Синтетический бензин

История

Руины немецкого завода по производству синтетического бензина ( Hydrierwerke Pölitz AG ) в полиции, Польша

Прямое преобразование угля в синтетическое топливо было первоначально разработано в Германии. Процесс Бергиуса был разработан Фридрихом Бергиусом , в результате чего в 1913 году был получен патент. Карл Гольдшмидт пригласил его построить промышленный завод на его заводе Th. Goldschmidt AG (теперь известная как Evonik Industries ) в 1914 году. Производство началось в 1919 году.

Непрямая конверсия угля (когда уголь газифицируется, а затем превращается в синтетическое топливо) также была разработана в Германии Францем Фишером и Гансом Тропшем в 1923 году. Во время Второй мировой войны Германия использовала производство синтетической нефти ( нем . Kohleverflüssigung ) для производства заменителя ( Ersatz ) нефтепродуктов с использованием процесса Бергиуса (из угля), процесса Фишера – Тропша ( водяной газ ) и других методов ( Цейтц использовал процессы TTH и MTH). В 1931 году Британский департамент научных и промышленных исследований, расположенный в Гринвиче , Англия, создал небольшую установку, где водородный газ смешивался с углем при чрезвычайно высоком давлении для получения синтетического топлива.

Технологические установки Bergius были основным источником нацистской Германии авиационного бензина высокого качества, синтетического масла, синтетического каучука , синтетического метанола , синтетического аммиака и азотной кислоты . Почти треть продукции Bergius производилась заводами в ( польский : Police ) и Leuna , еще 1/3 на пяти других заводах (в Людвигсхафене был гораздо меньший завод Bergius, который улучшал «качество бензина путем дегидрирования» с использованием процесса DHD. ).

Марки синтетического топлива включали «TL топливо», «авиационный бензин высшего качества», «авиационный базовый бензин» и «бензин — среднее масло»; и «генераторный газ» и дизельное топливо также были синтезированы в качестве топлива (например, в переоборудованных бронированных баках использовался генераторный газ). К началу 1944 года производство синтетического топлива в Германии достигло более 124 000 баррелей в день (19 700 м 3 / сут) на 25 заводах, в том числе 10 в Рурской области . В 1937 году четыре завода по производству бурого угля в Центральной Германии в Бёлене , Лейне, Магдебурге / Ротензее и Цайце, а также на заводе по производству битуминозного угля в Рурской области в Шольвен / Буэр произвели 4,8 миллиона баррелей (760 × 10 3  м 3 ) топлива. . Впоследствии были построены четыре новых гидрогенизационных завода ( нем . Hydrierwerke ) в Ботроп- Вельхайм (где использовался «битумный каменноугольный пек»), Гельзенкирхене (Нордштерн), Пёлитце и в Весселинге производительностью 200 000 тонн в год . Nordstern и Pölitz / Stettin использовали битуминозный уголь, как и новые заводы Blechhammer . Хейдебрек синтезировал пищевое масло, которое было испытано на узниках концлагерей . Специальный штаб Гейленберга использовал 350 000, в основном иностранных подневольных рабочих, для реконструкции подвергшихся бомбардировке заводов по производству синтетического масла и, в рамках программы экстренной децентрализации, для строительства 7 подземных заводов гидрогенизации для защиты от бомбардировок (ни одна из них не была завершена). (Планировщики отклонили более раннее подобное предложение, потому что война должна была быть выиграна до того , как будут завершены бункеры .) В июле 1944 года подземный завод синтетического масла проекта «Кукушка» (800 000 м 2 ) был «вырезан из Гиммельсбурга ». К северу от Mittelwerk , но завод был незавершенным в конце Второй мировой войны.

Непрямые технологии Фишера-Тропша («FT») были привезены в США после Второй мировой войны, и HRI спроектировала и построила завод мощностью 7000 баррелей в сутки (1100 м 3 / сут) в Браунсвилле, штат Техас. Установка представляет собой первое промышленное применение высокотемпературной конверсии Фишера-Тропша. Он работал с 1950 по 1955 год, когда был закрыт, когда цена на нефть упала из-за увеличения добычи и огромных открытий на Ближнем Востоке.

В 1949 году Горное бюро США в Луизиане, штат Миссури, построило и эксплуатировало демонстрационный завод по переработке угля в бензин . Установки прямой конверсии угля также были разработаны в США после Второй мировой войны, в том числе установка 3 т / д в Лоуренсвилле, штат Нью-Джерси , и завод 250-600 т / д в Катлетсбурге, штат Кентукки .

