Kaip Veikia Dujinimas

{h1}

Dujinimas yra anglinių žaliavų pavertimas sintetinėmis dujomis. Sužinokite viską apie dujinimą „WordsSideKick.com“.

Kai kurios perspektyviausios, dėmesį atkreipiančios energijos alternatyvos nėra revoliucinės idėjos. Visi žinome apie vėjo malūnus ir vandens ratus, kurie gyvuoja šimtmečius. Šiandien daugybė patobulinimų, įskaitant novatoriškas turbinų konstrukcijas, paverčia šias senovines mašinas pažangiausiomis technologijomis, kurios gali padėti tautoms patenkinti jų energijos poreikius.

Yra dar vienas senas procesas - apie kurį greičiausiai mažai ką žinote - kuris populiarėja ir gali prisijungti prie vėjo ir hidroenergijos švarios, atsinaujinančios energijos panteone. Šis procesas žinomas kaip dujinimas, cheminių reakcijų rinkinys, kuriame naudojamas ribotas deguonis paverčiant anglies turinčią žaliavą į sintetinės dujos, arba singas.

Tai skamba kaip degimas, bet taip nėra. Deginant šilumą ir šviesą deginant sunaudojama daugybė deguonies. Dujofikavimui naudojamas tik mažas deguonies kiekis, kuris yra derinamas su garais ir virinamas esant stipriam slėgiui. Tai sukelia daugybę reakcijų, kurių metu susidaro dujinis mišinys, sudarytas daugiausia iš anglies monoksido ir vandenilio. Šios sintetinės dujos gali būti tiesiogiai sudeginamos arba naudojamos kaip atskaitos taškas gaminant trąšas, gryną vandenilį, metaną ar skystą transportavimo kurą.

Patikėkite ar ne, dujofikacija vyksta dešimtmečius. Škotų inžinierius Williamas Murdochas gauna kreditą pagrindiniam procesui vystyti. 1790 m. Pabaigoje, naudodamas anglis kaip žaliavą, jis gamino pakankamą kiekį dujų, kad apšviestų savo namus. Galiausiai Europos ir Amerikos miestai apšvietė miesto gatves ir namus degtukais - arba „miesto dujomis“, kaip tada buvo žinoma. Galiausiai gamtines dujas ir elektrą, gaunamą iš anglimis kūrenamų elektrinių, pakeitė miesto dujos kaip pageidaujamą šilumos ir šviesos šaltinį.

Šiandien, kai horizonte kyla visuotinė klimato krizė, o jėgos alkanos šalys medžioja alternatyvius energijos šaltinius, dujofikacija grįžta. Dujofikavimo technologijų taryba tikisi, kad iki 2015 m. Pasaulio dujofikacijos pajėgumai išaugs daugiau kaip 70 procentų. Didžiąją šio augimo dalį sudarys Azija, kurią paskatins sparti plėtra Kinijoje ir Indijoje. Tačiau JAV taip pat vyksta dujinimas.

Pažvelkime atidžiau, kaip šis procesas veikia. Pradėsime nuo anglių dujinimo, dažniausiai pasitaikančios proceso formos.

Kaip veikia dujinimas: veikia

Anglių dujinimas

„Tiverton“, R.I., gyventojas pozuoja šalia su etikete pažymėto konteinerio

„Tiverton“, R.I., gyventojas, šalia konteinerio, pažymėto „Dujinių augalų atliekos“, 2005 m. Valstybė mano, kad teritorijos užterštumą sukėlė „Fall River Gas Co.“, dešimtmečius išmetanti anglių dujinimo atliekas.

Anglies kūrenamos elektrinės širdis yra katilas, kuriame anglis sudeginamos deginant, kad vanduo virstų garu. Ši lygtis parodo, kaip deginant anglis atrodo chemiškai: C + O2 -> CO2. Anglis nėra pagaminta iš grynos anglies, bet iš anglies, sujungtos su daugeliu kitų elementų. Vis dėlto anglies anglies kiekis yra didelis, o deginant deguonis dera su anglimi, susidarančia anglies dioksidu, kuris yra pagrindinis pasaulinio atšilimo kaltininkas. Kiti anglies deginimo šalutiniai produktai yra sieros oksidai, azoto oksidai, gyvsidabris ir gamtoje esančios radioaktyviosios medžiagos.

