Биомасса как источник энергии стр.77

Константа равновесия реакции [12] определяется по формуле

В отличие от уравнения (7) константа равновесия для реакции метанизации (уравнение (13)) чувствительна к давлению, поскольку в реакции участвуют три моля водорода. Примеры последовательных расчетов реакции метанизации можно найти в отчете Управления энергетических исследований и разработок [21], подготовленном фирмой Braun & Со. Промышленные катализаторы для реакции метанизации чувствительны к сере, и поэтому синтез-газ должен быть предварительно очищен от H2S.

Заменитель природного газа может быть получен с помощью комбинированного процесса метанизации, проходящего в адиабатических трубчатых реакторах. На таких установках можно получать перегретый пар высокого давления. В процессе по реакции Будуара возможно и образование свободного углерода. Для того чтобы предотвратить образование углерода, требуется подвод достаточного количества пара (для расчетов можно воспользоваться диаграммами С-Н-О) [22].

Метанол. Синтез-газ превращается в метанол каталитически в результате реакций

2 + СО - СН3ОН

ЗН2 + со2 - СН3ОН + н2о.

Образованию метанола благоприятствуют низкие температуры и высокие давления. Для получения синтез-газа соответствующего состава к нему добавляется избыточный водород до соотношения

2СО +2ЗС02=1Л Д° 1,2

Применение активных катализаторов на медной основе (чувствительные к сере) позволяет проектировать установки по производству метанола под давлением 50-150 атм и температурой слоя в пределах 250-380°С. При этом значительное внимание уделяется эффективному использованию тепла реакции [23].

Фирма Electric Power Research осуществляет разработку синтеза метанола в жидкой фазе [24]. В систему с «кипящим» слоем катализатора, псевдоожиженного инертным, несмешивающимся углеводородом, вводится свежий синтез-газ (к рециклу). Благодаря поглощению метанола растворителем достигается его высокий выход. Улучшается возможность регулирования температуры реакции. Предварительные данные теплового и материального баланса этого технологического процесса приводятся в работе [13]. Молярное отношение Н2 и СО в синтез-газе устанавливается равным 2/1.

Фирма произвела оценку стойкого к сере катализатора для синтеза метанола [25].

Аммиак. Синтез аммиака осуществляется в соответствии с реакцией ЗН2 + N2 - 2NH3

и протекает при давлении 17 200 - 24100 кПа. Если требуется получение жвдкого аммиака, следует предусмотреть его охлаждение. Более подробное описание этого процесса содержится в работе [19].

3. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКИХ ПРОДУКТОВ ИЗ БИОМАССЫ: ПИРОЛИЗ И КАТАЛИТИЧЕСКОЕ РАСЩЕПЛЕНИЕ

3.1. Технология методов

Технология пиролиза биомассы состоит в ее нагревании в отсутствие кислорода. При этом получаются кислые и нейтральные кислородсодержащие жидкости. В процессе пиролиза, проводимом при низком давлении, образуется большое количество углистого вещества, обычно с небольшим содержанием серы и золы. Экономическая эффективность производства жидких топлив из биомассы методом пиролиза в значительной степени зависит от ценности углистого вещества, получаемого в виде побочного продукта. В некоторых регионах может возникнуть потребность в активированном угле, например для очистки воды или в качестве дополнительного топлива в котельных (коммунальных или промышленных). Технология методов пиролиза была разработана фирмами Tech Air [26], Energy Resources Company, Inc. [27] и Occidental Petroleum [28]. Кинетика пиролиза целлюлозного материала рассмотрена в работе [29].


⇐ вернуться назад | | далее ⇒