Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Уфимский государственный нефтяной технический университет»
Кафедра «Технология нефти и газа»
Реферат
по дисциплине «Химическая технология топлива и углеродных материалов. Часть 3»
на тему: «Газификация твердых топлив»
|
Выполнили: ст. гр. БТПп-16-01
Проверил: доцент каф. ТНГ, к.т.н. |
Д.А. Корнаухова А.Р. Валиева
Р.Р. Фасхутдинов
|
Уфа 2020
Содержание
СОДЕРЖАНИЕ 2
ВВЕДЕНИЕ 3
1 Сущность процесса газификации 5
2 Сырье процесса газификации 6
3 Химизм процесса газификации 7
4 Методы газификации 8
4.1 Технология Лурги 10
4.2 Технология Винклера 14
4.3 Технология Копперс–Тотцека 17
4.4 Технология Тексако 20
5 Подземная газификация угля 21
6 Список используемых источников 21
Введение
За многие миллионы лет природа накопила богатейшие запасы углерода в виде угля, нефти и природного газа. Сейчас эти ископаемые виды топлива используются человеком для получения энергии и химических продуктов.
В конце прошлого-в начале нынешнего века большинство продуктов органической химии производилось из каменных углей. По мере увеличения добычи нефти химические вещества угольного происхождения начали вытесняться продуктами нефтехимического синтеза, производимыми более простыми и менее энергоемкими методами. Однако оценка разведанных мировых запасов различных видов ископаемого органического сырья приводит к выводу о том, что месторождения нефти и газа будут в значительной степени исчерпаны уже в начале первых десятилетий XXI века. Запасов же угля должно хватить на ближайшие несколько сот лет. Вывод о необходимости постоянного увеличения масштабов использования угля в энергетике и промышленности подтверждается данными по сопоставлению запасов нефти, газа, угля и сложившейся в настоящее время структурой их мирового потребления (рисунок 1).
Рисунок 1 – Соотношение мировых запасов и потребления угля, нефти и газа
Увеличение потребления ископаемых углей будет сопровождаться ростом экологической нагрузки на окружающую среду, поскольку при традиционном способе использования угля – сжигании – образуется больше вредных побочных продуктов по сравнению с нефтью и газом.
Снижение ущерба окружающей среде от угольной энергетики может быть достигнуто путем перехода к использованию экологически более безопасных видов топлива угольного происхождения. К ним относится облагороженный, или т.н. «чистый уголь», путем термохимической переработки которого, получают синтетические газообразные и жидкие топлива. Выбросы вредных веществ при использовании этих синтетических топлив значительно ниже, чем в случае применения рядового угля.
Впервые синтез углеводородов был осуществлен в начале XX века: Сабатье и Сандеренсом был синтезирован метан, Е.И. Орловым – этилен. В 1923 году немецкими химиками Фишером и Тропшем, сотрудниками фирмы «Рурхеми», была разработана технология синтеза жидких углеводородов из смеси газов СО и Н2. Данный процесс впоследствии был назван их именами – синтез Фишера–Тропша (ФТ-синтез).
Технология производства жидкого топлива из угля методом ФТ-синтеза включает две главных стадии: газификацию угля с целью получения газа (смесь монооксида углерода и водорода) и каталитическую переработку газа в жидкие углеводороды. Процесс Фишера–Тропша для получения нефти и нефтепродуктов из угля использовался в Германии в 1930–1940-х годах.
После Второй мировой войны промышленное производство жидкого топлива из угля получило развитие в ЮАР: эта страна испытывала дефицит нефти. Первая промышленная установка для получения жидкого топлива по процессу Фишера–Тропша была введена в действие южноафриканской компанией Sasol в «одноименном» г. Сасолбург в 1956 году: конверсия осуществляется на кобальтовых и железистых катализаторах при температуре около 200 °С. В дальнейшем в этой стране той же компанией были построены еще 6 модифицированных «нефтеугольных» установок. К настоящему времени почти 70 % ежегодного спроса на нефтепродукты в ЮАР обеспечиваются их производством из угля.
Учитывая большие запасы угля в стране, использование его для получения синтетических энергоносителей не повлияет на какие-то экономические аспекты мирового соотношения в потреблении энергоресурсов.