В последующие десятилетия в Южно-Африканской Республике была создана государственная нефтяная компания, в том числе крупное предприятие по производству .

Получение бензина и высококалорийных газов из угля

Уголь и нефть при сравнении их элементного состава оказываются ближайшими родственниками. Главное различие твердого и жидкого топлива в разнице содержания наиболее калорийного элемента — водорода (4-8 % в угле против 11-15 % в нефти).

Если тонко измельченный уголь насыщать водородом и данный процесс будет происходить при определенных термодинамических условиях, то твердое топливо почти полностью переходит в жидкое состояние. Получается синтетическая нефть, близкая по свойствам природной.

Процесс гидрогенизации угля происходит при температуре 400-500 ОС и давлении 50-300 кгс/см2.

В качестве источника водорода и растворителя угля (пастообразователя) могут быть использованы остатки от перегонки нефти или синтетическая нефть, получаемая в результате самого процесса. Для интенсификации процесса в камеру вводится элементарный водород.

Без растворителя в жидкое состояние переходит только 5-8 % угля. В значительной мере ускорить гидрогенизацию, а также увеличить степень сжижения угля позволяют катализаторы: молибден, кобальт, никель, железо, олово, алюминий и их соединения.

Жидкое топливо из угля можно получать и по другому принципу: первоначально угольное сырьё подвергнуть процессу газификации, а потом сжижать газ в присутствии катализатора, чтобы получить различные жидкие фракции.

В настоящее время во многих странах уделяется серьезное внимание вопросам производства жидкого синтетического топлива из угля. Выделяются значительные средства на исследования, конструирование опытных установок. Исследования по гидрогенизации углей начались еще в 30-х годах в СССР

В Советском союзе эксперименты велись в основном на базе дешевых бурых углей Канско-Ачинского бассейна и газовых, длиннопламенных углей Кузнецкого бассейна

Исследования по гидрогенизации углей начались еще в 30-х годах в СССР. В Советском союзе эксперименты велись в основном на базе дешевых бурых углей Канско-Ачинского бассейна и газовых, длиннопламенных углей Кузнецкого бассейна.

Был разработан прогрессивный способ так называемой жидкофазной гидрогенизации, где в качестве пастообразователя (донора водорода) используется не нефть, а продукты гидрогенизации угля.

Удельный расход угля в целом зависит в первую очередь от его качества и технологических свойств, а также от метода гидрогенизации. Чтобы получить одну тонну синтетической нефти с учетом всех затрат, в том числе на производство водорода и энергетическое обеспечение процесса, требуется 4-5 тонн Канско-Ачинского или 2-3 тонны Кузнецкого угля. В зависимости от условий проведения гидрогенизации и состава исходного угля можно получить бензин, солярку, мазут, керосин, а также сырье для органического синтеза.

Еще советские ученые пришли к выводу, что затраты на производство одной тонны жидкого топлива из угля на 30% меньше, чем на получение подобных продуктов из нефти, добываемой обычным способом.

Это говорит об огромных перспективах производства синтетического топлива из углей. Но как ни парадоксально масштаб подобных исследовательских работ в России практически не ведется. Это объясняется значительным богатством России ресурсами жидких и газообразных углеводородов.

Еще один метод получения синтетического топлива — газификация, то есть облагораживание низкокалорийного угля с целью получения высококалорийных газов различного назначения. Для газификации пригодны все виды твердого топлива, в том числе бурые и каменные угли, запасы которых в России оцениваются в сотни миллиардов тонн. Еще в период с 50-го по 60-ый год в Советском Союзе работало более 340 газогенераторных станций. Они давали более 15 миллиардов кубометров энергетических и технологических газов в год. С ростом добычи более дешевого природного газа объемы газификации угля резко уменьшились. Но интерес к этому снова возник еще на заре Советского союза, но объективные причины тех лет загнали эту инициативу в далекий угол на долгие годы.

Использование в топливном балансе страны синтетических углеводородов, получаемых из угля, перспектива ближайшего будущего. Необходима оценка ресурсов и разведка месторождений углей пригодных для синтеза, разработка полупромышленных, промышленных установок для гидрогенизации и газификации

В завершении еще одно важное обстоятельство. Продукты, полученные в процессе газификации и гидрогенизации углей, гораздо меньше загрязняют атмосферу, чем уголь, сжигаемый на электростанциях

Что позволяет обеспечить высокую теплоотдачу от бездымных брикетов? И каким образом вы ее замеряли?

