Chemické suroviny: Úprava složení plynu

12 Questions

Jaký je účel ohřevu vstupního materiálu v procesu pyrolýzy?

Rozklad organických látek na stabilní plynné i kapalné nízkomolekulární produkty a tuhý zbytek.

Co se děje v teplotním profilu pyrolýzy mezi 220 °C a 280 °C?

Počátek pyrolytického rozkladu, samovolné uvolnění většího množství CO2 a štěpení hemicelulózy.

Co je obsahem pyrolýzního oleje?

Pyrolýzní olej obsahuje velký podíl vázaného kyslíku a je směsí organických látek, zejména BTX.

Co jsou hlavní produkty pyrolýzy?

Plyn, kapalina (primární dehet a sekundární dehet) a tuhý karbonizovaný zbytek (biochar).

Co je pyrolýzní voda a jaká je její maximální teplota skladování?

Pyrolýzní voda je složkou pyrolýzního oleje a obsahuje až 40 % vody. Maximální teplota skladování je do 30 °C.

Co jsou hlavní složky pyrolýzního plynu?

Hlavními složkami jsou CO2, CO a CH4.

Jaké jsou podmínky pro katalytickou konverzi vodního plynu na oxid uhličitý a vodík?

Teploty 300 – 500 °C, tlak 30 bar, katalyzátor Fe2O3/CrO

Co je produktem katalytické reakce CO + 2H2 a jaká je jeho průmyslová aplikace?

CH3OH (methanol), výroba MTBE - obnovitelná složka, přidává se do benzínu

Jaké jsou podmínky pro vysokotlakou syntézu methanolu?

Zn/Cr2O3, 25-35 MPa, 320-380 °C

Jaký je účel katalytické konverze při výrobě náhradního zemního plynu (SNG)?

Konverze CO + 3H2 na CH4 + H2O

Co je podmínky pro vysokotlakou přímou syntézu amoniaku?

Katalyzátor Fe, nutná úprava plynu (sušení, konverze CO na CO2 a jeho odstranění absorpcí)

Jaký je popis procesu pyrolýzy?

Fyzikálně-chemický děj, tepelný rozklad organických materiálů bez přístupu médií obsahujících kyslík

Study Notes

Využití jako chemické suroviny

Chemickou surovinou je plyn, který benötuje úpravu složení po základním vyčištění
Úprava se děje reakcí konverze vodního plynu: CO + H2O → CO2 + H2 (300-500°C, katalyzátor Fe2O3/CrO, tlak 30 bar)

Výroba methanolu

Methanol se vyrábí katalytickou konverzí: CO + 2H2 → CH3OH (350-400°C, poměr H2/CO je 2,05-2,33)
Katalytické reakce probíhají za vysokého tlaku a teploty

Výroba náhradního zemního plynu (SNG)

Katalytická konverze probíhá za vysokého tlaku a teploty: CO + 3H2 → CH4 + H2O (300-450°C, katalyzátor Ni)
Účinnost konverze je 60-65%

Pyrolýza

Pyrolýza je fyzikálně-chemický děj, který patří do skupiny termických procesů
Při pyrolýze dochází k tepelnému rozkladu organických materiálů bez přístupu kyslíku
Nosný plyn je argon
Teplotní profil pyrolýzy: sušení (do 220°C), torefakce (220-280°C), nízkoteplotní fáze (280-500°C), středně teplotní fáze (500-800°C) a vysokoteplotní fáze (nad 800°C)

Produkty pyrolýzy

Hlavními produkty jsou plyn, kapalina a tuhý karbonizovaný zbytek (biochar)
Plyn: CO, CO2, H2, CH4, vodní pára
Kapalina: primární dehet (zejména BTX), sekundární dehet (výševroucí aromatické sloučeniny)
Tuhý karbonizovaný zbytek: biochar, spolu s popelem tuhý produkt

Vlastnosti produktů

Pyrolýzní olej: kapalná směs organických látek s kyselým pH, má poloviční výhřevnost oproti kapalným fosilním palivům
Pyrolýzní voda: až 40 % vody, součást pyrolýzního oleje
Pyrolýzní plyn: CO2, CO, CH4
Tuhý uhlíkatý zbytek: schopný samostatného spálení