рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Раздел Образование
/
Лекція 8

Реферат Курсовая Конспект

Выберите учебное заведение

Лекція 8

Лекція 8 - раздел Образование, Лекція 1 СТРУКТУРА І ТЕНДЕНЦІЇ РОЗВИТКУ ЕНЕРГЕТИКИ Перспективні Напрями Підвищення Екологічної Безпеки Енергетичних Об'є...

ПЕРСПЕКТИВНІ НАПРЯМИ ПІДВИЩЕННЯ ЕКОЛОГІЧНОЇ БЕЗПЕКИ ЕНЕРГЕТИЧНИХ ОБ'ЄКТІВ,ЩО ВИКОРИСТОВУЮТЬ ОРГАНІЧНЕ ПАЛИВО

8.1. Конверсія органічного палива

Органічна речовина вугілля (ОРВ) являє собою складний тривимірний природний сополімер, що складається з багатьох макромолекул і приєднаних до них окремих молекул. Між макромолекулами ОРВ є поперечні зв'язки, що характеризуються визначеною нестійкістю. Коли ці зв'язки руйнуються, з ОРВ екстракцією (розчиненням) можна виділити окремі молекули 70-800 а. о. м., що мають досить високу фізико-хімічну стабільність.

Методи конверсії твердого палива ґрунтуються на його термохімічній переробці, у результаті якої можна отримати синтетичне рідке або газоподібні паливо. Рідке паливо характеризується високим воднево-вуглецевим (Н:С) відношенням (більше 1,5), водночас як для вугілля воно менше одиниці.

Основне завдання виробництва синтетичного палива з вугілля - збільшити вміст водню у вугільній масі. Є два принципово різні методи конверсії вугілля в синтетичне паливо: деградація і синтез, покладені в основу класифікації конверсії органічного палива, схему якої наведено на рис. 8.1. Рис. 8.1.

Рис. 8.1. Класифікація методів конверсії твердого органічного палива 192

Деградація, що підрозділяється на піроліз, гідрогенізацію і газифікацію, полягає в розкладанні молекули вугілля на окремі складові, молекулярна маса яких знаходиться в межах, характерних для рідких вуглеводневих продуктів.

Є два способи збільшення воднево-вуглецевого відношення - перерозподіл водню у вугіллі і додавання водню ззовні. У першому випадку в результаті перерозподілу водню поряд з рідкими продуктами утворюється карбонізований залишок (напівкокс, кокс), що можна використовувати як паливо або піддати його подальшій переробці кисневою або паровою газифікацією. Такий процес називають піроліз вугілля, він полягає в нагріванні вугілля в інертному середовищі. Коли вугілля нагрівається до 400 °С і вище, у макромолекулі починають відбуватися реакції розриву зв'язків.

Залежно від температурного рівня процесу піролізу органічної маси вугілля розрізняють: коксування (процес прир ~ 1 атм в інтервалі температур t = 900...1 100 °С), напівкоксування (при t = 500...600 °С), парову дистиляцію (процес у вакуумі з додаванням водяної пари, у результаті чого збільшується вихід летких), швидкісний піроліз (піроліз вугільного пилу в потоці зі швидкістю нагрівання часток 10⁴ К/с), гідропіроліз (швидкісний піроліз з додаванням водню).

Процес гідрогенізації може відбуватися як у рідкій, так і в газовій фазі. Під час рідкої гідрогенізації вугільна паста, що складається з вугільного пилу і розчинника, підігрівається до температури 700...750 °С при високому тиску за наявності водню. У цій технології застосовують також каталізатори.

Газофазна гідрогенізація відбувається без носія (розчинника) при вищій температурі (t > 760 °С) і нижчому тиску.

Під час газифікації вугілля утвориться синтез-газ (суміш CO і Н₂О у відповідній пропорції) або метан.

У сучасній промисловості застосовують три основні методи газифікації: метод Лургі (газифікація в нерухомому шарі при t = 800... 1 600 °С, тиску 1,0...10,0 МПа і розмірі частинок вугілля 6 = 3...30 мк), метод Вінклера (у супутному потоці при атмосферному тиску і t = 1 400... 1 600 °С), метод Копперс - Тотцек (у псевдозрідженому шарі при t - 1 800.. .1900 °С).

Якщо розглядати вугілля як чистий вуглець, то газифікацію можна описати за допомогою реакцій:

С + 2Н₂О = СО₂ + 2Н₂ + 90 кДж/моль;

С + ¹/2 О₂ = СО -111кДж/моль; (8.1)

С + Н₂О = CO + Н₂ - 131 кДж/моль.

