Wykonano pomiary TGA kinetyki reakcji Fe2O3-->FeO gazem syntezowym o zadanych proporcjach (N2/CO/H2) dla T=700-900 [stopni]C. Do analizy wyników zastosowano metodę Hancocka-Sharpa i równanie Johnsona-Mehla-Avramiego-Erofeev'a. Początkowy etap procesu odpowiada modelowi kinetycznemu reakcji powierzchniowej na granicy faz oraz modelowi kinetycznemu nukleacji powierzchniowej. Szybkość reakcji rośnie z temperaturą i ze zwiększaniem stężenia H2. Określono wartości energii aktywacji dla różnych składów gazu redukującego. Całość procesu opisano za pomocą sztucznej sieci neuronowej ważnej w tym samym zakresie parametrów.
EN
The kinetics of Fe2O3-->FeO reduction by syngas of selected compositions (N2/CO/H2) in T=700-900[degrees]C was investigated. Hancock-Sharp method, based on Johnson-Mehl-Avrami-Erofeev's equation was applied. Both surface-boundary-controlled reaction and surface nucleation mechanisms control the kinetics at the initial stage of the process. The reaction's rate increases with T and H2 content. The activation energies for selected syngas compositions were elaborated. Artificial Neural Network was applied for alternative process modeling in the same parameters' range.
Methods of conventional technologies of coal mining provide natural fuel and coke basic industrial regions. World extraction of the coals and ores has achieved 6 billons tones. In the conventional technologies the modern machines and mechanized complexes are used. The power industrial infrastructure has created. But the industry is characterized the shortages. These ones include high labour-intensive, high energy capacity, high social hazard and very much volume of the empty rocks. Further development of coal industry using the conventional methods may be continued at the expense of the extensive ways. It is means the further development of the coal industry will require the increase of the shortages. Real alternative may be development of the unconventional the technologies in the coal industry as it is done in the ore production industry - for instance, many hundreds of thousands tones are extracted with unconventional geotechnical and micro biotechnological methods. In this report the new view on the development and principles of the unconventional technologies in the coal industry are done. The ways of the technologies use in coal fields are carried out. The conceptual scheme of the unconventional technologies is done. The scheme of hydrogen production on the coal field sites is discussed.
PL
Tradycyjne metody i technologie górnicze dostarczają paliw naturalnych i koksu dla podstawowych regionów przemysłowych. Światowe wydobycie węgla i rud osiągnęło 6 bilionów ton. W tradycyjnych technologiach stosuje się nowoczesne maszyny i zmechanizowane systemy wydobywcze. Stworzono przemysłową infrastrukturę energetyczną, jednakże przemysł cierpi na pewne niedostatki, tj. duże zaangażowanie zasobów ludzkich, energochłonność, wysokie zagrożenie społeczne oraz powstawanie dużych obszarów pustek podziemnych. Dalszy rozwój przemysłu węglowego opartego na metodach tradycyjnych może być kontynuowany kosztem metod ekstensywnych. Oznacza to, że dalszy rozwój przemysłu węglowego będzie pogłębiał te niedostatki. Faktyczną alternatywą może być rozwój metod niekonwencjonalnych w przemyśle górniczym, jak to miało miejsce w przemyśle rudnym, gdzie np. za pomocą niekonwencjonalnych geotechnicznych i mikro-biotechnologicznych technik wydobywa się setki tysięcy ton. W niniejszym artykule przedstawiono opinię na temat rozwoju i zasad technologii niekonwencjonalnych w przemyśle górniczym. Przedstawiono sposoby wdrożenia niekonwencjonalnych metod w warunkach eksploatacji złóż węglowych. Przedstawiono schemat poglądowy zastosowania technologii niekonwencjonalnych. Omówiono również schemat produkcji wodoru w kopalniach węgla.
Przemysłowe wykorzystanie wodoru zostało w ostatnich latach rozszerzone ze względu na jego imponujący potencjał energetyczny połączony z minimalnym szkodliwym wpływem na środowisko. Motywacją do jego wytwarzania i stosowania są przede wszystkim regulacje prawne dotyczące zapobiegania zmianom klimatycznym i zmniejszaniu zapotrzebowania na paliwe kopalne.
Jak najlepiej wykorzystać energię odnawialną wytwarzaną w morskich farmach wiatrowych do produkcji wodoru? Istnieją różne koncepcje zasilania elektrolizerów.
