Trajtimet e qymyrit tejzanor për prodhimin e energjisë

Sonicizimi i llumrave të qymyrit kontribuon në procese të ndryshme gjatë prodhimit të energjisë nga qymyri. Ultratingulli promovon hidrogjenizimin katalitik gjatë lëngëzimit të qymyrit. Për më tepër, sonikimi mund të përmirësojë sipërfaqen dhe nxjerrjen e qymyrit. Mund të shmangen reaksionet anësore kimike të padëshiruara gjatë heqjes së hirit dhe desulfurizimit – realizimin e procesit në shumë më pak kohë. Edhe gjatë procesit të ndarjes nëpërmjet notimit me shkumë, shpërndarja e grimcave në madhësi të imët mund të përmirësohet ndjeshëm nga sonikimi.

Lëngëzimi i qymyrit/ Procesi i qymyrit në lëng

Lëndët djegëse të lëngshme mund të prodhohen industrialisht nga qymyri me anë të procesit të “lëngëzimi i qymyrit”. Lëngëzimi i qymyrit mund të arrihet nëpërmjet dy rrugëve – lëngëzimi direkt (DCL) dhe indirekt (ICL).
Ndërsa lëngëzimi indirekt në përgjithësi përfshin gazifikimin e qymyrit, procesi i lëngëzimit direkt e shndërron qymyrin drejtpërdrejt në lëng. Prandaj, tretës (p.sh. tetralin) ose katalizatorë (p.sh. MoS₂) përdoren në kombinim me presione dhe temperatura të larta për të thyer strukturën organike të qymyrit. Meqenëse hidrokarburet e lëngëta në përgjithësi kanë një raport molar hidrogjen-karbon më të lartë se qymyri, kërkohet një proces hidrogjenizimi ose refuzimi i karbonit në teknologjitë ICL dhe DCL.

Lëngëzimi i drejtpërdrejtë i qymyrit

Studimet kanë treguar se lëngëzimi i drejtpërdrejtë i qymyrit të qymyrit të paratrajtuar me ultratinguj mund të përmirësohet dukshëm. Tre lloje të ndryshme të qymyrit bituminoz të rangut më të ulët janë sonikuar në tretës. Ultratingulli ka shkaktuar ënjtje dhe Duke u shpërndarë rezultoi në rendimente jashtëzakonisht më të larta të lëngëzimit.

Lëngëzimi indirekt i qymyrit

Qymyri mund të shndërrohet në lëndë djegëse të lëngëta nga proceset e lëngëzimit indirekt të qymyrit (ICL) përmes gazifikimit të ndjekur nga konvertimi katalitik i singazës në hidrokarbure të pastra dhe lëndë djegëse transporti të oksigjenuara si metanoli, dimetil eteri, karburantet Fischer-Tropsch me naftë ose benzinë. Sinteza Fischer-Tropsch kërkon përdorimin e katalizatorëve të tillë si katalizatorët me bazë hekuri. Me anë të ultrazërit fragmentimi i grimcave, efikasiteti i katalizatorëve mund të përmirësohet ndjeshëm.

Aktivizimi i katalizatorit me ultratinguj

Nga trajtimi me ultratinguj, grimcat mund të jenë të shpërndara, deaglomeruar dhe i fragmentuar – resulting in a higher particle surface. For catalysts, this means higher active surface, which increases the particles’ catalytic reactivity.
Shembull: Katalizator Fe në shkallë nano
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). Normat e konvertimit të CO dhe H₂ alkanet me peshë të ulët molekulare ishin afërsisht 20 herë më të larta për gram Fe se sa për pluhurin komercial të hekurit të grimcave të imta (diametri 5 μm) në 250°C dhe më shumë se 100 herë më aktiv në 200°C.

Shembuj për katalizatorët e përgatitur me ultratinguj:
p.sh. MoS₂, nano-Fe

Rikuperimi i katalizatorit

Edhe pse katalizatorët nuk konsumohen gjatë reaksioneve kimike, aktiviteti dhe efikasiteti i tyre mund të ulet për shkak të grumbullimit dhe ndotjes. Prandaj, mund të vërehet se katalizatorët fillimisht tregojnë një aktivitet të lartë katalitik dhe selektivitet të oksigjenit. Megjithatë, gjatë reaksionit, degradimi i katalizatorëve mund të ndodhë për shkak të grumbullimit. Nga rrezatimi tejzanor katalizatorët mund të rigjenerohen si kavitacionale forcat shpërndahen grimcat dhe hiqni depozitimet nga sipërfaqja.

Larja e qymyrit: Heqja e hirit dhe desulfurizimi me tejzanor

Kondicionimi tejzanor mund të përmirësojë performancën e metodave të flotacionit të qymyrit, të cilat përdoren për desulfurizimin dhe zbërthimin. Avantazhi më i madh i metodës tejzanor është heqja e njëkohshme e hirit dhe squfurit.[1] Ultratingulli dhe transmetimi i tij akustik janë të njohur për efektet e tyre në grimcat. Ultratingulli i fuqisë deaglomeron dhe shpërndan grimcat e qymyrit dhe lustron sipërfaqen e tyre. Për më tepër, ultratingulli pastron matricën e qymyrit duke hequr squfurin dhe hirin.
Duke kushtëzuar rrjedhën e pulpës, ultratingulli i fuqisë së lartë aplikohet për të përmirësuar heqjen e hirit dhe desulfurizimin e pulpës. Sonicizimi ndikon në natyrën e pulpës duke ulur përmbajtjen e oksigjenit dhe tensionin ndërfaqe, ndërsa rrit vlerën e pH dhe temperaturën. Në këtë mënyrë, trajtimi me ultratinguj i qymyrit me squfur të lartë përmirëson desulfurizimin.

