂O = CO + 2H₂

при парокислородном дутье

2C + O₂ = 2CO

C + H₂O = CO + H₂

- воздушное и паровоздушное дутьё описывается теми же реакциями, что и в случае кислородного и парокислородного дутья, но в продуктах газификации содержится азот.

Реакции газификации:

- обратимы;

- протекают с увеличением объёма или при постоянном объёме,

- большинство из них являются эндотермическими.

При условиях работы газогенераторов:

- нормальное или невысокое давление;

- температура 900-1000ºС

- избыток окислителя

равновесие их смещено в сторону образования конечных продуктов.

Во всех случаях экономически и технологически целесообразно использовать для газификации низкосортное топливо – торф, бурые угли, сланцы, полукокс.

Газогенератор выполнен в виде цилиндра высотой 4,5 метра и диаметром 3,5 метра, облицованном огнеупорным кирпичом.

Нижняя часть шахты погружена во вращающуюся чашу, наполненную водой для создания гидравлического затвора.

1) В чаше укреплена колосниковая решётка, через которую подаётся дутьё.

2) Твёрдое топливо периодически поступает в реактор через загрузочную коробку при опущенном конусе затвора.

3) При поднятии конуса топливо попадает в шахту.

4) Образующаяся зола проходит через колосниковую решётку и гасится водой в чаше.