Reakcja konwersji tlenku węgla parą wodną (WGS) jest przemysłowo wykorzystywana od końca XIX wieku. Ponowne nią zainteresowanie związane jest ze wzrostem zapotrzebowania na wodór, który wykorzystywany jest zarówno jako paliwo, jak i substrat w syntezie chemicznej (m.in. produkcja amoniaku i metanolu). Reakcja ta wykorzystywana jest do komponowania pożądanego, ze względu na jego dalsze wykorzystanie, składu gazu syntezowego – korekta udziału kluczowych składników gazu: CO, CO2, H2 i H2O. Proces konwersji tlenku węgla jest istotny również ze względu na fakt przekształcenia formy występowania pierwiastka węgla w gazie syntezowym z CO na CO2, który to związek można następnie wydzielić ze strumienia gazu w procesach usuwania składników kwaśnych. Proces konwersji CO znajduje szerokie zastosowanie, a w zależności od przeznaczenia produkowanego gazu stosuje się różne jego konfiguracje. W artykule przedstawiono przegląd technologii konwersji tlenku węgla parą wodną przede wszystkim w kontekście ich wykorzystania do uzdatniania gazu syntezowego generowanego w procesie zgazowania. Celem artykułu jest również pokazanie ewolucji technologii konwersji tlenku węgla od rozwiązań klasycznych po eksperymentalne. Zostaną omówione następujące technologie: jednostopniowa konwersja, dwustopniowa konwersja, konwersja z równoczesnym usuwaniem jednego z produktów reakcji (H2 lub CO2) oraz konwersja CO powiązana z wychwytem CO2. Te ostatnie technologie zaliczyć można do tzw. hybrydowych, które realizowane są w nowoczesnych reaktorach wielofunkcyjnych. W opinii autorów największy rozwój technologii konwersji CO nastąpi właśnie w dziedzinie reaktorów wielofunkcyjnych.
EN
The water-gas-shift reaction (WGS) has been industrially used since the XIX century. Renewed interest in it is associated with increased demand for hydrogen, which is used both as a fuel and as a substrate in chemical synthesis (e.g. ammonia and methanol production). This reaction is used to obtain the desired synthesis gas composition for specific application – to correct participation of key gas components such as: CO, CO2, H2 and H2O. The water-gas-shift reaction is also important due to the fact of changing of the carbon form in syngas from CO to CO2. Carbon dioxide can be easy isolated from gas mixture using Acid Gas Removal (AGR) process. The process of CO conversion is widely used and can be implemented in different configurations depending on the gas destination. The article presents an overview of WGS technology primarily in terms of their use for the treatment of synthesis gas generated during gasification process. The purpose of this article is also to show the evolution of WGS technology from classical to experimental solutions. The following technologies: single-stage conversion, two-stage conversion, conversion with one of the reaction product removing and CO conversion associated with CO2 capture will be presented. These latter technologies can be classified as hybrid methods which are carried out in modern multi-functional reactors. In the authors' opinion, the biggest development of WHS technologies will be take place in the sphere of multifunctional reactors.
The wave technologies of influence on multiphase systems can find application for an intensification of hydrocarbon production technological processes, including increase gas and condensate recovery. By means of cyclic wave influences, it is possible to change hydrodynamic and thermodynamic properties of mass transfer process in a gas-condensate stratum and promote increase in an output of gas and condensate. A series of experimental and theoretical works on modeling of mass transfer processes in two phase system (a mixture methane-n-butane) at conditions (pressure and temperature) of real gas-condensate stratums is carried out. Numerical model of a two-phase filtration of hydrocarbon mixtures in a porous medium for modeling of acoustic waves influence is developed. Similarity parameters of process are received, resonance frequencies and the amplitudes of the wave influence providing minimal time of a condensate plug destruction are found.
Obtaining hydrogen for energy production purposes from biomass and water. Role of hydrogen as energy carrier. Method of biophoto-lythic production of hydrogen from water.
Procesy produkcji wodoru z paliw kopalnych, a w szczególności z węgla, muszą być skojarzone z procesami wydzielania dwutlenku węgla w czasie produkcji wodoru oraz deponowaniem (tzw. sekwestracją) dwutlenku w sposób izolujący go od atmosfery. Jeśli ten warunek nie zostanie spełniony, nie może być mowy o tym, iż stosowanie wodoru jako paliwa przyczyni się do obniżenia emisji dwutlenku węgla do atmosfery. Nie znajduje uzasadnienia optymizm dotyczący perspektyw rozwiązania problemów ochrony klimatu przed emisją gazów cieplarnianych oraz coraz trudniejszej dostępności do ropy naftowej i gazu, poprzez produkcję paliwa wodorowego.
EN
Processes of obtaining hydrogen from mineral fuels – especially from coal – must be related to the processes of CO2 emission during hydrogen production as well as depositing (so called „sequestration”) CO2 with the aim to isolate it from the atmosphere. If this condition is not fulfilled we cannot say that using hydrogen as a fuel will contribute to reducing of CO2 emission to the atmosphere. Groundless is also the optimism concerning perspectives to elaborate general solution of problems referring to climate protection against hothouse gases emission as well as the more and more difficult access to oil and gas by producing hydrogen fuel.
The raw materials (natural gas, petroleum, coal, biomass and water), by-products (syngas, pyrolysis oil and gas, petroleum hydrocarbons, ethanol, biogas, glycerol, hydrogen sulfide), synthetic products (methanol, dimethyl ether, hydrocarbons and ammonia) and processes (reforming, gasification, thermal decomposition, synthesis reactions, electrolysis, biochemical treatments and special methods) for hydrogen production were discussed.