Сергей Степанов: Чтобы замерить теплоотдачу, сжигали 10 килограммов брикетов в бытовом котле, а по теплосчётчику определяли отпуск полезного тепла (горячей воды).

Высокий КПД котла обеспечивается тем, что котел большую часть времени работает равномерно. При сжигании угля режим горения другой — сначала пиковое выделение тепла, потом затухание. Поэтому на угле большая часть тепла просто улетает в трубу.

Кстати, когда мы говорим о высокой теплоотдаче и экономии топлива — важно понимать, что загружать брикетов по объему нужно столько же, сколько вы обычно загружаете угля. То, что брикетов для отопления надо в 1,5-2 раза меньше, означает, что подгружать топливо вам придется в 1,5-2 раза реже

Разовую порцию загрузки снижать не нужно!

Что получают из каменного угля

     Вам, конечно, известно, что каменный уголь является топливом, использующимся, как в быту, так и в промышленности. Каменный уголь – первый ископаемый материал, который стал использоваться как топливо. Именно благодаря углю произошла промышленная революция. В XIX веке много угля потребляли транспортные средства. В 1960 году мировое производство энергии на 50% зависело от угля. Однако к 1970 году его доля снизилась до одной трети: более популярными источниками энергии стали нефть и газ.    Однако этим область применения угля не ограничивается. Каменный уголь является ценным сырьем для металлургической и химической промышленности.      Угольная промышленность обеспечивает коксование угля. Коксохимическими заводами потребляется до четверти от добываемого угля. Коксованием перерабатывается каменный уголь при помощи нагревания до 950-1050°С без доступа кислорода. Разлагаясь, уголь образует твердый продукт – кокс и летучий продукт – коксовый газ.     Масса кокса составляет 75-78% от массы перерабатываемого угля. С помощью этого материала выплавляют чугун, кроме того, его используют в качестве топлива.     Масса коксового газа составляет 25% от массы угля. Образующиеся при коксовании угля летучие продукты конденсируют водяным паром, в результате чего выделяется каменноугольная смола и надсмольная вода.    Масса каменноугольной смолы составляет 3-4% от массы угля. Этот продукт является сложной смесью органических веществ. В настоящий момент идентифицировано только 60%  компонентов каменноугольной смолы, а это более 500 веществ! Смолу используют для производства нафталина, антрацена, фенантрена, фенолов и каменноугольных масел.     Из надсмольной воды (ее масса составляет 9-12% от массы угля) отгонкой с паром выделяются пиридиновые основания, фенолы, аммиак. Непредельные соединения, содержащиеся в сыром бензоле, используют для получения кумароновых смол, с помощью которых производятся лаки, краски, линолеум и резина.     Из каменного угля также делают искусственный графит. Каменный уголь может служить неорганическим сырьем. При промышленной переработке из него извлекают такие редкие металлы, как молибден, галлий, германий, ванадий, свинец, цинк, а также серу.     Отходы, полученные при добыче и переработке угля, а также золу от сжигания углей используют в производстве огнеупорного сырья, керамики, стройматериалов, абразивов, глинозема.     В общей сложности, переработанный каменный уголь позволяет получать более 400 различных продуктов, стоимость которых в 20-25 раз превышает стоимость самого угля, при этом стоимость побочных продуктов, получаемых на коксохимических заводах, превосходит стоимость самого кокса.

Кстати…    Уголь является далеко не самым лучшим топливом. У него есть серьезный недостаток: при его сжигании образуются большие выбросы, как газообразные, так и твердые (зола), загрязняющие окружающую среду. В большинстве развитых стран уровень выбросов, допустимых при сжигании угля, жестко контролируется законодательными нормами. Для снижения выбросов применяют различные фильтры.

Как применять полученное топливо?

Описываемый тип переработки пластикового мусора в бензин требует небольших познаний в химической области. Следует добиваться получения чистой субстанции. Чистоту конечного материала – бензина, обеспечивают правильное конструирование перерабатывающей установки и наблюдение за протеканием процесса пиролиза

Важно получить продукт, который не навредит двигателю машины или бензопилы

Использовать полученный описанным способом бензин можно в устройствах, для заправки которых будет пригоден А-92. Нельзя заливать продукт в баки механизмов, работающих на топливе, к которому предъявляются высокие требования.

