Мини-лекции (1094615), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Дополнительные затраты тепла на газификацию водяным паром составляет 12,6кДж/кг, т.е. необходимо это учесть при расчёте КПД.

Газификация твёрдого топлива(природного) – гетерогенный процесс, многостадийный, необходимо снизить время на прохождение диффузионной стадии. Оптимальный вариант: использование измельчённого твёрдого топлива, что требует дополнительных затрат.

Типы аппаратов для газификации природного топлива(газогенераторы).

1)Типа Лурги. Крупнокусковое топливо 5-10мм, затраты на измельчение малы. Требований к размерам нет. Топливо загружается в люк, спускаясь переходит в газ, остаётся лишь неокислившаяся из угля зола. Образуются зоны с различными температурами. По мере увеличения температуры, процесс газификации идёт более интенсивно. В верхних слоях идёт полукоксование и появляются не нужные соединения. Снизу выходит шлак, сверху – генераторный газ. Достоинства и недостатки: малые затраты на подготовку топлива, простота конструкции; однако газ содержит элементы коксового газа, т.е. необходима дополнительная очистка, возможно спекание частиц топлив, т.е. в шлаке может оказаться непрореагированный уголь, нельзя использовать топливо размером меньше 5мм, требуется температурный контроль(если температура =1000 градусов или чуть выше – шлак удаляется, но если больше 1300 градусов – происходит жидкое шлакоудаление).

2)Газогенератор Koppers-Totzek. Сырьё – совсем мелкий уголь(меньше 0,1мм), т.е. угольная пыль, смешанная с газифицирующим компонентом. Сверху отводится генераторный газ, снизу – шлак. Достоинства: высокая скорость процесса, малое пребывание частиц в реакторе. Недостатки: шлак может выходить в виде пыли с газом, т.е. нужна дополнительная очистка, дополнительные затраты на сушку и помол топлива, +расход энергии.

3)Газогенератор Winkler. Газификация в псевдоожиженном слое твёрдого материала. Размер частиц 1-5мм, т.е. необходим помол. Среднее время пребывания частиц в реакторе, размер частиц должен быть СТРОГО одинаков.

4)Подземная газификация под давлением.

СО+3Н₂=СН₄+Н₂О

Повышая температуру, повышается давление до нескольких десятков атмосфер, образуется метан.

Синтез Фишера-Тропша

Если синтез газ содержит СО и Н₂, то

1.1: СО+2nH₂=C_nH_2n+nH₂O

n=от 5 до 15,температура от 175 до 215 градусов, давление от 0,1 до 1,5МПа, катализатор Ni-Mn-Al₂O₃

1.2.: C_nH_2n+H₂=C_nH_2n+2

2. 2nCO+nH₂=C_nH_2n+nCO₂

C_nH_2n+H₂=C_nH_2n+2

Температура от 220 до 250 градусов, давление от 0,5 до 1МПа,катализатор Fe-ZnO.

Производство минеральных удобрений.

Способы классификации:

1)по назначению:

прямые(содержащие биогенные элементы в усваиваемой растениями форме) и косвенные(улучшающие физические, химические и биологические свойства почвы, чтобы питательные элементы лучше усваивались растениями).Прямые делятся на простые односторонние(1 питательный элемент(азот, фосфор, калий)), сложные (2 и более питательных элементов), сложные истинно(в одном соединении несколько элементов) и смешанные удобрения(несколько простых удобрений).

2)твёрдые или жидкие. Жидкие более удобны в использовании. Удобрение должно быть растворимым в почвенных водах, но не сильно, чтобы в растение не ушло слишком большое количество, и чтобы удобрение не ушло с дождевыми водами. Растворимость регулируется гранулированием, покрытием гранул специальными плёночками, регулирующими растворение питательных веществ, производство органно-минеральных удобрений.

Производство аммиачной селитры(NH₄NO₃).

Азот аммонийный и азот нитратный. В отличии от азота₂ эти виды легко вступают в различные реакции.

N₂+3H₂=2NH₃

2NH₃+3O₂=2HNO₃+2H₂O

NH₃+HNO₃=NH₄NO₃

Технология получения аммиачной селитры должна содержать стадии нейтрализации, упаривания раствора и получения самого продукта, отвечающего потребительским свойствам. Однако аммиачная селитра очень гидроскопична, соответственно твёрдые частицы, впитывая влагу размываются и сыпучий материал превращается в монолитное вещество(камень). Для уменьшения этого случая, используют стадию кондиционирования, а также уменьшение поверхности впитывания (гранулы, а не порошки). Иногда добавляют немного серной или фосфорной кислоты, что заметно уменьшает гидроскопичность. И, безусловно, используют полимерные оболочки.

NH_3(Г)+HNO_3(p-p)=NH₄NO_3(p-p)=(NH₄NO₃)_тв.

2NH₃+4O₂=2HNO₃+H₂O=60%

итн – аппарат использования тепла нейтрализации.

1)тепло используется на испарение части воды, которая отнимает много тепла.

2)для обеспечения циркуляции(перемешивания)

За счёт разности плотности нижней и верхней части нижнего цилиндра обеспечивается циркуляция раствора. Для этого нужен небольшой диаметр нижней части реактора.

Соковый пар имеет избыточный потенциал теплоты, который может быть использован для нагрева. Из итп выходит раствор примерно 90-92%. Соковый пар выбрасывается в атмосферу. Для того, чтобы весь NH₃ прореагировал, кислоту берут с избытком. Далее обеспечивается дополнительный барботаж растворов и в результате раствор выходит нейтральным. На выходе из выпарного аппарата получается расплав с концентрацией выше 99% и температурой 170-180 градусов.

Из него получают тв. аммиачную селитру путём кристаллизации.

16 – грануляционная башня (50-70 см.)

В верхней части башни раствор проходит через фильтр и попадает в бак. Оттуда закачивается в бак и попадает в гранулятор. Снизу подаётся поток холодного воздуха, охлаждающий горячие капли раствора.

В нижней части башни температура раствора = 100-110ºС.

Холодные гранулы поступают в барабан, где их обрабатывают диспергатором и ф (полимер). Он препятствует слеживанию удобрения и регулирует растворяемость.

10 – скрубер – аппарат для мокрой очистки газа

Недостаток аммиачной селитры – слишком хорошая растворяемость в воде.

Карбанид (мочевина) СО(NH₂)₂

Получают при высоком давлении

2 NH₃ + CO₂ = CO(NH₂) ₂ + H₂O

Характеристики

Список файлов лекций