Enerji istehsalı üçün ultrasəs kömür müalicəsi
Kömür şlamlarının sonikasiyası kömürdən enerji istehsalı zamanı müxtəlif proseslərə kömək edir. Ultrasəs kömürün mayeləşdirilməsi zamanı katalitik hidrogenləşməni təşviq edir. Bundan əlavə, sonikasiya kömürün səth sahəsini və çıxarılmasını yaxşılaşdıra bilər. Küldən təmizləmə və kükürddən təmizləmə zamanı arzuolunmaz kimyəvi yan reaksiyaların qarşısını almaq olar – prosesi daha az vaxta başa çatdırmaq. Köpüklü flotasiya vasitəsilə ayırma prosesində belə, hissəciklərin incə ölçülü dispersiyası sonikasiya ilə əhəmiyyətli dərəcədə artırıla bilər.
Kömürün mayeləşdirilməsi/ Kömürdən mayeyə prosesi
Maye yanacaqlar sənaye üsulu ilə kömürdən istehsal edilə bilər “kömürün mayeləşdirilməsi”. Kömürün mayeləşdirilməsi iki yolla həyata keçirilə bilər – birbaşa (DCL) və dolayı mayeləşdirmə (ICL).
Dolayı mayeləşdirmə ümumiyyətlə kömürün qazlaşdırılmasını nəzərdə tutsa da, birbaşa mayeləşdirmə prosesi kömürü birbaşa mayeyə çevirir. Buna görə həlledicilər (məsələn, tetralin) və ya katalizatorlar (məsələn, MoS2) kömürün üzvi strukturunu parçalamaq üçün yüksək təzyiq və temperaturla birlikdə istifadə olunur. Maye karbohidrogenlər ümumiyyətlə kömürdən daha yüksək hidrogen-karbon molyar nisbətinə malik olduğundan, həm ICL, həm də DCL texnologiyalarında hidrogenləşdirmə və ya karbondan imtina prosesi tələb olunur.
Kömürün birbaşa mayeləşdirilməsi
Tədqiqatlar göstərir ki, ultrasəslə əvvəlcədən təmizlənmiş kömürlərin birbaşa kömür mayeləşdirilməsi nəzərəçarpacaq dərəcədə yaxşılaşdırıla bilər. Aşağı dərəcəli bitumlu kömürün üç müxtəlif növü həlledicidə sonikləşdirilib. Ultrasəs şişlik və Dağılmaq əhəmiyyətli dərəcədə yüksək mayeləşdirmə məhsuldarlığı ilə nəticələndi.
Dolayı kömürün mayeləşdirilməsi
Kömür qazlaşdırma yolu ilə dolayı kömürün mayeləşdirilməsi (ICL) prosesləri ilə maye yanacağa çevrilə bilər, ardınca sinqazın təmiz karbohidrogenlərə katalitik çevrilməsi və metanol, dimetil eter, Fischer-Tropsch dizel və ya benzin kimi yanacaq kimi oksigenli daşıma yanacaqları. Fişer-Tropş sintezi dəmir əsaslı katalizatorlar kimi katalizatorların istifadəsini tələb edir. Ultrasəs vasitəsilə hissəciklərin parçalanması, katalizatorların səmərəliliyi əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırıla bilər.

UIP16000 – Ən Güclü Ultrasonik Ağır Ultrasonik UIP16000 (16kW)
Ultrasonik katalizatorun aktivləşdirilməsi
Ultrasonik müalicə ilə hissəciklər ola bilər Dağılmış, deagglomerated və parçalanmış – daha yüksək hissəcik səthi ilə nəticələnir. Katalizatorlar üçün bu, daha yüksək aktiv səth deməkdir ki, bu da hissəciklərin katalitik reaktivliyini artırır.
Misal: Nanoölçülü Fe katalizatoru
Sonochemically prepared nanophase iron is an active catalyst for the Fischer—Tropsch hydrogenation of CO and for the hydrogenolysis and dehydrogenation of alkanes, mainly due to its high surface area (>120mg-1). CO və H-nin çevrilmə dərəcələri2 aşağı molekulyar ağırlıqlı alkanlar 250°C-də xırda hissəcikli (5 μm diametrli) kommersiya dəmir tozuna nisbətən hər qram Fe üçün təxminən 20 dəfə, 200°C-də isə 100 dəfədən çox aktiv idi.
Ultrasəslə hazırlanmış katalizatorlar üçün nümunələr:
məsələn, MoS2, nano-Fe
Katalizatorun rekultivasiyası
Kimyəvi reaksiyalar zamanı katalizatorlar istehlak edilməsə də, onların aktivliyi və səmərəliliyi yığılma və çirklənmə səbəbindən azala bilər. Buna görə də müşahidə etmək olar ki, katalizatorlar ilkin olaraq yüksək katalitik aktivlik və oksigen seçiciliyi nümayiş etdirirlər. Bununla belə, reaksiya zamanı katalizatorların aqreqasiya nəticəsində deqradasiyası baş verə bilər. Ultrasonik şüalanma ilə katalizatorlar kimi bərpa edilə bilər kavitasiya qüvvələr dağıtmaq hissəcikləri çıxarın və çöküntüləri səthdən çıxarın.
Kömür yuyulması: Ultrasonik küldən təmizləmə və kükürddən təmizləmə
Ultrasəs kondisioner kükürddən təmizlənmə və deasing üçün istifadə edilən kömür flotasiya üsullarının performansını artıra bilər. Ultrasəs metodunun ən böyük üstünlüyü kül və kükürdün eyni vaxtda çıxarılmasıdır.[1] Ultrasəs və onun akustik axını hissəciklərə təsirləri ilə məşhurdur. Güclü ultrasəs kömür hissəciklərini deaglomerasiya edir və dağıtır və onların səthini cilalayır. Bundan əlavə, ultrasəs kükürd və külü çıxararaq kömür matrisini təmizləyir.
