Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

kömürün sıvılaştırılması

No description
by

Dnz Uykn

on 13 April 2015

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of kömürün sıvılaştırılması

Kömür Dönüşüm Teknolojileri
Dinlediginiz için çok teşekkürler
Kömürün Yapısı ve Sıvılaştırma
Kömür, fosilleşmiş bitkilerden kaynaklanan organik ve inorganik bileşenlerden oluşmuş heterojen bir yapıdadır.

Petrol ve petrol ürünleriyle kıyaslandığında, kömürlerde hidrojen açığı bulunmaktadır. Buna karşın kömürlerin mineral madde ve heteroatom (oksijen, azot, kükürt) içerikleri daha yüksektir.

Dolayısıyla kömürlerin sıvılaştırılabilmesi için,

kompleks polimerik yapı daha küçük molekül ağırlıklı parçalara kırılmalı
mineral madde ile heteroatomlar giderilmeli
H/C oranı ağırlıkça iki-üç katına çıkarılmalıdır.
kömürün sıvılaştırılması
Deniz uykun

Sıvılaştırma Yöntemleri
Sıvılaştırma yöntemleri genel olarak iki ana başlık altında incelenebilmektedir:

1. Doğrudan Sıvılaştırma Yöntemleri

2. Dolaylı Sıvılaştırma Yöntemleri

Dogrudan Sıvılaştırma Yöntemleri
Kömür ile hidrojenin tepkimesi olarak tanımlanan, sentez gazı üretimi olmaksızın gerçekleşen doğrudan sıvılaştırma yöntemi ile sıvı ürünler elde edilebilmektedir.


Dolaylı Sıvılaştırma Yöntemleri
Bu yöntemde ilk aşama

gazlaştırma
dır.

Kömür, buhar, oksijen ya da hava ile tepkimeye sokularak gazlaştırılmaktadır.

Gazlaştırma için oksijen kaynağı olarak
hava

kullanılması durumunda, düşük ısıl değerli gazlar,
oksijen
kullanıldığında ise karbonmonoksit ve hidrojenden oluşan, yüksek ısıl değere sahip sentez gazı üretilmektedir.
Piroliz
Çözücü ekstraksiyonu
Hidrojenleme
Doğrudan sıvılaştırma Yöntemleri
Piroliz
Oksijenin olmadığı bir ortamda yüksek sıcaklık etkisiyle meydana gelen termal bozunmaya piroliz denir.

Piroliz sonucu, kömürden; gaz, buhar ve katrandan oluşan, hidrojence zengin ürünler ve karbonca zengin katı ürün elde edilmektedir.

Kömür pirolizi genellikle iki şekilde yapılabilmektedir:

Yavaş ısıtma ( <1 ℃/s )
Hızlı ısıtma ( >10 ℃/s )
Ekstraksiyon
Bu yöntemde kömür, 350-450℃ arasındaki sıcaklıklarda bozundurucu ya da reaktif sıvı çözücülerle veya süper kritik gazlarla ekstrakte edilmektedir.

Kömür, genel olarak hidrojen veren çözücü içerisinde, katalizör olmaksızın ısıl olarak çözündürülmektedir.

Bu yöntem kullanılarak, oldukça düşük basınçlarda bile bitümlü kömürün %35-40'ı ekstrakte edilebilmektedir.

Hidrojenleme
Temel olarak 2 hidrojenleme türü vardır:

Hidrojen eklenmesi, yüksek basınç ve sıcaklıkta hidrojen gazı kullanılarak gerçekleştirilmektedir (120-330 atm ve 350-475℃).

Hidrojenasyon kömürden elde edilen çözücüde kömürün çamuru hazırlanarak yapılmaktadır. Bu çamur hidrojen bulunduran gazla kurutulmakta ve yüksek sıcaklık ve basınçta reaksiyona sokulmaktadır. Reaksiyonlar katalizörlü veya katalizörsüz olarak gerçekleştirilebilmektedir.

Süperkritik gaz ekstraksiyonu:
Çözücünün kritik basınç ve sıcaklığına yakın ya da bu kritik değerlerin üzerindeki koşullarda gerçekleştirilen ekstraksiyondur. Bu yöntemde ekstraksiyon ve distilasyon işlemleri bir arada gerçekleşir.

Bu yöntemle kömürlerin ekstraksiyonu sırasında:


Süperkritik akışkan kömürün gözenek yapısına girerek, fiziksel olarak tutulmuş maddeleri çözer,

• Birincil piroliz ürünleri, normal olarak uçucu olmadıkları sıcaklıklarda çözülür ve katı oluşturan yoğunlaşma tepkimeleri sınırlanmış olur
.

