Hielscher अल्ट्रासाउंड प्रौद्योगिकी

ऊर्जा उत्पादन के लिए अल्ट्रासोनिक कोयला उपचार

कोयला slurries की sonication के कोयले से ऊर्जा उत्पादन के दौरान विभिन्न प्रक्रियाओं के लिए योगदान देता है। अल्ट्रासाउंड कोयले की द्रवीकरण के दौरान उत्प्रेरक हाइड्रोजनीकरण बढ़ावा देता है। इसके अलावा, sonication सतह क्षेत्र और कोयले की extractability सुधार कर सकते हैं। de-ashing और desulfurization दौरान अवांछित रासायनिक पक्ष प्रतिक्रियाओं से बचा जा सकता – बहुत कम समय में प्रक्रिया को पूरा करने। यहां तक ​​कि झाग प्लवनशीलता के माध्यम से जुदाई की प्रक्रिया के दौरान, कणों के ठीक आकार फैलाव काफी sonication द्वारा बढ़ाया जा सकता है।
Ultrasonication कोयला धोने, desulfurization, deashing और कोयला कंडीशनिंग बढ़ावा देता है। (बड़ा करने के लिए क्लिक करें!)

पावर अल्ट्रासाउंड कई खनन प्रक्रियाओं को लागू किया जा सकता है।

कोयला द्रवीकरण / कोयला करने वाली तरल प्रक्रिया

तरल ईंधन औद्योगिक रूप से करने की प्रक्रिया से कोयले से उत्पादित किया जा सकता “कोयला द्रवीकरण”। कोयला द्रवीकरण दो मार्गों के माध्यम से प्राप्त किया जा सकता – प्रत्यक्ष (DCL) और अप्रत्यक्ष द्रवीकरण (आईसीएल)।
जबकि अप्रत्यक्ष द्रवीकरण आम तौर पर कोयले का गैसीकरण शामिल है, प्रत्यक्ष द्रवीकरण प्रक्रिया तरल में सीधे कोयला बदल देता है। इसलिए, सॉल्वैंट्स (जैसे tetralin) या उत्प्रेरक (जैसे राज्य मंत्री2) कोयले की जैविक संरचना को तोड़ने के लिए ऊंचा दबाव और तापमान के साथ संयोजन में उपयोग किया जाता है। तरल हाइड्रोकार्बन आम तौर पर कोयला की तुलना में अधिक हाइड्रोजन कार्बन दाढ़ अनुपात है के रूप में, एक हाइड्रोजनीकरण या कार्बन-अस्वीकृति प्रक्रिया दोनों आईसीएल और DCL प्रौद्योगिकियों में आवश्यक है।

प्रत्यक्ष कोयला द्रवीकरण

अध्ययनों से पता चला है कि ultrasonically pretreated कोयले की प्रत्यक्ष कोयला द्रवीकरण उल्लेखनीय सुधार किया जा सकता है। कम रैंक बिटुमिनस कोयले के तीन विभिन्न प्रकार विलायक में sonicated किया गया है। अल्ट्रासाउंड प्रेरित सूजन और dispersing उल्लेखनीय उच्च द्रवीकरण पैदावार में हुई।

अप्रत्यक्ष कोयला द्रवीकरण

कोयला अप्रत्यक्ष कोयला द्रवीकरण (आईसीएल) स्वच्छ हाइड्रोकार्बन और ऐसे मेथनॉल, डाइमिथाइल ईथर के रूप में ऑक्सीजन परिवहन ईंधन में syngas के उत्प्रेरक रूपांतरण के बाद गैसीकरण के माध्यम से संसाधित करता है के द्वारा तरल ईंधन में बदला जा सकता, फिशर- Tropsch डीजल या पेट्रोल की तरह ईंधन। फिशर- Tropsch संश्लेषण जैसे लौह आधारित उत्प्रेरक के रूप में उत्प्रेरक के उपयोग की आवश्यकता है। के माध्यम से अल्ट्रासोनिक कण विखंडन, उत्प्रेरक की दक्षता में काफी सुधार किया जा सकता है।

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अल्ट्रासोनिक उत्प्रेरक सक्रियण के बारे में और अधिक पढ़ें

