Fischer Tropsch: Fast brensel med flytende brensel


Del denne artikkelen med vennene dine:

Fischer Tropsch-prosessen med å syntetisere et flytende brensel

Nøkkelord: fisher, tropsh, prosess, flytende, drivstoff, fast, flytende, kull, karbon, biomasse, synkrude, syngas, syntese, brensel, biobrensel, agrobrensel.

Fischer Tropsch-prosessen er en forholdsvis kompleks flytende prosess for et fast eller gassformet brensel. Med andre ord gjør det mulig å skaffe et flytende brennstoff fra et fast brennstoff eller gass.

Interessen for flytende prosessen er åpenbar, her er hovedargumentene 2:

- et flytende brensel generelt til stede en kaloriverdi mer interessantdet vil si at samme potensielle kjemiske energi vil ta et mye mindre volum når drivstoffet er i flytende form enn solid og enda mer for gassen. Dette muliggjør lettere lagring og transport.
Eksempel: For den samme lagrede energien, trepellets tar omtrent 3,5 ganger mer volum enn brennstoffolje.

- et flytende brennstoff er vanligvis mye lettere å antennes og gir mye enklere kraftregulering. Dette kan være et grunnleggende kriterium på visse energifelt som for eksempel transport.

Fischer-Tropsch-prosessen (ifølge Wikipedia)

Fischer-Tropsch-prosessen er en kjemisk reaksjon for å katalysere karbonmonoksid og hydrogen for å konvertere dem til hydrokarbon. De vanligste katalysatorene er jern eller kobolt.

Verdien av omdannelsen er å produsere syntetisk flytende brensel, syncrude, fra kull, trevirke eller gass. Fischer-Tropsch-omdannelse er en meget effektiv prosess med hensyn til utbytte, men krever store investeringer, hvilket gjør det økonomisk utsatt for nedadgående svingninger i oljefatet. Dessuten kan trinnet med fremstilling av syntesegass (en blanding av CO og H2) oppviser en heller dårlig ytelse, straffe den totale prosesseffektivitet.

Fischer-Tropsch ligning

Fischer-Tropsch-prosessen som oppdaget av sine to oppfinnere er som følger:

CH4 + 1 / 2O2 -> 2H2 + CO

(2n + 1) H2 + nCO -> CnH (2n + 2) + nH2O

Blandingen av karbonmonoksid og hydrogen kalles syntesegass eller syngas. Den resulterende produksjonen (syntetisk rå eller synkrude) blir raffinert for å oppnå den ønskede syntetiske brensel.

Opprinnelse og historie av denne prosessen (ifølge Wikipedia)

Oppfinnelsen av Fischer Tropsch-prosessen stammer fra 1925 og tilskrives to tyske forskere, Franz Fischer og Hans Tropsch, som arbeider for Kaiser Wilhelm-instituttet (Tyskland). Denne prosessen er avhengig av katalytisk reduksjon av karbonoksider med hydrogen for å omdanne dem til hydrokarbon. Dens interesse er å produsere, fra kull eller gass, en syntetisk olje (syncrude) som deretter raffineres for å gi syntetisk flytende brensel (synfuel).

Den tyske opprinnelsen: 124 000 syntetiske fat per dag i 1944 ...

Denne prosessen ble utviklet og operert av Tyskland, fattig i olje- og oljekolonier, men rik på kull for å produsere flytende brensel, som massivt ble brukt av tyskere og japansk under andre verdenskrig. Dermed ble det første pilotanlegget av Ruhrchemie AGS i 1934 etablert og industrialisert i 1936.

Tidlig 1944, Reich produsert noen 124 000 fat / dag av drivstoff fra kull, som stod for over 90% av sine flydrivstoff behov og mer enn 50% av det totale behovet for drivstoff land.

Det oppnådde drivstoffet var fortsatt av mindre god kvalitet (og fremfor alt konsistens) enn drivstoffet av petroleums opprinnelse, slik at ingeniøren benyttet seg til vanninjeksjon for å kompensere for relativt lave oktantal. Lær mer: vanninjeksjonen i Messerschmitt.

Denne produksjonen kom fra 18 direkte flytende planter, men også 9 små FT planter, som produserte noen 14 000 fat / dag.

