Pengobatan ultrasonik Batubara untuk Produksi Energi

Sonication dari bubur batubara memberikan kontribusi untuk berbagai proses selama produksi energi dari batubara. USG mempromosikan hidrogenasi katalitik selama pencairan batubara. Selanjutnya, sonikasi dapat meningkatkan luas permukaan dan extractability batubara. Yang tidak diinginkan kimia sisi-reaksi selama de-ashing dan desulfurisasi dapat dihindari – mencapai proses dalam waktu jauh lebih sedikit. Bahkan selama proses pemisahan melalui flotasi buih, halus ukuran dispersi dari partikel dapat secara signifikan ditingkatkan dengan sonikasi.

Pencairan batubara / Coal-to-Liquid proses

bahan bakar cair dapat diproduksi industri dari batubara dengan proses “Pencairan batubara”. pencairan batubara dapat dicapai melalui dua rute – langsung (DCL) dan tidak langsung pencairan (ICL).
Sementara pencairan tidak langsung umumnya melibatkan gasifikasi batubara, proses pencairan langsung mengkonversi batubara langsung ke dalam cairan. Oleh karena itu, pelarut (misalnya tetralin) atau katalis (misalnya MoS₂) Digunakan dalam kombinasi dengan tekanan tinggi dan suhu untuk memecah struktur organik batubara. Sebagai hidrokarbon cair umumnya memiliki rasio molar hidrogen-karbon yang lebih tinggi daripada batu bara, proses hidrogenasi atau karbon-penolakan diperlukan di kedua ICL dan DCL teknologi.

Pencairan Batubara langsung

Penelitian telah menunjukkan bahwa pencairan batu bara langsung dari bara ultrasonically dipretreatment dapat membaik. Tiga jenis batubara peringkat rendah bituminous telah disonikasi dalam pelarut. USG diinduksi pembengkakan dan Dispersing / Penyebaran mengakibatkan hasil pencairan sangat tinggi.

Tidak langsung Pencairan Batubara

Batubara dapat dikonversi menjadi bahan bakar cair dengan pencairan batu bara tidak langsung (ICL) proses melalui gasifikasi diikuti oleh konversi katalitik dari syngas menjadi hidrokarbon bersih dan oksigen bahan bakar transportasi seperti metanol, dimetil eter, Fischer-Tropsch Diesel atau bahan bakar bensin seperti. Sintesis Fischer-Tropsch memerlukan penggunaan katalis seperti katalis berbasis besi. via ultrasonik fragmentasi partikel, Efisiensi katalis dapat ditingkatkan.

Aktivasi Katalis Ultrasonik

Dengan pengobatan ultrasonik, partikel dapat merata, deaglomerasi dan terfragmentasi - menghasilkan permukaan partikel yang lebih tinggi. Untuk katalis, ini berarti permukaan aktif yang lebih tinggi, yang meningkatkan reaktivitas katalitik partikel.
Contoh: Nano-skala katalis Fe
Sonochemically disiapkan besi Nanophase merupakan katalis aktif untuk Fischer-Tropsch hidrogenasi CO dan untuk hidrogenolisis dan dehidrogenasi alkana, terutama karena luas permukaan yang tinggi (> 120 mg^-1). Tingkat konversi CO dan H₂ untuk alkana dengan berat molekul rendah adalah sekitar 20 kali lebih tinggi per gram Fe daripada fi ne partikel (5 pM diameter) serbuk besi komersial pada 250 ° C dan lebih dari 100 kali lebih aktif pada 200 ° C.

Contoh untuk katalis ultrasonically disiapkan:
misalnya MOS₂, Nano-Fe

katalis reklamasi

Meskipun katalis tidak dikonsumsi selama reaksi kimia, aktivitas dan efisiensi mereka dapat menurun karena aglomerasi dan fouling. Oleh karena itu, dapat diamati bahwa katalis awalnya menunjukkan aktivitas katalitik yang tinggi dan selektivitas oksigenat. Namun, selama degradasi reaksi katalis dapat terjadi karena agregasi. Dengan katalis iradiasi ultrasonik dapat diregenerasi sebagai dari kekuatan membubarkan partikel dan menghapus deposisi dari permukaan.

Cuci batubara: Ultrasonic De-ashing dan Desulfurisasi

pendingin ultrasonik dapat meningkatkan kinerja metode flotasi batubara, yang digunakan untuk desulfurisasi dan deashing. Keuntungan terbesar dari metode ultrasonik adalah penghapusan simultan abu dan sulfur. [1] USG dan streaming akustik terkenal untuk efek mereka pada partikel. Kekuatan USG deagglomerates dan menyebarkan partikel batubara dan poles permukaan mereka. Selanjutnya, USG cleanes matriks batubara menghapus sulfur dan abu.
Dengan pendingin aliran pulp, USG daya tinggi diterapkan untuk meningkatkan de-ashing dan desulfurisasi pulp. sonikasi yang mempengaruhi sifat bubur dengan menurunkan kandungan oksigen dan tegangan antar muka, sementara meningkatkan nilai pH dan suhu. Dengan demikian, pengobatan ultrasonik batubara belerang tinggi meningkatkan desulfurisasi tersebut.