Перша реакція перебігає з поглинанням (знак «+»), а дві останні - з виділенням теплоти (знак «-»). Щоб одержати синтез-газ (суміш CO і Н₂ визначеного складу), переважно використовують так звану парокисневу газифікацію, проводячи одночасно першу і другу реакції з системи рівнянь (8.1), підбираючи таке співвідношення між Н2О і О₂, щоб сумарний процес був автотермічним, тобто не потрібно було підводити чи відводити теплоту.

Процес синтезу водневих сполук із синтез-газу в спрощеному вигляді можна подати як одну з таких реакцій:

nСО + 2nН₂ = (СН₂)n + nH₂О;

(8.2)

2nСО + nН₂ = (СН₂)n + nСО₂.

Для першої реакції (8.2) мольне відношення Н:СО має дорівнювати 2:1, для другої -1:2.

Зазвичай реакції синтезу на вигляд складніші, і шлях процесу залежить від каталізаторів, що при цьому застосовують. У результаті реакцій синтезу з вугілля можна одержати як рідке, так і газоподібні паливо, зокрема замінники природного газу, що переважно містять метан.

Технології конверсії твердого палива можна застосовувати для переробки різноманітного асортименту сировини, зокрема відходів деревини, сільськогосподарські та тверді міські відходи, водорості.

Развернуть

Открыть в широком формате

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Лекція 1 СТРУКТУРА І ТЕНДЕНЦІЇ РОЗВИТКУ ЕНЕРГЕТИКИ

На сайте allrefs.net читайте: Лекція 1. ЗМІСТ... ВСТУП...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Лекція 8

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Роль енергетики в розвитку цивілізації
Весь тривалий процес освоєння енергії людиною можна умовно розділити на п'ять етапів. Перший етап - етап мускульної енергії, почався багато тисячоліть тому і тривав до V-VII

Енергетика та енергопостачання: основні поняття і визначення
Політична та економічна незалежність і безпека держави багато в чому визначаються виробництвом енергетичних ресурсів у достатній кількості. Різноманіття форм існування енергії, властивість

Паливно-енергетичний комплекс
Паливно-енергетичний комплекс - один з найважливіших і чітко організованих комплексів будь-якої національної економіки. Це єдина система енергопостачання країни, яка охоплює суку

Енергогенерувальні потужності
Основні типи електричних станцій.Залежно від виду первинної енергії розрізняють ТЕС, ГЕС, АЕС та ін. До ТЕС належать конденсаційні електростанції (КЕС) і теплофікаційні або теплое

Енергоспоживання як критерій рівня розвитку і добробуту суспільства
Енергетика і паливно-енергетичний комплекс, що реалізує її призначення, є основою існування і розвитку цивілізації. Концентруючи величезні матеріальні ресурси, переробляючи колосальні паливно-ене

Контрольні питання
1. Етапи освоєння енергії людством. 2. Характеристика основних систем енергетичної галузі для виробництва електроенергії. 3. Основні поняття для енергетики, енергопостачання, пал

Природні ресурси
Природні ресурси - це запаси сировини та енергії, які видобувають з біосфери, наприклад будівельні матеріали, метали, вода, викопне паливо, геотермальна енергія тощо. Природні рес

Викопне органічне паливо
Д. І. Менделєєв визначив паливо як «горючу речовину, яку навмисно спалюють для одержання теплоти». Паливому широкому розумінні називають горючу речовину, яку економічно доцільно с

Склад і характеристики органічного палива
Тверде та рідке паливо, що безпосередньо подають до енерго-технологічних установок для його наступного спалювання, називають робочим. До його складу входять: волога Wр,

Нетрадиційні і відновлювані енергоресурси
Проблему використання нетрадиційних і відновлюваних джерел енергії (НВДЕ) у різних галузях народного господарства почали розв'язуватися з другої половини XX ст. До цього спонукали

Класифікація та напрями використання вторинних енергетичних ресурсів
Вторинні енергетичні ресурси (ВЕР) являють собою енергетичний потенціал продукції, побічних і проміжних продуктів, що утворюються в технологічних агрегатах (установках) і втрачаються в самому агре

Ефективність використання вторинних енергетичних ресурсів
Паливні ВЕР необхідно використовувати як паливо повністю (100 %). Об'єм використання вторинних енергетичних ресурсів, що утилізуються з перетворенням енергоносія, визначається можливим виробленням

Контрольні питання
1. Загальна характеристика природних ресурсів. 2. Викопне органічне паливо та його види. 3. Характеристика енергоресурсів світу та України. 4. Загальний склад органічного

Особливості використання органічного палива
У всьому світі понад 80 % теплової та електричної енергії одержують, спалюючи викопне органічне паливо і перетворюючи його хімічну енергію на електричну і теплову. Близько 80 % усіх видів з

