Η κατεργασία με υπερήχους των πολτών άνθρακα συμβάλλει σε διάφορες διεργασίες κατά τη διάρκεια της παραγωγής ενέργειας από άνθρακα. Υπέρηχος προωθεί την καταλυτική υδρογόνωση κατά τη διάρκεια της υγροποίησης του άνθρακα. Επιπλέον, κατεργασία με υπερήχους μπορεί να βελτιώσει το εμβαδόν της επιφάνειας και ικανότητα εκχύλισης του άνθρακα. Ανεπιθύμητες χημικές παράπλευρες αντιδράσεις κατά τη διάρκεια της de-αποτέφρωση και αποθείωση μπορεί να αποφευχθεί – ολοκλήρωση της διαδικασίας σε πολύ λιγότερο χρόνο. Ακόμη και κατά τη διάρκεια της διαδικασίας διαχωρισμού μέσω επίπλευσης αφρού, η διασπορά πρόστιμο-μέγεθος των σωματιδίων μπορεί να ενισχυθεί σημαντικά με κατεργασία υπερήχων.

Υγροποίηση Άνθρακας / Άνθρακα-to-Liquid διαδικασία

Τα υγρά καύσιμα μπορούν να παραχθούν βιομηχανικά από τον άνθρακα με τη μέθοδο της “υγροποίησης άνθρακα”. υγροποίηση του άνθρακα μπορεί να επιτευχθεί μέσω δύο οδών – η άμεση (DCL) και έμμεσες υγροποίησης (ICL).
Ενώ η έμμεση υγροποίηση γενικά περιλαμβάνει την αεριοποίηση του άνθρακα, η διαδικασία άμεσης υγροποίησης μετατρέπει άνθρακα απ 'ευθείας εντός υγρού. Ως εκ τούτου, διαλύτες (π.χ. τετραλίνη) ή καταλύτες (π.χ. θαλάσσιες αρτηρίες₂) Χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό με αυξημένες πιέσεις και θερμοκρασίες για να διαλύσουν την οργανική δομή του άνθρακα. Όπως υγροί υδρογονάνθρακες έχουν γενικά ένα υψηλότερο γραμμομοριακός λόγος υδρογόνου-άνθρακα από τον άνθρακα, μια διαδικασία υδρογόνωσης ή άνθρακα-απόρριψης απαιτείται τόσο ICL και DCL τεχνολογίες.

Άμεση υγροποίησης άνθρακα

Μελέτες έχουν δείξει ότι η άμεση υγροποίηση του άνθρακα του υπερηχητικώς προεπεξεργασμένων ανθράκων μπορεί να βελτιωθεί σημαντικά. Τρεις διαφορετικοί τύποι χαμηλότερη κατάταξη ασφαλτούχου άνθρακα έχουν υπερήχους σε διαλύτη. Η επαγόμενη υπερήχων διόγκωση και διασποράς είχε ως αποτέλεσμα αξιοσημείωτα υψηλότερες αποδόσεις υγροποίηση.

Έμμεση υγροποίησης άνθρακα

Άνθρακα μπορούν να μετατραπούν σε υγρά καύσιμα με έμμεση υγροποίηση άνθρακα (ICL) επεξεργάζεται μέσω αεριοποίησης ακολουθούμενη από καταλυτική μετατροπή του αερίου σύνθεσης σε καθαρά υδρογονάνθρακες και οξυγονωμένα καύσιμα κίνησης όπως μεθανόλη, διμεθυλαιθέρα, Fischer-Tropsch ντίζελ ή βενζίνη-παρόμοια καύσιμα. Η σύνθεση Fischer-Tropsch απαιτεί τη χρήση καταλυτών όπως οι καταλύτες με βάση το σίδηρο. μέσω υπερήχων κατακερματισμός σωματίδιο, Η απόδοση των καταλυτών μπορεί να βελτιωθεί σημαντικά.

Υπερηχητική ενεργοποίηση καταλυτών

Με κατεργασία με υπερήχους, τα σωματίδια μπορούν να είναι διασκορπισμένα, αποσυσσωματωμένο και κατακερματισμένη - με αποτέλεσμα μια υψηλότερη επιφάνεια σωματιδίου. Για καταλύτες, αυτό σημαίνει υψηλότερες ενεργή επιφάνεια, η οποία αυξάνει την καταλυτική δραστικότητα των σωματιδίων.
Παράδειγμα: Νανο-κλίμακα καταλύτη Fe
Υπερηχοχημικώς παρασκευάστηκε σιδήρου νανοφάσης είναι ένας ενεργός καταλύτης για την υδρογόνωση Fischer-Tropsch των CO και για την υδρογονόλυση και αφυδρογόνωση αλκανίων, κυρίως λόγω της υψηλής ειδικής επιφάνειας του (> 120 mg^-1). Ποσοστά μετατροπής του CO και H₂ να αλκανίων χαμηλού μοριακού βάρους ήταν περίπου 20 φορές υψηλότερη ανά γραμμάριο Fe ό, τι για σωματιδίου ne fi (διάμετρος 5 μm) εμπορικής σκόνης σιδήρου στους 250 ° C και πάνω από 100 φορές πιο ενεργό στους 200 ° C.