Ultrasonically-Assisted Penurunan Hidrofobisitas dari Pyrite

Ultrasonically dihasilkan radikal oksigen selama-mengoksidasi permukaan pirit dan membuat sulfur yang ada di pulp tampak dalam bentuk unit sulfoksida. Ini menurun hidrofobisitas pirit.

Kondisi intens selama runtuhnya ultrasonically dihasilkan Kavitasi gelembung dalam cairan mampu menciptakan radikal bebas. Ini berarti bahwa yaitu sonication air istirahat obligasi molekul memproduksi radikal bebas dari • OH dan • OH.

H₂O → • H + • OH
The • OH dan • H radikal bebas yang dihasilkan dapat mengalami reaksi sekunder, sebagai berikut:
• The H +₂ → • HO₂
• OH + • OH → H₂O₂
• HO₂ + • HO₂ → H2O₂ The +₂
H2O2 yang dihasilkan tidak stabil dan pembuangan oksigen yang baru lahir cepat. Jadi kandungan oksigen dalam air meningkat setelah pengkondisian ultrasonik. Oksigen baru lahir, menjadi sangat aktif, dapat bereaksi dengan partikel mineral yang ada dalam pulp dan mengurangi kandungan oksigen dari pulp.
Oksidasi pirit (FeS₂) Terjadi karena reaksi O₂ dengan FeS₂.
2FeS + 3O₂ + 4 ः₂O = 2Fe (OH)₂ + 2H₂BEGITU₃
FeS + 2O₂ + 2H₂= Fe (OH)₂ H₂BEGITU₄
2FeS + 2O₂ + 2H + = 2Fe^{2 +} + S₂O^2- H₂O

Ekstraksi batubara

Untuk pelarut ekstraksi batubara yang digunakan yang dapat melepaskan bawah dipilih kondisi ekstraksi hidrogen untuk hidrogenasi batubara. Tetralin adalah pelarut terbukti, yang teroksidasi menjadi naftalena selama ekstraksi. Naftalena dapat dipisahkan dan dikonversi, dengan hidrogenasi lagi di tetralin. Proses ini dilakukan di bawah tekanan pada suhu tertentu tergantung pada jenis batubara dan tinggal kali sekitar tiga jam.

Ultrasonic Reaktivasi ddioksidasi Batubara Partikel

pengapungan buih adalah proses pemisahan yang digunakan untuk memurnikan dan manfaat batubara CIATE dengan mengambil keuntungan dari perbedaan hidrofobisitas mereka.
bara teroksidasi sulit untuk mengapung, sebagai hidrofilisitas dari permukaan batubara meningkat. oksigen terpasang pada bentuk permukaan batubara fenol kutub (-OH), karbonil (-C = O), dan karboksil (-COOH) kelompok, yang meningkatkan hidrasi permukaan batubara dan dengan demikian, meningkatkan hidrofilisitas nya, mencegah reagen flotasi dari yang teradsorpsi.
ultrasonik pengolahan partikel dapat digunakan untuk menghilangkan lapisan oksidasi dari partikel batubara sehingga permukaan partikel batubara teroksidasi diaktifkan kembali.

Bahan Bakar Batubara-Air-Minyak dan Batubara-Air

Ultrasonik grinding dan Dispersing / Penyebaran digunakan untuk menghasilkan lumpur halus ukuran partikel batubara di dalam air atau minyak. Oleh ultrasonication, denda-ukuran partikel dispersi dan dengan demikian suspensi stabil dihasilkan. (Untuk stabilitas lama, penambahan stabilizer mungkin diperlukan.) Adanya air dalam batubara-air dan batubara-air-minyak bahan bakar ini menghasilkan pembakaran yang lebih sempurna dan mengurangi emisi berbahaya. Selanjutnya, batubara tersebar dalam air menjadi ledakan-bukti yang memfasilitasi penanganan.

Referensi / Sastra

1. Ambedkar, B. (2012): Ultrasonic Coal-Pembersih untuk De-ashing dan De-Sulfurization: Investigasi Eksperimental dan mekanistik Modeling. Springer, 2012.
2. Kang, W .; Xun, H .; Kong, X .; Li, M. (2009): Efek dari perubahan di alam bubur setelah pengkondisian ultrasonik pada tinggi-sulfur pengapungan batubara. Ilmu Pertambangan dan Teknologi 19, 2009. 498-502.