Для таких устройств как мотокосилки, получаемый в домашних условиях бензин подойдёт

Если готовится сырьё для получения электрической или тепловой энергии, важно чтобы субстанция хорошо горела. Другие её качества большого значения не имеют

Примечания[править | править код]

  1. Более эффективно, хотя при потере времени, получить древесный уголь из древесины вместо использования чистой древесины в качестве топлива для печи. Но если скрафтить из неё 4 доски, то каждая из них тоже будет способна переплавить 1,5 единицы сырья, а в сумме они будут гореть 60 секунд и переплавят 6 единиц сырья. Однако из одного блока древесины обжигом можно получить один кусок древесного угля, который способен переплавить уже 8 вещей.

    Таким образом, более эффективно взять 7 блоков древесины, один из которых разбить на доски, которые использовать для обжигания остальных 6 блоков древесины в 6 единиц древесного угля. Эти 6 кусков древесного угля смогут переплавить 48 предметов. Обычно 7 блоков древесины могут переплавить 42 предмета, так как из них получается 28 досок. Таким образом этот процесс более эффективный, чем использование досок в качестве топлива. Однако он занимает больше времени, которое тратится на создание древесного угля, а затем на непосредственную плавку нужного предмета.

Основные продукты угля

Самые скромные подсчеты говорят о том, что продукты угля составляют 600 наименований.Ученые разработали различные методы получения продуктов переработки каменного угля. Метод переработки зависит от желаемого конечного продукта. Например, чтобы получить чистые продукты, такие первичные продукты переработки каменного угля — коксовый газ, аммиак, толуол, бензол — применяют жидкие промывочные масла. В особых аппаратах обеспечивается герметизация продуктов и защита их от преждевременного разрушения. Процессы первичной переработки предполагают и метод коксования, при котором каменный уголь нагревается до температуры +1000оС при полностью перекрытом доступе кислорода.По окончанию все необходимых процедур любой первичный продукт дополнительно очищается. Основные продукты переработки каменного угля:

  • нафталин
  • фенол
  • углеводород
  • салициловый спирт
  • свинец
  • ванадий
  • германий
  • цинк.

Без всех этих продуктов наша жизнь была бы намного сложнее.Взять хотя бы косметологическую промышленность, она является наиболее полезной для людей областью применения продуктов переработки угля. Такой продукт переработки угля, как цинк широко применяется для лечения жирной кожи и угревой сыпи. Цинк, а также серу добавляют в кремы, сыворотки, маски, лосьоны и тоники. Сера ликвидирует имеющееся воспаление, а цинк предупреждает развитие новых воспалений.Кроме этого, лечебные мази на основе свинца и цинка применяют для лечения ожогов и травм. Идеальным помощником при псориазе является тот же цинк, а также глинистые продукты каменного угля. Каменный уголь является сырьем для создания отличных сорбентов, которые применяются в медицине для лечения заболеваний кишечника и желудка. Сорбенты, в составе которых присутствует цинк, используют для лечения перхоти и жирной себореи.В результате такого процесса, как гидрогенизация, из каменного угля на предприятиях получают жидкое топливо. А продукты сжигания, которые остаются после этого процесса, являются идеальным сырьем для разнообразных стройматериалов, имеющих огнеупорные свойства. К примеру, именно таким образом создается керамика.

Направление использования

Марки, группы и подгруппы

1. Технологическое

1.1. Слоевое коксование

Все группы и подгруппы марок: ДГ, Г, ГЖО, ГЖ, Ж, КЖ, К, КО, КСН, КС, ОС, ТС, СС

1.2. Специальные процессы подготовки к коксованию

Все угли, используемые для слоевого коксования, а также марки Т и Д (подгруппа ДВ)

1.3. Производство генераторного газа в газогенераторах стационарного типа:

смешанного газа

Марки КС, СС, группы: ЗБ, 1ГЖО, подгруппы — ДГФ, ТСВ, 1ТВ

водяного газа

Группа 2Т, а также антрациты

1.4. Производство синтетического жидкого топлива

Марка ГЖ, группы: 1Б, 2Г, подгруппы — 2БВ, ЗБВ, ДВ, ДГВ, 1ГВ

1.5. Полукоксование

Марка ДГ, группы: 1Б,1Г,подгруппы — 2БВ, ЗБВ, ДВ

1.6. Производство углеродистого наполнителя (термоантрацита) для электродных изделий и литейного кокса