Dujofikavimo jėgainės širdis yra ne katilas, o a dujofikatorius, cilindrinis slėginis indas, esantis maždaug 40 pėdų (12 metrų) aukščio ir 13 pėdų (4 metrų) skersmens. Žaliavos patenka į dujofikatorių viršuje, o garai ir deguonis patenka iš apačios. Bet kokia medžiaga, kurioje yra anglies, gali būti žaliava, tačiau, žinoma, norint anglis dujoti, reikalinga anglis. Įprasta dujofikacijos įmonė galėtų sunaudoti 16 000 tonų (14 515 metrinių tonų) lignito, rusvos rūšies anglių, kasdien.

Dujinis generatorius veikia aukštesnėje temperatūroje ir slėgyje nei anglies katilas - atitinkamai apie 2600 laipsnių pagal Farenheitą (1427 laipsniai šilumos) ir 1000 svarų už kvadratinį colį (6895 kilopaskaliai). Dėl to anglis patiria skirtingas chemines reakcijas. Pirmiausia, dalinis anglies anglies oksidavimas išskiria šilumą, kuri padeda įvykdyti dujinimo reakcijas. Pirmasis iš jų yra pirolizė, kuris susidaro, kai anglių lakioji medžiaga suskyla į kelias dujas, palikdama užmarštį char, anglis primenanti medžiaga. Tada redukcijos reakcijos paverčia anglis likusią anglis dujiniu mišiniu, vadinamu singas.

Anglies monoksidas ir vandenilis yra du pagrindiniai sintetinių dujų komponentai. Proceso metu, vadinamo dujų valymas, žaliavos sintetinės dujos teka per aušinimo kamerą, kurią galima naudoti norint atskirti įvairius komponentus. Valant galima pašalinti kenksmingas priemaišas, įskaitant sierą, gyvsidabrį ir nekonvertuotą anglį. Net anglies dioksidą galima ištraukti iš dujų ir laikyti po žeme arba naudoti amoniako ar metanolio gamyboje.

Tai palieka gryną vandenilį ir anglies monoksidą, kuris gali būti švariai deginamas dujų turbinose, kad būtų galima gaminti elektrą. Arba kai kurios elektrinės singas gamtinėmis dujomis paverčia išvalytomis dujomis per nikelio katalizatorių, todėl anglies monoksidas ir anglies dioksidas reaguoja su laisvu vandeniliu, sudarydami metaną. Šios „pakaitinės gamtinės dujos“ elgiasi kaip įprastos gamtinės dujos ir gali būti naudojamos elektros energijai gaminti ar namams ir įmonėms šildyti.

Bet jei anglies nėra, dujofikavimas vis tiek įmanomas. Viskas, ko jums reikia, yra mediena.

„Singas“ sekundės

Nors elektros energijos pramonė neseniai susidomėjo dujofikavimu, chemijos, rafinavimo ir trąšų pramonė šį procesą naudoja dešimtmečius. Taip yra todėl, kad pagrindiniai sintetinių dujų komponentai - vandenilis ir anglies monoksidas - yra pagrindiniai kelių kitų gaminių elementai. Kai kurie svarbiausi produktai, gauti iš sintetinių dujų, yra metanolis, azoto pagrindu pagamintos trąšos ir vandenilis, skirti naftos rafinavimui ir transportavimui. Netgi šlakas, stiklinis šalutinis dujinimo proceso produktas, gali būti naudojamas stogo dangose ​​arba kaip kelio danga.

Medienos dujinimas

Anglių dujinimas kartais vadinamas „švariomis anglimis“, nes jas galima panaudoti elektros energijai gaminti, į atmosferą neįtraukiant toksinų ir anglies dioksido. Tačiau jis vis tiek remiasi neatsinaujinančiu iškastiniu kuru. Ir vis tiek reikia kasybos operacijų, kurios sunaikina žemę ir palieka pačios nuodingas atliekas. Medienos dujinimas arba biomasės dujinimas, kad būtų labiau techniškai teisinga - gali pasiūlyti perspektyvią alternatyvą. Biomasė laikoma atsinaujinančiu energijos šaltiniu, nes gaminama iš organinių medžiagų, tokių kaip medžiai, javai ir net šiukšlės.