अल्ट्रासोनिक उपचार करके, कण हो सकता है तितर - बितर, विएग्लोमेरेट तथा खंडित - एक उच्च कण सतह में जिसके परिणामस्वरूप। उत्प्रेरक के लिए, यह उच्च सक्रिय सतह है, जो कणों 'उत्प्रेरक प्रतिक्रिया बढ़ जाती है का मतलब है।
उदाहरण: नैनो पैमाने पर फे उत्प्रेरक
Sonochemically तैयार Nanophase लोहा सीओ की फिशर- Tropsch हाइड्रोजनीकरण के लिए और hydrogenolysis और हाइड्रोकार्बन के निर्जलीकरण के लिए एक सक्रिय उत्प्रेरक, मुख्य रूप से अपनी उच्च सतह क्षेत्र (> 120mg की वजह से है-1)। सीओ और एच के रूपांतरण की दरें2 निम्न आणविक भार हाइड्रोकार्बन के लिए गए थे फाई ne कण (5 सुक्ष्ममापी व्यास) 250 डिग्री सेल्सियस पर वाणिज्यिक लौह पाउडर और 100 से अधिक बार 200 डिग्री सेल्सियस पर और अधिक सक्रिय के लिए की तुलना में फे की प्रति ग्राम में लगभग 20 गुना अधिक है।

ultrasonically तैयार उत्प्रेरक के लिए उदाहरण:
जैसे विदेश राज्य मंत्री2नैनो-फे

उत्प्रेरक सुधार

भले ही उत्प्रेरक रासायनिक प्रतिक्रियाओं के दौरान भस्म नहीं कर रहे हैं, उनकी गतिविधियों और दक्षता ढेर और दूषण की वजह से कम कर सकते हैं। इसलिए, यह देखा जा सकता है कि उत्प्रेरक शुरू में एक उच्च उत्प्रेरक गतिविधि और आक्सीजन के साथ मिलना चयनात्मकता दिखा। हालांकि, उत्प्रेरक के दौरान प्रतिक्रिया गिरावट एकत्रीकरण के कारण हो सकता है। अल्ट्रासोनिक विकिरण उत्प्रेरक के रूप में पुनर्जीवित किया जा सकता है गुहिकायनी ताकतों फैलाने कणों और सतह से बयान को हटा दें।

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कोयला धो: अल्ट्रासोनिक डी-Ashing और Desulfurization

अल्ट्रासोनिक कंडीशनिंग कोयला प्लवनशीलता विधियों, जो निर्गंधकीकरण और deashing के लिए उपयोग किया जाता है के प्रदर्शन को बढ़ा सकते हैं। अल्ट्रासोनिक विधि का सबसे बड़ा लाभ यह राख और सल्फर का एक साथ हटाने है। [1] अल्ट्रासाउंड और उसके ध्वनिक स्ट्रीमिंग कणों पर उनके प्रभाव के लिए जाना जाता है। पावर अल्ट्रासाउंड deagglomerates और कोयला कणों disperses और उनकी सतह polishes। इसके अलावा, अल्ट्रासाउंड सल्फर और राख को हटाने कोयला मैट्रिक्स cleanes।
कंडीशनिंग द्वारा लुगदी धारा, उच्च शक्ति अल्ट्रासाउंड de-ashing और लुगदी के desulfurization सुधार करने के लिए लागू किया जाता है। sonication, ऑक्सीजन सामग्री और इंटरफेसियल तनाव कम करने पीएच मान और तापमान में वृद्धि, जबकि द्वारा लुगदी प्रकृति को प्रभावित करती है। इस प्रकार, उच्च सल्फर कोयले की अल्ट्रासोनिक उपचार निर्गंधकीकरण बेहतर बनाता है।

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Ultrasonically सहायता प्राप्त Pyrite के hydrophobicity की कमी

Ultrasonically उत्पन्न ऑक्सीजन कण पाइराइट सतह पर-ऑक्सीकरण और लुगदी में मौजूदा sulfoxide इकाइयों के रूप में दिखाई देते हैं सल्फर बनाता है। यह पाइराइट के hydrophobicity की कमी हुई।

ultrasonically उत्पन्न के पतन के दौरान तीव्र की स्थिति गुहिकायन तरल पदार्थ में बुलबुले मुक्त कण बनाने के लिए सक्षम हैं। यह है कि अर्थात पानी के sonication अणु • OH और • OH के मुक्त कण के उत्पादन बांड टूट जाता है का मतलब है।

एच2ओ ] • एच + • ओएच

इस प्रकार • OH और • एच मुक्त कण, माध्यमिक प्रतिक्रियाओं से गुजरना कर सकते हैं उत्पन्न:
• एच +2 • • एचओ2
• ओएच + • ओएच जेड एच2हे2
• हो2 + • HO2 $ H2O2 +2