Группы 2Л, ЗА, подгруппы — 2ТФ и 1АФ

1.7. Производство карбида кальция, электрокорунда

Все антрациты, а также подгруппа 2ТФ

2. Энергетическое

2.1. Пылевидное и слоевое сжигание в стационарных котельных установках

Вес бурые угли и атрациты.а также неиспользуемые для коксования каменные угли. Для факельно-слоевого сжигания антрациты не используются

2.2. Сжигание в отражательных печах

Марка ДГ, i руппы — 1Г, 1СС, 2СС

2.3. Сжигание в подвижных теплоустановках и использование для коммунальных и бытовых нужд

Марки Д, ДГ, Г, СС, Т, А, бурые yгли, антрациты и неиспользуемые для коксования каменные угли

3. Производство строительных материалов

3.1. Известь

Марки Д, ДГ, СС, А, группы 2Б и ЗБ; неиспользуемые для коксования марки ГЖ, К и группы 2Г, 2Ж

3.2. Цемент

Марки Б, ДГ, СС, ТС, Т, Л, подгруппа ДВ и неиспользуемые для коксования марки КС, КСН, группы 27, 1ГЖО

3.3. Кирпич

Неиспользуемые для коксования угли

4. Прочие производства

4.1. Углеродные адсорбенты

Подгруппы: ДВ, 1ГВ, 1ГЖОВ, 2ГЖОВ

4.2. Активные угли

Группа ЗСС, подгруппа 2ТФ

4.3. Агломерация руд

Подгруппы: 2ТФ, 1АВ, 1АФ, 2АВ, ЗАВ

Получение биотоплива

Биотопливо также можно получать при помощи водорослей, которые разводят в искусственных водоемах. Сельскохозяйственные культуры на таком грунте не растут. Когда водоросли растут, в них повышается уровень жиров и биомасла благодаря природному фотосинтезу, это делает их похожими на нефть.

Для выращивания водорослей, необходим ультрафиолет, вода, углекислый газ. Когда водоросли растут, они снижают объем парниковых газов, так как поглощают углекислый газ. Водоросли выделяют больше биотоплива, чем сельскохозяйственные культуры.

На сегодня известно несколько способов добычи биотоплива. Биомассой могут быть куски древесины, солома и прочее. Из них делают дизельное топливо без серы и других примесей. Помимо всего прочего, биодизельное топливо, когда сгорает, восстанавливает в атмосфере тот объем углекислого газа, который растения поглотили при своем росте.

Во время отработки растительного масла, помимо топлива, получают глицерин и сульфат калия. В биодизеле почти нет серы и бензола. Разложение этого топлива не вредит окружающей среде, выхлопных газов меньше, в отличие от обычного дизельного топлива. Растительное топливо легко воспламеняется. При переработке масла получают глицерин, сульфат натрия.

В скором будущем планируется постройка завода по переработке древесных опилок и добычи чистой биосолярки.

Во время процесса синтеза из каменного угля получают синтетическое топливо. Дрова после сгорания, высокой влажности и без необходимого количества кислорода выделяют . Топливо из древесных отходов во время горения не выделяет углекислый газ. В синтетическом дизтопливе нет серы.

Демонстрационные проекты и коммерческое развитие

Завод по синтезу метана мощностью 250 киловатт был построен Центром солнечной энергии и исследований водорода (ZSW) в Баден-Вюртемберге и Обществом Фраунгофера в Германии и начал работать в 2010 году. Он модернизируется до 10 мегаватт, завершение строительства запланировано на осень. 2012 г.

Завод Джорджа Олаха по переработке углекислого газа, которым управляет компания Carbon Recycling International в Гриндавике , Исландия, с года производит 2 миллиона литров топлива для транспорта метанола в год из дымовых газов электростанции Сварценги . Его мощность составляет 5 миллионов литров в год. .

Audi построила завод по производству сжиженного природного газа (СПГ) с нулевым выбросом углерода в Верльте, Германия . Завод предназначен для производства транспортного топлива для компенсации СПГ, используемого в их автомобилях , и может удерживать 2800 метрических тонн CO 2 в год на своей первоначальной мощности.

Коммерческие разработки ведутся в Колумбии, Южной Каролине , Камарилло, Калифорния , и Дарлингтоне, Англия . Демонстрационный проект в Беркли, Калифорния, предлагает синтез топлива и пищевых масел из восстановленных дымовых газов.