Παραδείγματα για υπερήχους παρασκευάστηκαν καταλύτες:
π.χ.₂, Nano-Fe

καταλύτης ανάκτηση

Ακόμα κι αν οι καταλύτες δεν καταναλώνονται κατά τη διάρκεια χημικών αντιδράσεων, τη δραστηριότητα και την αποτελεσματικότητά τους μπορεί να μειωθεί λόγω της συσσωμάτωσης και ρύπανση. Ως εκ τούτου, μπορεί να παρατηρηθεί ότι οι καταλύτες παρουσιάζουν αρχικά μια υψηλή καταλυτική δραστικότητα και εκλεκτικότητα προϊόντος οξυγόνωσης. Ωστόσο, κατά τη διάρκεια της αποικοδόμησης αντίδραση των καταλυτών μπορεί να συμβεί λόγω συσσωμάτωσης. Με καταλύτες ακτινοβόληση με υπερήχους μπορεί να αναγεννηθεί όπως η Cavitational δυνάμεις διασκορπίζω τα σωματίδια και αφαιρέστε αποθέσεων από την επιφάνεια.

Άνθρακα Πλύνετε: Υπερήχων De-Αποτέφρωση και αποθείωσης

Υπερήχων κλιματισμού μπορεί να βελτιώσει την απόδοση των μεθόδων επίπλευσης άνθρακα, τα οποία χρησιμοποιούνται για την αποθείωση και απομάκρυνσης της τέφρας. Το μεγαλύτερο πλεονέκτημα της μεθόδου υπερήχων είναι η ταυτόχρονη απομάκρυνση της τέφρας και του θείου. [1] Υπερήχων και ακουστική ροή του είναι γνωστά για τις επιδράσεις τους επί των σωματιδίων. Ισχύς αποσυσσωματώνει υπέρηχο και διασκορπίζει τα σωματίδια άνθρακα και γυαλίζει επιφάνειά τους. Επιπλέον, οι υπέρηχοι cleanes τη μήτρα άνθρακα απομάκρυνση θείου και τέφρας.
Με τη ρύθμιση του ρεύματος πολτού, υψηλή ισχύς υπερήχων εφαρμόζεται για τη βελτίωση της de-αποτέφρωση και αποθείωση του πολτού. Η ηχητική επεξεργασία επηρεάζει τη φύση πολτό με τη μείωση της περιεκτικότητας σε οξυγόνο και την διεπιφανειακή τάση, ενώ η αύξηση της την τιμή του pH και της θερμοκρασίας. Με αυτόν τον τρόπο, η υπερηχητική θεραπεία της υψηλής άνθρακα θείου βελτιώνει την αποθείωση.

Υπερήχους-Assisted Μείωση των Υδροφοβικότητα των Σιδηροπυρίτη

Υπερηχητικά δημιουργούνται ρίζες οξυγόνου υπερ-οξείδωση της επιφάνειας πυρίτη και κάνει θείου που υπάρχουν στο πολτό φαίνεται να είναι υπό τη μορφή σουλφοξειδίου μονάδων. Αυτό μείωσε την υδροφοβικότητα του πυρίτη.

Οι έντονες συνθήκες κατά τη διάρκεια της κατάρρευσης της με υπερήχους που παράγεται σπηλαίωση φυσαλίδες στα υγρά είναι σε θέση να δημιουργήσουν ελεύθερες ρίζες. Αυτό σημαίνει ότι δηλαδή η κατεργασία με υπερήχους του νερού σπάει τους δεσμούς μόριο που παράγουν ελεύθερες ρίζες του • ΟΗ και • ΟΗ.

