31.Химическая переработка топлива.

Топливом называют существующие в природе искусственно-изготовленные горючие орг-ие в-ва, являющиеся источником тепловой энергии и сырьем для хим-ой промыш-ти.

По прирлде процессов, протекающих в топливах при их использовании, они делятся на ядерные и хим-ие. В ядерных топливах энергия выделяется в результате деления ядер тяжелых элементов, процесса воспроизв-ва ядерного топлива и управляемого ядерного синтеза между ядрами легких элементов.

В хим-их топливах энергия выдел-ся в результате протекающих их экзотермических р-ий окисления, восстановления.

1)химические топлива подраздел-ся по происхождению:

-природные(уголь, нефть)

-искуственные(кокс, технологические газы)

2)по агрегатному состоянию:

-жидкие

-газообразные

-твердые.

3)по составу:

-однокомпонентные, в которых окислители и горючее находится в одной фазе

-многокомпонентные, в которых окислитель и горючее составляет разные фазы.

4)в зависимости от назначения хим-ое топливо делится на:

-энергетическое, используемое для выработки тепловой и эл-ой энергии.

-технологическое, используемое непосредственно в аппаратах хим-ой промыш-ти.

Доля хим-го топлива в мировом энергетическом балансе составляет около 90%. В настоящее время около 70% мирового энергопотребления покрывается засчет использования нефти и газа. Эффективность исп-ия хим-го топлива в качестве источника энергии зависит от условий сжигания состава топлива.

Все природные хим-ие топлива состоят из горючей массы, минеральных в-в и воды. После удаления влаги получают обезвоженное топливо или сухое топливо.

Горючая часть топлива включает в-ва, содержащие углерод и водород и окисляемые соединения серы(орг-ие и неорг-ие сульфиды).

Минеральные в-ва топлива представляют различные соли металлов, образующие при сжигании топлива золу.

Для исп-ия в качестве хим-го сырья твердого топлива большое значение имеет содержание в нем летучих в-в, т.е. в-в которые удаляются из топлива при нагревании его до определенной температуры без доступа воздуха.

Энергетической характеристикой топлива яв-ся его теплотворная способность, которая показывает кол-во тепла, получаемое при сжигании единицы массы или объема топлива.

Методы переработки топлива имеют много общего. Большое распространение получили методы пирогенетической переработки топлива, при которой физ-ие и хим-ие превращения протекают при высоких температурах.

Пирогенетическая переработка может протекать по 3-м основным уравнениям:

-газификация

-гидрирование

-нагрев без доступа воздуха, который наз-ся сухой перегонкой или пиролизом.

1)газификацией топлива наз-ся процесс, при котором органическая часть твердого топлива превращ-ся в горючие газы при взаимодействии с воздухом, водяным паром, кислородом или другими газами. Она позволяет получать из малоценного топлива генераторные газы, которые представляют собой беззольная транспортабельное топливо и сырье для ХП. В зависимости от применяемого для газификации газообразного агента получают следующие генераторные газы(воздушный, паровоздушный, парокислородный, которые отличаются друг от друга по составу и св-вам)

В этих газах могут содержаться такие горючие компоненты, как водород, окись углерода и метан. Газификацию проводят при температуре 900-1000 градусов. Такая высокая температура достигается засчет тепла экзотермической р-ии, взаимод-ия газифицирующих агентов с топливом.

2)гидрирование, или гидрогенизация – это переработка топлива, при котором под действием высокой температуры при действии водородов и их присутствия катализаторов происходят хим-ие р-ии, приводящие к образованию продуктов более богатых водородом, чем сырьем. Высокие температуры при гидрировании достигаются при нагревании реагирующих в-в горючими газами через стенку или засчет тепла экзотермических р-ий и процессы гидрирования прим-ся при переработки жидких и твердых топлив.

3)сухая перегонка топлива происходит при нагревании топлива без доступа воздуха. Для процесса необходим подвод тепла извне и нагрев реакционных аппаратов производятся горячими дымовыми газами. Этой перегонки подвергаются твердые и жидкие топливо.