Каменный уголь

Переработка этого вида сырья производится по трем направлениям: гидрирование, коксование и неполное сгорание. Каждый из этих видов предполагает использование особого технологического процесса.

Коксование подразумевает нахождение сырья в при температуре 1000-1200 о С, где отсутствует доступ кислорода. Этот процесс позволяет осуществлять сложнейшие химические превращения, результатом которых будет образование кокса и летучих продуктов. Первый в остывшем состоянии отправляется на предприятия металлургии. Летучие продукты охлаждаются, после чего получаются и каменноугольная смола. Остается еще много несконденсированных веществ. Если говорить о том, почему нефть лучше угля, то следует отметить, что из первого вида сырья получается гораздо больше готовых продуктов. Каждое из веществ направляется на определенное производство.

На данный момент осуществляется даже производство нефти из угля, что позволяет получить гораздо больше ценного топлива.

Каменный уголь появился на планете Земля около 360 миллионов лет назад. Данный отрезок нашей истории ученые именовали Карбоном или Каменноугольным периодом. В это же время фиксируется и появление первых наземных рептилий, первых крупных растений. Погибшие животные и растения разлагались, а колоссальное количество кислорода активно способствовало ускорению этого процесса. Сейчас на нашей планете присутствует лишь 20% кислорода, а в то время животные дышали полной грудью, ведь количество кислорода в атмосфере Карбона достигал 50%. Именно такому количеству кислорода мы обязаны современным богатством угольных залежей в недрах Земли.Но уголь — это еще не все. Вследствие различных видов переработки из угля получают огромное количество разнообразных полезных веществ и продуктов. Что делают из угля? Именно об этом мы поговорим в данной статье.

Каменный уголь

Куда большую популярность в топливной энергетике имеет каменный уголь. Он намного старше бурого угля – возраст каменных отложений составляет порядка 350 млн лет. Каменный уголь куда более крепкое, твёрдое и тяжёлое полезное ископаемое, которое обычно залегает на глубинах от 2 км.

В этой горной породе чёрного цвета с матовым блеском содержится 75-95% углерода и при этом всего 5-6% влаги. За счёт высокой теплоты сгорания – около 5500-7500 ккал\кг – каменный уголь горит гораздо лучше, чем бурый.

По степени углефикации каменный уголь разделяют на множество разновидностей. Среди марок угля сегодня выделяют длиннопламенный (Д), газовый (Г), жирный (Ж), коксовый жирный (КЖ), коксовый (К), отощённый спекающийся (ОС), тощий (Т) и антрацит (А).

Все подвиды каменного угля отличаются степенью выхода летучих веществ, элементарным составом, теплотой сгорания, объёмным весом и выходом летучих веществ. Например, у каменных углей марок Г и Д выход летучих веществ составляет 30-50%, марок Т – 13%, А – 2-9%.

В тощих углях много углеродов, но мало летучих веществ и битумов. К газовым и жирным относятся угли с большим содержанием летучих веществ. А коксовые угли имеют наибольшую теплоту сгорания – свыше 8 тысяч ккал/кг.

Территория России изобилует количеством каменноугольных бассейнов, рассредоточенных в самых разных регионах. Главные «угольные» точки находятся в Минусинском, Кузнецком, Ленском, Тунгусском, Таймырском, Печорском, Южно-Якутском и Буреинском бассейнах.

Так, на территории Минусинского бассейна залегает около 2,7 млрд т каменного угля. А в Кузнецком угольном бассейне хранится порядка 61,6 млрд т разведанных запасов углей.

Также к крупнейшим месторождениям каменного угля причисляют Эльгинское месторождение в Якутии: его запасы составляют порядка 2,2 млрд т. Ещё одно месторождение – Элегестское (Тува) – обладает запасами в около 20 млрд т.

Сферы применения активированного угля в современной жизни

Сфера применения активированного угля весьма широка. О его свойствах знали еще в древности – на Руси его изготовляли в домашних условиях, чаще всего – из березовых поленьев; для этого даже не нужно было ничего делать – просто угли, оставшиеся после растопки бани, вносили в парилку для активации. По качествам этот прообраз не шел ни в какое сравнение с современными марками угля, однако уже тогда его использовали для лечения желудочных расстройств как у людей, так и у домашнего скота, фильтровали с его помощью воду и домашние алкогольные напитки, и многое другое.