H₂O → • H + • Ω
Τα • ΟΗ και • H ελεύθερες ρίζες που δημιουργούνται μπορεί να υποστεί δευτερεύουσες αντιδράσεις, ως εξής:
• Η Η +₂ → • HO₂
• OH + • Ω → H₂ο₂
• HO₂ + • HO₂ → Η2Ο₂ η +₂
Το Η2Ο2 που παράγεται είναι ασταθές και εκκενώνει εν τω γεννάσθαι οξυγόνο γρήγορα. Έτσι, η περιεκτικότητα σε οξυγόνο στο νερό αυξάνεται μετά υπερήχων κλιματισμού. Η εν τω γεννάσθαι οξυγόνο, όντας πολύ δραστική, μπορεί να αντιδράσει με ορυκτά σωματίδια τα υπάρχοντα στον πολτό και να μειώσει την περιεκτικότητα σε οξυγόνο του πολτού.
Η οξείδωση του πυρίτη (FeS₂) Συμβαίνει λόγω της αντίδρασης του O₂ με την FeS₂.
2FeS + 3O₂ + 4 ः₂O = 2Fe (ΟΗ)₂ + 2Η₂ΕΤΣΙ₃
Φες + 2O₂ + 2Η₂= Fe (OH)₂ + Η₂ΕΤΣΙ₄
2FeS + 2Fes₂ + 2Η + = 2Fe^{2 +} + S₂ο^2- + Η₂ο

εξόρυξης άνθρακα

Για χρησιμοποιούνται διαλύτες εκχύλισης άνθρακα το οποίο μπορεί να απελευθερώσει υπό τις επιλεγμένες συνθήκες εκχύλισης υδρογόνου για την υδρογόνωση του άνθρακα. Τετραλίνη είναι μια αποδεδειγμένη διαλύτη, η οποία οξειδώνεται για να ναφθαλένιο κατά την εκχύλιση. Ναφθαλίνιο μπορεί να διαχωρίζεται και να μετατραπούν, με υδρογόνωση και πάλι σε τετραλίνη. Η μέθοδος διεξάγεται υπό πίεση σε συγκεκριμένες θερμοκρασίες ανάλογα με τον τύπο των χρόνων άνθρακα και παραμονής των περίπου τριών ωρών.

Υπερήχων Επανενεργοποίηση της οξειδωμένης Άνθρακα Σωματιδίων

Αφρού επίπλευση είναι μια διαδικασία διαχωρισμού η οποία χρησιμοποιείται για τον καθαρισμό και όφελος fi ciate άνθρακα εκμεταλλευόμενοι διαφορές στην υδροφοβικότητα τους.
Οξειδωμένο κάρβουνα είναι δύσκολο να επιπλέουν, καθώς η υδροφιλικότητα της επιφανείας του άνθρακα αυξάνει. Το συνημμένο οξυγόνο στην επιφάνεια σχηματίζει άνθρακα πολική φαινόλη (-ΟΗ), καρβονύλ (-C = O), και καρβοξυλο (-COOH) ομάδες, οι οποίες αυξάνουν την ενυδάτωση της επιφάνειας του άνθρακα και ως εκ τούτου, την αύξηση της υδροφιλικότητας του, αποτρέποντας αντιδραστήρια επίπλευσης από που προσροφάται.
μια υπερήχων θεραπεία σωματίδιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να αφαιρέσει τα στρώματα οξείδωση από σωματίδια άνθρακα, έτσι ώστε η επιφάνεια των οξειδωμένων σωματιδίων άνθρακα επανενεργοποιηθεί.

Άνθρακα-νερού-πετρελαίου και άνθρακα-νερού Καύσιμα

Υπερηχητικός άλεση και διασποράς χρησιμοποιείται για να παράγει υδαρείς κονίες λεπτού μεγέθους των σωματιδίων άνθρακα σε νερό ή λάδι. Με υπερήχους, μια διασπορά σωματιδίων πρόστιμο-μεγέθους και με τον τρόπο αυτό ένα σταθερό εναιώρημα παράγεται. (Για σταθερότητα μακράς-χρόνου, μπορεί να απαιτηθεί η προσθήκη ενός σταθεροποιητή.) Η παρουσία νερού σε αυτές τις άνθρακα-νερού και άνθρακα-νερού-ελαίου καύσιμα οδηγήσει σε μια πιο πλήρη καύση και μειώνει τις επιβλαβείς εκπομπές. Επιπλέον, ο άνθρακας διασκορπίζεται σε νερό γίνεται η έκρηξη-απόδειξη η οποία διευκολύνει το χειρισμό.

Αναφορά / Λογοτεχνία

1. Αμπεντκάρ, Β (2012): Υπερήχων Άνθρακα-Wash για De-Αποτέφρωση και De-θείωσης: Πειραματική διερεύνηση και μηχανιστικά Μοντελοποίηση. Springer, 2012.
2. Kang, W .; Xun, Η .; Κονγκ, Χ .; Li, Μ (2009): Επιπτώσεις από τις αλλαγές στη φύση πολτό μετά από την υπερηχητική κλιματισμού σε υψηλής-θείο επίπλευσης άνθρακα. Ορυχεία Επιστήμης και Τεχνολογίας 19, 2009. 498-502.