Pulpa axınını kondisiyalaşdırmaqla, pulpanın küldən təmizlənməsini və kükürddən təmizlənməsini yaxşılaşdırmaq üçün yüksək güclü ultrasəs tətbiq olunur. Sonikasiya pH dəyərini və temperaturu artırmaqla yanaşı, oksigen tərkibini və interfasial gərginliyi azaltmaqla pulpa təbiətinə təsir göstərir. Beləliklə, yüksək kükürdlü kömürün ultrasəs müalicəsi desulfurizasiyanı yaxşılaşdırır.
Piritin Hidrofobikliyinin Ultrasonik Azaldılması
Ultrasonik olaraq yaradılan oksigen radikalları pirit səthini həddindən artıq oksidləşdirir və pulpada mövcud olan kükürdün sulfoksid vahidləri şəklində görünməsinə səbəb olur. Bu, piritin hidrofobikliyini azaldır.
Ultrasonik olaraq yaranan çökmə zamanı sıx şərtlər kavitasiya mayelərdəki baloncuklar sərbəst radikallar yaratmağa qadirdir. Bu o deməkdir ki, suyun sonikasiyası •OH və •OH sərbəst radikallarını yaradan molekul bağlarını pozur.
Yaranan •OH və •H sərbəst radikalları aşağıdakı kimi ikincil reaksiyalara məruz qala bilər:
•OH + •OH → H2O2
•HO2 + •HO2 → H2O2 + O2
İstehsal olunan H2O2 qeyri-sabitdir və yaranan oksigeni tez boşaldır. Beləliklə, ultrasəs kondisionerindən sonra suda oksigen miqdarı artır. Yeni yaranan oksigen yüksək aktivliklə pulpada mövcud olan mineral hissəciklərlə reaksiya verə bilər və pulpanın oksigen tərkibini azalda bilər.
Piritin oksidləşməsi (FeS2) O-nun reaksiyası nəticəsində baş verir2 FeS ilə2.
FeS + 2O2 + 2H2O = Fe(OH)2 + H2SO4
2FeS + 2O2 + 2H+ = 2Fe2+ + S2O2- + H2O
kömür hasilatı
Kömürün çıxarılması üçün seçilmiş ekstraksiya şəraitində kömürün hidrogenləşməsi üçün hidrogen buraxa bilən həlledicilərdən istifadə olunur. Tetralin sübut edilmiş həlledicidir, ekstraksiya zamanı naftaline qədər oksidləşir. Naftalin yenidən tetralində hidrogenləşdirilərək ayrıla və çevrilə bilər. Proses kömürün növündən və təxminən üç saat qalma müddətindən asılı olaraq xüsusi temperaturda təzyiq altında həyata keçirilir.
Oksidləşmiş kömür hissəciklərinin ultrasəs reaktivasiyası
Köpüklə üzmə kömürün hidrofobikliyindəki fərqlərdən istifadə edərək onu təmizləmək və zənginləşdirmək üçün istifadə edilən ayırma prosesidir.
Oksidləşmiş kömürlərin üzməsi çətindir, çünki kömür səthinin hidrofilliyi artır. Kömür səthində birləşən oksigen polar fenol (-OH), karbonil (-C=O) və karboksil (-COOH) qruplarını əmələ gətirir ki, bu da kömür səthinin nəmləndirilməsini gücləndirir və beləliklə, onun hidrofilliyini artırır, flotasiya reagentlərinin qarşısını alır. adsorbsiya olunur.
Ultrasonik hissəcik müalicəsi oksidləşmiş kömür hissəciklərinin səthinin yenidən aktivləşməsi üçün kömür hissəciklərindən oksidləşmə təbəqələrini çıxarmaq üçün istifadə edilə bilər.
Kömür-Su-Neft və Kömür-Su Yanacaqları
ultrasəs daşlama və Dağılmaq suda və ya yağda kömür hissəciklərinin incə ölçülü şlamlarını yaratmaq üçün istifadə olunur. Ultrasonication tərəfindən, bir incə ölçülü hissəcik dispersiyası və bununla da sabit bir suspenziya yaranır. (Uzun müddətli sabitlik üçün stabilizatorun əlavə edilməsi tələb oluna bilər.) Bu kömür-su və kömür-su-neft yanacaqlarında suyun olması daha tam yanma ilə nəticələnir və zərərli emissiyaları azaldır. Bundan əlavə, suya səpələnmiş kömür partlayışa davamlı olur, bu da işləməyi asanlaşdırır.
İstinad/Ədəbiyyat
- Ambedkar, B. (2012): Küldən təmizlənmə və kükürdsüzləşdirmə üçün ultrasəs kömür yuma: Eksperimental Tədqiqat və Mexanik Modelləşdirmə. Springer, 2012.
- Kang, W.; Xun, H.; Konq, X.; Li, M. (2009): Yüksək kükürdlü kömür floatasiyasına ultrasəs kondisionerindən sonra pulpa təbiətindəki dəyişikliklərin təsiri. Mədən elmi və texnologiyası 19, 2009. 498-502.
Bilməyə Dəyər Faktlar
Ultrasəs toxuma homojenizatorlarına tez-tez prob sonikatoru, sonik lizer, ultrasəs pozucusu, ultrasəs öğütücü, sono-ruptor, sonifier, sonik dismembrator, hüceyrə pozucusu, ultrasəs disperser və ya həlledici deyilir. Fərqli şərtlər sonikasiya ilə yerinə yetirilə bilən müxtəlif tətbiqlərdən qaynaqlanır.