В промышленных масштабах его впервые начали использовать военные. Активированный уголь стал ключевым элементом противогаза, разработанного Н.Д. Зелинским в годы Первой мировой войны – когда немецкие войска начали выпускать на поле боя хлор. Уголь в те годы благодаря своим абсорбирующим свойствам спас множество жизней.

В современном мире его применяют во множестве сфер:

  • В пищевой промышленности (например, для очистки сахара)
  • В химической промышленности в качестве катализатора реакций
  • В медицине
  • В фармацевтике
  • В очистительных сооружениях для очистки воздуха и воды от промышленных отходов
  • В бытовых фильтрах для питьевой воды

а также в многих других сферах.

Все дело в его свойствах – активированный уголь прекрасный абсорбент, очень легкий, очень эффективный, и главное – очень дешевый. Изготовлять его можно практически везде, технология производства хоть и непростая, но не требует длительного времени и чересчур сложных процессов – со всем справляются всего два аппарата. Сайт elgreloo.com предлагает вам ознакомиться с технологией изготовления активированного угля.

Жидкое топливо из газов

Трудно представить, что из таких простых веществ как угарный газ (то-есть окись углерода) и водород, можно получить сложные органические соединения, самые разнообразные сорта жидкого топлива.

Для получения жидкого топлива нужно иметь смесь этих газов, в которой на каждую часть окиси углерода приходилось бы две части водорода. Такую смесь получают в специальных аппаратах — газогенераторах. Через слой раскаленного кокса продувают смесь водяного пара и воздуха. Кислород воздуха, соединяясь с углеродом, образует угарный газ. Этот процесс называют газификацией угля. При разложении молекул воды выделяется водород. Смесь водорода и угарного газа направляют в холодильники. Отсюда так называемый водяной газ идет в реактор. При температуре 200° под воздействием наиболее активных катализаторов — кобальта или никеля — окись углерода и водород вступают в химическое соединение. Из большого числа легких газовых молекул образуются сложные тяжелые вещества.

Катализаторы не только способствуют образованию простых соединений углерода и водорода, но и влияют на дальнейшее усложнение — полимеризацию молекул: углеродные атомы соединяются в цепи, кольца, обрастают атомами водорода. Заново возникают самые разнообразные углеводороды — от легких газов (начиная от метана) до твердых, высокоплавких парафинов, содержащих в каждой молекуле до 100 атомов углерода. Примерно 60% первоначально взятой газовой смеси переходит в жидкое топливо. Это и есть искусственно приготовленная нефть, мало чем отличающаяся от обычной, природной нефти.

Войдем в цех, где происходит синтез горючего. Железные аппараты окружены сложными переплетениями толстых труб. В цехе тихо и безлюдно. Специальные приборы автоматически управляют процессом, сами записывают температуру и давление. Интересно, что процесс образования жидкого топлива идет при обычном атмосферном ‘давлении и температуре всего около 200°. При синтезе топлива из газов не нужна дорогостоящая аппаратура для создания больших давлений и температур. Это выгодно отличает синтез от гидрогенизации угля.

Советская промышленность выпускает сейчас сотни тысяч дизельных моторов, работающих на смесях из высококипящего тяжелого нефтяного топлива.

Все больше становится могучих 25-тонных грузовиков — самосвалов, кораблей-теплоходов, экскаваторов и других машин, на которых установлены дизели. Увеличивается автомобильный и тракторный парк.

Непрерывно растет и производство искусственного дизельного топлива.

Так химики управляют процессами, получая топливо нужного сорта.

Преимущества этого способа открывают ему большие перспективы. Жидкое топливо может быть получено из любого, даже самого низкосортного бурого угля.

Предварительная газификация топлива делает возможным получение бензина из горючих сланцев и даже торфа, не говоря уже об использовании для этой цели природного газа. В 1951 — 1955 годах строятся новые заводы для производства синтетического жидкого топлива из каменного угля, сланцев и торфа. Только в Эстонской ССР на базе местных сланцев выпуск такого топлива за пятилетку увеличится на 80%.