H2O2 का उत्पादन अस्थिर है और जल्दी से नवजात ऑक्सीजन निर्वहन। अल्ट्रासोनिक कंडीशनिंग के बाद पानी बढ़ जाती है में ऑक्सीजन सामग्री तो। नवजात ऑक्सीजन, अत्यधिक सक्रिय किया जा रहा है, लुगदी में मौजूदा खनिज कणों के साथ प्रतिक्रिया और लुगदी की ऑक्सीजन की मात्रा को कम कर सकते हैं।
पाइराइट के ऑक्सीकरण (FES2) हे की प्रतिक्रिया के कारण होता है2 Fes के साथ2
2FeS + 3O2 + 4ह2हे = 2Fe (OH)2 + 2ह2इसलिए3
Fes + 2O2 + 2ह2= फे (OH)2 + एच2इसलिए4
2FeS + 2O2 + 2H + = 2Fe2 + + एस2हे2- + एच2हे

कोयला निकालना

के लिए कोयला निकालने की सॉल्वैंट्स उपयोग किया जाता है कोयले की हाइड्रोजनीकरण के लिए चुना निकासी की स्थिति हाइड्रोजन के तहत जारी कर सकती हैं। Tetralin सिद्ध विलायक है, जो निष्कर्षण के दौरान नेफ़थलीन को ऑक्सीकरण है। नेफ़थलीन बंद अलग किया जा सकता है और tetralin में फिर से हाइड्रोजनीकरण द्वारा, परिवर्तित किया। प्रक्रिया के बारे में तीन घंटे का कोयला और निवास बार के प्रकार के आधार विशिष्ट तापमान पर दबाव में किया जाता है।

ऑक्सीकरण कोयला कणों की अल्ट्रासोनिक पुनर्सक्रियन

झाग प्रवर्तन एक जुदाई प्रक्रिया है जो उनके hydrophobicity में अंतर का लाभ उठाते हुए शुद्ध करने के लिए और लाभ फाई ciate कोयला इस्तेमाल किया जाता है।
ऑक्सीकरण अंगारों, फ्लोट करने के लिए मुश्किल हो जाता है कोयला सतह बढ़ जाती है के hydrophilicity के रूप में। कोयला सतह रूपों ध्रुवीय फिनोल पर संलग्न ऑक्सीजन (-OH), कार्बोनिल (-सी = O), और कार्बाक्सिल (-COOH) समूह है, जो कोयला सतह के जलयोजन बढ़ाने के लिए और इस प्रकार, इसकी hydrophilicity बढ़ाने के लिए, से तैरने की क्रिया अभिकर्मकों को रोकने adsorbed जा रहा है।
एक अल्ट्रासोनिक कण उपचार ताकि ऑक्सीकरण कोयला कणों की सतह को फिर से सक्रिय होता है कोयला कणों से ऑक्सीकरण परतों को हटाने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता।

कोयला जल तेल और कोयला जल ईंधन

अल्ट्रासोनिक पिसाई तथा dispersing पानी या तेल में कोयला कणों की ठीक-आकार slurries उत्पन्न करने के लिए प्रयोग किया जाता है। ultrasonication द्वारा, एक अच्छा आकार कण फैलाव और इस तरह एक स्थिर निलंबन उत्पन्न होता है। (लंबे समय तक स्थिरता के लिए, एक स्थिरता प्राप्त करने के अलावा आवश्यक हो सकता है।) इन कोयला पानी और कोयला पानी तेल ईंधन में पानी की मौजूदगी एक अधिक पूरा दहन में परिणाम और हानिकारक उत्सर्जन को कम। इसके अलावा, पानी में बिखरे कोयला विस्फोट प्रूफ जो हैंडलिंग की सुविधा हो जाता है।

संदर्भ / साहित्य

  1. अम्बेडकर, बी (2012): प्रायोगिक जांच और यंत्रवत मॉडलिंग: डी-Ashing और डी-sulfurization के लिए अल्ट्रासोनिक कोयला धो। स्प्रिंगर, 2012।
  2. कांग, डब्ल्यू .; क्सुन, एच .; हांगकांग, एक्स .; ली, एम (2009): उच्च सल्फर कोयला प्रवर्तन पर अल्ट्रासोनिक कंडीशनिंग के बाद लुगदी प्रकृति में परिवर्तन से प्रभाव। खनन विज्ञान और प्रौद्योगिकी 19, 2009 498-502।

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जानने के योग्य तथ्य

अल्ट्रासोनिक ऊतक homogenizers अक्सर जांच sonicator, ध्वनि lyser, अल्ट्रासाउंड disruptor, अल्ट्रासोनिक ग्राइंडर, सोनो-ruptor, sonifier, ध्वनि dismembrator, सेल बाधक, अल्ट्रासोनिक disperser या dissolver के रूप में भेजा जाता है। अलग-अलग शब्दों विभिन्न अनुप्रयोगों है कि sonication द्वारा पूरा किया जा सकता से परिणाम।