Ulja e hidrofobisë së piritit me ndihmën tejzanor

Radikalët e oksigjenit të gjeneruar në mënyrë tejzanor mbi-oksidojnë sipërfaqen e piritit dhe bëjnë që squfuri që ekziston në tul të duket se është në formën e njësive sulfokside. Kjo uli hidrofobicitetin e piritit.

Kushtet intensive gjatë kolapsit të gjeneruara ultrasonically kavitacion flluskat në lëngje janë të afta të krijojnë radikale të lira. Kjo do të thotë se dmth sonikimi i ujit thyen lidhjet molekulare duke prodhuar radikale të lira të •OH dhe •OH.

H₂O → •H + •OH
Radikalet e lira •OH dhe •H të krijuara mund të pësojnë reaksione dytësore, si më poshtë:
•H + O₂ → •HO₂
•OH + •OH → H₂O₂
•HO₂ + •HO₂ → H2O₂ + O₂
H2O2 i prodhuar është i paqëndrueshëm dhe shkarkon shpejt oksigjenin e sapolindur. Pra, përmbajtja e oksigjenit në ujë rritet pas kondicionimit me ultratinguj. Oksigjeni i sapolindur, duke qenë shumë aktiv, mund të reagojë me grimcat minerale që ekzistojnë në pulpë dhe të zvogëlojë përmbajtjen e oksigjenit në pulpë.
Oksidimi i piritit (FeS₂) ndodh për shkak të reagimit të O₂ me FeS₂.
2FeS + 3O₂ + 4 orë₂O = 2Fe(OH)₂ + 2H₂KËSHTU QË₃
FeS + 2O₂ + 2H₂O = Fe(OH)₂ + H₂KËSHTU QË₄
2FeS + 2O₂ + 2H+ = 2Fe²⁺ + S₂O^2- + H₂O

nxjerrja e qymyrit

Për nxjerrjen e qymyrit përdoren tretës të cilët mund të çlirojnë hidrogjen në kushtet e zgjedhura të nxjerrjes për hidrogjenizimin e qymyrit. Tetralina është një tretës i provuar, i cili oksidohet në naftalinë gjatë ekstraktimit. Naftalina mund të ndahet dhe të konvertohet, me hidrogjenim përsëri në tetralin. Procesi kryhet nën presion në temperatura specifike në varësi të llojit të qymyrit dhe kohëzgjatjes së qëndrimit rreth tre orë.

Riaktivizimi tejzanor i grimcave të qymyrit të oksiduar

Floatimi me shkumë është një proces ndarjeje që përdoret për të pastruar dhe përfituar qymyrin duke përfituar nga ndryshimet në hidrofobicitetin e tyre.
Qymyri i oksiduar është i vështirë për t'u notuar, pasi hidrofiliteti i sipërfaqes së qymyrit rritet. Oksigjeni i bashkangjitur në sipërfaqen e qymyrit formon grupe polare fenol (-OH), karbonil (-C=O) dhe karboksil (-COOH), të cilat përmirësojnë hidratimin e sipërfaqes së qymyrit dhe në këtë mënyrë, rrisin hidrofilitetin e tij, duke parandaluar reagentët e flotacionit nga duke u adsorbuar.
Një tejzanor trajtimi i grimcave mund të përdoret për të hequr shtresat e oksidimit nga grimcat e qymyrit në mënyrë që sipërfaqja e grimcave të oksiduara të qymyrit të riaktivizohet.

Karburantet qymyr-ujë-naftë dhe qymyr-ujë

tejzanor Bluarje dhe Duke u shpërndarë përdoret për gjenerimin e grimcave të qymyrit me madhësi të imët në ujë ose vaj. Me anë të ultrazërit, gjenerohet një shpërndarje grimcash me përmasa të imta dhe në këtë mënyrë një pezullim i qëndrueshëm. (Për qëndrueshmëri për një kohë të gjatë, mund të kërkohet shtimi i një stabilizuesi.) Prania e ujit në këto lëndë djegëse qymyr-ujë dhe qymyr-ujë-naftë rezulton në një djegie më të plotë dhe redukton emetimet e dëmshme. Për më tepër, qymyri i shpërndarë në ujë bëhet rezistent ndaj shpërthimit që lehtëson trajtimin.

Referenca/Literatura

1. Ambedkar, B. (2012): Larja me qymyr tejzanor për heqjen e hirit dhe sulfurimin: Hetimi eksperimental dhe modelimi mekanik. Springer, 2012.
2. Kang, W.; Xun, H.; Kong, X.; Li, M. (2009): Efektet nga ndryshimet në natyrën e pulpës pas kondicionimit tejzanor në notimin e qymyrit me squfur të lartë. Shkenca dhe Teknologjia e Minierave 19, 2009. 498-502.