Biomasės dujinimas veikia taip pat kaip anglių dujinimas: Žaliava patenka į dujofikatorių, kuris virina anglies turinčią medžiagą mažai deguonies turinčioje aplinkoje, kad susidarytų dujos. Žaliavos paprastai skirstomos į vieną iš keturių kategorijų:

  • Žemės ūkio liekanos paliekamos ūkininkams nuėmus prekę. Tai apima kviečių, liucernos, pupelių ar miežių šiaudus ir kukurūzų krosnį. Kviečių šiaudai ir kukurūzų liekanos sudaro didžiąją šios biomasės dalį.
  • Energiniai augalai auginami tik kaip žaliava. Jie apima hibridines tuopas ir gluosnius medžius, taip pat kombainus, vietinę, greitai augančią prerijų žolę.
  • Miško liekanos apima bet kokią biomasę, likusią po medienos kirtimo. Negyvoji mediena taip pat gerai veikia, kaip ir žievės pašalinimo bei galūnių šalinimo operacijų atliekos.
  • Miesto medienos atliekos reiškia statybines atliekas ir griovimo šiukšles, kurios kitu atveju patektų į sąvartyną. Į šią kategoriją taip pat patenka padėklai - plokščios transporto konstrukcijos.

Žaliavos pasirinkimas lemia dujotiekio dizainą. Trys biomasės dujinimo modeliai yra įprasti: updraft, downdraft ir crossdraft. Į updraft gasifiermediena iš viršaus patenka į dujinimo kamerą, patenka ant grotelių ir sudaro kuro krūvą. Oras patenka iš žemiau esančios grotelės ir teka aukštyn per kuro krūvą. Singos, dar žinomos kaip gamintojo dujos biomasės ratuose išeina iš kameros viršaus. Į nusileidimas arba dujotiekiai, oras ir sintetinės dujos gali patekti ir išeiti iš skirtingų vietų.

Kuro ir gazifikatoriaus projekto pasirinkimas turi įtakos santykinėms junginių dalims singazėse. Pvz., Kvietiniai šiaudai, įpilti į dujinį trintuvą, duoda:

  • 17–19 procentų vandenilio dujų
  • 14–17 procentų anglies monoksido
  • 11–14 procentų anglies dioksido
  • Praktiškai nėra metano

Bet anglis, įdėta į dujinį dujofikatorių, gamina taip:

  • 28–31 procentų anglies monoksido
  • 5–10 procentų vandenilio dujų
  • Nuo 1 iki 2 procentų anglies dioksido
  • Nuo 1 iki 2 procentų metano

[šaltinis: Rajvanshi].

Dabar esate pasiruošę patys pasidaryti medienos. Norėdami spustelėti, spustelėkite toliau.

Geresnių dujų (jei reikia) rida

Patikėkite ar ne, vienas pagrindinių medienos dujofikavimo būdų buvo vidaus degimo variklių maitinimas. Iki 1940 m. Automobiliai, dujomis varomi, kartais buvo matomi, ypač Europoje. Tuomet per Antrąjį pasaulinį karą naftos trūkumas privertė žmones galvoti apie alternatyvas. Vakarų Europos transporto pramonė rėmėsi medienos dujofikavimu variklinėms transporto priemonėms ir užtikrino, kad maistas ir kitos svarbios medžiagos būtų gaminamos vartotojams. Po karo, kai dujos ir nafta tapo plačiai prieinami, dujofikacija buvo beveik pamiršta. Tačiau būsimas naftos trūkumas gali atgaivinti mūsų susidomėjimą šia sena technologija. Ateities automobilio vairuotojas gali paprašyti „užpildyti“ keliomis medienos lazdelėmis, o ne keliais galonais dujų.

Namų dujinimas

Ar ateitis sukaupia daug daugiau energijos iš tokių dujofikatorių, kaip šis?

Ar ateitis sukaupia daug daugiau energijos iš tokių dujofikatorių, kaip šis?

Viena patrauklių dujinimo savybių yra jos mastelio keitimas. Polko elektrinė, esanti į pietryčius nuo Tampos, yra dujofikavimo įmonė, užimanti 4 300 ha (1 740 ha). Jis per valandą paverčia 100 tonų (90,7 metrinių tonų) anglių per 250 milijonų vatų galios maždaug 60 000 namų ir įmonių [šaltinis: Folgeris].