Закономірності утворення екологічно шкідливих речовин під час горіння палива
Склад продуктів згорання і кількісні співвідношення в них окремих компонентів залежать від властивостей і складу палива, а також від ступеня завершеності реакції горіння. У цьому можна переконатис

Характеристика шкідливих речовин у продуктах згорання палива і їх вплив на навколишнє середовище
Під забрудненням атмосфери розуміють зміну властивостей і погіршення функцій середовища в результаті викидів забруднювальних речовин (твердих, рідких і газоподібних), теплових та радіоактивних ви

Г/кВттод) від згорання органічного палива за даними
Міжнародного інституту прикладного системного аналізу (м. Відень) Викиди Вид палива Кам'яне вугілля

Контрольні питання
1. Роль органічного палива в розвитку енергетики й енергоспоживання країни. 2. Характеристика повного і неповного згорання палива. 3. Основні стадії спалювання палива і їх характе

Шляхи пошуку екологічно-безпечної електроенергетики.
Одним з перспективних шляхів вирішення проблеми виходу з енергетичної кризи є залучення до паливно-енергетичного балансу України нетрадиційних поновлюваних джерел енергії (енергія с

Системи перетворення сонячної радіації в електричну й теплову енергію в системах енергопостачання.
Найвідоміший альтернативний ресурс енергії — сонячний. Тепловий потік сонячного випромінювання, який сягає Землі, дуже великий. Він більш як у 5000 разів перевищує сумарне

Вітрові електричні станції
Новітні дослідження направлені переважно на вироблення електричної енергії за рахунок енергії вітру. Споруджуються ВЕС переважно постійного струму. Вітряне колесо приводить у рух динамо-машину — ге

Геотермальна енергія
Геотермальна енергія (природне тепло Землі), акумульована в перших десятьох кілометрах Земної кори, по оцінці МРЕК-XI досягає 137 трлн. т у.п., що в 10 разів перевищує геологічні ре

Можливості застосування біомаси й твердих побутових відходів для виробництва електричної й теплової енергії.
Біомаса – це вуглецевомісткі органічні речовини рослинного та тваринного походження (деревина, солома, рослинні залишки сільськогосподарського виробництва, гній і т. ін.). Також до

Відновлювані джерела енергії
На сучасному етапі для України актуальною проблемою є інтеграція її економіки у світову, що має дати певні вигоди від участі в міжнародному поділі праці. Подальше розширення міжнародного економічно

Біоенергетика
Біоенергетика є однією з найперспективніших складових відновлюваної енерге-тики України. Вона заснована на використанні енергії біомаси — вуглецевомістких ор-ганічних речовин рослин

Вітроенергетика
На території України є сприятливі умови для розвитку вітроенергетики. У багатьох регіонах середньорічна швидкість вітру становить 5—5,5 м/с на стандартизованій ви-соті 10 м над пове

Сонячна теплова енергетика
Часто вважають, що сонячну енергію доцільно використовувати переважно для локального забезпечення гарячого водопостачання в літній період, і потенціал вико-ристання сонячної енергії

Фотоенергетика
З технічної точки зору в Україні існують цілком сприятливі умови для викорис-тання фотоенергетики. Основні потужності (близько 80%) колишнього Радянського Союзу з виробництва кремні

Геотермальна енергетика
Україна має значний потенціал геотермальної енергії. Найбільш перспективни-ми районами щодо цього є Закарпаття, Крим, Прикарпаття, Харківська, Полтавська, Донецька, Луганська, Черні

Гідроенергетика
Серед відновлюваних джерел енергії гідроенергетика є добре відомим і техноло-гічно опанованим способом виробництва електроенергії. На р. Дніпро побудовано сім потужних ГЕС та одна Г

Загальні положення
Сукупність установок, які перетворюють хімічну енергію органічного палива на теплову та електричну, мають назву теплова електрична станція. Основне призначення електр

Типові схеми ТЕС
За способом компонування котлів і парових турбін ТЕС бувають з поперечними зв'язками і з блочним компонуванням. Принципову теплову схему ТЕС з поперечними зв'язками по

Теплофікація і централізоване теплопостачання
Як показано вище, електричну енергію виробляють на теплових електростанціях, де потенційна енергія водяної пари перетворюється на механічну енергію в паровій турбіні, звідки відпрацьовану пару на

Графіки електричних і теплових навантажень
Особливістю роботи електричних станцій є те, що загальна кількість електричної енергії, яку виробляють у кожний момент часу, майже цілком відповідає кількості споживаної. Електричні станц

Техніко-економічні показники ТЕС. Оцінка економічності роботи теплової електростанції
Ефективність роботи ТЕС характеризується різними техніко-економічними показниками. Одні з них оцінюють досконалість теплових процесів, наприклад показники теплової економічності, до яких належать К

Контрольні питання
1. Призначення й основні типи ТЕС. 2. Типові схеми ТЕС. 3. Особливості технологічної схеми ТЕС, що працює на твердому паливі. 4. Особливості реалізації циклу Ренкіна.

