ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теоретические основы процесса из "Химия и технология синтетического жидкого топлива и газа" Азот топлива выделяется в виде аммиака, других азотистых соединений и в свободном виде. Содержащийся в топливе кислород помимо указанных продуктов начинает превращаться в фенолы, жирные кислоты и другие кислородсодержащие вещества. [c.60] Динамику процессов, происходящих при полукоксовании, можно проиллюстрировать на примере молодых топлив (торф, бурые угли), характеризующихся широким спектром образующихся продуктов. [c.60] Температурная область 250—300 °С характеризуется обильным выделением газа, иирогенетической воды и уксусной кислоты. Образуется также относительно много фенолов и заметное количество смолы, а доля азотистых соединений незначительна. Одновременно начинается почернение торфа, его волокна теряют гибкость. В интервале 300—400 °С сначала происходит бурное разложение торфа, обусловленное выделением больших количеств газа, смолы, иирогенетической воды и уксусной кислоты. Постепенно выход газа, воды и фенолов падает, а образование азотистых соединений заметно интенсифицируется. [c.61] При температуре выше 400 С процесс начинает затухать. Выделение смолы, уксусной кислоты и фенолов к 550 °С практически прекращается. Образование пирогенетической воды также уменьшается. Газообразование несколько падает в интервале 400—450 °С, но при более высоких температурах опять начинает расти. На всем протяжении интервала 400—550 С выделение азотистых соединений возрастает, причем иреимущественно выделяется аммиак. Дальнейшее нагревание торфа не приводит к заметному образованию смолы, уксусной кислоты и фенолов. При температуре выше 600 °С выделение пирогенетической воды практически прекращается, тогда как количество аммиака продолжает возрастать — до 700 °С, а газообразование до 800 С. [c.61] В зависимости от размера частиц топлива, его состава, скорости нагревания и некоторых других факторов выходы различных продуктов полукоксования могут изменяться, но во всех случаях выделение смолы и пирогенетической воды завершается при 550 °С, и дальнейшее нагревание приводит в основном к выделению газов. [c.61] СОСТОИТ практически из СО2 и некоторого количества СО. При более высоких температурах заметно увеличивается количество Н2 и СН4, а содержание диоксида углерода падает. Выше 500 °С газ обогащается водородом за счет разложения летучих продуктов, содержащихся в полукоксе. [c.62] В процессе полукоксования происходят существенные изменения и в составе первичной смолы. Как показано в табл. 3.3, по мере увеличения температуры смола обогащается углеродом и азотом за счет снижения доли водорода, кислорода и серы. [c.62] В табл. 3.4. и 3.5 приведены выход и состав продуктов полукоксования, характерные для различных топлив. Видно, что распад более молодого топлива сопровождается образованием меньшего количества полукокса, но повышенным выходом смолы и газа (в составе газа преобладает диоксид углерода). Первичный газ, полученный при полукоксовании каменного угля, содержит больше парафиновых углеводородов и водорода, тогда как доля СО2 сравнительно невелика. При нереработке торфа и сланца наблюдается наибольший выход смолы. [c.62] В ДИОКСИД углерода, а остальное — в оксид углерода и смолу 20—35% водорода расходуется на образование метана, 3—4% переходит в олефины, а остальное превращается в воду и смолу 80% серы удаляется в виде НзЗ л 5% углерода связывается в газообразные продукты, 8% переходит в смолу, а остальное приходится на долю полукокса. [c.63] С постепенно повышающейся температурой и, следовательно, подвергаются вторичному термическому превращению. Это при-водит к разложению отдельных компонентов первичной смолы, в результате чего образуются тяжелые фракции и газообразные продукты. Очевидно, что чем меньше размер частицы, тем быстрее летучие продукты попадают из ее центра в газовый объем и, следовательно, в меньшей степени сказывается влияние вторичных процессов термического превращения смолы. [c.64] Определяющее влияние на выходы и состав продуктов полукоксования оказывает конечная температура, до которой нагревают топливо. Частично данные, иллюстрирующие влияние этого параметра, были приведены выше (см. табл. 3.1). В дополнение к этому в табл. 3.6 показано влияние температуры на выход продуктов полукоксования верхового торфа. Видно, что повышение конечной температуры приводит к нарастанию количеств получаемой смолы, пирогенетической воды и газа. Выход полукокса в этих условиях снижается. [c.64] что при быстром полукоксовании возрастает выход жидких продуктов за счет уменьшения количеств газа, пироге-нетической воды и полукокса. Указанные зависимости объясняются тем, что при быстром нагревании угля образующаяся смола сразу же покидает частицы в виде паров, не претерпевая вторичных превращений. При медленном проведении процесса (как и при использовании крупных частиц) средние и тяжело-кипящие фракции, проходя через периферийные участки угольных частиц, разлагаются с образованием дополнительного количества легкокипящих фракций и газа. По этой же причине большее количество кислорода, содержащегося в сырье, выделяется в виде пирогенетической воды. Интересно отметить, что твердые продукты, образующиеся при разложении тяжелых фракций смолы, улучшают качество полукокса, существенно увеличивая его прочность. Как показано в табл. 3.8, в получаемом газе ири быстром нагревании увеличивается содержание оксидов углерода и непредельных соединений, но снижается доля водорода и низших парафинов. Это тоже связано с процессами вторичного распада компонентов смолы, приводящими к образованию дополнительных количеств водорода и метана в условиях медленного нагревания. [c.65] что в случае медленного нагревания угля смола обогащена углеродом и водородом, тогда как содержание серы и особенно кислорода более низкое, В смоле повышено содержание таких термически стабильных соединений, как ароматические углеводороды (33,11 против 16,12%) и фенолы (25,92 против 14,10%). Следовательно, при медленном подводе тепла пары смолы претерпевают более глубокие превращения. [c.66] При повышении давления равновесие этой реакции смещается вправо, так как она протекает с уменьшением объема. Благодаря обогащению метаном возрастает теплота сгорания первичного газа. [c.66] Количество образующегося полукокса зависит от указанных параметров в меньшей степени, а определяется в основном типом перерабатываемого топлива. [c.67] Вернуться к основной статье