Bet jūs neturite būti milžiniška komunalinė įmonė, norėdami eksperimentuoti su dujinimu. Galite pastatyti paprastą, mažą dujotiekį iš medžiagų, kurias rasite namuose. „YouTube“ pateikiami keli šių naminių vienetų vaizdo įrašai. Pavyzdžiui, viename vaizdo įraše pavaizduoti dažai gali atlikti slėginio indo, kuriame vyksta dujinimo reakcijos, vaidmenį. Kadangi sintetinės dujos gaminamos uždarytos skardinės viduje, jos per keletą paprastų vandentiekio jungiamųjų detalių juda į degiklio skardinę, kur gali užsidegti dujos.

Kitas įdomus vaizdo įrašas rodo nedidelę komandą, surenkančią ir eksploatuojančią medienos dujotiekį, remiantis JAV federalinės ekstremalių situacijų valdymo agentūros (FEMA) ir „Oak Ridge“ nacionalinės laboratorijos parengtais planais. 1989 m. FEMA parengė šiuos planus, skirtus smulkios apimties dujofikavimui avarijos atveju. Į agentūros ataskaitą įtrauktos išsamios, iliustruotos nenaudojamo biomasės dujotiekio gamybos, įrengimo ir eksploatavimo instrukcijos. (Nuoroda į ataskaitą pateikiama šaltinių sąraše, esančiame kitame puslapyje „Lafontaine“.) Įrenginiui reikalinga cinkuoto metalo šiukšliadėžė, mažas metalinis būgnelis, bendra santechnikos įranga ir nerūdijančio plieno maišymo dubuo, kurį galima montuoti ant transporto priemonė, užtikrinanti vidaus degimo sintetines dujas. Kai dujofikatorius yra vietoje, transporto priemonė gali patikimai važiuoti naudodama medžio drožles ar kitą biomasę.

Jei jus domina dujofikavimas, tačiau nesate „pasidaryk pats“ tipas, galbūt norėsite apsvarstyti galimybę įsigyti dujinimo įrenginį iš gamintojo. Pavyzdžiui, „New Horizon Corporation“ platina dujinimo sistemas, kurias galima įdiegti namų aplinkoje. Šie biomasės dujinimo katilai gali šildyti namus, garažus ir kitus pastatus ir gali būti naudojami įvairūs degalai, įskaitant pagardintą medieną, kukurūzų burbules, pjuvenas, medžio drožles ir bet kokio tipo granules.

Bet kokiu atveju dujofikavimas artimiausiais dešimtmečiais greičiausiai taps viena iš svarbiausių energijos alternatyvų. Tai yra pats švariausias būdas naudoti anglį, tačiau jis efektyviai veikia ir su atsinaujinančiais energijos šaltiniais, tokiais kaip biomasė. Kadangi vienas iš pagrindinių dujinimo produktų yra vandenilis, šis procesas suteikia galimybę gaminti didelius vandenilio kiekius kuro elementams ir švaresniems degalams.

Skaitykite daugiau nuorodų į energetikos ir ekologiškų technologijų ateitį.


Vaizdo Papildas: .




Tyrimas


Gyvenimas Be Eps: „Superfund Apartments“ Ir „Acid Rain“
Gyvenimas Be Eps: „Superfund Apartments“ Ir „Acid Rain“

Kokie Yra Laimingos Santuokos Triukai?
Kokie Yra Laimingos Santuokos Triukai?

Mokslas Naujienos


Vyras Iš Australijos Taip Garsiai Rėkė Voras, Kurį Demonstravo Policininkai
Vyras Iš Australijos Taip Garsiai Rėkė Voras, Kurį Demonstravo Policininkai

Sukčiavimas, Klaidos Ir Klaidingos Medicinos Tyrimų Išvados
Sukčiavimas, Klaidos Ir Klaidingos Medicinos Tyrimų Išvados

Laukiniai Faktai Apie Didžiulį Arizonos Gaisrą
Laukiniai Faktai Apie Didžiulį Arizonos Gaisrą

Galerija: Nuostabūs Pasaulio Kriokliai
Galerija: Nuostabūs Pasaulio Kriokliai

Uždirbti Gyvą Studijuojančią Gamtą
Uždirbti Gyvą Studijuojančią Gamtą


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com