НА НАВКОЛИШНЄ ПРИРОДНЕ
_ СЕРЕДОВИЩЕ_______________ Через негативний вплив енерговиробництва, яке постійно зростає, у багатьох регіонах уже сьогодні створилася небезпечна

Негативний вплив на навколишнє середовище підстанцій і ліній електропередач
Щоб транспортувати електричну енергію до споживачів, використовують електричні мережі, зокрема високовольтні лінії (ВЛ) і трансформаторні підстанції (ТП). У районах розміщення електрични

Контрольні питання
1. Загальна характеристика впливу теплової енергетики на навколишнє середовище. 2. Характеристика газових і аерозольних викидів ТЕС. 3. Ступінь ризику і дія токсичних газових вики

Вплив термодинамічного фактора на показники екологічної безпеки ТЕС
Для визначення ролі термодинамічного фактора скористаємося співвідношенням (7.1), з якого випливає, що, за інших рівних умов (К = const), питомий показник екологічної безпеки обернено пропо

Сучасні тенденції підвищення коефіцієнта корисної дії теплових електростанцій
Провідні фірми в галузі енергетичного машинобудування (ABB, Siemens, General Electric, консорціум MAN Energy і GEC Alsthom (ME/GA) та ін.) в останні десятиліття нарощують свої зусилля і капіталовкл

Технологічні і паливні фактори впливу на екологічну безпеку
Крім термодинамічного фактора істотно впливають на поліпшення екологічної безпеки технологічні та паливні фактори. Особливо чутливим є ефект від комплексної реалізації технологічного і па

Контрольні питання
1. Характеристика універсального показника екобезпеки енерго об'єкта. 2. Перелік основних факторів впливу на екобезпеку енергооб'єкта. 3. Характеристики впливу термодинамічно

Парогазова установка з внутрішньоцикловою газифікацією вугілля
Технології внутрішньоциклової газифікації вугілля для ПГУ - один з найперспективніших напрямів розвитку енергетики. На їх основі вирішують проблеми, пов'язані з підвищенням ККД існуючих ТЕС і потр

Газопарові установки
Термодинамічний аналіз традиційних циклів ГТУ і ПТУ показує, що у процесі їх реалізації мають місце великі втрати работоздатності (ексергії). У ПТУ основні втрати виникають у процесі підведення те

Теплові електричні станції на базі паливних елементів
У зв'язку з уповільненням темпу збільшення економічності ТЕС за рахунок модернізації традиційних технологій перетворення хімічної енергії палива на електричну в останні роки все більший інтерес ви

Підвищення параметрів циклів ПТУ
Існуючі у світовій енергетиці тенденції підвищення ефективності ТЕС на основі нетрадиційних енерготехнологій не виключають пошук шляхів підвищення економічності традиційних ПТУ і ГТУ на основі під

Використання каталітичних камер згорання у складі ГТУ
Дослідження застосування каталітичного горіння в камерах згорання ГТУ з метою створення екологічно чистих установок проводять фірми й організації General Electric Corporation, U. S. Department o

Контрольні питання
1. Загальна характеристика перспективних напрямів підвищення еко логічної безпеки об'єктів теплоенергетики. 2. Конверсія органічного палива як метод підвищення екологічної без пе

Консалтингові схеми в енергетиці
Паливно-енергетичні кризи, яких зазнали країни Західної Європи на початку 70-х років XX ст., змусили переглянути ставлення суспільства до взаємодії процесів виробництва та використання енергії і

Енергетичний аудит
Кінцева мета підвищення енергетичної ефективності будь-якого виробництва (підприємства) - знизити рівень споживання енергії за умови зберігання обсягів виробництва з одночасним скороченням негатив

Енергетичний менеджмент
Енергетичний менеджмент (ЕМ) дозволяє одержати докладну картину споживання енергії на підприємстві і порівняти ефективність існуючого споживання зі споживанням енергії на інших підприємствах (виро

Енергозбереження
Розглянуті вище заходи - енергетичний аудит і менеджмент, спрямовані на підвищення ефективності виробництва і споживання енергії, тісно пов'язані із загальними організаційними заходами щодо енерго

Контрольні питання
1. Основи управління підвищенням ефективності виробництва і споживання енергії. 2. Консалтингові схеми в енергетиці як державний механізм раціонального використання енергії. 3.

Конспект лекцій до самостійного вивчення розділів з дисципліни
„Виробництво електричної енергії ”для студентів спеціальності 6.090603«Електротехнічні системи електроспоживання» усіх форм навчання Уклада