W artykule przedstawiono zagadnienia dotyczące modelowania pracy reaktora termokatalitycznego wykonanego z cienkiej taśmy ze stopu na osnowie fazy międzymetalicznej Ni3Al. Niniejszy układ umożliwia innowacyjną produkcję wodoru na cele energetyczne poprzez dekompozycję metanolu praktycznie przy ciśnieniu atmosferycznym. Przy obecnym stanie obciążenia turbin parowych w energetyce zawodowej wywołanym zarówno współpracą z odnawialnymi źródłami energii jak i zmiennymi reżimami pracy staje się zasadnym sięganie do nowych technologii magazynowania energii elektrycznej. Przyszłościowym magazynem są paliwa w tym wodór i związany z nim poprzez reakcje chemiczne metanol, których produkcję można analizować przy wykorzystaniu nowoczesnych narzędzi obliczeniowych. W artykule omówiono wyniki analiz numerycznych uwzględniających powierzchniowe reakcje katalityczne a mianowicie: dekompozycję metanolu do wodoru i tlenku węgla. Odniesiono się również do wyników eksperymentów. Przedstawione analizy należy uznać za użyteczne w aspekcie projektowania urządzeń zapewniających wysokosprawną oraz czystą konwersję energii elektrycznej w chemiczną i odwrotnie.
EN
This paper concerns the issues of the process hydrogen production modelling by methanol decomposition in the thermo-catalytic reactor on the intermetallic phase of Ni3Al. At the current load of steam turbine and cooperation with renewable energy sources, more detailed computational tools modelling chemical reaction are required, which allow determining the ability of storage electrical energy in fuels. This article describes the results of interaction Ni-based foils with flow which exhibit extremely high catalytic activity in methanol decomposition. The numerical simulation has been performed via CFD procedure with extension including increased chemical reactions rate on an interphase between fluid and solid. Presented analysis should be considered as satisfied and promising in the process of energy conversion from fuel to electric energy and reversly.
Co/CeZr02 catalyst was used in the catalytic partial oxidation (POX) of toluene- applied as a model compound of some tar contained in the products of the coal or biomass gasification. Catalytic tests were carried out in TPSR mode and in stationary conditions. It was demonstrated that Co/CeZr02 catalyst was more active in the POX process than a reference industrial catalyst.
18
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This paper presents results of study of dry reforming of kerosene using a microwave plasma. The plasma was generated in waveguide supplied metal-cylinder-based nozzleless microwave plasma source (MPS) operated at 915 MHz. The rotational temperature of heavy species (assumed to be close to gas temperature) was up to 5500 K (for plasma without kerosene). The hydrogen production rate was up to 470 NL[H2]/h and the energy efficiency was 89.5 NL[H2] per kWh of absorbed microwave.
PL
Artykuł przedstawia wyniki badań suchego reformingu nafty w plazmie mikrofalowej (915 MHz). Temperatura rotacyjna cząstek ciężkich (przyjmowana jako zbliżona do temperatury gazu) wynosiła do 5500 K (dla plazmy bez dodatku nafty). Uzyskana wydajność produkcji wodoru wynosiła do 470 NL [H2]/h, natomiast efektywność energetyczna do 89,5 NL [H2] na kWh zaabsorbowanej energii mikrofal.
19
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Alternatywne metody otrzymywania wodoru cieszą się coraz większym zainteresowaniem. Dla małych wytwórni wodoru interesującym sposobem jego otrzymywania jest parowy reforming metanolu. Proces ten jest już realizowany w skali przemysłowej na katalizatorach Cu-Zn-Al. Dokonano przeglądu informacji dotyczących przemysłowego procesu parowego reformingu metanolu.
EN
A review, with 40 refs., of process conditions and catalysts.
Przeprowadzono badania zastosowania katalizatorów miedziowych do produkcji wodoru w procesie rozkładu metanolu. Badano katalizatory w postaci tlenków metali CuOZnOZrO2 z dodatkami tlenku galu, chromu oraz chromu i ceru, a także katalizator CuOZnOAl2O3 promowany tlenkiem cyrkonu. Najwyższą wydajność wodoru wykazują katalizatory: CuOZnOAl2O3 promowany tlenkiem cyrkonu oraz katalizator CuOZnOZrO2 z dodatkiem tlenku galu. Stwierdzono, iż katalizator wytworzony metodą hydrotalkitową wykazuje najlepszą aktywność w badanym procesie.
EN
The studies of Cu catalyst usage in a hydrogen production in the methanol decomposition process were performed. Oxide metal of CuOZnOZrO2-based catalysts with Ga, Cr and Ce additives and CuOZnOAl2O3-based ones promoted by Zr were investigated. The highest hydrogen yield was achieved with CuOZnOAl2O3ZrO2 catalysts and CuOZnOZrO2Ga2O3 ones. It was established that the catalyst produced by hydrotalcite method showed the best activity.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.