Dolaylı Sıvılaştırma Yöntemleri
Fischer-Tropsch Sentezi
Fischer-Tropsch prosesi hidrojen ve karbon monoksit içeren gazlardan sıvı yakıt ve çeşitli kimyasalların üretilmesinde kullanılan bir prosestir.
Metanol Sentezi
Çeşitli katalizörlerle, aşağıdaki tepkime de gerçekleşebilmektedir:
Metanol-Benzin Dönüşümü
FT sentezinde aktif katalizörler:
Demir (Fe), Kobalt (Co), Rutenyum (Ru) ve Nikel (Ni).

Metanol sentezi için gerekli sentez gazı oranı (H2/CO) 2'dir. Metanol sentezi için düşük sıcaklık ve yüksek basınç gerekmektedir.

En basit sentez tepkimesi :
Bu üretim sürecinde yan ürün olarak oluşan metan, sentetik doğal gaz üretiminde kullanılabilmektedir.

Ham metanolden ise benzin, petrol gazı ve hafif gazlar üretilmektedir.

Bu proseste katalitik malzeme olarak zeolit katalizörlerde özellikle ZSM-5'ten yararlanılmaktadır.
Ortak işleme
 Ağır petrol türevleri ile ortak işleme
Biyoişleme
Mikroorganizmalar ve bu organizmalar aracılığıyla türetilmiş olan enzimler, aşağıda belirtilen amaçlar doğrultusunda kullanılmaktadır:

 Kömürün kükürt içeriğinin azaltılması

 Kömürün çözündürülmesi ve çözünen ürünlerin sıvı ve gaz ürünlere dönüştürülmesi

 Kömürden elde edilen sentez gazının sıvı ve gaz ürünlere dönüştürülmesi
Yeni Geliştirilen Sıvılaştırma yöntemleri
Geleneksel rafinasyon yöntemleriyle değerlendirilemeyen ağır petroller ile bunların atmosferik vakum altında distilasyon artıklarının kömür ile ortak işlenmesidir.
 Artık plastikler, lastikler, yağlama yağları ve selülozik maddeler ile ortak işleme:
Hidrojen kaynağı olarak polimerik artık malzemelerin kullanılması hem ekonomik açıdan fayda sağlanırken, hem de çevre sorunu yaratan bu artık maddeler değerlendirilmektedir.
COED ve COGAS Prosesleri
Char Oil Energy Development (COED) prosesi, en başarılı kömür çalışmalarından biridir.

COED prosesinde, kömürün kekleşmesini önlemek amacıyla, her birinin sıcaklığı bir öncekinden yüksek olan (315°C, 454°C, 538°C, 815°C) ardışık akışkan yataklar bulunmaktadır.

Bu prosesin özelliği, her kademede kısmi gazlaştırmanın yer almasıdır.
H-Coal Prosesi
Sıvılaştırma Prosesleri
COGAS prosesinde COED prosesine katı kalıntının gazlaştırılması adımı eklenmiştir.

Bu proseslerde beslenen kömürün %60'ı katı kalıntı olarak elde edildiğinden, bu katının gazlaştırılması prosesin ekonomikliği açısından önemlidir.

Karbon içeriği arttıkça kömürleşme derecesi artmaktadır. Karbon içeriği %88'den fazla olan kömürler, fazla miktarda aromatik halka ve düşük miktarda reaktif hidrojen içerdiğinden sıvılaştırılmaları zordur.

Kömürün şişme özelliği çözücünün kömürün içine daha kolay girmesini ve tepkime ürünlerinin kömürün yapısından kolay ve hızlı bir şekilde difüzlenmesini sağlar.

Kömürün yapısında bulunan mineral maddeler özellikle hidrojen basıncı altında gerçekleştirilen sıvılaştırma işlemlerinde katalizör görevi görmektedir.

COED prosesinin basitleştirilmiş akış diyagramı
H-Coal prosesinin akış diyagramı
1963 H-oil, Hydrocarbon Research, Inc. (ABD)

Co-Mo katalizörü

450℃ & 12-21 MPa

Işlem son ürüne göre %3-6 arasında değişen hidrojen tüketimiyle %90-95 toplam dönüşüm, %40-50 sıvı verimine ulaşmaktadır.

H-Coal prosesinde üç önemli işlev bulunmaktadır:
1-Sıvılaştırma,
2-Ayırma,
3-Hidrojen eldesi.
* EIA (Energy Information Administration
Full transcript