Сутегін алу жолы

Сутегілік энергетика қалыптасты бағыттарының бірі ретінде дамыту, ғылыми-техникалық прогресс ортасында 70-шы жылдардың өткен ғасырдың. Шамасына қарай, әдебиетті облысы зерттеулер байланысты алумен, сақтаумен, көлікпен және пайдалану сутегі ойынының барлық астам айқын экологиялық артықшылықтары сутегі технологияларды халық шаруашылығының əр түрлі салаларында. Дамуындағы бірқатар сутегі технологиялар (мысалы, отын элементтері, көлік жүйелері водороде, металлогидридные және басқа да көптеген) көрсетті, пайдалану сутегі әкеледі сапалы жаңа көрсеткіш жүйелерін немесе агрегаттары. Ал орындалған техникалық-экономикалық зерттеулер көрсетті: қарамастан, бұл сутегі болып табылады қайталама энергия тасымалдағыш, яғни қарағанда қымбат табиғи отын, оның қолдану бірқатар жағдайда экономикалық тұрғыдан орынды болып шығады. Сондықтан жұмыс сутекті энергетика көп, әсіресе, өнеркәсібі дамыған елдерде жатады дамуының басым бағыттары, ғылым мен техниканың және оларға үлкен қаржылық қолдау тарапынан мемлекеттік құрылымдардың және жеке капитал.

Қасиеттері сутегі

Еркін жай-күйі және қалыпты сутегі бойынша — түссіз газ жоқ иісі мен дәмі. Салыстырмалы ауа сутегі бар тығыздығы, 1/14. Ол, әдетте, бар комбинацияда басқа да элементтері, мысалы, оттегі суда көміртегі метане және органикалық қосылыстар. Өйткені сутегі химиялық өте белсенді, ол сирек бар сияқты несвязанный элементі.

Салқындатылған сұйық күйіне дейін сутегі алады 1/700 көлемінің газ тәрізді күйі. Сутек қосылған кезде оттегі бар ең биік ұстау, қуат бірлігіне келетін массасы: 120.7 ГДж/т, Бұл — себептерінің бірі сұйық сутегі ретінде пайдаланылады отын үшін зымырандар мен энергетика, ғарыш кемесі, кіші молекулалық массасы және жоғары үлестік энергосодержание сутегі зор маңызы бар. Жаққан кезде таза әдемілейді жалғыз өнімдер — высокотемпературное жылу және су. Осылайша, пайдалану кезінде сутегі емес құрылады парниктік газдар және бұзылмаса тіпті табиғаттағы су айналымы.

Өндірісі сутегі

Қорлар сутегі байланысты қр шектелген зат суда, іс жүзінде неисчерпаемы. Алшақтық осы байланыстарды жүргізуге мүмкіндік береді сутегі, содан кейін оны пайдалану отын ретінде. Әзірленген көптеген процестер бойынша разложению су құрамдас элементтері.

Қыздырғанда 25000 астам С су разлагается арналған сутегі және оттегі (тікелей термолиз). Осындай жоғары температураны алуға болады, мысалы, арқылы концентраттарды күн энергиясы. Мәселе мынада, болдырмау үшін рекомбинацию сутегі және оттегі.

Қазіргі уақытта әлемде басым бөлігі өндірілетін өнеркәсіптік ауқымда сутегі процессінде бу конверсия метан (ЖКМ). Алынған осы жолмен сутегі ретінде пайдаланылады реагент тазарту үшін мұнай және компонент азот тыңайтқыштар, сондай-ақ зымыран. Бу және жылу энергиясы температураларда 750-8500 Бастап талап етіледі ажырату үшін сутегі жылғы көміртегі негіздері метане, ол химиялық бу реформерах арналған каталитикалық тиіс. Бірінші саты процесінің ЖКМ расщепляет метан және су буы арналған сутегі және моноксид көміртегі. Артынша екінші сатысында «реакция жылжыту» айналдырады моно оксиді, көміртегі және суды көміртегі диоксиді) және сутегі. Бұл реакцияпроисходит кезінде температурасы 200-2500 С.

