ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы ЛИГНИТА В СИНТЕЗ-ГАЗ И ЗАМЕНИТЕЛЬ ПРИРОДНОГО ГАЗА Термодинамические и каталитические ограничения из "Каталитические процессы переработки угля" Газификация является наиболее разработанным процессом химической переработки угля. Процессы газификации Лурги,. Винклера и Копперс — Тотцека находят промышленное применение, тогда как процессы Хай-гез, Би-гез, СОг-Акцептор, Синтан и Келлог находятся в стадии разработки. Целью этих процессов является превращение угля в газ, используемый в качестве топлива для получения энергии или в качестве сырья для химической переработки. [c.244] По наиболее распространенному способу (см. разд. 7.6) уголь реагирует с кислородом н паром с получением смеси СО + Н2+СН4 и продуктов сгорания. Альтернативные способы основаны на реакции угля с воздухом и паром с получением низкокалорийного газа (5580—7440 кДж/м ) и реакции с водородом (гидрогазификации) для максимального увеличения выхода метана. [c.244] Вследствие этого предпочтительно вести процесс при низких температурах, что является стимулом для разработки каталитического процесса паровой газификации. Низкие температуры благоприятствуют также образованию метана, улучшают термическую эффективность и увеличивают энергосодержание получаемого газа. [c.244] Ниже обсуждаются термодинамические и каталитические ограничения процесса и дан обзор некоторых новых концепций, имеющих отношение к разработке усовершенствованных каталитических систем газификации. [c.244] Необходимо отметить, что высокие температуры благоприятствуют только паровой газификации (18-1) и обратимой реакции Будуара (18-4). Наоборот, реакциям образования метана (18-3) и (18-6) благоприятствуют низкие температуры. Реакция гидрогазификации (18-3) протекает очень медленно з отсутствии катализатора [2], а испытания катализаторов [3] не дали положительных результатов ввиду их сильного отравления серой. [c.245] Другой реакцией, которая способствует образованию метана во время газификации, является начальная отгонка летучих (от коксового остатка в процессе коксования угля см. разд. 7.6). Очень мало известно о действии катализаторов в этом процессе, но представляется возможным, что такие кислые катализаторы как ЗпСЬ и 2пС1г увеличивают выход газа на начальных стадиях переработки угля. Главные проблемы, связанные с использованием катализаторов для вышеупомянутых реакций газификации, заключаются во взаимодействии катализатора с углем, его регенерации и дезактивации. [c.245] Если при проведении реакции метанирования (18-6) содержание расплавов солей ограничивается 20% (от массы угля), то в случае применения металлических соединений отношение катализатора к углю значительно выше и достигают 1 1, что делает эти системы не экономичными. Такие высокие отношения связаны с плохим контактом угля с катализатором. [c.246] Отто и Шелеф нашли, что добавление водного раствора соли никеля увеличивает скорость паровой газификации угля примерно в 5 раз [5]. С другой стороны, каталитический эффект незначителен, если 2,4% никеля добавляется в виде порошка, что указывает на важность хорошего контакта между катализатором и углем. Даже пропитка не повышает каталитического эффекта, когда катализатор был добавлен в уголь перед отгонкой летучих [7]. Очевидно, что это происходит вследствие дезактивации на начальной стадии пиролиза, когда уголь проходит через пластическое состояние, и либо обволакивает катализатор, либо отравляет его в результате контакта с серой и минеральными компонентами. [c.246] Очевидно, что для успешной работы катализаторы газификации угля должны быть равномерно нанесены перед реакцией на углерод путем его пропитки или, что еще лучше, должны находиться в составе угля в виде хорошо диспергированных и высокомобильных веществ. Это обеспечивает хороший контакт с углем во время газификации. Вследствие постоянного изменения границы раздела катализатор — уголь даже равномерная предварительная пропитка может оказаться недостаточной для хорошего контактирования. Такая динамическая система усложняет также экспериментальную работу вследствие трудности однозначного выбора катализатора. Последняя работа с каталитическими веществами, которые обладают некоторой летучестью в реакционной среде газификации, показала длительный каталитический эффект даже после того, как часть угля уже прореагировала [7]. Вероятно, это является прямым результатом обеспечения постоянства контакта угля с катализатором. [c.246] Вернуться к основной статье