... men også i Japan

Japan har også forsøkt å produsere drivstoff fra kull, produksjonen var hovedsakelig gjennom lavtemperatur karbonisering, en prosess som ikke er veldig effektiv, men enkel.

Men selskapet Mitsui kjøpt en lisens fra Fischer Tropsch-prosessen Ruhrchemie å bygge tre fabrikker i Miike, Amagasaki og Takikawa, som aldri nådde sitt nominell kapasitet som er på grunn av design problemer.

I 1944-årene produserte Japan 114 000 tonn brensel fra kull, men bare 18.000 av dem ble laget i henhold til FT-prosessen. Mellom 1944 og 1945 ble de tyske og japanske fabrikkene sterkt skadet av alliert bombing, og flertallet ble demontert etter krigen.

Overgivelse av teknologi etter krigen unntatt i Sør-Afrika

Tyske forskere som utviklet FT-prosessen ble fanget av amerikanerne og syv av dem sendte til USA som en del av Operation Paperclip. Men etter strukturering av oljemarkedet, og den kraftige nedgangen i prisene, forlot USA oppgavene, og Fischer-Tropsch-prosessen falt i bruk.

I 1950 år, men han fant interesse i Sør-Afrika: land med rike ressurser kull, har bygget høyt mekaniserte gruver (Sasol) som leverer CTL enheter, hvor produksjonen er basert på to separate Fischer Tropsch-synteseer:
- Arge-prosess (utviklet av Ruhrchemie-Lurgi) for produksjon av høykokende hydrokarboner, for eksempel gassolje og voks.
- Syntolprosess for produksjon av hydrokarboner med lavere kokepunkter, som bensin, aceton og alkoholer.

Produksjonen var tilstrekkelig for levering av drivstoff.

Alltid brukt i dag

I 2006 dekker disse enhetene omtrent en tredjedel av Sør-Afrikas behov, og Sasol er blitt en av verdens ledende spesialister på feltet.

Etter det første oljeskuddet av 1973, som førte til økningen i prisen på råolje, forsøkte flere bedrifter og forskere å forbedre den grunnleggende prosessen med Fischer-Tropsch, som fødte en rekke forskjellige prosesser , gruppert under Fischer-Tropsch-syntese eller Fischer-Tropsch kjemi komponent.

En B-52 som flyr i USA

Siden 2000-årene er prosessen derfor av økonomisk interesse. Dermed US Department of Defense i september 2005 orde for utbygging av en petroleumsindustri basert på amerikanske energiressurser utnyttelse av kull for å produsere brensel via Fischer-Tropsch-prosessen, og så ikke være avhengig av eksterne naturressurser for sine egne behov.



Siden 2006 utfører en B52 fra US Air Force tester med Fischer-Tropsch-drivstoff, blandet med 50% eller ren. For nå er det en suksess som vil tillate det amerikanske militæret å gjenvinne strategisk uavhengighet for sitt militære drivstoff.

Økonomiske og bærekraftige applikasjoner

Liquefying kull eller gass gir liten eller ingen forskjell til drivhuseffekten og uttømmingen av fossile ressurser, karbon vil bli frigjort før eller senere inn i atmosfæren, og naturressursen som brukes, er ikke fornybar.

Det er ganske annerledes ved hjelp av Fischer-Tropsch-prosessen fra biomasse, biogass eller til og med organisk industriavfall.

Så det generelle prinsipp av Fischer-Tropsch-reaksjonen har variert sterkt siden begynnelsen, og ga opphav til mer generelle prosesser og navn som CTL (Coal til Liquids), GTL (Gass-til-væske), men særlig BTL (Biomasse til væsker). Det er denne siste sektoren som er spesielt interessert i økonomi.

Mange organisasjoner, inkludert CEA, arbeider for å forbedre konverteringsprosesser, faktisk, den totale energieffektiviteten av denne teknologien er også fortsatt et svakt punkt.

Eksempel, flytende av et industriavfall av et tysk selskap (publisert i Autoplus i november 2005):

fischer tropsch i autoplus

Lær mer:

- Fordeling av biomasse av CEA
- En annen flytende kull: Makhonnine-prosessen
- Energiblandingen, fremtidens energiløsning?


Facebook kommentarer

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert. Obligatoriske felt er merket *