Ultrazvučni uglja Tretmani za proizvodnju energije

Na sonication uglja emulzije doprinosi različite procese u proizvodnji energije iz uglja. Ultrazvuk promovira katalitičke hidrogenacije u ukapljivanje ugljena. Osim toga, sonication može poboljšati površinu i extractability uglja. Neželjenih kemijskih sporedni reakcije tokom de-treperuća i odsumporavanje može se izbjeći – ostvarivanju proces u mnogo manje vremena. Čak i tokom procesa odvajanja preko penu flotacije, fine veličine disperzija čestica se može značajno poboljšati sonication.

Ugalj Liquefaction / ugljen-to-Liquid proces

Tečnih goriva može se industrijski proizvodi iz ugljena procesom “ugalj Liquefaction”. Ugalj ukapljivanje može se postići preko dva puta – direktne (DCL) i indirektni ukapljivanje (ICL).
Dok je indirektna ukapljivanje obično uključuje gasifikacije uglja, direktan proces ukapljivanje pretvara ugalj direktno u tečnost. Stoga, otapala (npr Tetralin) ili katalizatora (npr sigurnosti₂) Se koriste u kombinaciji s povišenim pritiscima i temperaturama razbijanja organskih struktura uglja. Kao tečnih ugljovodonika generalno imaju veći odnos molarni vodonik-ugljen od uglja, što je proces hidrogenacije ili ugljen-odbacivanje je potrebno u oba ICL i DCL tehnologija.

Direktan Liquefaction uglja

Istraživanja su pokazala da je direktan likvifikaciju uglja ultrazvučno tretiranih uglju mogu popraviti značajno. Tri različite vrste nižeg ranga kamenog uglja su sonicated u otapala. Ultrazvuk izazvane otok i Disperzija rezultirala je značajno veće prinose ukapljivanje.

Indirektni uglja Liquefaction

Uglja se može pretvoriti u tekuća goriva indirektnim ukapljivanje ugljena (ICL) obrađuje kroz gasifikaciju zatim katalitičke konverzije singasa u čistu ugljikovodika i kisikom transport goriva kao što su metanol, dimetil eter, Fischer-Tropš Diesel- ili benzin-kao goriva. Fischer-Tropš sintezu zahtijeva korištenje katalizatora, kao što su katalizatori željeza-based. preko ultrazvučnog čestica fragmentacija, Efikasnost katalizatora može znatno poboljšati.

Ultrazvučna aktivacija katalizacionog

Ultrazvukom tretman, čestice mogu biti razišli, deagglomerated i fragmentiran - čime se postiže veći površini čestica. Za katalizatore, to znači veće aktivne površine, što povećava katalitičke reaktivnost čestice '.
Primjer: Nano-scale Fe katalizator
Sonochemically pripremljen Nanophase željeza je aktivni katalizator za Fischer-Tropš hidrogenacije CO i za hydrogenolysis i dehidratacija alkana, uglavnom zbog svoje visoke površine (> 120mg^-1). Stope konverzije CO i H₂ na niske molekularne alkana težina je oko 20 puta veća po gramu Fe nego za fine čestice (5 μm promjera) poslovni željeza u prahu na 250 ° C, a više od 100 puta aktivniji na 200 ° C.

Primjeri za ultrazvučno pripremljen katalizatora:
na primjer MoS₂Nano-Fe

katalizator reklamacija

Iako katalizatori nisu konzumira tijekom kemijske reakcije, njihova aktivnost i efikasnost može smanjiti zbog aglomeracije i prljanje. Dakle, može se uočiti da katalizatora u početku pokazuju visok katalitičku aktivnost i oksigenata selektivnost. Međutim, tokom reakcije degradacije katalizatora mogu nastati zbog agregacije. Ultrazvukom zračenje katalizatori može regenerirati kao cavitacijski snage rasturiti čestice i uklonite izjave od površine.

Ugalj Wash: Ultrazvučni De-Pretvaranje u pepeo i odsumporavanje

Ultrazvučni uređaj može poboljšati performanse uglja metoda flotacije, koji se koriste za odsumporavanje i deashing. Najveća prednost ultrazvučne metode je istovremena uklanjanje pepela i sumpora. [1] Ultrazvuk i njegova akustičnog streaming su dobro poznati po svojim efektima na česticama. Moć ultrazvuk deagglomerates i raspršuje čestice ugljena i polira njihovoj površini. Osim toga, ultrazvuk cleanes matrica uglja uklanjanja sumpora i pepela.
Do uređaj pulpe potok, velike snage ultrazvuk se primjenjuje za poboljšanje de-treperuća i odsumporavanje pulpe. Na sonication utiče pulpe prirode smanjenjem sadržaja kisika i međupovršinskog napetost, dok povećanje vrijednosti pH i temperature. Na taj način, ultrazvučni tretman visokim sadržajem sumpora uglja poboljšava odsumporavanje.