С.Гущев Рис. Б, Дашкова и А.Катковского журнал «Техника — молодежи» №7, 1954 год

Помощь при отравлении

Важно знать, что чем раньше будет оказана помощь при отравлении, тем большего эффекта можно будет добиться. При первых признаках нездоровья необходимо принять 6-8 таблеток активированного угля, запив их достаточным количеством воды. Измельченные таблетки можно размешать в стакане с водой и выпить

Учитывая, что уголь не растворяется в воде, полученную взвесь нужно хорошенько взболтать перед употреблением

Измельченные таблетки можно размешать в стакане с водой и выпить. Учитывая, что уголь не растворяется в воде, полученную взвесь нужно хорошенько взболтать перед употреблением

При первых признаках нездоровья необходимо принять 6-8 таблеток активированного угля, запив их достаточным количеством воды. Измельченные таблетки можно размешать в стакане с водой и выпить. Учитывая, что уголь не растворяется в воде, полученную взвесь нужно хорошенько взболтать перед употреблением.

Прием препарата продолжают до выздоровления, за раз выпивают 3-4 таблетки.

В случае острой интоксикации предварительно очищают желудок углем, разведенным в воде (10-20 г угля на 0,1 л воды), а затем дают больному 6-8 таблеток.

Алкогольное отравление лечится по такой же схеме, инструкция к препарату рекомендует принимать 3-5 таблеток за час-два перед алкоголем, чтобы снизить ущерб, наносимый организму.

При сильной рвоте предварительно необходимо принять противорвотные препараты, а только затем – активированный уголь.

Научные поиски альтернативы

Хотя основные фракции и получают из нефти, оказалось, что можно для этой цели использовать и другое углеродное сырье. Эта задача была решена химиками еще в 1926 году. Тогда ученые Фишер и Тропш открыли реакцию восстановления монооксида углерода в условиях атмосферного давления. Было выяснено, что в присутствии катализаторов из газовой смеси можно создавать жидкие и твердые углеводороды. По своему химическому составу они были близки к продуктам, получаемым из нефти. Результат химических изысканий получил название «синтез-газ». Получался он довольно легко. Настолько, что может быть повторен в домашних условиях любым человеком, который не прогуливал в школе химию и физику. Получали его благодаря пропусканию водного пара над углем (это его газификация) или путем конверсии обычного природного газа (он состоит, в основном, из метана). Во втором случае дополнительно еще использовались металлические катализаторы. Следует отметить, что синтез-газ можно создавать не только из метана и угля. Перспективным направлением сейчас считается работа над ферментативной и термохимической переработкой отходов растительного сырья. Не следует забывать также и о конверсии биогаза, то есть, летучих веществ, полученных благодаря разложению органических отходов.

Изготовление бензина из старых покрышек

Для этого потребуются:

  • резиновые отходы;
  • печь;
  • дистиллятор;
  • емкости из огнеупорных материалов.

Совет специалиста: не стоит изготавливать бензин в городской квартире. Процесс сопровождается задымлением с едким запахом резины.

Пошаговая инструкция по изготовлению бензина из резиновых покрышек выглядит следующим образом:

  1. Необходимо приготовить металлическую бочку с плотно закрывающейся крышкой. Кроме этого потребуется жароустойчивая трубка. Ее необходимо подсоединить сверху к крышке. Таким образом получится самодельный реторт. Затем необходима емкость для конденсата и еще одна небольшая ёмкость с двумя трубками для создания водяного затвора. Одну трубку опускают в воду, а вторую держат над ней.
  2. Далее надо собрать устройство для выработки углеродов в жидком виде. Для этого к конденсату подсоединяем трубку от нашего реторта. Затем конденсат и водяной затвор также соединяем шлангом. Вторую трубку подсоединяем к печке, на которую устанавливаем реторт. В итоге получается система замкнутого типа для крегинга при высоких температурах.
  3. Резину закладываем в реторт и плотно закрываем крышкой, затем необходимо нагреть ее на сильном огне. При высокой температуре молекулы резины разрушаются. Происходит возгонка, т. е. переход из твердого состояния в газообразное минуя жидкую стадию. Затем данный газ поступает в наш конденсатор, в котором температура намного ниже. Пары конденсируются, и как итог, мы получаем нефть в жидком виде.
  4. Полученное вещество необходимо очистить, для того потребуется дистиллятор, который часто применяют при использовании самогонных аппаратов. Взвесь доводится до кипения при температуре 200 градусов, и получается бензин.

Примите к сведению: избегайте открытого огня при процессе дистилляции. Лучше всего воспользоваться электрической плиткой.

Дата: 25 сентября 2020
Напишите комментарий

Adblock
detector