Premog - predelava včeraj, danes in jutri

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Nekoč je Mendeljejev rekel, da je utopitev z oljem kot metanje bankovcev v peč. Enako lahko rečemo o premogu. Recikliranje zmanjšuje obremenitev okolja in praktično odpravlja škodljive nečistoče, ki vsebujejo žveplo, iz premoga. Razmislimo o glavnih metodah in postopkih predelave premoga, pa tudi o rezultatu in izdelkih, pridobljenih iz nje.

premog mimo

Človeštvo je poznalo premog kot gorivo že od antične Grčije. Toda kot samostojna panoga se je premogovništvo izkazalo šele v 18. stoletju. V začetku 19. stoletja se je premog začel zelo aktivno uporabljati - gorivo za promet, proizvodnjo električne energije, metalurgijo, kemično industrijo, avtomobilsko in ladjedelniško itd. Zahtevale so se boljše surovine.

Metode predelave premoga so bile razvite v 20. stoletju, da je bila kakovost pridobljenih surovin višja. Imeli so pomanjkljivosti, kot so nizek izkoristek izdelkov, togi okvirjiizvajanje procesa. Toda z uvedbo različnih katalizatorjev v proces je donos produkta postal višji in s tem cenejši, prehod postopka pa ni več zahteval strogega izpolnjevanja vseh pogojev.

Danes je rudarjenje in predelava premoga korak v prihodnost. Izvaja se na pet načinov. Izbira metode je odvisna od želenega končnega izdelka.

Piroliza

Ta način predelave premoga se uporablja že dolgo. Nazaj v poznih 90. letih. V 19. stoletju so znali segreti premog brez dostopa zraka, da bi povzročili uničenje polimernih molekul, čemur je sledila njihova transformacija. Izdelki termokemične obdelave so v trdnem, tekočem in plinastem stanju.

Sodobno koksanje (drugo ime za pirolizo) se izvaja pri temperaturah med 900 in 1100 °C. Produkt postopka je koks, ki se uporablja v metalurški industriji, tako železov kot neželezov, kot tudi stranski produkt v obliki mešanice plinov in hlapov.

Približno 250 kemikalij se kasneje pridobi iz mešanice visokotemperaturnega koksanja, vključno z benzenom, naftalenom, fenoli, amoniakom in heterocikličnimi spojinami. Uvedba katalizatorja v proces je prispevala k nastanku koksa z drobnozrnato notranjo strukturo – bolj dragocena vrsta komercialnega koksa.

polkokašenje

Da bi pridobili gorivo (tekoče ali plinasto) iz premoga s predelavo, se uporablja nizkotemperaturno koksanje pri 500 °C. Postopek tudi ni inovativen, poznan je že dolgo. Prej je bil cilj pridobiti trdno gorivo iz rjavega premoga, ki je energetsko bolj dragoceno. Danes je postopek predelave premoga s polkoksanjem z uporabo oksidacijskega katalizatorja povečal okolju prijaznost končnega izdelka, zmanjšal je koncentracijo rakotvornih in škodljivih snovi. Nastala smola se uporablja za proizvodnjo topil in goriv.

Destruktivna hidrogenacija

Ta način predelave premoga je namenjen pretvorbi trdnega goriva v "sintetično olje" pri temperaturi 400-500 °C in pod vplivom vodika. Ideja o takšni obdelavi se je pojavila v 20. letih prejšnjega stoletja. V tridesetih in štiridesetih letih prejšnjega stoletja so bila v Nemčiji in Veliki Britaniji zgrajena prva industrijska podjetja, v ZSSR pa so postopek v industrijskem obsegu uporabljali šele v 50. letih prejšnjega stoletja.

Mešanica aluminija, molibdena in kob alta se uporablja kot katalizator pri rafiniranju nafte. Sprva so ga uporabljali tudi za premog, a, kot se je izkazalo, je mogoče postopek precej poceniti, brez izgube učinkovitosti, z uporabo razširjene železove rude - magnetita, pirita ali pirotita - kot katalizatorja. Takšen rezultat je bilo enostavno izračunati, če veste, da se kataliza pojavlja posredno. Premog v tekočo fazo ne prehaja pod delovanjem molekul vodika, temveč s prenosom vodikovih atomov iz molekul organskega topila na molekule premogovega sestavnega dela. Katalizator je potreben samo za obnovitev lastnosti topila, izgubljenih med izločanjem vodikovih atomov.

Uplinjevanje

Pod vplivom visokih temperatur, vendar v zračnem okolju, kjer so prisotni kisik, vodik, ogljikov dioksid in para, premog v trdnem stanju preide v plinasto stanje. To je bistvo postopka. Obstaja približno 20 tehnologij. Ne bomo se podrobneje zadrževali na vsakem od njih, ampak razmislimo, kako lahko uvedba katalizatorja pomaga.

Poleg povečanja učinkovitosti je s katalizatorjem možno znižati temperaturo ob ohranjanju hitrosti na isti ravni, je možno tudi regulirati končni produkt uplinjanja. Najpogostejše so alkalijske in zemeljskoalkalijske kovine, pa tudi železo, nikelj in kob alt.

Kemična obdelava plazme

Eden najbolj obetavnih, saj se iz črnega in rjavega premoga pri predelavi poleg tekočih goriv pridobivajo tudi dragocene spojine, kot so ferosilicij, tehnični silicij in druge snovi, ki vsebujejo silicij, ki so bile po drugih metodah preprosto vržen s pepelom.

In kaj jutri

Glede na to, kako hitro se izčrpavajo nahajališča nafte in plina na zemlji, bo vprašanje goriva kmalu postalo precej pereče. In ena najpreprostejših rešitev bi bilo pridobivanje premoga. Znanstveniki izvajajo svoje raziskovalno delo v iskanju novih postopkov recikliranja - učinkovitejših, poceni, a hkrati okolju prijaznih.

Potekajo tudi dela za pridobivanje "sintetičnega olja". V Krasnojarsku so ga na primer testirali, da ga dobijo iz mešanice premoga in vode v enakih razmerjih. Sinteza je bila izvedena podvisokega tlaka je bila obdelava izvedena mehansko, elektromagnetno in kavitacijsko. Poraba energije je nizka - le 5 kW na tono olja. Po svoji kemični sestavi je nastala frakcija blizu naravni.

Zato ne hitite zavreči svojega železnega konja, našlo se bo kaj za nahraniti. In še ena dobra novica - premog je napolnjen, kar pomeni, da bo človeštvu služil še dolgo.