Ultrazvučno-Assisted Smanjenje hidrofobnost Pyrite

Ultrazvučno generira radikali kisika preko-oksidirati površini pirit i čini sumpor postoje u pulpe čini se da u obliku sulfoksid jedinica. Ovo smanjen hidrofobnost pirita.

Intenzivan uslova tokom raspada ultrazvučno generira kavitacija mjehurići u tečnosti su sposobni za stvaranje slobodnih radikala. To znači da i.e. je sonication vode razbija molekule obveznica proizvodnju slobodnih radikala od • OH i • OH.

H₂O → • H + • OH
Na • OH i • H slobodnih radikala generira mogu podvrgnuti sekundarne reakcije, kako slijedi:
• The H +₂ → • HO₂
• OH → H₂The₂
• HO₂ + • HO₂ → H2O₂ The +₂
Je H2O2 proizvela je nestabilan i prazni u nastajanju kisika brzo. Tako da je sadržaj kisika u nivo vode nakon ultrazvučnog uređaja. U nastajanju kisika, što vrlo aktivan, može reagirati s mineralnim česticama koje postoje u pulpe i smanjiti sadržaj kisika pulpe.
Oksidacije pirit (FES₂) Nastaje zbog reakcije O₂ s FES₂.
2FeS + 3O₂ + 4 ः₂O = 2Fe (OH)₂ + 2H₂Pa₃
FeS + 2O₂ + 2H₂= Fe (OH)₂ + H₂Pa₄
2FeS + 2O₂ + 2H + = 2Fe^{2 +} + S₂The² + H₂The

eksploataciju uglja

Za se koriste ugalj ekstrakciju otapala koja može otpustiti pod izabranim uvjetima ekstrakcije vodika za hidrogenacije uglja. Tetralin je dokazani otapala, koji se oksidira u naftalin tokom ekstrakcije. Naftalin mogu biti odvojeni i može pretvoriti, po hidrogenacije ponovo u Tetralin. Proces se odvija pod pritiskom na određenim temperaturama u zavisnosti od vrste uglja i boravka puta od oko tri sata.

Ultrazvučno Reaktiviranje Oksidira uglja Čestica

Froth floatation je proces razdvajanja koja se koristi za očisti i bene fi ciate uglja iskorištavanjem razlike u njihovim hidrofobnosti.
Oksidira ugalj je teško da pluta, kao hidrofilnost površine povećava uglja. Priloženi kisika na površini uglja oblika polarne fenola (-OH), karbonil (-C = O), i karboksilne (-COOH) grupe, koje poboljšavaju hidrataciju površine uglja i time povećati hidrofilnost, sprečavajući flotacija reagensa iz se adsorbira.
ultrazvučni tretman čestica mogu se koristiti za uklanjanje oksidacije slojeva od čestica ugljena, tako da se ponovno aktivira površine oksidira čestica ugljena.

Ugalj-voda-ulje i uglja vode goriva

ultrazvučni mljevenje i Disperzija se koristi za generiranje fino veličine premaza čestica ugljena u vodi ili ulju. By ultrasonication, čestica disperzija fino veličine i time stabilan suspenzija se generira. (Za stabilnost dugo vremena, možda će biti potrebno dodatak stabilizatora.) Prisustvo vode u ovim uglja vodu i ugalj-voda-ulje goriva rezultirati potpuno izgaranje i smanjuje štetne emisije. Osim toga, ugalj raspršeni u vodi postaje protueksplozijskoj što olakšava rukovanje.

Reference / Literatura

1. Ambedkar, B. (2012): Ultrazvučno uglja-Wash za De-Pretvaranje u pepeo i De-Sulfurization: Eksperimentalna istrage i Mehanistička modeliranje. Springer, 2012.
2. Kang, W .; Xun, H .; Kong, X .; Li, M. (2009): Efekti promjena u pulpe prirodi nakon ultrazvučnog uređaja na visokim sadržajem sumpora uglja flotacije. Rudarstvo nauke i tehnologije 19, 2009. 498-502.