30-жылдары КСРО-да алды өнеркәсіптік ауқымда синтез-газ арқылы бу-ауа көмірді газдандыру. Қазіргі уақытта ИПХФ РҒА Черноголовке әзірленеді технологиясы газдандыру көмір сверхадиабатическом. Бұл технология аударуға мүмкіндік береді жылу энергиясы көмірдің жылу энергиясын синтез-газ ПӘК 98%.

Бастап 70-жылдардың өткен ғасырдың, елдегі орындалды және қажетті ғылыми-техникалық негіздеу және эксперименттік растау жобалар жоғары температуралы гелиевых реакторлар (ВТГР) атом энерготехнологических станцияларының (АЭТС) химия өнеркәсібі және қара металлургия. Олардың арасында АБТУ-50, ал кейінірек жобасы атом энерготехнологической станция реактордан ВГ-400 қуаты 1060 МВт ядролық өндірісі бойынша химиялық кешен сутегі және оның негізіндегі қоспалардан, шығаратын аммиак және метанол, сондай-ақ кейінгі жобаларды.

Негізі жобаларды ВТГР болды әзірлеу ядролық зымырандық қозғалтқыштардың водороде. Құрылған біздің елімізде осы мақсаттар үшін сынақ жоғары температуралы реакторлар және демонстрациялық ядролық ракета қозғалтқыштары жұмыс қабілеттілігін көрсетті қыздыру кезінде сутегі дейін рекордтық температура 3000К.

Жоғары температуралы реакторлар гелиевым жылу ұстағышпен — бұл жаңа түрі экологиялық таза, әмбебап атом энергия көздерінің, бірегей қасиеттері — қабілеті әзірлеуге жылу температурада 10000-нан астам С және жоғары қауіпсіздік деңгейін анықтайды кең мүмкіндіктер оларды пайдалану өндіру үшін көмекші газ турбиналы циклінде электр энергиясын жоғары ПӘК-мен жабдықтау үшін высокотемпературным жылумен және электр қуатымен өндіріс үдерістерін сутегі, тұщыландыру, суды, технологиялық процестердің химиялық, мұнай өңдеу, металлургия және басқа өнеркәсіп салалары.

Бірі-ең озық осы саладағы халықаралық жобасы ГТ-МГР әзірлейтін бірлескен күш-жігерімен ресейлік институттарының және американдық компанияның GA. Жобамен ынтымақтасады, сондай-ақ компанияның Фраматом және Фуджи электрик.

Алу атомдық сутегі

Көзі ретінде атомдық сутегі пайдаланады заттар, отщепляющие кезінде сәулеленген сутегі атомдары. Мысалы, сәулеленген кезде ультрафиолетовым жарықпен йодистого сутегі реакциясы жүреді білімі бар атомдық сутегі:

HI + hv® H + I

Алу үшін, атомдық сутегі қолданылады, сондай-ақ әдісі термиялық диссоциации молекулярлық сутегі платина, палладиевой немесе вольфрам сымға қыздырылған сутегі атмосферасында қысым кезінде кем 1,33 Па. Диссоциации сутегі атомдары болады, қол жеткізу және пайдалану кезінде радиоактивті заттар. Белгілі алу тәсілі атомдық сутегі высокочастотном электр разрядта, кейіннен вымораживанием молекулярлық сутегі.

Жеке бөліп алу әдістері сутегінің водородосодержащих қоспалар.

Сутегі айтарлықтай мөлшерде ұсталады көптеген газ қоспаларындағы мысалы коксовом жабдықтау, газ, алатын кезде пиролизе бутадиен, дивинил өндіруде жылуды.

Алу үшін сутегінің водородосодержащих газ қоспаларын пайдаланады физикалық әдістері бөлу және концентрациялау сутегі.

Төменгі температуралы конденсаттау және фракциялау. Бұл процесс жоғары дәрежесімен сипатталады сутегіні газ қоспасынан және қолайлы экономикалық көрсеткіштері. Әдетте кезде газдың қысымы 4 МПа алу үшін 93-94%-дық сутегі қажет температура 115K. Концентрациясы сутегі бастапқы газда 40% — дан астам дәрежесін алу жетуі мүмкін 95%. Шығыны энергиясын концентрациялау H2 70-90% — ға дейін шамамен 22 кВт. с 1000м3 бөлінетін сутегі.

Адсорбционное бөлу. Бұл процесс көмегімен жүзеге асырылады молекулалық елек пайдаланылады жұмыс істейтін адсорберлері. Оны жүргізуге болады қысыммен 3-3,5 МПа дәрежесімен алу 80-85% H2 түрінде 90%-тік концентрат. Салыстырғанда низкотемпературным әдісімен сутегінің бөліну жүргізу үшін осы үдерістің талап етіледі шамамен 25-30% — ға аз күрделі және 30-40% пайдалану шығындары.

Адсорбционное бөлу, сутегі көмегімен сұйық еріткіштер. Бірқатар жағдайларда әдіс үшін жарамды алған таза H2. Бұл әдіс бойынша мүмкін денесі шығарылды 80-90% сутегі ұсталатын бастапқы газ қоспасын және қол жеткізілген оның концентрациясы мақсатты өнім 99,9%. Энергияның шығыны табуды құрайды 68 кВт. с 1000м3 H2 .

Алу сутегі су электролизімен

Электролиз судың ең танымал және жақсы зерттелген әдістерін сутегі алу. Ол таза өнім алуды қамтамасыз етеді (99,6-99,9% H2 ) бір технологиялық сатысы. Өндірістік шығындар алуға сутегі электр қуатының құны шамамен 855.

Бұл әдіс алдым қолдану бірқатар елдер бар елеулі ресурстары арзан су энергиясына. Ең ірі электрохимиялық кешендері орналасқан, Канада, Үндістан, Египет, Норвегия, бірақ құрылған және жұмыс жасайды, мыңнан астам ұсақ қондырғыларды әлемнің көптеген елдерінде. Маңызды бұл әдіс, өйткені, ол ең әмбебап пайдалануға қатысты бастапқы қуат көздер. Қазақстан атом энергетикасын дамытуға байланысты мүмкін жаңа гүлденуі суды электролиздеу базасында арзан электр энергиясы атом электр станциялары. Ресурстар қазіргі заманғы электр энергетикасы үшін жеткіліксіз сутегі алу өнімі ретінде одан әрі энергетикалық пайдалану.

Электрохимиялық алу әдісі сутегі судан ие мынадай жақсы қасиеттері бар: 1) жоғары тазалығы алынатын сутегі – 99,99% — ға дейін және одан жоғары; 2) қарапайым технологиялық процесін, оның үздіксіздігі, мүмкіндігін барынша толық автоматтандыру жоқтығы, қозғалатын бөлшектерін электролиттік ұяшықта; 3) алу мүмкіндігі құнды жанама өнімдер – ауыр су және оттегі; 4) общедоступное және таусылмас шикізат – су; 5) икемділік процесінің алу мүмкіндігі сутегі тікелей қысыммен; 6) жеке бөлу сутегі және оттегінің ең процесінде электролиз.

Барлық процестерінде сутегі алу разложением судың жанама өнім ретінде алып отыратын болады айтарлықтай санын оттегі. Бұл жаңа ынталандыру шараларын қолдану. Ол өз орнын табады тек жылдамдатқыш технологиялық процестерді, бірақ таптырмайтын тазалағыш және сауықтыру су қоймалары, өнеркәсіп ағындыларын. Бұл сала пайдалану оттегінің болуы мүмкін таралған атмосфераға, топыраққа, суға. Жағуға әдемілейді өсіп келе жатқан санын тұрмыстық қалдықтарды алады проблемасын шешуге қатты қалдықтарды үлкен қалалар.

— Тағы бағалы жанама өнімі электролиз су болып табылады, ауыр су – жақсы замедлитель нейтрондар атом реакторларында. Сонымен қатар, ауыр су ретінде пайдаланылады шикізат алу үшін дейтерий, ол өз кезегінде шикізат болып табылады үшін термоядролық энергетика.

Добавить комментарий

Your email address will not be published.